JPH07202401A - 金属バンプの供給方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板上に所定の金属でなる接続媒体を溶着する
金属バンプの供給方法及びその装置において、安定した
量の金属バンプを比較的簡易に供給し得るようにした金
属バンプの供給方法及びその装置を提案しようとするも
のである。 【構成】所定の金属でなる直径均一な球形形状の接続媒
体２６を所定のピツチで配列された複数の吸引孔２７を
有する吸着手段２４、２５によつて吸着し、供給手段２
４、２５に吸着された接続媒体を供給対象に搬送するこ
とにより、安定した量の金属バンプを比較的簡易な工程
によつて供給対象上に供給し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図５、図６及び図７） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１、図３及び図４） 作用（図１、図３及び図４） 実施例（図１〜図４） 発明の効果（図１、図３及び図４）

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は金属バンプの供給方法及
びその装置に関し、例えばプリント配線板にはんだを供
給する際に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、はんだの供給方法として、ソルダ
ペースト供給方法、部品電極へのはんだの供給方法及び
基板ランドへのはんだプリコートによる方法が提案され
ている。表面実装部品をプリント配線板に実装する方法
を図５に示す。プリント配線板１上に基板ランド２が設
けられており、当該基盤ランド２上にはソルダペースト
３が塗布されている（図５（Ａ））。

【０００４】この状態において、表面実装部品４、５を
それぞれ基板ランド２間を橋架し得るように位置合わせ
して実装する（図５（Ｂ））。その後、プリント配線板
１をリフローすることにより、ソルダペースト３が溶融
され、表面実装部品４、５を基板ランド２上のソルダペ
ースト３に接合し得る（図５（Ｃ））。このようなソル
ダペースト供給方法には印刷法、デイスペンス法等があ
る。

【０００５】部品電極へのはんだの供給方法には、ＩＣ
リードへのセルフソルダ法（セルフソルダ−ＱＦＰ）、
転写バンプ法等がある。セルフソルダ法は、電解めつき
によりＩＣリードへはんだを析出させる方法である。例
えば図６におけるはんだめつき後のＩＣリード６の縦断
面に示すように、ＩＣリード６はその表面全体をはんだ
めつき７で覆われることになる。

【０００６】転写バンプ法は、電解めつきにより基板ラ
ンドに対応するようはんだを析出させ、ベアチツプやＴ
ＣＰの電極に転写する方法である。例えば図７に示すよ
うに、樹脂フイルム８の中央位置には正方形状の開口８
Ａが形成されており、当該開口８Ａの同一面上に有する
４つの辺に直交するように、互いに並列関係にある４本
のリード９が樹脂フイルム８及び開口８Ａを跨がつて取
り付けられている。この場合、開口８Ａ側にあるリード
９の先端部には、Ｓｎ又はＡｕめつき処理が施されてい
る（図７（Ａ））。

【０００７】また、バンプ形成用基板１０には、その表
面上に樹脂フイルム８に設けられたリード９のめつき処
理がなされた部位と位置合わせし得るようなピツチで配
列されたバンプ１１が溶着されている（図７（Ｂ））。
この状態において、バンプ形成用基板１０上に溶着され
ているバンプ１１を熱圧着することにより、当該バンプ
１１を樹脂フイルム８に設けられたリード９の先端部に
転写接合させる（図７（Ｃ））。

【０００８】続いてＬＳＩチツプ１２を上述のバンプ１
１が形成された樹脂フイルム８に接続させる。この場
合、ＬＳＩチツプ１２の表面上の所定位置にはアルミ電
極１３が設けられており（図７（Ｄ））、当該アルミ電
極１３に加熱加圧して溶融したバンプ１１を溶着するこ
とにより、ＬＳＩチツプ１２を樹脂フイルム８に接続し
得る（図７（Ｅ））。

【０００９】このとき、バンプ１１を加熱加圧すること
により、アルミ電極１３の表面を覆つている酸化膜が破
壊され、不純物が付着されないアルミニウムとバンプ１
１のＡｕとでＡｕ・Ａｌの接合を一括して形成すること
になる。次に基板ランドへのはんだプリコートによる方
法には、スーパソルダや部分剥離法等があり、基板ラン
ドへのはんだプリコートは部品を特定せず、またソルダ
ペースト印刷では困難である微小ランドへのはんだ供給
をなし得るため有効である。

【００１０】スーパーソルダ法は、特殊ペーストの化学
反応によりランド毎にはんだを析出させる方法である。
また印刷プリコート法は、ソルダペースト印刷後に部品
をマウントしないでリフローすることによりプリコート
を形成する方法である。また部分剥離法は、プリント配
線板製造時にマスクとして用いたはんだをランド部のみ
残して剥離することによりプリコートを形成する方法で
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところでソルダペース
ト供給方法において、デイスペンス法によるのでは、微
小な基板ランドへのはんだの塗布及び量制御が困難にな
り、また印刷法では印刷抜け性等の影響により、 0.3
〔mm〕ピツチＩＣや1005部品等の微小な基板ランドへの
安定したはんだ供給は困難になる。このため、プリント
配線板の高密度化部品の小型化が進むにつれ、部品ラン
ドへのはんだ供給量の高精度化が要求に応え得ないこと
になる。

【００１２】また、部品電極へのはんだの供給におい
て、セルフソルダ法及び転写バンプ法によるのでは、共
に電解めつきを用いることによりプロセスが煩雑化す
る。また部品へはんだを供給する方法では部品が特定さ
れることにより、全部品に対応してはんだを供給するこ
とは困難になつて汎用性に欠けることになる。

【００１３】また基板ランドへのはんだプリコートによ
る方法において、スーパーソルダ法によるのでは、特殊
なペーストを使用する必要があり、またはんだのバラツ
キが寸法において＋１００〔％〕（例えば５０〔μｍ〕
の場合＋５０〔μｍ〕）及び−５０％（例えば５０〔μ
ｍ〕の場合−２５〔μｍ〕）と大きくなり、容易にバン
プを形成し得ない。

【００１４】また印刷プリコート法によるのでは、プリ
コート専用の印刷（実装時に用いるスクリーンより薄く
印刷抜け性が良い）を用いているにもかかわらず、高精
度なはんだ供給をすることが困難になる。また部分剥離
法によるのでは、電解めつきを用いる必要があるためは
んだプリコート形成の過程が複雑になる。

【００１５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、安定した量の金属バンプを比較的簡易に供給し得る
ようにした金属バンプの供給方法及びその装置を提案し
ようとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、供給対象２９上に所定の金属でな
る接続媒体２６としての金属バンプを供給する金属バン
プの供給方法において、所定の金属でなる直径均一な球
形形状の接続媒体２６を所定のピツチで配列された複数
の吸引孔２７を有する吸着手段２４、２５によつて吸着
し、吸着手段２４、２５に吸着された接続媒体２６を供
給対象２９に搬送するようにする。

【００１７】また本発明においては、供給対象２９上に
所定の金属でなる接続媒体２６としての金属バンプを供
給する金属バンプの供給装置２０において、所定の金属
でなる直径均一な球形形状に統一した接続媒体２６と、
接続媒体２６を所定のピツチで配列された複数の吸引孔
２７に吸着する吸着手段２４、２５とを備え、吸着手段
２４、２５に吸着された接続媒体２６を供給対象２９上
に搬送するようにする。

【００１８】

【作用】所定の金属でなる直径均一な球形形状の接続媒
体２６を所定のピツチで配列された複数の吸引孔２７を
有する吸着手段２４、２５によつて吸着し、吸着手段２
４、２５に吸着された接続媒体２６を供給対象２９に搬
送するようにすることにより、安定した量の金属バンプ
を比較的簡易な工程によつて供給対象２９上に供給し得
る。

【００１９】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００２０】図１において、２０は全体としてはんだ供
給装置を示し、駆動装置２１及びその下側部に取り付け
られたレーザ付きツール２２からなり、駆動装置２１の
側面に取り付けられたＸＹ方向駆動アーム２３により当
該はんだ供給装置２０をＸ軸及びＹ軸の方向に移動し得
るようになされている。

【００２１】レーザ付きツール２２は駆動装置２１によ
つて、矢印Ｚで示す方向又はこれとは逆方向に下方向又
は上方向に移動し得るように支持され、またレーザの加
熱制御手段（図示せず）によつてレーザ光の強弱が制御
されるようになされている。レーザ付きツール２２の下
端部には吸着治具２４が取り付けられ、当該吸着治具２
４の下側面にはスクリーン２５が吸着されている。吸着
治具２４内には真空圧を加えることによつてスクリーン
２５及びボールはんだ２６を吸着保持し得る所定の真空
ポンプ（図示せず）が設けられている。

【００２２】またスクリーン２５には所定のピツチで配
列された複数の吸引孔２７が穿設されており、当該吸引
孔２７の配列状態ははんだバンプを形成する対象となる
基板ランドの配列状態と合うようになされている。この
スクリーン２５に対して対向する位置にはボールはんだ
槽２８が設けられており、当該ボールはんだ槽２８のス
クリーン２５に対する対向面には複数のボールはんだ２
６が敷き詰められている。ボールはんだ２６は、全て直
径が均一な球状形状を有するはんだからなり、スクリー
ン２５に穿設された吸引孔２７の幅は当該ボールはんだ
２６の直径よりも小さく形成されている。

【００２３】ボールはんだ槽２８から離れた所定位置に
はプリント配線板２９が設けられており、ＸＹ方向駆動
アーム２３の駆動制御によつて吸着治具２４の下端部に
吸着されているスクリーン２５を移動させることによ
り、当該スクリーン２５をプリント配線板２９と位置合
わせするようになされている。またプリント配線板２９
の上側面には基板ランド３０が設けられ、当該基板ラン
ドの表面には酸化防止のためにフラツクス３１が塗布さ
れている。

【００２４】なお、図２はスクリーン２５の吸引孔２７
の配列状態を示し、複数の吸引孔２７がスクリーン２５
の最外周に 0.3〔ｍｍ〕ピツチで２列交互に配列されて
いる。なお、直径均一な球形形状のはんだ合金からなる
ボールはんだ２６を用いたことにより、形状が一定しな
いソルダペーストと異なり、はんだ合金の量を容易に制
御し得ることになり、また、予めはんだメーカから購入
し得ることにより、電解めつきのような複雑な過程を経
なくて済む。さらに、ユーザが自由にはんだ合金の組成
を選択し得ることになる。

【００２５】ここで、図３に示すようにはんだ供給装置
２０は、レーザ付きツール２２を駆動装置２１による制
御によつてボールはんだ槽２８上に位置決めした後（図
３（Ａ））、当該レーザ付きツール２２を降下移動させ
ることにより、当該レーザ付きツール２２の下端部に取
り付けられている吸着治具２４の下端部に吸着されてい
るスクリーン２５を、ボールはんだ槽２８の上面に接近
させることができる。

【００２６】その状態において、スクリーン２５に穿設
された各吸引孔２７に対して所定の真空ポンプ（図示せ
ず）によつて真空圧が加えられていることにより、ボー
ルはんだ槽２８内のボールはんだ２６は当該各吸引孔２
７に吸着保持される（図３（Ｂ））。スクリーン２５の
吸引孔２７に吸着保持されたボールはんだ２６をプリン
ト配線板２９と位置合わせするために移動する場合に
は、駆動装置２１による制御に基づきレーザ付きツール
２２をボールはんだ２６を吸引孔２７に吸着した状態の
まま上昇移動させる。

【００２７】図４は図３について上述したボールはんだ
２６をプリント配線板２９に溶着する工程を示し、この
ボールはんだ２６はスクリーン２５の吸引孔２７に吸着
された状態のままＸＹ方向駆動アーム２３の駆動制御に
よつて移動することにより、プリント配線板２９の基板
ランド３０に対してボールはんだ２６を位置合わせする
ことができる（図４（Ａ））。

【００２８】この状態においてレーザ付きツール２２を
下降させることにより、ボールはんだ２６を基板ランド
３０に接触させた後、駆動装置２１による制御に基づき
スクリーン２５の吸引孔２７におけるボールはんだ２６
の吸着を解くようにする。このとき基板ランド３０の表
面に塗布されているフラツクス３１が粘着性を有するこ
とから、ボールはんだ２６を基板ランド３０上に一時的
に固定することができる。

【００２９】その後、レーザの加熱制御手段（図示せ
ず）によつてレーザ付きツール２２のレーザ光を吸着治
具２４を介して放射してボールはんだ２６を加熱溶融す
ることにより、ボールはんだ２６を基板ランド３０に接
合することができる（図４（Ｂ））。

【００３０】その際、フラツクス３１は熱分解されて気
化し、プリント配線板２９及び基板ランド３０の表面上
から蒸発する。その後、レーザ光の放射を停止すること
により、ボールはんだ２６を凝固させ、さらにレーザ付
きツール２２を上昇移動させることにより、基板ランド
３０へのはんだプリコートの形成を終了する（図４
（Ｃ））。

【００３１】以上の構成において、直径均一な球形形状
のはんだ合金からなるボールはんだ２６を用いたことに
より、安定した量のはんだを基板ランド３０に付着させ
ることができ、従つてはんだ接続がなされていない部分
が生じないような安定したはんだ付け品質を得ることが
できる。

【００３２】また、スクリーン２５の吸引孔２７に吸着
されたボールはんだ２６を溶融させて接合することによ
り、プリント配線板２９にはんだプリコートを形成する
過程が比較的簡単に行われることになる。さらにレーザ
付きツール２２を用いることにより、ボールはんだ２６
の吸着から転写までの一連の動作によつて行うことがで
きるため、全体としての工程を容易化することができ
る。

【００３３】以上の構成によれば、はんだ合金でなる直
径均一な球形形状のボールはんだ２６を所定のピツチで
配列された複数の吸引孔２７を有するスクリーン２５に
吸着し、当該スクリーン２５に吸着されたボールはんだ
２６を基板２９に搬送するようにすることにより、安定
した量の金属バンプを比較的簡易な工程によつて基板２
９上に供給し得る。

【００３４】なお上述の実施例においては、基板ランド
３０にボールはんだ２６が接触した際、レーザの加熱制
御手段（図示せず）によつてレーザ付きツール２２のレ
ーザ光を放射してボールはんだ２６を加熱溶融する場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、ヒータの加
熱制御手段（図示せず）により吸着治具２４を介して熱
風を送出することにより、ボールはんだ２６を加熱溶融
するようにしても良い。

【００３５】また上述の実施例においては、所定のピツ
チで配列された複数の吸引孔２７を有するスクリーン２
５において、当該吸引孔２７に対して吸着治具２４内に
設けられた所定の真空ポンプ（図示せず）によつて真空
圧を加えることにより、ボールはんだ槽２８内のボール
はんだ２６を当該吸引孔２７に吸着するようにした場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、吸着治具２
４の下端部に所定の大きさのノズル（図示せず）を設
け、当該ノズルに対して吸着治具２４内に設けられた所
定の真空ポンプ（図示せず）によつて真空圧を加えるこ
とにより、ボールはんだ槽２８内のボールはんだ２６を
当該ノズルに吸着して基板ランド３０に１個づつ供給す
るようにしても良い。

【００３６】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定の金
属でなる直径均一な球形形状の接続媒体を所定のピツチ
で配列された複数の吸引孔を有する吸着手段によつて吸
着し、当該吸着手段に吸着された接続媒体を供給対象に
搬送するようにすることにより、安定した量の金属バン
プを比較的簡易な工程によつて供給対象上に供給し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による金属バンプの供給方法の一実施例
を示す断面図である。

【図２】本発明におけるスクリーンの吸引孔形状例を示
す平面図である。

【図３】本発明による金属バンプの供給方法の一実施例
を示す部分的断面図である。

【図４】本発明による金属バンプの供給方法の一実施例
を示す部分的断面図である。

【図５】従来の表面実装部品の実装例を示す部分的断面
図である。

【図６】従来の金属バンプの供給方法を用いたリードの
部分的断面図である。

【図７】従来の金属バンプの供給方法の一実施例を示す
部分的断面図である。

【符号の説明】

１、２９……プリント配線板、２、３０……基板ラン
ド、３……ソルダペースト、４、５……表面実装部品、
６……ＩＣリード、７……はんだめつき、８……樹脂フ
イルム、９……リード、１０……バンプ形成用基板、１
１……バンプ、１２……ＬＳＩチツプ、１３……アルミ
電極、２０……はんだ供給装置、２１……駆動装置、２
２……レーザ付きツール、２３……ＸＹ方向駆動アー
ム、２４……吸着治具、２５……スクリーン、２６……
ボールはんだ、２７……吸引孔、２８……ボールはんだ
槽、３１……フラツクス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/321 (72)発明者 気賀 智也 東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給対象上に所定の金属でなる接続媒体と
   しての金属バンプを供給する金属バンプの供給方法にお
   いて、 所定の金属でなる直径均一な球形形状の上記接続媒体を
   所定のピツチで配列された複数の吸引孔を有する吸着手
   段によつて吸着し、 上記吸着手段に吸着された上記接続媒体を上記供給対象
   に搬送することを特徴とする金属バンプの供給方法。
2. 【請求項２】上記接続媒体は、はんだでなることを特徴
   とする請求項１に記載の金属バンプの供給方法。
3. 【請求項３】供給対象上に所定の金属でなる接続媒体と
   しての金属バンプを供給する金属バンプの供給装置にお
   いて、 所定の金属でなる直径均一な球形形状に統一した上記接
   続媒体と、 上記接続媒体を所定のピツチで配列された複数の吸引孔
   に吸着する吸着手段とを具え、上記吸着手段に吸着され
   た上記接続媒体を上記供給対象上に搬送することを特徴
   とする金属バンプの供給装置。
4. 【請求項４】上記接続媒体は、はんだでなることを特徴
   とする請求項３に記載の金属バンプの供給装置。