JPH11340364A - Solder ball alignment method and bump formation method - Google Patents
Solder ball alignment method and bump formation methodInfo
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- JPH11340364A JPH11340364A JP10146136A JP14613698A JPH11340364A JP H11340364 A JPH11340364 A JP H11340364A JP 10146136 A JP10146136 A JP 10146136A JP 14613698 A JP14613698 A JP 14613698A JP H11340364 A JPH11340364 A JP H11340364A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 作業が容易で、１度に２〜３万個のはんだボ
ールを整列させることができ、例えば８インチウエハで
あっても全領域を１回の作業で整列させることができる
はんだボールの整列方法およびバンプ形成方法を提供す
ること。
【解決手段】 パッド２ａが表面に形成されたワーク２
の表面に、予めフラックス４を所定の厚さ塗布してべー
ス１に固定する。はんだボール７の径より大径で、ワー
ク２の表面に設けられたパッド２ａに対応する位置にマ
スク穴６ａを設けた整列マスク６を、整列マスク６の下
面がフラックス４に接触しないよう上下方向に位置決め
すると共に、マスク穴６ａがパッド２ａに対応するよう
に水平方向に位置決めする。はんだボール７をマスク穴
６ａに供給したら、整列マスク６を上方に移動させて取
り外す。この場合、はんだボール７をフラックス４に向
けて押し付けるようにすると良い。
PROBLEM TO BE SOLVED: To easily perform an operation and to align 20,000 to 30,000 solder balls at a time. For example, even for an 8-inch wafer, the entire area is aligned in one operation. To provide a solder ball alignment method and a bump formation method. SOLUTION: A work 2 having a pad 2a formed on a surface.
The flux 4 is applied to a predetermined thickness on the surface of the base material and fixed to the base 1 in advance. The alignment mask 6 having a diameter larger than the diameter of the solder ball 7 and provided with a mask hole 6 a at a position corresponding to the pad 2 a provided on the surface of the work 2 is moved vertically so that the lower surface of the alignment mask 6 does not contact the flux 4. And the mask hole 6a is positioned in the horizontal direction so as to correspond to the pad 2a. When the solder balls 7 are supplied to the mask holes 6a, the alignment mask 6 is moved upward and removed. In this case, it is preferable to press the solder ball 7 toward the flux 4.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板やウ
エハ等のワーク表面のパッド位置にはんだボールを位置
決めするはんだボールの整列方法およびバンプ形成方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solder ball aligning method and a bump forming method for positioning a solder ball at a pad position on the surface of a work such as a printed board or a wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ボールグリッドアレイ法（以下、ＢＧＡ
法という。）では、ワーク表面のパッド位置に対応させ
てはんだボールよりも小径の穴を形成したマスクに、は
んだボールを吸着させ、はんだボールを吸着した状態で
フラックス槽に僅かに漬けることによりボールの表面に
フラックスを塗布し、塗布したフラックスを介してはん
だボールをパッド上に位置決めしていた。2. Description of the Related Art The ball grid array method (hereinafter referred to as BGA)
It is called the law. In the case of), the solder ball is adsorbed on a mask that has a hole smaller in diameter than the solder ball corresponding to the pad position on the work surface, and the solder ball is slightly immersed in a flux bath with the adsorbed solder ball. The flux was applied, and the solder ball was positioned on the pad via the applied flux.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、はんだボール
の外径にはばらつきがあるから、ＢＧＡ法の場合、小径
のはんだボールに合わせてフラックスを塗布すると、マ
スクにフラックスが付着することがあり、吸着を停止し
てもはんだボールがマスクから離れない場合があった。
このため、ボールの外径の公差を小さく、また、フラッ
クス表面の高さおよび平坦度を常に管理する必要があ
り、作業能率を向上させることができなかった。また、
１度に整列させることができるはんだボールの数は１０
００個程度までであった。However, since the outer diameter of the solder ball varies, in the case of the BGA method, if the flux is applied in accordance with the small-diameter solder ball, the flux may adhere to the mask. In some cases, the solder ball did not separate from the mask even when the suction was stopped.
For this reason, the tolerance of the outer diameter of the ball must be small, and the height and flatness of the flux surface must be constantly controlled, and the work efficiency cannot be improved. Also,
The number of solder balls that can be aligned at one time is 10
Up to about 00 pieces.
【０００４】本発明の目的は、上記した課題を解決し、
作業が容易で、１度に２〜３万個のはんだボールを整列
させることができ、例えば８インチのウエハであっても
全領域を１回の作業ではんだボールを整列させることが
できるはんだボールの整列方法およびバンプ形成方法を
提供するにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
Solder balls that are easy to work and can align 20,000 to 30,000 solder balls at a time. For example, even for an 8-inch wafer, solder balls can be aligned in one operation over the entire area. And a bump forming method.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、請求項１の発明は、はんだボールの径より大径の
穴を備えたマスクを、予め表面にフラックスを塗布した
ワークの表面から上下方向に予め定めた距離を隔てて位
置決めし、前記穴にはんだボールを供給し、はんだボー
ルをワーク表面のパッド位置に位置決めすることを特徴
とする。In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is to provide a mask provided with a hole having a diameter larger than the diameter of a solder ball from a surface of a work having a surface coated with flux in advance. Positioning is performed at a predetermined distance in the vertical direction, a solder ball is supplied to the hole, and the solder ball is positioned at a pad position on the work surface.
【０００６】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記距離を、フラックスの表面と対向するマスク面
とが接触しない塗布厚よりも僅かに大きい距離にするこ
とを特徴とする。Further, the invention of claim 2 is characterized in that, in claim 1, the distance is set to a distance slightly larger than a coating thickness at which the surface of the flux does not contact the mask surface facing the flux.
【０００７】また、請求項３の発明は、請求項１または
請求項２のいずれかにおいて、ワークの表面に位置決め
した前記はんだボールを前記フラックスに対して付勢す
るようにしたことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, the solder ball positioned on the surface of the work is urged against the flux. .
【０００８】また、請求項４の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかにおいて、前記はんだボールを付勢
しながら前記マスクを前記ワークから遠ざけることを特
徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the mask is moved away from the workpiece while urging the solder ball.
【０００９】また、請求項５の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれかにおいて、前記マスクを前記ワーク
から遠ざける際にマスクを振動させることを特徴とす
る。According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the mask is vibrated when the mask is moved away from the work.
【００１０】また、請求項６の発明は、請求項１ないし
請求項５のいずれかにおいて、前記マスクの変形を防止
する手段を設けることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, a means for preventing deformation of the mask is provided.
【００１１】また、請求項７の発明は、請求項１ないし
請求項６のいずれかにより整列させたはんだボールを加
熱することによりバンプを形成することを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, the bumps are formed by heating the solder balls aligned according to any one of the first to sixth aspects.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は、本発明を実施するためのはん
だボール搭載装置の要部側面図、図２は図１のＡ部拡大
図、図３はＢ−Ｂ矢視図である。１はベースである。２
はワークで、表面には多数のパッド２ａが形成されてい
る。ワーク２は、ベース１に配置されたガイドピン３に
よりに水平方向に位置決めされ、ベース１に設けられた
穴１ａ、１ｂに接続する図示を省略する吸引装置により
ベース１上に固定されている。ワーク２の表面には予め
所定の厚さにフラックス４が塗布されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a main part of a solder ball mounting device for carrying out the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1, and FIG. 1 is a base. 2
Is a work, and many pads 2a are formed on the surface. The work 2 is positioned in the horizontal direction by guide pins 3 arranged on the base 1, and is fixed on the base 1 by a suction device (not shown) connected to the holes 1 a and 1 b provided on the base 1. The flux 4 is applied to the surface of the work 2 in a predetermined thickness in advance.
【００１３】５は第１のライナマスクで、厚さはＣ１で
ある。ライナマスク５の穴５ａは、総てのマスク穴６ａ
が内側に入る大きさに形成されている。６は整列マスク
で、はんだボール７の直径より所定寸法だけ大きい（は
んだボール７の直径の１．１５倍程度）マスク穴６ａが
パッド２ａと対向する位置に形成されている。整列マス
ク６の厚さははんだボールの直径程度である。８はマス
ク治具で、ライナマスク５および整列マスク６を保持し
ている。９は直線案内装置で、ガイドピン３に係合する
ようにしてマスク治具８に固定されている。１０は第２
のライナマスクで、高さはＣ１以下であり、多数のライ
ナマスク１０がマスク穴６ａと重ならないようにして整
列マスク６の下面（ワーク２側の面。）に固定されてい
る。１１は押え部材で、多数の押え部材１１がそれぞれ
穴６ａと重ならないようにしてマスク治具８に形成され
た中抜きの空間部８ａの側面に固定されている。空間部
８ａは総てのマスク穴６ａが内側に入る大きさに形成さ
れている。Reference numeral 5 denotes a first liner mask having a thickness of C1. The holes 5a of the liner mask 5 are all the mask holes 6a.
Is formed in a size that can fit inside. Reference numeral 6 denotes an alignment mask, in which a mask hole 6a larger than the diameter of the solder ball 7 by a predetermined dimension (about 1.15 times the diameter of the solder ball 7) is formed at a position facing the pad 2a. The thickness of the alignment mask 6 is about the diameter of a solder ball. A mask jig 8 holds the liner mask 5 and the alignment mask 6. Reference numeral 9 denotes a linear guide device, which is fixed to the mask jig 8 so as to engage with the guide pin 3. 10 is the second
The liner mask has a height of C1 or less, and a number of liner masks 10 are fixed to the lower surface (the surface on the side of the work 2) of the alignment mask 6 so as not to overlap the mask holes 6a. Reference numeral 11 denotes a pressing member, which is fixed to the side surface of a hollow space 8a formed in the mask jig 8 so that the plurality of pressing members 11 do not overlap the holes 6a. The space 8a is formed to have a size such that all the mask holes 6a can enter the inside.
【００１４】２０はコラムで、ベース１上に固定されて
いる。２１は上下送り装置で、コラム２０に固定され、
連結部２２、加振装置２３を介して取付部２４を上下方
向に移動させる。取付部２４にはマスク治具８が固定さ
れている。A column 20 is fixed on the base 1. 21 is a vertical feeder, fixed to the column 20,
The mounting part 24 is moved up and down via the connecting part 22 and the vibration device 23. The mask jig 8 is fixed to the mounting portion 24.
【００１５】なお、図示を省略するはんだボール供給装
置が、はんだボール７を空間部８ａに供給する。また、
整列マスク６の上面（空間部８ａの面。）の余剰のはん
だボールを除去する除去装置が設けられている。A solder ball supply device (not shown) supplies the solder balls 7 to the space 8a. Also,
A removing device for removing excess solder balls on the upper surface of the alignment mask 6 (the surface of the space 8a) is provided.
【００１６】次に、はんだボールの整列手順を説明す
る。 （１）予め表面にフラックスを所定の厚さ（ただし、Ｃ
１未満である。）塗布したワーク２を、ガイドピン３に
よりに水平方向に位置決めして、ベース１に載置する。
そして、図示を省略した吸引装置を動作させ、ワーク２
をベース１上に固定する。 （２）上下送り装置２１を下降させ、ライナマスク５の
下面をワーク２の表面に当接させる。このとき、フラッ
クス４の表面と整列マスク６の下面との間には間隔Ｃ２
が形成される。 （３）マスク穴６ａの数以上のはんだボール７を整列マ
スク６上に供給し、総てのマスク穴６aにはんだボール
７を入れる。 （４）図示しない除去装置により、余分なはんだボール
７を除去する。 （５）上下送り装置２１を上昇させる。このとき、加振
装置２３を動作させ、はんだボールマスクを穴６ａに付
着しないようにする。 （６）図４に示すように、はんだボール７が位置決めさ
れたワーク２を図示しない加熱装置に移動させ、はんだ
ボール７を溶融させてバンプを形成する。Next, the procedure for aligning the solder balls will be described. (1) Apply a flux to the surface in advance to a predetermined thickness (however, C
It is less than 1. ) The coated work 2 is positioned in the horizontal direction by the guide pins 3 and placed on the base 1.
Then, the suction device (not shown) is operated to operate the work 2.
Is fixed on the base 1. (2) The vertical feeder 21 is lowered to bring the lower surface of the liner mask 5 into contact with the surface of the work 2. At this time, a distance C2 is set between the surface of the flux 4 and the lower surface of the alignment mask 6.
Is formed. (3) The solder balls 7 more than the number of the mask holes 6a are supplied onto the alignment mask 6, and the solder balls 7 are put into all the mask holes 6a. (4) An extra solder ball 7 is removed by a removing device (not shown). (5) The vertical feed device 21 is raised. At this time, the vibration device 23 is operated so that the solder ball mask does not adhere to the hole 6a. (6) As shown in FIG. 4, the work 2 on which the solder balls 7 are positioned is moved to a heating device (not shown), and the solder balls 7 are melted to form bumps.
【００１７】なお、マスク穴６ａと同数のはんだボール
７を整列マスク６に供給する場合、手順（４）は不要で
ある。When supplying the same number of solder balls 7 as the mask holes 6a to the alignment mask 6, the procedure (4) is unnecessary.
【００１８】また、手順（３）において加振装置２３を
動作させると、はんだボール７をマスク穴６ａに位置決
めする時間を短縮することができる。Further, when the vibration device 23 is operated in the procedure (3), the time for positioning the solder ball 7 in the mask hole 6a can be reduced.
【００１９】また、ライナマスク１０と押え部材１１と
を設けたから、整列マスク６の面積を広くすることがで
きるだけでなく厚さを薄くすることができる。したがっ
て、例えば０．２ｍｍのはんだボールを３０，０００個
以上を同時に整列させることもできる。なお、図３では
ライナマスク１０を図の上下方向に分けるようにした
が、特に支障がない場合いには、上下方向のものを１個
にまとめても良い。Since the liner mask 10 and the holding member 11 are provided, not only the area of the alignment mask 6 can be increased, but also the thickness thereof can be reduced. Therefore, for example, more than 30,000 0.2 mm solder balls can be simultaneously aligned. In FIG. 3, the liner mask 10 is divided in the vertical direction in the figure. However, if there is no particular problem, the liner mask may be combined into one in the vertical direction.
【００２０】ところで、手順（５）において、はんだボ
ール７をフラックス４に押し付けてフラックス４中に僅
かに押し込むようにすると、はんだボール７がフラック
ス４の粘着力により保持され位置決めが確実になる。す
なわち、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、マスク穴６
ａと同一の位置にはんだボール７の径より所定寸法だけ
小さい径の球形の突起３０ａをプレート３０ｂに設けた
規制装置３０を設け、整列マスク６とは独立に上下可能
の装置に保持させておく。そして、図５（ａ）に示すよ
うに、手順（５）終了時点ではんだボール７を付勢する
から、後工程の装置に移動させる際はんだボールの位置
がずれない。さらに、整列マスク６を上昇させる際にも
付勢を続けるから、はんだボール７が整列マスク６に付
着することがない。By the way, in the procedure (5), if the solder ball 7 is pressed against the flux 4 so as to be slightly pushed into the flux 4, the solder ball 7 is held by the adhesive force of the flux 4 and the positioning is ensured. That is, as shown in FIG. 5A and FIG.
A regulating device 30 having a spherical projection 30a having a diameter smaller than the diameter of the solder ball 7 by a predetermined dimension on the plate 30b is provided at the same position as the position a. . Then, as shown in FIG. 5A, since the solder ball 7 is urged at the end of the procedure (5), the position of the solder ball is not shifted when the solder ball 7 is moved to a subsequent device. Furthermore, since the urging is continued even when the alignment mask 6 is raised, the solder balls 7 do not adhere to the alignment mask 6.
【００２１】なお、規制装置３０は、上記と同様の方法
で製作することができる。すなわち、プレート３０ｂに
パッド３０ｃを形成してからバンプを形成し、突起物３
０ａを乗せてから溶着すれよい。なお、突起３０ａは球
形に限らず、半球、棒状あるいは針状のいずれであって
も良い。The regulating device 30 can be manufactured by the same method as described above. That is, the bumps are formed after the pads 30c are formed on the plate 30b, and the projections 3 are formed.
It may be welded after placing 0a. The protrusion 30a is not limited to a spherical shape, and may be a hemisphere, a bar, or a needle.
【００２２】なお、上記では、はんだボールの供給、整
列、余分なはんだボールの除去等を自動で行うようにし
たが、手動で行うようにしても良いことはいうまでもな
い。また、マスク治具６を上下移動だけでなく、ベース
１とコラム２０の間に水平移動のための案内機構とその
駆動源を設け、上方で水平方向に移動させるようにして
もよい。In the above description, the supply and alignment of the solder balls, the removal of excess solder balls, and the like are performed automatically, but it goes without saying that the solder balls may be manually performed. In addition to the vertical movement of the mask jig 6, a guide mechanism and a drive source for horizontal movement between the base 1 and the column 20 may be provided to move the mask jig upward and horizontally.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作業工程が少なく、１度に２〜３万個のはんだボールを
整列させることができるから、例えば８インチウエハ全
域のような広い面積であっても、はんだボールを１回の
作業で整列させることができる。したがって、作業が容
易で、しかも作業能率を向上させることができる。ま
た、ワークがウェハの場合、直径が標準化されているか
ら、治具等の付属装置の種類を減らすことができるとい
う効果もある。As described above, according to the present invention,
Since the number of work steps is small, 20,000 to 30,000 solder balls can be aligned at one time, so that solder balls can be aligned in a single operation even in a large area such as the entire area of an 8-inch wafer. Can be. Therefore, work is easy, and work efficiency can be improved. Further, when the workpiece is a wafer, the diameter is standardized, so that there is also an effect that the types of accessory devices such as jigs can be reduced.
【図１】本発明を実施するためのはんだボール搭載装置
の要部側面図である。FIG. 1 is a side view of a main part of a solder ball mounting device for carrying out the present invention.
【図２】図１のＡ部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 1;
【図４】はんだボールをワークに位置決めした状態を示
す正面断面図である。FIG. 4 is a front sectional view showing a state where a solder ball is positioned on a work.
【図５】はんだボールを確実にフラックス上に位置決め
させる方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for reliably positioning a solder ball on a flux.
１ べース ２ ワーク ４ フラックス ６ 整列マスク ６ａ マスク穴 ７ はんだボール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Work 4 Flux 6 Alignment mask 6a Mask hole 7 Solder ball
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｈ Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/92 604H
Claims (7)
マスクを、予め表面にフラックスを塗布したワークの表
面から上下方向に予め定めた距離を隔てて位置決めし、
前記穴にはんだボールを供給し、はんだボールをワーク
表面のパッド位置に位置決めすることを特徴とするはん
だボールの整列方法。1. A mask provided with a hole having a diameter larger than the diameter of a solder ball is positioned at a predetermined distance in a vertical direction from a surface of a work to which a flux is applied in advance, and
A method for aligning solder balls, comprising supplying solder balls to the holes and positioning the solder balls at pad positions on the work surface.
るマスク面とが接触しない塗布厚よりも僅かに大きい距
離にすることを特徴とする請求項１に記載のはんだボー
ルの整列方法。2. The solder ball alignment method according to claim 1, wherein the distance is set to a distance slightly larger than a coating thickness at which the surface of the flux does not contact the mask surface facing the flux.
ボールを前記フラックスに対して付勢するようにしたこ
とを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記
載のはんだボールの整列方法。3. The method for aligning solder balls according to claim 1, wherein the solder balls positioned on the surface of the work are urged against the flux.
スクを前記ワークから遠ざけることを特徴とする請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載のはんだボールの整
列方法。4. The method according to claim 1, wherein the mask is moved away from the workpiece while urging the solder ball.
にマスクを振動させることを特徴とする請求項１ないし
請求項４のいずれかに記載のはんだボールの整列方法。5. The method according to claim 1, wherein the mask is vibrated when the mask is moved away from the work.
ることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか
に記載のはんだボールの整列方法。6. The method according to claim 1, further comprising a step of preventing deformation of the mask.
整列させたはんだボールを加熱することによりバンプを
形成することを特徴とするバンプ形成方法。7. A bump forming method, wherein the bumps are formed by heating the solder balls aligned according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14613698A JP4040749B2 (en) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | Solder ball alignment method and mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14613698A JP4040749B2 (en) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | Solder ball alignment method and mask |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340364A true JPH11340364A (en) | 1999-12-10 |
| JP4040749B2 JP4040749B2 (en) | 2008-01-30 |
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ID=15400965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14613698A Expired - Fee Related JP4040749B2 (en) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | Solder ball alignment method and mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4040749B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002231752A (en) * | 2001-02-02 | 2002-08-16 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Granular material mounting device |
| JP2009088574A (en) * | 2009-01-29 | 2009-04-23 | Texas Instr Japan Ltd | Microball mounting device and mounting method thereof |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP14613698A patent/JP4040749B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2002231752A (en) * | 2001-02-02 | 2002-08-16 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Granular material mounting device |
| JP2009088574A (en) * | 2009-01-29 | 2009-04-23 | Texas Instr Japan Ltd | Microball mounting device and mounting method thereof |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4040749B2 (en) | 2008-01-30 |
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