JPH07302796A - 半田ボールのボンディング装置 - Google Patents

半田ボールのボンディング装置

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JPH07302796A
JPH07302796A JP6096201A JP9620194A JPH07302796A JP H07302796 A JPH07302796 A JP H07302796A JP 6096201 A JP6096201 A JP 6096201A JP 9620194 A JP9620194 A JP 9620194A JP H07302796 A JPH07302796 A JP H07302796A
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solder ball
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solder balls
suction
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Tadahiko Sakai
忠彦 境
Seiji Sakami
省二 酒見
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/01Manufacture or treatment
    • H10W70/05Manufacture or treatment of insulating or insulated package substrates, or of interposers, or of redistribution layers
    • H10W70/093Connecting or disconnecting other interconnections thereto or therefrom, e.g. connecting bond wires or bumps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3465Application of solder
    • H05K3/3478Application of solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板やチップに半田ボールをボンディングす
るのに際し、容器内の半田ボールを吸着ヘッドの吸着孔
に確実に真空吸着してピックアップできる半田ボールの
ボンディング装置を提供することを目的とする。 【構成】 半田ボール1が貯溜された容器11を振動子
14によって超音波振動させることにより半田ボール1
を流動化させ、吸着ヘッド3の吸着孔4に真空吸着す
る。吸着ヘッド3は基板45の上方へ移動し、そこで昇
降動作を行うことにより、半田ボール1を基板45にボ
ンディングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、チップや基板などのワ
ークの表面に、バンプとなる半田ボールをボンディング
する半田ボールのボンディング装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】チップや基板の表面に半田ボールをボン
ディングし、次いで半田ボールを溶融固化させてバンプ
(突出電極)を形成することが知られている。図5は従
来の半田ボールのボンディング装置の要部側面図であ
る。バンプの素材である半田ボール1が容器2に貯溜さ
れている。3は吸着ヘッドであって、昇降手段(図示せ
ず)に駆動されて昇降動作を行うことにより、その下面
に開孔された吸着孔4に半田ボール1を真空吸着し、往
復移動手段(図示せず)に駆動されて水平移動すること
により基板などのワークの上方へ移動し、そこで再度昇
降動作を行うことにより、半田ボール1を基板の所定位
置にボンディングするようになっている。容器2はフー
ド5に装着されており、フード5からチッソガスや乾燥
空気が送られ(破線矢印参照)、容器2の底部に開孔さ
れた吹出孔6から吹き出す。
【0003】吸着孔4は一般にマトリクス状に多数個開
孔されており、すべての吸着孔4が半田ボール1を真空
吸着するように、吹出孔6から容器2内へチッソガスや
乾燥空気を吹き上げさせて容器2内の半田ボール1を流
動させ、その状態で吸着ヘッド3が昇降動作を行って吸
着孔4に半田ボール1を真空吸着するようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来手段
では、チッソガスや乾燥空気などのガスを大量使用する
ため、ランニングコストがかかりすぎるという問題点が
あった。また半田ボール1の大きさや重量は様々であ
り、したがって半田ボール1の大きさや重量に応じて吹
出孔6から吹き上げるガスの量を加減して、常に一定の
流動効果を上げることが望ましいのであるが、従来手段
ではこのような加減を精密に行うことは難しく、その結
果、半田ボール1が過度に流動したり、あるいは過小に
流動して、すべての吸着孔4に半田ボール1を必ずしも
真空吸着できないという問題点があった。
【0005】そこで本発明は、吸着ヘッドの吸着孔に確
実に半田ボールを真空吸着でき、またランニングコスト
の低減を図れる半田ボールのボンディング装置を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、半
田ボールが貯溜される容器を、圧電素子などの振動手段
により振動させることにより、半田ボールを流動化させ
るようにしたものである。
【0007】
【作用】上記構成によれば、振動手段を駆動して容器を
振動させることにより半田ボールを流動させ、吸着ヘッ
ドの吸着孔に半田ボールを確実に真空吸着してピックア
ップし、基板などのワークにボンディングする。
【0008】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。図1は本発明の一実施例の半田ボールのボ
ンディング装置の側面図、図2は同半田ボールのボンデ
ィング装置に備えられた吸着ヘッドの上下反転斜視図、
図3(a),(b)は同半田ボールのボンディング装置
に備えられた吸着ヘッドのピックアップ動作中の断面
図、図4は同半田ボールのボンディング装置の構成ブロ
ック図である。
【0009】図1において、11は容器であり、半田ボ
ール1が貯溜されている。12は基台であって、弾性支
持部13により容器11を側方と下方から揺動自在に弾
持している。14は超音波振動手段としての圧電素子な
どの振動子であって、容器11の下面に装着されてい
る。この振動子14は高周波電圧が印加されると超音波
振動し、容器11も超音波振動して、これに貯溜された
半田ボール1は流動化する。この高周波電圧の大きさを
調整することにより、容器11の超音波振動の大きさを
調整できる。
【0010】15は半田ボールの供給装置であって、パ
イプ16を通して半田ボール1を容器11に供給する。
容器11には光学センサ(後述)などの半田ボール1の
残量検出センサ47が設けられており、容器11内の半
田ボール1の残量が少なくなったことが検出されたなら
ば、半田ボール1を供給する。17は供給装置15の台
部である。
【0011】吸着ヘッド3の下面には、半田ボール1の
吸着孔4がマトリスク状に多数開孔されている(図2も
参照)。この吸着ヘッド3は、支軸18、チューブ19
などを介してバキューム装置20に接続されており、バ
キューム装置20が駆動することにより半田ボール1を
吸着孔4に真空吸着し、また真空吸着状態を解除する。
【0012】21は吸着ヘッド3の保持ブロックであっ
て、吸着ヘッド3の支軸18はこの保持ブロック21に
保持されている。22は可動ブロックであって、その前
面にはガイドレール23が2本垂直に配設されており、
保持ブロック21はこのガイドレール23に昇降自在に
装着されている。保持ブロック21の側部にはナット2
4が設けられており、ナット24には垂直な送りねじ2
5が螺入されている。可動ブロック22に設けられたモ
ータ26に駆動されて送りねじ25が回転すると、保持
ブロック21や吸着ヘッド3は昇降動作を行う。すなわ
ちナット24、送りねじ25、モータ26は吸着ヘッド
3に昇降動作を行わせる昇降手段となっている。
【0013】30は移動テーブルであって、可動ブロッ
ク22はこの移動テーブル30に横方向にスライド自在
に装着されている。移動テーブル30の側部にはモータ
31が取り付けられており、このモータ31が駆動する
と、移動テーブル30に内蔵された送りねじ32が回転
し、可動ブロック22は送りねじ32に沿って横方向に
往復移動する。すなわちこの移動テーブル30は、吸着
ヘッド3の往復移動手段となっている。
【0014】40は位置決め部であって、底台41と、
Xテーブル42と、Yテーブル43を段積して構成され
ている。Yテーブル43上にはクランパ44が設けられ
ており、基板45を左右からクランプして位置決めす
る。吸着ヘッド3は、移動テーブル30により、容器1
1と位置決め部40の間を往復移動する。
【0015】図3(a)において、46は振動子14に
接続されたリード線であり、このリード線46を通して
振動子14に高周波電圧が印加される。また容器11の
側面には光学センサから成る残量検出センサ47が設け
られている。この容器11は透明であり、残量検出セン
サ47により半田ボール1のレベルすなわち半田ボール
1の残量を検出する。そして半田ボール1の残量が少な
くなったならば、上述したように供給装置15から容器
11に半田ボール1が供給される。なお半田ボール1の
残量を検出する際は、振動子14による振動を停止して
半田ボール1を静止させた方が、精度よく残量を検出で
きる。48は残量検出センサ47が接続された検出回路
である。
【0016】図4において、53はバキューム装置20
のチューブ19に備えられた吸引路開閉用のバルブ(図
1も参照)、54はバルブ駆動回路である。このバルブ
53が開閉することにより、吸着ヘッド3は半田ボール
1を真空吸着し、また真空吸着状態を解除する。
【0017】55はバキューム装置20の真空吸引力を
検出する圧力センサ(図1も参照)、56はその検出回
路、57は上記モータ26を駆動するモータ駆動回路、
58は振動子14を駆動する振動子駆動回路、59は上
記モータ31の駆動を制御するモータ駆動回路、60は
供給装置15の駆動を制御する供給装置駆動回路であ
る。上記各回路はインターフェイス61を介して制御部
(CPU)62に接続されている。制御部62はメモリ
63に格納されたプログラムデータなどを読み取りなが
ら、上記各回路を制御する。
【0018】この半田ボールのボンディング装置は上記
のように構成されており、次に全体の動作を説明する。
図1において、モータ26が正回転すると、吸着ヘッド
3は下降する。図3(a)において、振動子14が駆動
することにより容器11は超音波振動して、その内部に
貯溜された半田ボール1は流動している。そこで吸着ヘ
ッド3が下降することにより(同図鎖線で示す吸着ヘッ
ド3参照)、吸着孔4に半田ボール1が真空吸着され
る。次にモータ26が逆回転することにより、吸着ヘッ
ド3は上昇し、半田ボール1はピックアップされる。
【0019】次に図1において、モータ31が正回転す
ることにより、吸着ヘッド3は基板45の上方へ移動
し、そこでモータ26が正回転することにより、吸着ヘ
ッド3は下降して半田ボール1を基板45の上面に搭載
する。次にバキューム装置20による真空吸着状態を解
除して吸着ヘッド3は上昇し、モータ31が逆回転する
ことにより、吸着ヘッド3は容器11の上方へ復帰す
る。基板45の上面には図示しない手段によってフラッ
クスが予め塗布されており、このフラックスの粘着力に
より半田ボール1は基板45にボンディングされる。
【0020】以上の動作が繰り返されることにより、基
板45の上面に半田ボール1が次々にボンディングされ
る。ボンディングされた半田ボール1は、後工程で加熱
されて溶融し、バンプとなる。なお本実施例は、基板4
5にバンプを形成する場合を例にとって説明したが、本
発明はチップにバンプを形成する手段にも適用できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、容
器を振動させることにより半田ボールを流動化させ、吸
着ヘッドの下面に開孔された吸着孔に確実に真空吸着し
てピックアップできる。また半田ボールの大きさや重さ
に応じて、振動の強さを調整することにより、常に所望
の強さで半田ボールを流動化させることができる。また
振動手段のランニングコストはきわめて安価であり、大
巾なコストダウンを図れる。
【0022】また容器を弾持手段で弾持しておくことに
より、容器の過度のぶれをなくし、容器を安定的に振動
させて半田ボールを常に同程度流動化させることができ
る。また残量検出センサや半田ボールの供給装置を設け
ることにより、半田ボールの残量が少なくなったなら
ば、半田ボールを自動供給できるので、半田ボールの供
給作業を省力化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半田ボールのボンディング
装置の側面図
【図2】本発明の一実施例の半田ボールのボンディング
装置に備えられた吸着ヘッドの上下反転斜視図
【図3】(a)本発明の一実施例の半田ボールのボンデ
ィング装置に備えられた吸着ヘッドのピックアップ動作
中の断面図 (b)本発明の一実施例の半田ボールのボンディング装
置に備えられた吸着ヘッドのピックアップ動作中の断面
【図4】本発明の一実施例の半田ボールのボンディング
装置の構成ブロック図
【図5】従来の半田ボールのボンディング装置の要部側
面図
【符号の説明】
1 半田ボール 3 吸着ヘッド 4 吸着孔 11 容器 13 弾性支持部 14 振動子 15 供給装置 24 ナット 25 送りねじ 26 モータ 30 移動テーブル 40 位置決め部 45 基板(ワーク) 47 残量検出センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半田ボールが貯溜される容器と、この容器
    を振動させる振動手段と、半田ボールをその下面に開孔
    された複数の吸着孔に真空吸着する吸着ヘッドと、この
    吸着ヘッドに昇降動作を行わせる昇降手段と、ワークの
    位置決め部と、前記吸着ヘッドを前記容器とこの位置決
    め部の間を往復移動させる往復移動手段とを備えたこと
    を特徴とする半田ボールのボンディング装置。
  2. 【請求項2】前記容器が弾持手段によって揺動自在に弾
    持され、かつ前記振動手段が前記容器の壁面に装着され
    た圧電素子であることを特徴とする請求項1記載の半田
    ボールのボンディング装置。
  3. 【請求項3】前記容器に貯溜された半田ボールの残量を
    検出する残量検出手段と、この残量検出手段の検知信号
    に基づいて前記容器に半田ボールを供給する供給手段と
    を備えたことを特徴とする請求項1記載の半田ボールの
    ボンディング装置。
JP09620194A 1994-05-10 1994-05-10 半田ボールのボンディング装置およびボンディング方法 Expired - Lifetime JP3189568B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100535182B1 (ko) * 1999-02-25 2005-12-09 삼성전자주식회사 솔더 볼 부착 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100535182B1 (ko) * 1999-02-25 2005-12-09 삼성전자주식회사 솔더 볼 부착 장치

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