JP3199688B2

JP3199688B2 - 有孔板の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP3199688B2
Application number: JP29656898A
Authority: JP
Inventors: 史彦十倉; 雅之北嶋; 豊野田; 良孝村岡
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2018-10-19
Also published as: JPH11214422A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品への導電バ
ンプの形成に使用されるテンプレート等の有孔板の製造
方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の電子部品にはんだバンプ等の
メタルバンプを形成し、メタルバンプによって電子部品
をプリント回路板に接合することは広く行われている。
メタルバンプを形成するための一方法においては、メタ
ルボールを予め形成してメタルボール容器に貯蔵してお
き、メタルボールをメタルボール容器から取り出して電
子部品の電極へ取り付けて電子部品のメタルバンプとす
る。例えば特開平８−１１２６７１号公報はこのような
メタルバンプ形成装置を開示している。

【０００３】従来のメタルバンプ形成装置においては、
メタルボールをメタルボール容器から取り出して、電子
部品の電極に取り付けるために、吸着ヘッドが使用され
る。吸着ヘッドには、電子部品の電極の配列と同じ配列
で配置された貫通孔を有するメタルボール搭載用テンプ
レート（吸着パッド）が取り付けられる。吸着ヘッドの
表面には真空源に接続された吸着溝が設けられ、メタル
ボール搭載用テンプレートの貫通孔は吸着ヘッドの吸着
溝に接続され、メタルボールを吸着することができる。

【０００４】メタルボール搭載用テンプレートがメタル
ボール容器１０のメタルボールに接触すると、メタルボ
ールがメタルボール搭載用テンプレートの貫通孔にそれ
ぞれ吸着される。それから、吸着ヘッドを電子部品の上
にもっていくと、メタルボール搭載用テンプレートの貫
通孔に吸着されたメタルボールはそれぞれ電子部品の電
極の上に位置するようになる。そこで、メタルボールを
電子部品の電極に熱圧着すると、メタルボールは電子部
品の電極に接合され、メタルバンプとなる。そこで、吸
着ヘッドは電子部品から引き離され、メタルボールは吸
着ヘッドから電子部品へ転写される。

【０００５】メタルボール搭載用テンプレートは、通常
は、ひずみにくく且つ帯電性が低い無機素材、例えばガ
ラス等で作られる。プラスチックはひずみやすく且つ帯
電性があるので、メタルボール搭載用テンプレートの材
料としては適していない。もし、メタルボール搭載用テ
ンプレートがひずみやすい材料の板で作られていると、
メタルボールを電子部品の電極に圧着するときにメタル
ボール搭載用テンプレートがひずんで貫通孔の位置が電
子部品の電極の位置からずれる可能性がある。また、メ
タルボール搭載用テンプレートに帯電性があると、メタ
ルボール搭載用テンプレートをメタルボール容器上にも
ってきてメタルボールを貫通孔に吸着させるときに、メ
タルボールが静電気によってメタルボール搭載用テンプ
レートの貫通孔以外の位置に付着する可能性が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ガラスでできたメタル
ボール搭載用テンプレートの貫通孔は、エッチングによ
り形成される。あるいは、貫通孔はドリル放電加工等の
機械加工により形成されることもできる。しかし、メタ
ルボール搭載用テンプレートがガラス等の無機素材で作
られる場合には、貫通孔の形成時に、貫通孔の側壁が円
滑にならず、凹凸状のバリが発生することがある。

【０００７】貫通孔の側壁が円滑でないと、電子部品の
電極にメタルボールを接合するためにメタルボール搭載
用テンプレートを電子部品に向かって押しつけるとき
に、メタルボールがメタルボール搭載用テンプレートの
貫通孔の端部に食い込み、吸着ヘッドを電子部品から引
き離すときに、メタルボールがメタルボール搭載用テン
プレートに付着した状態となり、メタルボールが電子部
品の電極から引き剥がされるという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、バリのない貫通孔を有
し、半導体電極用メタルバンプ配列テンプレート等とし
て使用可能な有孔板の製造方法及び製造装置を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による有孔板の製
造方法は、無機材を含む被加工板を、底有りの凹部を有
する支持台に支持し、該底有りの凹部の位置において、
該被加工板にレーザビームを照射し、貫通孔を形成する
ことを特徴とする。好ましくは、被加工板はガラス板か
らなる。また、好ましくは、有孔板は、半導体電極用メ
タルバンプ配列テンプレートである。しかし、この有孔
板を濾過部材等のその他の用途に使用することもでき
る。

【００１０】好ましくは、被加工板の一方の側からレー
ザビームを照射し、該被加工板を反転させ、該被加工板
の他方の側からレーザビームを照射する。本発明による
有孔板の製造装置は、被加工板を支持することができる
表面と、該表面に設けられた底有りの凹部と、を有する
支持台と、該底有りの凹部の位置において、該支持台に
支持される被加工板に、レーザビームを照射することが
できるレーザ照射手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】好ましくは、有孔板は、半導体電極用メタ
ルバンプ配列テンプレートである。好ましくは、レーザ
照射手段は、エキシマレーザ及び高調波ＹＡＧレーザの
一つを照射する。好ましくは、該凹部には被加工板より
もレーザの透過率の高い材料が配置されている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図５はメタルボール（導電ボー
ル）搭載用テンプレートを含むメタルバンプ形成装置１
０を示す図である。メタルバンプ形成装置１０は、ＬＳ
Ｉ等の電子部品１２を支持するためのステージ１４と、
予め形成されたメタルボール１６を入れたメタルボール
容器１８と、メタルボール搭載用テンプレート２０を取
り付けた吸着ヘッド２２とを含む。

【００１３】ステージ１４は吸着孔１４ａを有し、電子
部品１２を真空吸引により保持するようになっている。
電子部品１２は所定のパターンで形成された電極２４を
有する。吸着ヘッド２２は吸着孔２２ａと吸着溝２２ｂ
とを有する。図６は吸着ヘッド２２を示す図である。吸
着孔２２ａは吸着ヘッド２２内を延び、吸着溝２２ｂは
吸着ヘッド２２の表面に設けられている。また、プレー
ト吸着孔２２ｃが吸着ヘッド２２の表面に開口してい
る。

【００１４】図７はメタルボール搭載用テンプレート２
０を示す図である。メタルボール搭載用テンプレート２
０は貫通孔２６を有する。貫通孔２６は電子部品１２の
電極２４と同じ配列で設けられる。電子部品１２の種類
に応じて異なった配列の貫通孔２６を有するメタルボー
ル搭載用テンプレート２０を準備することができる。貫
通孔２６は、メタルボール搭載用テンプレート２０がプ
レート吸着孔２２ｃによって吸着ヘッド２２に吸着され
たときに吸着溝２２ｂの範囲内に位置するように配置さ
れる。従って、全ての貫通孔２６が吸着溝２２ｂと連通
する。

【００１５】従って、図５に示されるように、メタルボ
ール搭載用テンプレート２０の貫通孔２６にメタルボー
ル１６を吸着することができる。図５のメタルバンプ形
成装置１０はさらに移送装置２８を備えており、吸着ヘ
ッド２２をメタルボール容器１８上、及び電子部品１２
上に位置させるように吸着ヘッド２２を移動させること
ができる。

【００１６】図８はメタルバンプ形成装置１０の作用を
示す図である。（Ａ）は吸着ヘッド２２をメタルボール
容器１８の上に移動させてメタルボール１６をメタルボ
ール搭載用テンプレート２０の貫通孔２６に吸着すると
ころを示す図である。（Ｂ）は吸着ヘッド２２をステー
ジ１４上の電子部品１２の上にもってきたところを示す
図である。（Ｃ）はメタルボール１６を電子部品１２の
電極２４に熱圧着するところを示す図である。（Ｄ）は
吸着ヘッド２２を電子部品１２から引き離すところを示
す図である。この場合、吸着孔２２ｃへの真空は供給さ
れ続け、吸着孔２２ａへの真空は遮断される。これによ
って、メタルボール１６は電子部品１２の電極２４に接
合され、メタルバンプとなる。この後、メタルボール１
６をガラス板に押しつけてレベリングし、銀ペーストを
付着させることもできる。（Ｅ）はその後で電子部品１
２をメタルバンプを用いてプリント回路基板３０に接合
するところを示す図である。この場合、電子部品１２と
プリント回路板３０とを絶縁性接着剤で接着することも
できる。

【００１７】図８の（Ｄ）において、上記したように、
メタルボール搭載用テンプレート２０の貫通孔２６が円
滑でない場合には、メタルボール搭載用テンプレート２
０を電子部品１２に向かって押しつけるときに、メタル
ボール１６が貫通孔２６の端部のバリ４２に食い込み、
吸着ヘッド２２を電子部品１２から引き離すときに、メ
タルボール１６がメタルボール搭載用テンプレート２０
とともに移動し、メタルボール１６がせっかく接合した
電子部品１２の電極２４から引き剥がされるという問題
が生じる。従って、メタルボール１６が貫通孔２６の端
部に食い込まないようにするのが望ましい。

【００１８】図１及び図２は本発明の参考例を示す図で
ある。メタルボール搭載用テンプレート２０は無機素材
であるガラスで作られる。図１（Ａ）においては、メタ
ルボール搭載用テンプレート（ガラス板）２０をエッチ
ングして貫通孔２６を形成する。この場合、マスク４０
をしたガラス板をフッ化物を含むエッチング液中に浸漬
してエッチングを行う。図１（Ｂ）に示されるように、
ガラス板をエッチングして貫通孔２６を形成すると、貫
通孔２６の側壁が円滑にならず、バリ４２ができる。

【００１９】そこで、図２（Ａ）に示されるように、貫
通孔２６の側壁にレーザビームＬＢを照射して貫通孔の
側壁を平滑化する。図２（Ｂ）は、図１（Ｂ）の貫通孔
２６の側壁のバリ４２がなくなり、貫通孔の側壁が平滑
化されていることを簡単化して示している。貫通孔２６
の側壁へのレーザビームＬＢの照射は、貫通孔２６の周
囲のごく限られた領域にのみ行うのが望ましい。レーザ
ビームＬＢが隣接する２つの貫通孔２６の間のメタルボ
ール搭載用テンプレート２０の部分に余分に照射される
と、メタルボール搭載用テンプレート２０の表面が変形
するなどの不都合が生じる。使用するレーザーはエキシ
マレーザーが好ましい。ＹＡＧレーザーはエネルギーが
強すぎて微細な加工には不向きであり、ＣＯ₂レーザー
はガラスの加工には不向きである。

【００２０】マスク４４をしてレーザビームＬＢを照射
する。貫通孔２６の直径が２４μｍの場合に、マスク４
４の開口部の直径が２６μｍであった。つまり、レーザ
ビームＬＢは貫通孔２６の直径よりも２μｍ程度大きい
範囲に行うのが好ましい。レーザーの出力条件は、メタ
ルボール搭載用テンプレート２０の板厚が３００μｍの
場合に、出力が３００ｍＪ／２００Ｈｚであり、パルス
数が１０００パルスであった。また、クリプトンガスと
フッ素ガスを用いた。この場合、アシストガスとしてＨ
ｅ又はＮｅを加えた。さらに、ガラス板の前処理とし
て、ガラス板にカーボン（Ｃ）を蒸着した。

【００２１】図３はレーザビームＬＢを照射して平滑化
した貫通孔２６の端部（メタルボール搭載用テンプレー
ト２０の表面の近くの貫通孔２６の部分）を示した図で
ある。エッチングによって形成した貫通孔２６のバリ４
２（図１（Ｂ））が、レーザビームＬＢを照射すること
によって溶解し、表面がより滑らかになる。なお、貫通
孔２６にバリ４２のある状態、及び図３のようにバリが
なくなった状態は、顕微鏡観察や写真により、見ること
ができる。

【００２２】図１（Ａ）ではメタルボール搭載用テンプ
レート２０の貫通孔２６はほぼ一様な直径をもつように
示されているが、図４はメタルボール搭載用テンプレー
ト２０の貫通孔２６がテーパーをもって形成されている
例を示す図である。エッチングをして貫通孔２６を形成
したメタルボール搭載用テンプレート２０では、図３の
ように貫通孔２６がテーパーになることが多い。この場
合にも、貫通孔２６にはバリが生じるので、貫通孔２６
の側壁にレーザビームＬＢを照射して貫通孔の側壁を平
滑化する。この場合、レーザビームＬＢは貫通孔２６の
直径の小さい方の端部に照射し、使用においてはレーザ
ビームＬＢを照射した方をメタルボール１６に向けるよ
うにする。

【００２３】以上の例では、メタルボール搭載用テンプ
レート２０の貫通孔２６はエッチングにより形成された
が、貫通孔２６はドリル放電加工等の機械加工により形
成されることもでき、そして、貫通孔２６を形成した後
でレーザビームＬＢを照射する。図９は本発明の他の参
考例を示す図である。この実施例では、メタルボール搭
載用テンプレート２０は、無機素材層５０と有機素材層
５２とを積層してなり、メタルボール１６を吸引支持す
るための貫通孔２６（５０ａ、５２ａ）が無機素材層５
０及び有機素材層５２を貫通して形成されている。有機
素材層５２はプリプレグや接着剤によって無機素材層５
０に接着される。

【００２４】無機素材層５０はガラス板からなるもので
あり、貫通孔５０ａはエッチングによって形成されてい
る。無機素材層５０はメタルボール搭載用テンプレート
２０に必要な強度を提供する。有機素材層５２はポリイ
ミド、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂、ナイロン等の耐熱性
の優れたプラスチックからなる。無機素材層５０に貫通
孔５０ａを形成する場合と比べて、有機素材層５２には
レーザー加工等によって円滑な貫通孔５２ａを容易に形
成することができる。この貫通孔５２ａがメタルボール
１６に向くようにして使用される。

【００２５】従って、無機素材層５０と有機素材層５２
とからなるメタルボール搭載用テンプレート２０は、十
分な強度を有し、且つメタルボール１６が貫通孔２６に
食いつくことがなく、このメタルボール搭載用テンプレ
ート２０を使用して電子部品１２に確実にメタルバンプ
を形成することができる。なお、無機素材層５０と有機
素材層５２とは、それぞれに貫通孔５０ａ、５２ａを形
成してから互いに張りつけてもよく、あるいは両者を張
りつけた後で貫通孔２６を形成してもよい。また、有機
素材層５２の表面には静電気防止膜を設けてもよい。

【００２６】図１０は図９のメタルボール搭載用テンプ
レート２０の変形例を示す図である。このメタルボール
搭載用テンプレート２０は、貫通孔２６がテーパーして
形成されていること以外は図９のものと同様である。図
１１から図１３は本発明の他の参考例を示す図である。
図１１に示されるように、メタルボール搭載用テンプレ
ート２０は、通気性の素材層６０と樹脂層６２とを積層
してなり、この樹脂層６２に貫通孔６２ａを形成してあ
る。通気性の素材層６０と樹脂層６２とは互いに接着さ
れている。通気性の素材層６０は、例えば十分な強度を
もった多孔質の素材又は繊維状素材（ガラス繊維等）で
あり、空気が通気性の素材層６０を通り抜けることがで
きる。図１１では、通気性の素材層６０は多孔質の素材
の板からなり、板の内部に微小な穴６１が形成されてい
る。

【００２７】図１２はメタルボール搭載用テンプレート
２０の通気性の素材層６０を示す図である。通気性の素
材層６０の樹脂層６２とは反対側の表面の中央部には、
不通気性の保持部材６４が設けられる。図１３は吸着ヘ
ッド２２を示す図である。吸着ヘッド２２は、吸着孔２
２ａと、吸着溝２２ｂと、プレート吸着孔２２ｃとを有
する。プレート吸着孔２２ｃは吸着ヘッド２２の中央部
に設けられ、通気性の素材層６０に設けた保持部材６４
を吸着し、それによってメタルボール搭載用テンプレー
ト２０全体を吸着保持することができる。吸着溝２２ｂ
はプレート吸着孔２２ｃのまわりに環状に形成され、吸
着孔２２ａは吸着溝２２ｂの内部に開口する。樹脂層６
２の貫通孔６２ａは吸着溝２２ｂの範囲内に配置され
る。

【００２８】従って、この場合にも、通気性の素材層６
０と樹脂層６２とからなるメタルボール搭載用テンプレ
ート２０は、十分な強度を有し、且つメタルボール１６
が貫通孔６２ａに食いつくことがなく、このメタルボー
ル搭載用テンプレート２０を使用して電子部品１２に確
実にメタルバンプを形成することができる。なお、通気
性の素材層６０と樹脂層６２とは、貫通孔６２ａを形成
してから互いに張りつけてもよく、あるいは両者を張り
つけた後で貫通孔６２ａを形成してもよい。

【００２９】図１４は通気性の素材層６０と樹脂層６２
とを張りつけた後で貫通孔６２ａを形成する例を示して
いる。（Ａ）は通気性の素材層６０の表面に紫外線硬化
型樹脂６２ｐを塗布又は含浸するところを示している。
（Ｂ）は紫外線硬化型樹脂６２ｐに貫通孔６２ａを形成
すべき位置にマスク６６を形成し、紫外線（ＵＶ）を照
射するところを示している。（Ｃ）はマスク６６で遮光
されない紫外線硬化型樹脂６２ｐは硬化し、未硬化部分
を溶剤で除去すると、貫通孔６２ａを有する樹脂層６２
となることを示している。

【００３０】図１５は樹脂層６２に貫通孔６２ａを形成
した後で、通気性の素材層６０と樹脂層６２とを張りつ
けたる例を示している。図１６から図２７は本発明の実
施例を示す図である。図１６は本発明の実施例で使用す
る半導体電極用メタルバンプ配列テンプレート２０（有
孔板）の製造装置７０を示す図である。製造装置７０は
レーザ発生部７２と、レーザ加工部７４とを含む。レー
ザ発生部７２はこの実施例ではエキシマレーザ装置であ
る。レーザ発生部７２で発生したレーザビームは、導管
７４によってレーザ加工部７４へ供給される。

【００３１】レーザ加工部７４は、テンプレート２０を
形成すべき被加工板１０２（図１７）を支持する支持台
７６と、ＸＹステージ７８と、Ｚステージ８０と、θス
テージ８２とを含む。Ｚステージ８０はＸＹステージ７
８に取り付けられ、θステージ８２はＺステージ８０に
取り付けられ、支持台７６はθステージ８２に取り付け
られている。さらに図示しないφステージがあり、支持
台７６は５軸方向に移動可能に支持される。

【００３２】レーザ加工部７４は、さらに、ミラー８
４、８６、８８と、マスクホルダ９０と、縮小レンズ９
２と、リング照明９４とを含む。レーザ発生部７２から
導管７４を介してレーザ加工部７４へ供給されたレーザ
ビームは、ミラー８４へ導かれるようになっている。レ
ーザビームは、ミラー８４、８６、８８で反射して、支
持台７６上の被加工板１０２へ向かう。

【００３３】マスクホルダ９０はマスク（図示せず）を
保持し、レーザビームのスポットの大きさを調節するこ
とができる。縮小レンズ９２はレーザビームが支持台７
６上の被加工板１０２において最も絞られるようにす
る。従って、レーザ加工面が縮小投影位置から外れ、投
影像が得られなくても、レーザビーム中央付近のエネル
ギーで貫通孔を加工することができる。ミラー８４、８
６、８８は可動であって、レーザビームの光路を切り換
えることができる。レーザ加工部７４は、さらに、顕微
鏡９８及びＣＣＤカメラ１００を含む。顕微鏡９８及び
ＣＣＤカメラ１００によって、支持台７６上の被加工板
１０２を観察できるようになっている。

【００３４】図１７は図１６の支持台７６の拡大図であ
り、図１８は図１７のＡ部分の拡大図である。支持台７
６は被加工板１０２を支持することのできる表面７６ａ
と、表面７６ａに設けられた底有りの凹部７６Ｂと、被
加工板１０２を真空吸着するための真空孔７６Ｃを有す
る。表面７６ａは真空吸着された被加工板１０２をまっ
すぐな姿勢でぴったりと保持できるように平坦になって
いる。凹部７６Ｂは形成すべき貫通孔２６の位置、すな
わちバンプの位置に対応して形成されている。

【００３５】図１８は被加工板１０２を支持台７６に支
持し、レーザビームＬＢを照射することによって貫通孔
２６を形成するところを示している。レーザビームＬＢ
は被加工板１０２に凹部７６Ｂの位置において照射され
る。本発明においては、ガラスの被加工板１０２にレー
ザビームによって貫通孔２６を形成する。ガラスの被加
工板１０２の厚さは０．３mmであり、貫通孔２６の直径
は３０μｍ以下である。レーザビームの焦点は被加工板
１０２の表面に合わせてある。

【００３６】このような厚さのガラス板にレーザビーム
によって貫通孔をあけることは一般的にはできない。つ
まり、ガラス板は一般に光を透過するので、レーザビー
ムを照射しても貫通孔をあけるほどのエネルギーが吸収
されない。本発明では、被加工板１０２として紫外線の
帯域の光を吸収するガラスを選択し、紫外線の帯域の波
長を有するレーザビームを照射することによって、ガラ
スの被加工板１０２にレーザビームによって貫通孔２６
をあけることができた。

【００３７】紫外線の帯域の光を吸収するガラスとして
は、９０パーセント以上の紫外線吸収率を有するものが
好ましく、パイレックス（ホウ珪酸ガラス）や、青ガラ
ス、白ガラス等がある。石英ガラスは紫外線吸収率が低
い（透過率が高い）ので、レーザビームによって貫通孔
２６を形成するのに適していない。紫外線の帯域の波長
を有するレーザビームの例としては、エキシマレーザ
や、高調波ＹＡＧレーザがある。利用できるエキシマレ
ーザとしては、ＡｒＦの波長は１９４nm、ＫｒＦの波長
は２４８nm、ＸｅＦの波長は３０８nmである。高調波Ｙ
ＡＧレーザとしては、４倍高調波ＹＡＧ（ＦＨＧ−ＹＡ
Ｇ）の波長は２６６nmである。

【００３８】こうして、レーザビームＬＢを照射するこ
とによって、ガラスの被加工板１０２（半導体電極用メ
タルバンプ配列テンプレート２０）の貫通孔２６を直接
にあけることができる。レーザビームＬＢの照射条件は
被加工板１０２の厚さ及び貫通孔２６の直径に応じて適
切に定めることができる。一例としては、図２を参照し
て説明したように、エッチングによって形成したテンプ
レート２０の貫通孔２６の側壁を平滑化加工する場合の
レーザビームＬＢの照射条件と同様とすることができ
る。ただし、レーザビームＬＢを照射することによっ
て、ガラスの被加工板１０２の貫通孔２６を直接にあけ
る場合には、平滑化加工の場合よりもかなり長い時間が
かかる。

【００３９】しかし、ガラスの被加工板１０２の貫通孔
２６をレーザビームＬＢの照射によって形成すると、貫
通孔２６のレーザビームＬＢの照射側の端部は切削パー
ティクルが付着する。そして、支持台７６の凹部７６Ｂ
がないと、貫通孔２６を通り抜けたレーザビームＬＢが
支持台７６の表面７６Ａで反射し、貫通孔２６のレーザ
ビームＬＢの照射側とは反対側の端部壁が荒れ、支持台
７６の貫通孔２６のまわりの壁に割れが生じたりする。

【００４０】支持台７６に凹部７６Ｂを設けることによ
って、貫通孔２６を通り抜けたレーザビームＬＢが支持
台７６の表面７６Ａで反射することがなくなり、貫通孔
２６のレーザビームＬＢの照射側とは反対側の端部壁が
荒れるのが防止され、貫通孔２６のレーザビームＬＢの
照射側とは反対側の端部壁は円滑になる。凹部７６Ｂ
は、貫通孔２６を通り抜けたレーザビームＬＢが支持台
７６の表面７６Ａで反射して貫通孔２６が荒らされない
ような形状及び大きさに形成される。例えば、凹部７６
Ｂの面積は貫通孔２６の面積と同じかそれ以上、好まし
くは貫通孔２６の面積の２倍程度あればよい。凹部７６
Ｂの深さは０．１mm以上あればよく、好ましくは０．５
mm程度でよい。さらに、凹部７６Ｂの表面（底面及び側
面）は貫通したレーザビームＬＢを拡散させるための微
小な凹凸を設けてあるとよい。

【００４１】従って、バンプの形成において、こうして
貫通孔２６を形成したガラスの被加工板１０２を半導体
電極用メタルバンプ配列テンプレート２０として使用
し、テンプレート２０の貫通孔２６でメタルボール１６
を吸引保持しながら、メタルボール１６を電子部品１２
の電極２４に確実に取り付けることができる。この場
合、貫通孔２６のレーザビームＬＢの照射側とは反対側
の端部壁は円滑であるので、この部分でメタルボール１
６を吸引保持すればよい。

【００４２】図１９は図１８の貫通孔形成の変化例を示
す図である。貫通孔２６の加工に際して、図１９（Ａ）
に示されるように、ガラスの被加工板１０２の一方の側
からレーザビームＬＢを照射し、貫通孔２６を形成す
る。この場合には、完全な貫通孔２６としなくても、途
中まであいた孔であってもよい。それから、図１９
（Ｂ）に示されるように、ガラスの被加工板１０２を反
転させ、ガラスの被加工板１０２の他方の側からレーザ
ビームＬＢを照射する。こうして、貫通孔２６の吸着部
となる側の端部の大きさを適切に成形し、且つ貫通孔２
６の最初にレーザビームＬＢを照射した側（図１９
（Ｂ）の下側）の端部が過度に大きくなるのを防止する
ことができる。

【００４３】図２０から図２２は貫通孔形成のさらなる
変化例を示す図である。図２０は図１７に対応する支持
台７６の部分を示す図であり、この支持台７６は図１６
の支持台７６として使用可能である。図２１は図２０の
Ｂ部分の拡大図、図２２は貫通孔形成時の図２１と同じ
部分を示す図である。支持台７６は被加工板１０２を支
持することのできる表面７６ａと、表面７６ａに設けら
れた凹部７６Ｂと、被加工板１０２を真空吸着するため
の真空孔７６Ｃを有する。表面７６ａは真空吸着された
被加工板１０２をまっすぐな姿勢でぴったりと保持でき
るように平坦になっている。凹部７６Ｂは形成すべき貫
通孔２６の位置、すなわちバンプの位置に対応して形成
されている。

【００４４】さらに、石英ガラスの挿入部材１０４が凹
部７６Ｂに配置されている。石英ガラスは被加工板１０
２よりもレーザの透過率の高い材料である。例えば、被
加工板１０２のレーザの吸収率が９０パーセント以上で
あるのに対して、石英ガラスの挿入部材１０４レーザの
透過率が９０パーセント以上であり、反射率は非常に小
さい。挿入部材１０４は被加工板１０２と挿入部材１０
４との間に適切な微小なギャップ１０６が存在するよう
に凹部７６Ｂに支持される。挿入部材１０４は凹部７６
Ｂの壁に摩擦により保持されることもできるが、支持突
起１０８等によって所定のギャップ１０６を形成するよ
うに保持されることができる。

【００４５】貫通孔２６の加工に際して、図２２に示さ
れるように、ガラスの被加工板１０２の一方の側からレ
ーザビームＬＢを照射し、貫通孔２６を形成する。こう
して、上記したのとほぼ同様にして貫通孔２６が形成さ
れるが、石英ガラスの挿入部材１０４が凹部７６Ｂにあ
るために、被加工板１０２を貫通して凹部７６Ｂに入
り、石英ガラスの挿入部材１０４の表面を透過しなかっ
たレーザビームＬＢが、被加工板１０２の貫通孔２６の
まわりの部分を加工する。従って、被加工板１０２の貫
通孔２６のまわりの部分は図２２に示されるように円滑
に丸くなり、丸い部分は比較的に浅い。このような形状
はメタルボール１６を吸引する上で好都合である。ギャ
ップ１０６はレーザビームＬＢの条件によって左右さ
れ、大きすぎ（離れすぎ）ても、小さすぎ（近寄りす
ぎ）ても好ましくない。挿入部材１０４が金属であれば
レーザビームＬＢのほとんどは被加工板１０２を加工
し、被加工板１０２の貫通孔２６のまわりの部分は過度
に加工され、上記したように貫通孔２６のまわりの部分
が荒れることになる。

【００４６】図２３は図２０から図２２の方法で形成し
た貫通孔２６のレーザビームＬＢの照射側の端部を示
し、図２４は同じ貫通孔２６のレーザビームＬＢの照射
側とは反対側の端部を示す図である。これらの図は写真
を基にしている。加工に用いたレーザはエキシマレーザ
（波長λ＝２４８nm）であり、加工孔直径＝３０μｍで
ある。また、全ての実施例において、貫通孔２６の内面
の異物や突起物等を除去するためや、貫通孔２６の周囲
を平滑化するために、被加工板１０２を有機溶剤又はＨ
Ｆ等の強酸性水溶液を用いて洗浄又は溶解を行うのが好
ましい。

【００４７】図２５はレーザビームＬＢを照射すること
によって貫通孔２６を形成した半導体電極用メタルバン
プ配列テンプレート２０の表面を示す図である。図２６
は同じテンプレート２０の裏面を示す図である。このテ
ンプレート２０の表面には文字や図形等の標識１１０を
彫刻してあり、それによってテンプレート２０の表面と
裏面とを容易に判別できるようになっている。この標識
１１０は、図１６の顕微鏡９８及びＣＣＤカメラ１００
によって観察及び読取りをすることができる。この標識
１１０はメタルボールを吸着する面に彫刻すると、メタ
ルボールが彫刻した溝等に付着する可能性があるため、
メタルボールを吸着する面の反対側に彫刻を施すのがよ
い。

【００４８】レーザビームＬＢを照射することによって
貫通孔２６を形成したガラス等の無機材料からなる被加
工板１０２は、有孔板として、半導体電極用メタルバン
プ配列テンプレート２０以外の用途にも使用されること
ができる。例えば、図２７は被加工板１０２をろか部材
として使用する例を示す図である。ガラス板にレーザビ
ームＬＢを照射することによって多数の例えば直径１０
μｍの貫通孔２６を形成することができ、これをろか部
材として使用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザビームを照射することによって貫通孔を形成して
なる有孔板を得ることができる。レーザビームによる有
孔板の製作はエッチングによる製作より２倍以上短い期
間でできるため、効率がよい。有孔板として、バリのな
い、円滑な表面をもった貫通孔をもったメタルボール搭
載用テンプレートが得られるので、電子部品にメタルバ
ンプを容易に且つ確実に形成することができるようにな
る。また、接続部の信頼性向上及びメタルバンプ形成装
置及び接合装置の構造簡易化等を図ることができる。さ
らに、メタルバンプの品質向上及び生産性の向上に寄与
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例の貫通孔を形成する工程を示
し、（Ａ）はメタルボール搭載用テンプレートを示す断
面図、（Ｂ）はバリができた貫通孔を示す平面図であ
る。

【図２】図１のメタルボール搭載用テンプレートにレー
ザービームを照射するところを示す工程を示し、（Ａ）
はメタルボール搭載用テンプレートを示す断面図、
（Ｂ）はバリがなくなった貫通孔を示す平面図である。

【図３】レーザビームを照射して平滑化された貫通孔の
周囲の端部を示す図解的斜視図である。

【図４】メタルボール搭載用テンプレートの変形例を示
す断面図である。

【図５】本発明の対象とするメタルボール搭載用テンプ
レートを含むメタルバンプ形成装置を示す図である。

【図６】図５の吸着ヘッドを示す斜視図である。

【図７】図５のメタルボール搭載用テンプレートを示す
斜視図である。

【図８】メタルバンプ形成装置の作用を示す図である。

【図９】本発明の他の参考例のメタルボール搭載用テン
プレートの一部を示す断面図である。

【図１０】図９のメタルボール搭載用テンプレートの変
形例を示す断面図である。

【図１１】本発明の他の参考例のメタルボール搭載用テ
ンプレートの一部を示す断面図である。

【図１２】図１１のメタルボール搭載用テンプレートの
通気性の素材層を示す平面図である。

【図１３】図１１及び図１２のメタルボール搭載用テン
プレートとともに使用する吸着ヘッドの平面図である。

【図１４】図１１のメタルボール搭載用テンプレートの
製造の一例を示す図である。

【図１５】図１１のメタルボール搭載用テンプレートの
製造の他の一例を示す図である。

【図１６】本発明の実施例の半導体電極用メタルバンプ
配列テンプレートの製造装置を示す図である。

【図１７】図１６の装置の支持台の部分の拡大図であ
る。

【図１８】図１７のＡ部分の拡大図である。

【図１９】図１８の貫通孔形成の変化例を示す図であ
る。

【図２０】貫通孔形成のさらなる変化例を示す図であ
る。

【図２１】図２０のＢ部分の拡大図である。

【図２２】貫通孔形成時の図２１と同じ部分を示す図で
ある。

【図２３】図２０から図２２の方法で形成した貫通孔の
レーザビームの照射側の端部を示す図である。

【図２４】同じ貫通孔のレーザビームＬＢの照射側とは
反対側の端部を示す図である。

【図２５】レーザビームを照射することによって貫通孔
を形成した半導体電極用メタルバンプ配列テンプレート
の表面を示す図である。

【図２６】同じテンプレートの裏面を示す図である。

【図２７】レーザビームを照射することによって貫通孔
を形成した被加工板をろか部材として使用する例を示す
図である。

【符号の説明】

１２…電子部品１６…メタルボール２０…メタルボール搭載用テンプレート２２…吸着ヘッド２４…電極２６…貫通孔７６…支持台７６Ａ…表面７６Ｂ…凹部１０２…被加工板１０４…挿入部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村岡良孝神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (56)参考文献特開平２−30390（ＪＰ，Ａ) 特開平８−18209（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L H05K B23K

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無機材を含む被加工板を、底有りの凹部
を有する支持台に支持し、該底有りの凹部の位置において、該被加工板にレーザビ
ームを照射し、貫通孔を形成することを特徴とする有孔板の製造方法。
【請求項２】該被加工板はガラス板からなることを特
徴とする請求項１に記載の有孔板の製造方法。
【請求項３】該有孔板は、半導体電極用メタルバンプ
配列テンプレートであることを特徴とする請求項１に記
載の有孔板の製造方法。
【請求項４】該被加工板の一方の側からレーザビーム
を照射し、該被加工板を反転させ、該被加工板の他方の
側からレーザビームを照射することを特徴とする請求項
１に記載の有孔板の製造方法。
【請求項５】該有孔板は文字や図形等の標識を形成す
ることを特徴とする請求項１に記載の有孔板の製造方
法。
【請求項６】被加工板を支持することができる表面
と、該表面に設けられた底有りの凹部とを有する支持台
と、該底有りの凹部の位置において、該支持台に支持される
被加工板に、レーザビームを照射することができるレー
ザ照射手段と、を備えたことを特徴とする有孔板の製造装置。
【請求項７】該有孔板は、半導体電極用メタルバンプ
配列テンプレートであることを特徴とする請求項６に記
載の有孔板の製造装置。
【請求項８】レーザ照射手段は、エキシマレーザ及び
高調波ＹＡＧレーザの一つを照射することを特徴とする
請求項６に記載の有孔板の製造装置。
【請求項９】該凹部には被加工板よりもレーザの透過
率の高い材料が配置されていることを特徴とする請求項
６に記載の有孔板の製造装置。