專(zhuān)利名稱(chēng)：電子元器件接合方法和凸點(diǎn)形成方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將電子元器件安裝到電路基板上、和在電極上形成凸點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
如圖9(e)所示將電子元器件5安裝到電路基板1上時(shí)，已知有圖9(a) 圖9(e) 所示的焊料自聚集方法。在此情況下，形成于電路基板1上的電極2的間距、與形成于電子 元器件5上的電極6的間距相同。在圖9(a)中，在電路基板1上提供包含焊料粉3的流體4。流體4的提供利用撒 布器、絲網(wǎng)印刷、轉(zhuǎn)印等一般的粘性材料的提供方法來(lái)進(jìn)行。在圖9(b)中，將提供了流體4的電路基板1置放于加熱平臺(tái)9上，并且用電子元 器件吸附工具7吸附保持電子元器件5，將電子元器件5的電極6對(duì)流體4進(jìn)行按壓并保 持，使得確保電極2與電極6的間隙H。在此狀態(tài)下，用加熱器8對(duì)電子元器件吸附工具7進(jìn)行加熱，用加熱器10對(duì)加熱 平臺(tái)9進(jìn)行加熱，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的溫度分布，通過(guò)這樣，如圖9 (c)所示，焊料粉3熔融，且在電 極2與電極6的間隙H及其周邊，熔融焊料12及流體4的樹(shù)脂成分形成對(duì)流A。藉此，由于由液體的表面張力引起的粒子向電極的聚集化的現(xiàn)象，熔融焊料12自 聚集在電極2與電極6之間。在圖9(d)中，通過(guò)將電路基板1及電子元器件5冷卻到焊料粉3的熔點(diǎn)以下，自 聚集在電極2與電極6之間的熔融焊料12凝固，將電極2與電極6進(jìn)行焊料金屬接合20。 11表示流體4中的固化后的樹(shù)脂成分，實(shí)現(xiàn)保護(hù)焊料接合后的元器件5與電路基板1的接 合部、以及確保接合強(qiáng)度的底部填料的作用。在圖9(a) 圖9(d)中，雖然對(duì)將電子元器件5安裝到電路基板1上的工序進(jìn)行 了說(shuō)明，但若利用該“焊料自聚集方式”，則如圖10(b)所示，也能夠在電路基板1的電極2 上形成凸點(diǎn)31。在此情況下，與圖9(a)同樣地將流體4提供到電路基板1上后，通過(guò)如圖 10 (a)所示在加熱工具7a與電極2之間確保固定的間隙H、和保持，并進(jìn)行加熱，則焊料自 聚集在電路基板1的電極2，形成焊料凸點(diǎn)3。此外，通過(guò)在形成焊料凸點(diǎn)31后，將流體4 的樹(shù)脂成分洗凈并去除，變?yōu)閳D10(b)所示的狀態(tài)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本國(guó)專(zhuān)利特開(kāi)2006-100775號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在利用現(xiàn)有的電子元器件接合方法、將電子元器件5安裝到電路基板1上時(shí)，存 在由于焊料粉3的量而發(fā)生不良焊料短路或不良接合開(kāi)路、不能進(jìn)行穩(wěn)定的批量生產(chǎn)的問(wèn)題。圖11B表示不良焊料開(kāi)路B的例子。圖12B表示不良焊料短路C的例子。在提供 的流體4內(nèi)的焊料粉3的量像圖11A的示意圖所示那樣較少時(shí)，發(fā)生不良焊料開(kāi)路。在提 供的流體4內(nèi)的焊料粉3的量像圖12A的示意圖所示那樣較多時(shí)，發(fā)生不良焊料短路。
在電路基板1的電極2上形成凸點(diǎn)31的情況也一樣，存在發(fā)生由焊料量過(guò)多引起 的電極間的不良凸點(diǎn)短路和由焊料量過(guò)少引起的凸點(diǎn)體積小等不良凸點(diǎn)形狀、不能進(jìn)行穩(wěn) 定的批量生產(chǎn)的問(wèn)題。本發(fā)明是用于解決所述現(xiàn)有問(wèn)題，其目的在于，提供與焊料粉3等導(dǎo)電性粒子的 提供量的偏差無(wú)關(guān)、能夠穩(wěn)定地實(shí)施電路基板與電子元器件的接合而無(wú)不良焊料短路和開(kāi) 路等不良質(zhì)量的電子元器件接合方法及其裝置、以及能夠穩(wěn)定地實(shí)施將凸點(diǎn)形成到電極上 而無(wú)不良質(zhì)量的凸點(diǎn)形成方法及其裝置。本發(fā)明的電子元器件接合方法的特征在于，在使包含導(dǎo)電性粒子的流體介于基板 與電子元器件之間、并且保持在所述基板的第一電極與所述電子元器件的第二電極之間的 間隙的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱，該被加熱的所述流體流動(dòng)，從而熔融的所述導(dǎo)電性粒子自聚集 在所述第一電極與所述第二電極之間，其后冷卻到所述導(dǎo)電性粒子的凝固溫度以下，從而 將所述電子元器件安裝到所述基板上，在進(jìn)行上述處理時(shí)包括拍攝提供給所述基板或所 述電子元器件的流體、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子的量的工序；基于測(cè)量出的實(shí)際 的導(dǎo)電性粒子的量來(lái)決定所述間隙的值并進(jìn)行控制的工序；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的 導(dǎo)電性粒子的量來(lái)決定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)間隙的值、并進(jìn)行控制使得所述間隙接近所述目標(biāo)間隙 的工序。本發(fā)明的電子元器件接合裝置的特征在于，在使包含導(dǎo)電性粒子的流體介于基板 與電子元器件之間、并且保持在所述基板的第一電極與所述電子元器件的第二電極之間的 間隙的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱，該被加熱的流體流動(dòng)，從而熔融的所述導(dǎo)電性粒子自聚集在所 述第一電極與所述第二電極之間，其后冷卻到所述導(dǎo)電性粒子的凝固溫度以下，從而將所 述電子元器件安裝到所述基板上，所述電子元器件接合裝置設(shè)置了 拍攝提供給所述基板 或所述電子元器件的流體、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子的量的攝像機(jī)；以及基于所 述測(cè)量出的實(shí)際的導(dǎo)電性粒子的量來(lái)決定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)間隙的值、并進(jìn)行控制使得所述間隙 接近所述目標(biāo)間隙的處理裝置。本發(fā)明的凸點(diǎn)形成方法的特征在于，在使包含導(dǎo)電性粒子的流體介于基板與平板 狀的工具之間、并且保持在所述基板的電極與所述工具之間的間隙的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱， 該被加熱的所述流體流動(dòng)，從而熔融的所述導(dǎo)電性粒子自聚集在所述電極與所述工具之 間，其后使所述工具從所述基板離開(kāi)并冷卻到所述導(dǎo)電性粒子的硬化溫度以下，從而在所 述電極上形成凸點(diǎn)，在進(jìn)行上述處理時(shí)包括拍攝提供給所述基板的流體、并利用圖像識(shí)別 來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子的量的工序；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的導(dǎo)電性粒子的量來(lái)決定適當(dāng) 的目標(biāo)間隙的值、并進(jìn)行控制使得所述間隙接近所述目標(biāo)間隙的工序。本發(fā)明的凸點(diǎn)形成裝置的特征在于，在使包含導(dǎo)電性粒子的流體介于基板與平板 狀的工具之間、并且保持在所述基板的電極與所述工具之間的間隙的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱， 該被加熱的所述流體流動(dòng)，從而熔融的所述導(dǎo)電性粒子自聚集在所述電極與所述工具之 間，其后使所述工具從所述基板離開(kāi)并冷卻到所述導(dǎo)電性粒子的硬化溫度以下，從而在所 述電極上形成凸點(diǎn)，所述凸點(diǎn)形成裝置設(shè)置了 拍攝提供給所述基板的流體、并利用圖像識(shí) 別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子的量的攝像機(jī)；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的導(dǎo)電性粒子的量來(lái)決定 適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)間隙的值、并進(jìn)行控制使得所述間隙接近所述目標(biāo)間隙的處理裝置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在批量生產(chǎn)中，即使在接合材料的提供量產(chǎn)生略微的偏差時(shí)，也能夠
6根據(jù)提供的接合材料的量，在接合工序或凸點(diǎn)形成工序中反饋?zhàn)顑?yōu)的所述間隙的值，從而 能夠穩(wěn)定地實(shí)施電路基板與電子元器件的接合、和將凸點(diǎn)形成到電極上，而無(wú)不良短路及 開(kāi)路等不良質(zhì)量。


圖1A是本發(fā)明實(shí)施方式的電子元器件接合裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖1B是表示該實(shí)施方式的電子元器件接合裝置的拍攝狀態(tài)的說(shuō)明圖。圖2是該實(shí)施方式的處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖3A是該實(shí)施方式的將流體涂敷于電路基板的狀態(tài)的剖視圖。圖3B是該實(shí)施方式的將流體涂敷于電路基板的狀態(tài)的俯視圖。圖3C是該實(shí)施方式的焊料粉圖像數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。圖3D是該實(shí)施方式的圖像處理的說(shuō)明圖。圖4是另一實(shí)施方式的圖像處理的說(shuō)明圖。圖5A是使間隙為固定來(lái)進(jìn)行了接合的比較例的主要部分截面。圖5B是對(duì)提供到電路基板上的流體中包含的焊料粉的量、利用圖像識(shí)別進(jìn)行色 提取的說(shuō)明圖。圖5C是焊料粉3的量與分割區(qū)域E1的電極的短路發(fā)生率的特性圖、以及焊料粉 3的量與開(kāi)路發(fā)生率的特性圖。圖6A是使分割區(qū)域E1的焊料粉的量為0. 3mm2而進(jìn)行接合時(shí)的焊料粉圖像數(shù)據(jù) 的說(shuō)明圖。圖6B是電路基板的電極和電子元器件的電極的間隙H、與短路發(fā)生率的特性圖。圖7是將分割區(qū)域E1的焊料粉量和間隙H作為因數(shù)而繪制了不發(fā)生不良開(kāi)路、不 良短路的間隙H與焊料粉的量的相關(guān)關(guān)系的圖。圖8是該實(shí)施方式的處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖9是現(xiàn)有的電子元器件接合方法的工序圖。圖10是現(xiàn)有的凸點(diǎn)形成方法的工序圖。圖11A是提供的流體內(nèi)的焊料粉的量較少時(shí)的截面的示意圖。圖11B是表示不良焊料開(kāi)路的例子的截面的示意圖。圖12A是提供的流體內(nèi)的焊料粉的量較多時(shí)的截面的示意圖。圖12B是表示不良焊料短路的例子的截面的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于具體的實(shí)施方式，說(shuō)明本發(fā)明的電子元器件接合方法和凸點(diǎn)形成方法。圖1A表示執(zhí)行本發(fā)明的電子元器件接合方法的電子元器件接合裝置。以微機(jī)作為主要部分而構(gòu)成的處理裝置20，如圖2所示，由步驟S1 步驟S4來(lái)構(gòu) 成。在步驟S1中，利用提供裝置21，將流體4如圖3A、3B所示那樣向電路基板1上提 供，形成覆蓋電極2的形狀。該例中，在電路基板1上以預(yù)定間隔設(shè)置了 9個(gè)電極2。提供 裝置21是撒布器、印刷等一般粘性材料的提供單元。在流體4中，含有作為有助于接合的導(dǎo)電性粒子的焊料粉3。作為流體4中包含的導(dǎo)電性粒子，在該實(shí)施方式中雖然說(shuō)明焊料粉3的情況，但作 為導(dǎo)電性粒子，同樣也能使用涂敷了焊料的Ag、Cu、Au等導(dǎo)電性粒子。另外，作為流體4的樹(shù)脂成分，只要是在室溫至導(dǎo)電性粒子的熔融溫度的范圍內(nèi) 具有可流動(dòng)的程度的粘度的樹(shù)脂即可，另外，還包含通過(guò)加熱下降到可流動(dòng)的粘度的樹(shù)脂。 作為代表性的例子，能夠使用環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二烯丙基酯樹(shù)脂、 呋喃樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂等熱固化性樹(shù)脂；聚酯彈性體、氟樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù) 脂、芳族聚酰胺樹(shù)脂等熱可塑樹(shù)脂；或光(紫外線)固化樹(shù)脂等；或?qū)⑺鼈兘M合后的材料。在步驟S2中，對(duì)步驟S1中堆在電路基板1上的流體4，利用攝像機(jī)22如圖1B所 示那樣進(jìn)行拍攝，獲取拍攝信息，并計(jì)算流體4中存在的焊料粉3的量。具體而言，用攝像機(jī)22對(duì)提供到電路基板1上的流體4進(jìn)行圖像識(shí)別，對(duì)流體4 中分布的焊料粉3根據(jù)亮度的不同進(jìn)行色提取，作為僅識(shí)別焊料粉3的焊料粉圖像數(shù)據(jù)15。 圖3C表示焊料粉圖像數(shù)據(jù)15的示意圖。接著，處理裝置20對(duì)該焊料粉圖像數(shù)據(jù)15進(jìn)行處理如下。處理裝置20將形成于電路基板1上的電極2，如圖3D所示那樣，對(duì)每個(gè)電極2等 間距地分割為9個(gè)分割區(qū)域E1 E9，對(duì)每個(gè)分割區(qū)域算出焊料粉圖像數(shù)據(jù)15的面積。關(guān) 于焊料粉圖像數(shù)據(jù)15的面積計(jì)算，通過(guò)對(duì)提取出的焊料粉圖像數(shù)據(jù)15所占的像素?cái)?shù)進(jìn)行 計(jì)數(shù)的方法來(lái)進(jìn)行。然后，計(jì)算對(duì)每個(gè)分割區(qū)域E1 E9測(cè)量出的焊料粉3的量的平均值，將該平均值 與預(yù)先決定所規(guī)定的目標(biāo)量進(jìn)行比較，計(jì)算過(guò)量及不足的量。使焊料粉3的量的平均值在 規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)作為適當(dāng)量，將對(duì)應(yīng)于適當(dāng)?shù)暮噶狭康哪繕?biāo)間隙H0從數(shù)據(jù)庫(kù)23中讀出，在 步驟S3中，操縱升降裝置24，使電子元器件吸附工具7升降，并控制間隙H，使得所述間隙 H接近該目標(biāo)間隙H0，在步驟S4中，實(shí)施將電子元器件5與電路基板1接合的所述接合動(dòng) 作。在此，電子元器件5為半導(dǎo)體芯片。在焊料粉3的量的平均值超過(guò)規(guī)定的范圍而過(guò)多時(shí)，根據(jù)其過(guò)多的程度，將目標(biāo) 間隙H0從數(shù)據(jù)庫(kù)23中讀出，在步驟S3中，控制升降裝置24，使得所述間隙H接近該目標(biāo)間 隙H0，同時(shí)實(shí)施步驟S4的所述接合動(dòng)作。該焊料粉3的量的平均值超過(guò)規(guī)定的范圍而過(guò)量 時(shí)的目標(biāo)間隙H0，大于焊料粉3的量的平均值適當(dāng)時(shí)的目標(biāo)間隙H0。在焊料粉3的量的平均值不足規(guī)定的范圍時(shí)，根據(jù)其不足的程度，將所述目標(biāo)間 隙H0從數(shù)據(jù)庫(kù)23中讀出，在步驟S3中，控制升降裝置24，使得所述間隙H接近該目標(biāo)間隙 H0,同時(shí)實(shí)施步驟S4的所述接合動(dòng)作。該焊料粉3的量的平均值不足規(guī)定的范圍時(shí)的目標(biāo) 間隙H0，小于焊料粉3的量的平均值適當(dāng)時(shí)的目標(biāo)間隙H0。其結(jié)果，不是像現(xiàn)有例那樣、不管提供到電路基板1上的流體4的量的偏差而總是 使間隙H為固定來(lái)進(jìn)行批量生產(chǎn)，而是由于每次將間隙H變更為最優(yōu)值而進(jìn)行接合，所以能 夠以穩(wěn)定的質(zhì)量進(jìn)行生產(chǎn)。說(shuō)明使間隙H為固定來(lái)進(jìn)行批量生產(chǎn)的比較例、以及如上所述將間隙H變更為最 優(yōu)值而進(jìn)行批量生產(chǎn)的實(shí)施例。關(guān)于間隙H的其它接合條件，比較例和實(shí)施例都相同。在此，如圖5A所示，在電路基板1上，將間距P = 200iim、電極邊長(zhǎng)尺寸L = 100 u m、電極高度為18 y m的電極2，形成為484個(gè)引腳的區(qū)域配置形狀。在電子元器件5
8的與電路基板1相對(duì)的位置，通過(guò)與電路基板1的電極2相同的間距、電極尺寸、電極配置， 形成了高度為15 y m的電極6。對(duì)于流體4，使用了含有50wt%的平均粒徑為20 y m的焊料 粉3、22wt %的環(huán)氧樹(shù)脂、22wt %的固化劑、5wt %的活性劑、lwt %的固化催化劑的組成比的 材料。通過(guò)撒布法將流體4提供到電路基板1上之后，如圖5B所示，對(duì)提供到電路基板 1上的流體4中包含的焊料粉3的量，利用圖像識(shí)別進(jìn)行色提取，對(duì)每個(gè)電極2的每個(gè)分割 區(qū)域，進(jìn)行面積換算而算出焊料粉3的量。比較例在比較例中，使電路基板1的電極2與電子元器件5的電極6的間隙H為固定(= 20 um)而進(jìn)行接合處理，對(duì)這時(shí)的圖5B所示的分割區(qū)域El的接合結(jié)果進(jìn)行了確認(rèn)。其確 認(rèn)結(jié)果為圖5C。圖5C是以焊料粉3的量為橫軸進(jìn)行繪制、且在縱軸繪制了分割區(qū)域E1的 電極的不良短路率和開(kāi)路率的圖。根據(jù)圖5C的結(jié)果可知，若是固定的間隙H( = 20um)的接合，則在焊料粉3的量 少至0. 045mm2以下的范圍中，發(fā)生不良焊料開(kāi)路，在焊料粉3的量多至0. 27mm2以上的范圍 中，發(fā)生不良焊料短路。流體4的提供量的最優(yōu)值，若電極2與電極6的間隙H = 20 y m，則通過(guò)對(duì)接合所需 的焊料、樹(shù)脂的體積量的計(jì)算，算出為2. Omg，但在實(shí)際的生產(chǎn)工序中，即使將2. Omg作為目 標(biāo)值來(lái)提供，也由于2mg士0. lmg的管理是極限，其結(jié)果，分割區(qū)域El中存在的焊料粉3的 量分散在0. 04mm2至0. 29mm2之間，所以如圖5C那樣，對(duì)照與發(fā)生不良焊料短路、開(kāi)路的焊 料粉3的量的關(guān)系可知，將間隙H為固定的20 y m來(lái)進(jìn)行批量生產(chǎn)時(shí)，不能避免接合不良。實(shí)施例接著，在與圖5A的情況相同的電路基板1、電子元器件5、流體4的結(jié)構(gòu)下，如圖6A 所示，使分割區(qū)域E1的焊料粉3的量固定為0.3mm2，使所述間隙H變動(dòng)而實(shí)施了接合。其結(jié)果，如圖6B所示，若間隙H= 26 ym以下，則相對(duì)于接合所需的焊料量，焊料 過(guò)多，從而發(fā)生了不良短路。換個(gè)角度來(lái)看可知，對(duì)于提供的焊料粉3的量，存在不引起不 良接合的間隙H的范圍，從而通過(guò)控制間隙H而進(jìn)行接合，能夠防止不良接合。雖然著眼在 了不良短路，但對(duì)于不良開(kāi)路也可以說(shuō)對(duì)于提供的焊料粉3的量，存在防止不良的間隙H的 范圍。圖7表示了對(duì)該相關(guān)情況進(jìn)行檢驗(yàn)的結(jié)果。圖7是將分割區(qū)域E1的焊料粉3的量和間隙H作為因數(shù)而進(jìn)行點(diǎn)陣接合實(shí)驗(yàn)、從 而繪制了不發(fā)生不良開(kāi)路和不良短路的間隙H與焊料粉3的量的相關(guān)關(guān)系的圖。使流體4 的提供量為2. Omg士0. lmg。其結(jié)果確認(rèn)了，在作為流體4的目標(biāo)值提供了 2mg時(shí)的焊料粉3的量的偏差范圍 內(nèi)(0. 04mm2至0. 29mm2)，根據(jù)焊料粉3的量，在10 30 P m之間對(duì)間隙H適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變動(dòng)、 控制，從而能進(jìn)行無(wú)不良短路、不良開(kāi)路的良好的接合。在上述實(shí)施方式中，雖然對(duì)形成于電路基板1上的各個(gè)電極2的每一個(gè)電極，根據(jù) 焊料粉圖像數(shù)據(jù)15算出了面積，但也可以不是對(duì)形成于電路基板1上的各個(gè)電極2的每一 個(gè)電極，而是如圖4所示那樣分割為包含多個(gè)電極2的分割區(qū)域E01 E03等。在圖4的 事例中，雖然示出了將形成于電路基板1上的電極2的區(qū)域分割為3個(gè)的情況，但要根據(jù)接合的對(duì)象物的接合區(qū)域的大小、電極間距、尺寸等，來(lái)設(shè)定分割的區(qū)域的范圍。另外，關(guān)于焊料粉圖像數(shù)據(jù)15的面積計(jì)算，也能夠?qū)μ崛〕龅暮噶戏蹐D像數(shù)據(jù)15 進(jìn)行三維圖像處理而算出焊料體積。另外，在各實(shí)施方式中，雖然舉例說(shuō)明了將多個(gè)分割區(qū)域的每一個(gè)區(qū)域的焊料粉3 的量的測(cè)量值的平均值、反饋給所述間隙H的控制的情況，但也能夠計(jì)算多個(gè)分割區(qū)域的 每一個(gè)區(qū)域的焊料粉3的量的測(cè)量值的最小值和最大值，基于該最大值和最小值來(lái)判定所 述提供的焊料粉3的過(guò)量與不足，據(jù)此將對(duì)應(yīng)于適當(dāng)?shù)暮噶狭康哪繕?biāo)間隙H0從數(shù)據(jù)庫(kù)23 中讀出，在步驟S3中控制升降裝置24，使得所述間隙H接近該目標(biāo)間隙H0，同時(shí)實(shí)施步驟 S4的所述接合動(dòng)作。另外，在各實(shí)施方式中，雖然舉例說(shuō)明了將多個(gè)分割區(qū)域的每一個(gè)區(qū)域的焊料粉3 的量的測(cè)量值的平均值、反饋給所述間隙H的控制的情況，但也可以通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)施 即，根據(jù)接合的對(duì)象物，事前預(yù)先求取不良與所述分割區(qū)域中的焊料粉3的量的相關(guān)關(guān)系， 預(yù)先規(guī)定對(duì)于焊料粉3的量的過(guò)量與不足的判定是有效的分割區(qū)域，基于該有效的一個(gè)分 割區(qū)域的焊料粉3的量、該有效的多個(gè)分割區(qū)域的平均值、該有效的多個(gè)分割區(qū)域的最大 值、或該有效的多個(gè)分割區(qū)域的最小值等，反饋給所述間隙H的控制。即，在此情況下，分割 為每個(gè)電極2的區(qū)域，或者分割為包含電極2的多個(gè)區(qū)域，并基于多個(gè)區(qū)域內(nèi)的預(yù)先設(shè)定的 特定的區(qū)域的焊料粉3的量來(lái)判定所述提供的焊料粉3的過(guò)量與不足，其中也包含拍攝提 供給電路基板1的流體4、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量焊料粉的量的步驟S2。在上述各實(shí)施方式中，雖然將流體4提供給電路基板1而將電子元器件5與電路 基板1接合，但在將流體4提供給電子元器件5而將電子元器件5與電路基板1接合時(shí)，也 同樣能夠?qū)嵤?。在上述各?shí)施方式中，雖然電子元器件5為半導(dǎo)體芯片，但電子元器件5例如也可 以是外圍配置了電極的半導(dǎo)體元件。另外，電子元器件5并不限于半導(dǎo)體元件，也可以是其 它有源元器件、無(wú)源元器件、剛性類(lèi)型的基板、柔性類(lèi)型的基板。在上述各實(shí)施方式中，雖然對(duì)將電子元器件5安裝到電路基板1上的工序進(jìn)行了 說(shuō)明，但在電路基板1的電極2上形成凸點(diǎn)31的凸點(diǎn)形成中，通過(guò)對(duì)電極2與加熱工具7a 與電極2的間隙H同樣地根據(jù)焊料粉3的量的過(guò)量與不足進(jìn)行控制，從而能夠以穩(wěn)定的質(zhì) 量形成無(wú)不良短路、不良堆起的良好的凸點(diǎn)。關(guān)于此情況的處理裝置20，是僅將表示電子元器件接合裝置的處理裝置的結(jié)構(gòu)的 圖2中的步驟S4，從接合處理變更為凸點(diǎn)形成處理的步驟S4A，其它結(jié)構(gòu)與電子元器件接合 裝置的處理裝置相同。關(guān)于凸點(diǎn)形成處理，是形成間隙H并加熱至焊料粉3的熔融溫度以 上，然后增大間隙H，使加熱工具7a離開(kāi)電路基板1，冷卻至焊料粉3的凝固溫度以下。圖 8示出了凸點(diǎn)形成裝置的處理裝置20的結(jié)構(gòu)。另外，不只是在電路基板1的電極2上形成凸點(diǎn)31時(shí)能夠?qū)嵤?，在電子元器件?基板的電極上形成凸點(diǎn)31時(shí)也同樣能夠?qū)嵤?。此情況下的電子元器件并不限于半導(dǎo)體元 件，也可以是其它有源元器件、無(wú)源元器件、剛性類(lèi)型的基板、柔性類(lèi)型的基板。即，本發(fā)明的凸點(diǎn)形成方法以及凸點(diǎn)形成裝置，能夠構(gòu)成如下。首先，執(zhí)行凸點(diǎn)形成方法的凸點(diǎn)形成裝置，是在使包含焊料粉的流體介于基板與 平板狀的工具之間、并且保持在基板的電極與所述工具之間的間隙的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱，該被加熱的所述流體流動(dòng)，從而熔融的所述焊料粉自聚集在所述電極與所述工具之間，其 后使所述工具從所述基板離開(kāi)并冷卻到所述焊料粉的硬化溫度以下，從而在所述電極上形 成凸點(diǎn)，所述凸點(diǎn)形成裝置的結(jié)構(gòu)中設(shè)置了 拍攝提供給所述基板的流體、并利用圖像識(shí)別 來(lái)測(cè)量焊料粉的量的攝像機(jī)；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的焊料粉的量來(lái)決定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo) 間隙的值、并進(jìn)行控制使得所述間隙接近所述目標(biāo)間隙的處理裝置。本發(fā)明的凸點(diǎn)形成方法的特征在于，在使包含焊料粉的流體介于基板與平板狀的 工具之間、并且保持在所述基板的電極與所述工具之間的間隙的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱，該被 加熱的所述流體流動(dòng)，從而熔融的所述焊料粉自聚集在所述電極與所述工具之間，其后使 所述工具從所述基板離開(kāi)并冷卻到所述焊料粉的硬化溫度以下，從而在所述電極上形成凸 點(diǎn)，，在進(jìn)行上述處理時(shí)包括拍攝提供給所述基板的流體、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量焊料粉 的量的工序；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的焊料粉的量來(lái)決定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)間隙的值、并進(jìn) 行控制使得所述間隙接近所述目標(biāo)間隙的工序。在本發(fā)明的凸點(diǎn)形成方法中，關(guān)于拍攝提供給所述基板的流體、并利用圖像識(shí)別 來(lái)測(cè)量焊料粉的量的工序，是通過(guò)在利用圖像識(shí)別對(duì)焊料粉進(jìn)行識(shí)別和色提取后、對(duì)像素 數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)并換算為面積來(lái)實(shí)施。在本發(fā)明的凸點(diǎn)形成方法中，關(guān)于拍攝提供給所述基板的流體、并利用圖像識(shí)別 來(lái)測(cè)量焊料粉的量的工序，通過(guò)分割為每個(gè)所述電極的區(qū)域或者分割為包含所述電極的 多個(gè)區(qū)域、并基于每個(gè)所述區(qū)域的焊料粉的量來(lái)判定所述提供的焊料粉的過(guò)量與不足來(lái)實(shí) 施。在本發(fā)明的凸點(diǎn)形成方法中，所謂基于每個(gè)所述區(qū)域的焊料粉的量、來(lái)判定所述 提供的焊料粉的過(guò)量與不足，通過(guò)基于對(duì)每個(gè)所述區(qū)域測(cè)量出的焊料粉的量的平均值、而 判定所述提供的焊料粉的過(guò)量與不足來(lái)實(shí)施。在本發(fā)明的凸點(diǎn)形成方法中，所謂基于每個(gè)所述區(qū)域的焊料粉的量、來(lái)判定所述 提供的焊料粉的過(guò)量與不足，通過(guò)基于對(duì)每個(gè)所述區(qū)域測(cè)量出的焊料粉的量的最大值和最 小值、而判定所述提供的焊料粉的過(guò)量與不足來(lái)實(shí)施。在本發(fā)明的凸點(diǎn)形成方法中，關(guān)于拍攝提供給所述基板的流體、并利用圖像識(shí)別 來(lái)測(cè)量焊料粉的量的工序，通過(guò)分割為每個(gè)所述電極的區(qū)域或者分割為包含所述電極的多 個(gè)區(qū)域、并基于多個(gè)所述區(qū)域內(nèi)的預(yù)先設(shè)定的特定的區(qū)域的焊料粉的量、而判定所述提供 的焊料粉的過(guò)量與不足來(lái)實(shí)施。在凸點(diǎn)形成方法以及凸點(diǎn)形成裝置中，雖然說(shuō)明了流體4中包含的作為導(dǎo)電性粒 子的焊料粉3的情況，但作為導(dǎo)電性例子，同樣能夠使用涂敷了焊料的Ag、Cu.Au等導(dǎo)電性 粒子等。在凸點(diǎn)形成方法以及凸點(diǎn)形成裝置中，作為流體4的樹(shù)脂成分，只要是在室溫至 導(dǎo)電性粒子的熔融溫度的范圍內(nèi)具有可流動(dòng)的程度的粘度的樹(shù)脂即可，另外，還包含通過(guò) 加熱下降到可流動(dòng)的粘度的樹(shù)脂。作為代表性的例子，能夠使用環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、硅樹(shù) 脂、鄰苯二甲酸二烯丙基酯樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂等熱固化性樹(shù)脂；聚酯彈性體、氟 樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、芳族聚酰胺樹(shù)脂等熱可塑樹(shù)脂；或光(紫外線)固化樹(shù)脂 等；或?qū)⑺鼈兘M合后的材料。而且，作為凸點(diǎn)形成方法以及凸點(diǎn)形成裝置的情況的流體4， 除了上述樹(shù)脂以外，還能使用高沸點(diǎn)溶劑、油等。
本發(fā)明，能夠有助于提高用于例如日益小型且輕量化的電子設(shè)備的、微小且具有 微細(xì)的電極間距的半導(dǎo)體與形成了微細(xì)的布線圖案的印刷布線板的電極間接合的連接質(zhì)量。
權(quán)利要求
一種電子元器件接合方法，其特征在于，在使包含導(dǎo)電性粒子(3)的流體(4)介于基板(1)與電子元器件(5)之間、并且保持在所述基板(1)的第一電極(2)與所述電子元器件(5)的第二電極(6)之間的間隙(H)的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱，該被加熱的所述流體(4)流動(dòng)，從而熔融的所述導(dǎo)電性粒子(3)自聚集在所述第一電極(2)與所述第二電極(6)之間，然后冷卻到所述導(dǎo)電性粒子(3)的凝固溫度以下，從而將所述電子元器件(5)安裝于所述基板(1)，在進(jìn)行上述處理時(shí)，包括拍攝提供給所述基板(1)或所述電子元器件(5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子(3)的量的工序(S2)；基于所述測(cè)量出的實(shí)際的導(dǎo)電性粒子(3)的量來(lái)決定所述間隙的值進(jìn)行控制的工序(S3)；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的導(dǎo)電性粒子(3)的量來(lái)決定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)間隙(H0)的值、并進(jìn)行控制以使得所述間隙(H)接近所述目標(biāo)間隙(H0)的工序(S4)。
2.如權(quán)利要求1所述的電子元器件接合方法，其特征在于，拍攝提供給所述基板(1)或所述電子元器件(5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo) 電性粒子(3)的量的工序(S2)，在該工序(S2)中，通過(guò)利用圖像識(shí)別對(duì)導(dǎo)電性粒子(3)進(jìn)行識(shí)別和色提取后、對(duì)像素?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)并換算 為面積來(lái)實(shí)施。
3.如權(quán)利要求1所述的電子元器件接合方法，其特征在于，拍攝提供給所述基板(1)或所述電子元器件(5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量焊 料粉的量的工序(S2)，在該工序(S2)中，分割為每個(gè)所述第一電極(2)或所述第二電極(6)的區(qū)域，或者分割為包含所述第一 電極(2)或所述第二電極(6)的多個(gè)區(qū)域，基于每個(gè)所述區(qū)域的導(dǎo)電性粒子(3)的量，來(lái)判定所述提供的導(dǎo)電性粒子(3)的過(guò)量 與不足。
4.如權(quán)利要求3所述的電子元器件接合方法，其特征在于，所謂基于每個(gè)所述區(qū)域的導(dǎo)電性粒子(3)的量、來(lái)判定所述提供的導(dǎo)電性粒子(3)的 過(guò)量與不足，是指基于對(duì)每個(gè)所述區(qū)域測(cè)量出的導(dǎo)電性粒子(3)的量的平均值、來(lái)判定所述提供的導(dǎo)電 性粒子(3)的過(guò)量與不足。
5.如權(quán)利要求3所述的電子元器件接合方法，其特征在于，所謂基于每個(gè)所述區(qū)域的導(dǎo)電性粒子(3)的量、來(lái)判定所述提供的導(dǎo)電性粒子(3)的 過(guò)量與不足，是指基于對(duì)每個(gè)所述區(qū)域測(cè)量出的導(dǎo)電性粒子(3)的量的最大值和最小值、來(lái)判定所述提 供的導(dǎo)電性粒子(3)的過(guò)量與不足。
6.如權(quán)利要求1所述的電子元器件接合方法，其特征在于，拍攝提供給所述基板(1)或所述電子元器件(5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo) 電性粒子(3)的量的工序(S2)，在該工序(S2)中，分割為每個(gè)所述第一電極(2)或所述第二電極(6)的區(qū)域，或者分割為包含所述第一 電極(2)或所述第二電極(6)的多個(gè)區(qū)域，基于多個(gè)所述區(qū)域內(nèi)的預(yù)先設(shè)定的特定的區(qū)域的導(dǎo)電性粒子(3)的量，來(lái)判定所述提 供的導(dǎo)電性粒子(3)的過(guò)量與不足。
7.一種電子元器件接合裝置，其特征在于，在使包含導(dǎo)電性粒子(3)的流體(4)介于基 板⑴與電子元器件(5)之間、并且保持在所述基板(1)的第一電極(2)與所述電子元器 件(5)的第二電極(6)之間的間隙(H)的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱，該被加熱的所述流體(4)流 動(dòng)，從而熔融的所述導(dǎo)電性粒子(3)自聚集在所述第一電極(2)與所述第二電極(6)之間， 然后冷卻到所述導(dǎo)電性粒子(3)的凝固溫度以下，從而將所述電子元器件(5)安裝于所述 基板(1)，所述電子元器件接合裝置設(shè)置了 拍攝提供給所述基板(1)或所述電子元器件(5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo) 電性粒子⑶的量的攝像機(jī)(22)；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的導(dǎo)電性粒子(3)的量來(lái)決定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)間隙(HO)的值、并進(jìn) 行控制使得所述間隙(H)接近所述目標(biāo)間隙(HO)的處理裝置(20)。
8.一種凸點(diǎn)形成方法，其特征在于，在使包含導(dǎo)電性粒子(3)的流體(4)介于基板(1或5)與平板狀的工具(7)之間、并 且保持在所述基板(1或5)的電極(2或6)與所述工具(7)之間的間隙(H)的狀態(tài)下進(jìn)行 了加熱，該被加熱的所述流體⑷流動(dòng)，從而熔融的所述導(dǎo)電性粒子⑶自聚集在所述電極 (2或6)與所述工具(7)之間，其后使所述工具(7)離開(kāi)所述基板(1或5)并且冷卻到所述 導(dǎo)電性粒子(3)的硬化溫度以下，從而在所述電極(2或6)上形成凸點(diǎn)(21)，在進(jìn)行上述處 理時(shí)，包括拍攝提供給所述基板(1或5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子(3)的量 的工序(S2)；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的導(dǎo)電性粒子(3)的量來(lái)決定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)間隙(HO)的值、并進(jìn) 行控制使得所述間隙(H)接近所述目標(biāo)間隙(HO)的工序(S3)。
9.如權(quán)利要求8所述的凸點(diǎn)形成方法，其特征在于，拍攝提供給所述基板(1或5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子(3)的量 的工序(S2)，在該工序(S2)中，通過(guò)利用圖像識(shí)別對(duì)導(dǎo)電性粒子(3)進(jìn)行識(shí)別和色提取后、對(duì)像素?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)并換算 為面積來(lái)實(shí)施。
10.如權(quán)利要求8所述的凸點(diǎn)形成方法，其特征在于，拍攝提供給所述基板(1或5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子(3)的量 的工序(S2)，在該工序(S2)中，分割為每個(gè)所述電極(2或6)的區(qū)域，或者分割為包含所述電極(2或6)的多個(gè)區(qū)域，基于每個(gè)所述區(qū)域的導(dǎo)電性粒子(3)的量，來(lái)判定所述提供的導(dǎo)電性粒子(3)的過(guò)量 與不足。
11.如權(quán)利要求10所述的凸點(diǎn)形成方法，其特征在于，所謂基于每個(gè)所述區(qū)域的導(dǎo)電性粒子(3)的量、來(lái)判定所述提供的導(dǎo)電性粒子(3)的 過(guò)量與不足，是指基于對(duì)每個(gè)所述區(qū)域測(cè)量出的導(dǎo)電性粒子(3)的量的平均值、來(lái)判定所述提供的導(dǎo)電 性粒子(3)的過(guò)量與不足。
12.如權(quán)利要求10所述的凸點(diǎn)形成方法，其特征在于，所謂基于每個(gè)所述區(qū)域的導(dǎo)電性粒子的量、來(lái)判定所述提供的導(dǎo)電性粒子(3)的過(guò)量 與不足，是指基于對(duì)每個(gè)所述區(qū)域測(cè)量出的導(dǎo)電性粒子(3)的量的最大值和最小值、來(lái)判定所述提 供的導(dǎo)電性粒子(3)的過(guò)量與不足。
13.如權(quán)利要求8所述的凸點(diǎn)形成方法，其特征在于，拍攝提供給所述基板(1或5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子(3)的量 的工序(S2)，在該工序(S2)中，分割為每個(gè)所述電極(2或6)的區(qū)域，或者分割為包含所述電極(2或6)的多個(gè)區(qū)域，基于多個(gè)所述區(qū)域內(nèi)的預(yù)先設(shè)定的特定的區(qū)域的導(dǎo)電性粒子(3)的量，來(lái)判定所述提 供的導(dǎo)電性粒子(3)的過(guò)量與不足。
14.一種凸點(diǎn)形成裝置，其特征在于，在使包含導(dǎo)電性粒子(3)的流體(4)介于基板(1 或5)與平板狀的工具(7a)之間、并且保持在所述基板(1)的電極(2或6)與所述工具(7a) 之間的間隙(H)的狀態(tài)下進(jìn)行了加熱，該被加熱的所述流體(4)流動(dòng)，從而熔融的所述導(dǎo)電 性粒子(3)自聚集在所述電極(2或6)與所述工具(7a)之間，然后使所述工具(7a)離開(kāi) 所述基板(1或5)并冷卻到所述導(dǎo)電性粒子(3)的硬化溫度以下，從而在所述電極(2或5) 上形成凸點(diǎn)(21)，所述凸點(diǎn)形成裝置設(shè)置了 拍攝提供給所述基板(1或5)的流體(4)、并利用圖像識(shí)別來(lái)測(cè)量導(dǎo)電性粒子(3)的量 的攝像機(jī)(22)；以及基于所述測(cè)量出的實(shí)際的導(dǎo)電性粒子(3)的量來(lái)決定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)間隙(HO)的值、并進(jìn) 行控制使得所述間隙(H)接近所述目標(biāo)間隙(HO)的處理裝置(20)。
全文摘要
將流體(4)提供到電路基板(1)上后，對(duì)攝像機(jī)(22)的拍攝數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，以測(cè)量提供的流體(4)中包含的導(dǎo)電性粒子(3)的量，基于測(cè)量出的數(shù)值，將接合工序中的電路基板(1)的第一電極(2)與電子元器件(5)的第二電極(6)的間隙的值控制為適當(dāng)值。藉此，即使接合材料的提供量有偏差，也能夠進(jìn)行接合和在電極上形成凸點(diǎn)，而無(wú)不良焊料開(kāi)路、短路。
文檔編號(hào)H05K3/34GK101853794SQ20101015704
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
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