バンプ形成方法およびその装置
【解決手段】 レーザ光Ｌを対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプ４を形成するバンプ形成方法に関し、上記対象物が銅である場合には、上記レーザ光Ｌを、０．１〜１０ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を２０〜５０Ｊ／ｍｍ２とする。
１回目のレーザ光Ｌの照射によって形成された溶融部分に、さらにレーザ光Ｌが照射されると、衝撃により溶融部分の中央がへこんで表面波振動が誘起され、その後溶融部分の外縁で反転した表面波が中央で衝突して上方に向けて隆起し、バンプ４として凝固する。
【効果】 バンプ４を高く形成することが可能である。
１回目のレーザ光Ｌの照射によって形成された溶融部分に、さらにレーザ光Ｌが照射されると、衝撃により溶融部分の中央がへこんで表面波振動が誘起され、その後溶融部分の外縁で反転した表面波が中央で衝突して上方に向けて隆起し、バンプ４として凝固する。
【効果】 バンプ４を高く形成することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンプ形成方法およびその装置に関し、詳しくはレーザ光を対象物に照射して対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物の表面にレーザ光を照射し、該対象物の一部を溶融させてバンプ（錐状突起）を形成するバンプ形成方法が知られている（特許文献１）。
一方、電子基板の表面に設けた電極パッドと電子部品などの相手物とを接触させるため、上記電極パッドの表面に２０〜５０μｍの高さのバンプを形成することが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１１１０号公報
【特許文献２】特開平５−２３５００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１によるバンプ形成方法で形成したバンプは、電子放出金属の表面に形成されるマイクロカソードであり、上記特許文献２のような電極パッドのバンプとしては低い（１μｍ程度）という問題がある。
このような問題に鑑み、本発明は例えば電極パッドに好適な高さのバンプを形成することが可能なバンプ形成方法およびその装置を提供するものである。
【０００５】
すなわち、請求項１にかかるバンプ形成方法は、レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物を銅とし、
上記レーザ光を、０．１〜１０ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を２０〜５０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴としている。
【０００６】
請求項３にかかるバンプ形成方法は、レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物をシリコンとし、
上記レーザ光を、０．１〜１ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を５〜７０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴としている。
【０００７】
請求項６にかかるバンプ形成方法は、レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物を鉄合金とし、
上記レーザ光を、０．１〜１ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を４０〜３５０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴としている。
【０００８】
請求項９にかかるバンプ形成装置は、対象物を支持する支持手段と、レーザ光を発振するレーザ発振器とを備え、
上記レーザ光を対象物に照射して対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成装置において、
上記レーザ発振器はファイバレーザ発振器であって、かつ励起光のＯＮ／ＯＦＦを制御してレーザ光をパルス照射させるパルス制御手段を備え、
形成するバンプのサイズ、もしくは、上記対象物の材質を変更する際には、上記パルス制御手段によって励起光のＯＮ時間、ＯＦＦ時間、または、励起回数の少なくともいずれか１つの設定を変更することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
上記請求項１、３、６におけるバンプ形成方法によれば、対象物の素材に応じてそれぞれレーザ照射のパルス幅およびエネルギー密度を最適なものとすることで、好適な高さのバンプを形成することが可能となっている。
具体的には、対象物の表面に１回目のレーザ光の照射が行われると対象物の表面が溶融し、この溶融部分にさらにレーザ光を照射すると、上記溶融部分の表面にプラズマが発生して溶融部分の表面に表面波振動が誘起される。
この表面波は溶融部分の中心から外側に向けて同心円状に広がった後に該溶融部分の外縁で反転し、中央で衝突して上方に隆起した状態で凝固してバンプとなる。
そして、上記各素材に対して上記条件でレーザ光をパルス照射することで、十分な高さのバンプを得ることが可能となっている。
【００１０】
また請求項９におけるバンプ形成装置によれば、パルス制御手段が形成するバンプのサイズや対象物の材質に応じて、照射されるレーザ光のパルス幅および１パルスあたりのエネルギー密度を設定することで、好適な高さのバンプを形成することが可能となっている。
具体的には、対象物の表面に１回目のレーザ光の照射が行われると、対象物の表面が溶融し、この溶融部分にさらにレーザ光を照射すると、上記溶融部分の表面にプラズマが発生して溶融部分の表面に表面波振動が誘起される。
この表面波は溶融部分の中心から外側に向けて同心円状に広がった後に該溶融部分の外縁で反転し、中央で衝突して上方に隆起した状態で凝固してバンプとなる。
そして、上記レーザ発振器をファイバレーザ発振器とし、パルス制御手段が励起光のＯＮ／ＯＦＦを制御してレーザ光をパルス照射させることで、上記溶融部分を衝撃により弾き飛ばすことなく溶融させることができ、上記バンプを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施例にかかるバンプ形成装置の側面図。
【図２】パルス照射されるレーザ光の出力を示した図。
【図３】バンプの形成される過程を説明する図。
【図４】第２実施例におけるバンプ形成方法を説明する図。
【図５】第３実施例におけるバンプ形成方法を説明する図。
【図６】第４実施例におけるバンプ形成方法を説明する図。
【図７】第５実施例におけるバンプ形成方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図示実施例について説明すると、図１は第１実施例にかかるバンプ（突起）形成装置１を示し、基板２に設けた電極パッドからなる対象物３にバンプ（突起）４を形成する装置となっている。
上記バンプ形成装置１は、上記基板２の載置される支持手段としてのＸ−Ｙテーブル５と、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器６と、上記レーザ光Ｌを基板２に照射する加工ヘッド７とから構成されている。
上記基板２の表面には銅で製造された対象物３が所定のパターンで配置され、上記基板２がバンプ形成装置１に供給される際にはその表面が平坦となっている。
上記Ｘ−Ｙテーブル５は従来公知であり、基板２を水平にＸ−Ｙ方向に移動させて、上記加工ヘッド７の下方に所要の対象物３を移動させるものとなっている。
上記加工ヘッド７は、レーザ光Ｌの光路上に設けたベンドミラー８と、該ベンドミラー８によって下方に反射したレーザ光Ｌを集光する集光レンズ９とを備えている。
上記集光レンズ９はレーザ発振器６より照射されたレーザ光Ｌを上記対象物３の表面に所定のスポット径で集光させる凸レンズとなっており、集光されたレーザ光Ｌの出力分布はその中心が最大となるようになっている。
【００１３】
レーザ発振器６はいわゆるファイバレーザ発振器となっており、近赤外線域のレーザ光Ｌを照射するとともに、レーザ光Ｌをパルス照射するためのパルス制御手段６ａを備えている。
上記ファイバレーザ発振器は、励起光に大きな出力を必要とせず、半導体レーザによる励起が可能であり、また短時間での励起光のＯＮ／ＯＦＦの繰り返しに対応可能であるという特徴を有している。
上記パルス制御手段６ａはファイバレーザ発振器における励起光のＯＮ／ＯＦＦを制御して、照射されるレーザ光Ｌのパルス幅やパルスインターバルを設定することが可能となっている。
このようなファイバレーザ発振器を用いるとともに、パルス制御手段６ａが励起光のＯＮ／ＯＦＦによりレーザ光Ｌのパルス照射を行うことで、Ｑスイッチによるようなパルス幅が短く尖頭値の高いレーザ光Ｌではなく、必要なパルス幅に渡り平均的なエネルギー密度でワンパルス毎のレーザ光Ｌを照射することができる。
つまり、レーザ発振器６からは図２に示すように、縦軸をレーザ光Ｌのエネルギー密度、横軸を時間とした場合、レーザ発振器６より照射されるレーザ光Ｌの出力は矩形状に現れるようになっている。
【００１４】
そして、対象物３の素材が銅である場合、上記レーザ発振器６からは１００Ｗのレーザ光Ｌを照射するとともに、上記パルス制御手段６ａはレーザ光Ｌのパルス幅を０．１〜１０ｍｓｅｃの範囲とし、かつパルスインターバルを１〜１００ｍｓｅｃの範囲で設定する。
このような設定とすることで、対象物３には１パルスあたり２０〜５０Ｊ／ｍｍ２のエネルギー密度でレーザ光Ｌが照射されるようになっている。
このような条件で銅製の対象物３に２回レーザ光Ｌをパルス照射すると、対象物３の表面には高さ約３０μｍ、直径約６０μｍのバンプ４が形成されることが確認できた。
このバンプ４の高さは対象物３と相手物との接触に好適な高さであり、またバンプ４の直径は、該バンプ４を複数形成した場合に、隣接するバンプ４同士が干渉しないような径となっている。
【００１５】
図３は、上記条件に基づいてレーザ光Ｌを対象物３に照射した場合における、バンプ４の形成過程を説明する図となっている。
まず、対象物３の表面に１回目のレーザ光Ｌの照射が行われると、対象物３の表面がレーザ光Ｌによって加熱されて溶融する（図３（ａ））。
レーザ光Ｌによって直接加熱された溶融部分３ａは、その熱によって周囲の対象物３を加熱し、レーザ光Ｌが照射された直後は溶融部分３ａが拡大してゆく（図３（ｂ））。
しかしながら、その後は時間の経過に伴って溶融部分３ａが冷えて縮小するが、上記パルスインターバルに従って２回目のレーザ光Ｌを照射する（図３（ｃ））
すると、レーザ光Ｌの照射された溶融部分３ａは、一度溶融された部分であることからより高温となり、その結果上記溶融部分３ａの表面にプラズマが発生して、その衝撃により溶融部分３ａの中央がへこみ、溶融部分３ａの表面には表面波振動が誘起される（図３（ｄ））。
この表面波は溶融部分３ａの中心から外側に向けて同心円状に広がってゆくが、その後溶融部分３ａの外縁に到達すると反転して中心に向けて狭まってゆく（図３（ｅ））。
そして、反転した表面波が溶融部分３ａの中央に達すると、該表面波が衝突して上方に隆起し、その後溶融部分が凝固することにより、中央に若干の凹部が形成されたバンプ４が形成されることとなる（図３（ｆ））。
このように、レーザ光Ｌを連続照射ではなくパルス照射することで、パルスインターバルの間に溶融部分３ａが冷却や酸化作用により粘度を増し、さらにパルスインターバルを１ｍｓｅｃ以上とすることで、隆起した部分が凝固しやすく隆起状態のまま維持させることができる。
なお、レーザ光Ｌのパルス照射を２回行った場合、上述したように約３０μｍのバンプ４を形成することができたが、パルス照射を３回行ったところ、約４０μｍのバンプ４が形成され、パルス照射の回数を多くすることでより高いバンプ４を形成できることが判明した。
【００１６】
上記条件に対し、対象物３の素材が銅の場合、１パルスあたり２０Ｊ／ｍｍ２未満のエネルギー密度でレーザ光Ｌを照射すると、十分な溶融部分が得られず、十分な高さのバンプ４を形成することができない。
また銅はレーザ光Ｌを反射しやすいため、パルス幅を０．１〜１０ｍｓｅｃと長くするとともに、最大エネルギー密度を抑えぎみにするようになっており、これに対して５０Ｊ／ｍｍ２を超えるエネルギー密度でレーザ光Ｌを照射すると、溶融部分の径が大きくなって隣接するバンプ４同士が干渉してしまうという問題が発生する。
さらに、パルスインターバルは１ｍｓｅｃ以上で長くするものの、１００ｍｓｅｃを超えてしまうと、溶融部分の凝固が進行するため次のパルスでのレーザ照射によるプラズマの発生が抑制されてしまう。
一方、レーザ光Ｌのパルス照射をＱスイッチを用いた場合のように高尖頭値かつ短パルスで行うと、パルス照射ごとのピークエネルギーが高くなりすぎるため、溶融部分のプラズマによる衝撃で溶融部分が弾かれてしまい、バンプ４を形成することができない。
またメカニカルチョッパによるパルス照射を行う場合、シャープかつ自由なパルス照射が難しいという問題があり、ファイバレーザではないレーザロッドを用いた固体レーザ発振器とした場合、短時間で励起光のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すと、励起光の出力が高いことから励起光源の耐久性が低下するという問題がある。
【００１７】
そして上記構成を有するバンプ形成装置１によれば、銅以外の素材からなる対象物３に対しても、十分な高さのバンプ４を形成することができる。
単結晶シリコンからなるシリコンウエハとしての対象物３にダミーバンプを形成する場合、レーザ発振器６は出力１００Ｗのレーザ光Ｌを照射し、上記パルス制御手段６ａはレーザ光Ｌのパルス幅を０．１〜１ｍｓｅｃの範囲とし、かつパルスインターバルを１〜２５ｍｓｅｃの範囲で設定する。
このような設定とすることで、対象物３には１パルスあたり５〜７０Ｊ／ｍｍ２のエネルギー密度でレーザ光Ｌが照射されるようになっている。
また、各バンプ４を形成する毎にそれぞれ２回レーザ光Ｌを照射するようになっており、また上記集光レンズ９はレーザ光Ｌのスポット径を１０〜２０μｍの範囲とし、またレーザ光Ｌの中心部分でレーザ光Ｌの最高出力が得られるようになっている。
このような条件でレーザ光Ｌを照射することにより、シリコンウエハからなる対象物３の表面に十分な高さのバンプ４を形成することが可能である。
そして、１パルスあたりのエネルギー密度が５Ｊ／ｍｍ２未満では十分な大きさのバンプ４を形成できず、７０Ｊ／ｍｍ２を超えてしまうと、バンプ４形成後に溶融部分が冷却された際に、バンプ４の周囲に亀裂が発生してしまう。しかしながらシリコンの融点は銅より高いため、エネルギー密度も最大値は大きく設定するようになっている。
また、シリコンは入熱量が小さいため、パルスインターバルが長くなると冷えて固まりやすいことから、該パルスインターバルを２５ｍｓｅｃ以下の範囲で設定するようにしている。
【００１８】
次に、上記対象物３が鉄合金である場合について説明する。この鉄合金は、例えば、鉄にクロムやニッケルを含んでいる。
対象物３が上記鉄合金である場合、レーザ発振器６は出力１００Ｗのレーザ光Ｌを照射し、上記パルス制御手段６ａはレーザ光Ｌのパルス幅を０．１〜１ｍｓｅｃの範囲とし、かつパルスインターバルを１〜１００ｍｓｅｃの範囲で設定する。
このような設定とすることで、対象物３には１パルスあたり４０〜３５０Ｊ／ｍｍ２のエネルギー密度でレーザ光Ｌが照射されるようになっている。
また、各バンプ４を形成する毎にそれぞれ２回レーザ光Ｌを照射するようになっており、また上記集光レンズ９はレーザ光Ｌのスポット径を１０〜２０μｍの範囲とし、またレーザ光Ｌの中心部分でレーザ光Ｌの最高出力が得られるようになっている。
このような条件でレーザ光Ｌを照射することにより、鉄合金からなる対象物３の表面に十分な高さのバンプ４を形成することができ、例えば細かな多数の突起を設けるような表面処理が可能となる。
鉄合金の場合は、シリコンよりもさらに融点が高く亀裂の発生もないため、エネルギー密度をさらに大きく設定するようにしているが、冷えて固まりやすく多数のバンプ４を形成するためタクトタイムが長くならないよう、パルスインターバルを最大１００ｍｓｅｃとしている。
【００１９】
図４は第２実施例にかかるバンプ形成装置１の加工ヘッド７部分の拡大図を示し、このバンプ形成装置１は対象物３が上記鉄合金やその他ニッケルなどの磁性体である場合に利用可能となっている。ここでは対象物３が鉄合金である場合について説明する。
バンプ形成装置１の加工ヘッド７には、磁界Ｂを発生させる磁界発生手段１１が設けられており、具体的には加工ヘッド７を構成する上記集光レンズ９の下方に設けられるとともに、該磁界発生手段１１の中央にはＸ−Ｙテーブル５に向けて徐々に縮径する貫通孔１１ａが形成されている。
上記磁界発生手段１１は永久磁石となっており、この永久磁石が発生させる磁界Ｂは、図に示すように磁界発生手段１１の断面の外周を周回するように形成され、換言すると磁界発生手段１１は上記貫通孔１１ａを通過するリング状の磁界Ｂを形成するようになっている。
また上記貫通孔１１ａの内部では、磁界Ｂはレーザ光Ｌの光軸に沿って上下方向に形成されるようになっており、また磁界Ｂの中心は対象物３におけるバンプ４の形成位置を通過するようになっている。
そして磁界発生手段１１は、発生させた磁界Ｂの範囲内に上記対象物３が位置するよう、基板２に近接した位置に設けられている。
【００２０】
上記第２実施例におけるバンプ形成装置１においても、上記第１実施例と同様、鉄合金製の対象物３にレーザ光Ｌを照射する際の条件で上記レーザ発振器６がレーザ光Ｌをパルス照射する。
すると、レーザ光Ｌにより上記対象物３の表面の一部が溶融するとともにプラズマによって表面波が発生し、溶融部分の中央が隆起する。
一方、上記加工ヘッド７に設けた磁界発生手段１１が発生させた磁界Ｂは上記対象物３を通過するように形成されていることから、磁界発生手段１１は磁性体からなる対象物３を磁力によって引き寄せている。
このため、対象物３の表面がレーザ光Ｌの照射によって部分的に溶融すると、磁力によって対象物３の溶融部分が上記磁界発生手段１１に引き寄せられ、その状態で凝固してバンプ４となる。
つまり、第２実施例の構成によれば、磁界によって溶融部分を引き寄せることができるため、磁界発生手段１１を設けない第１実施例に比べてさらに高いバンプ４を形成することが可能となっている。
ここで、上記磁界発生手段１１における貫通孔１１ａの内部には上記磁界Ｂが上記レーザ光Ｌの光軸方向に沿って形成され、またこの磁界Ｂは上記対象物３の溶融部分を通過するように形成されることから、溶融部分は貫通孔１１ａの中心に向けてまっすぐ上方に引き寄せられるようになっている。
【００２１】
次に、図５は上記第３実施例にかかるバンプ形成装置１を示し、該第３実施例は上記第２実施例のバンプ形成装置１と同じ、磁界発生手段１１を備えたバンプ形成装置１となっている。
この第３実施例では、上記基板２に設けた対象物３は非磁性体からなる非磁性体部分３ｂと、該非磁性体部分３ｂの表面にめっき加工された磁性体からなる磁性体部分３ｃとから構成されている。
本実施例では、上記非磁性体部分３ｂは銅、金、アルミであり、また磁性体部分３ｃは上記第２実施例と同じ鉄合金となっている。
この第３実施例においても、上記鉄合金製の対象物３にレーザ光Ｌを照射する際の条件で上記レーザ発振器６がレーザ光Ｌをパルス照射する。
すると、レーザ光Ｌにより上記対象物３の表面の一部が溶融するとともにプラズマによって表面波が発生し、溶融部分の中央が隆起する。
このとき、対象物３の表面の磁性体部分３ｃとその下方の非磁性体部分３ｂとが同時に溶融し、このうち上記磁性体部分３ｃは上記磁界発生手段１１の磁力によって上方に引き寄せられる。
一方、非磁性体部分３ｂには磁力が作用しないが、上記磁性体部分３ｃと密着しているため、上記磁性体部分３ｃが磁界発生手段１１に引き寄せられるのに伴って非磁性体部分３ｂも上方に引き寄せられることとなる。
その結果、対象物３の表面がレーザ光Ｌの照射によって部分的に溶融すると、磁力によって対象物３の溶融部分が上記磁界発生手段１１に引き寄せられ、その状態で凝固するようになっている。
つまり、磁性体部分３ｃと非磁性体部分３ｂとからなる対象物３であっても、第２実施例と同様、磁界によって溶融部分を引き寄せることができるため、磁界発生手段１１を設けない第１実施例に比べてさらに高いバンプ４を形成することが可能となっている。
【００２２】
図６は第４実施例にかかるバンプ形成装置１の加工ヘッド７部分の拡大図を示し、このバンプ形成装置１は対象物３が上記銅やシリコンなどの非磁性体である場合に好適なものとなっている。ここでは対象物３が銅である場合について説明する。
バンプ形成装置１の加工ヘッド７には、電界Ｅを発生させる電界発生手段としての電磁石１２が設けられており、具体的には加工ヘッド７を構成する上記集光レンズ９の下方に設けられるとともに、該電磁石１２の中央にはＸ−Ｙテーブル５に向けて徐々に縮径する貫通孔１２ａが形成されている。
上記電磁石１２は、上記電流調節手段１２ｂが電流を変動させることで電界Ｅを変動させることが可能となっており、また上記対象物３は上記第１実施例と同様、発生された電界Ｅの内部に位置するようになっている。
【００２３】
以下、第４実施例にかかるバンプ形成方法を説明すると、上記実施例と同様、上記レーザ発振器６は対象物３が銅である場合に好適な条件でレーザ光Ｌをパルス照射する。
すると、レーザ光Ｌにより上記対象物３の表面の一部が溶融するとともにプラズマによって表面波が発生し、溶融部分の中央が隆起する。
一方、上記電磁石１２は、上記電流調節手段１２ｂによって電界Ｅの強さを常時変動させており、これにより導電体である対象物３の内部には電磁誘導により渦電流が発生することとなる。
上記渦電流は上記レーザ光Ｌによって溶融した対象物３の溶融部分にも発生し、この渦電流によって溶融部分の内部には非磁性体であるにもかかわらず磁界が発生し、溶融部分はこの磁力により電磁石１２に引き寄せられることとなる。
つまり、第４実施例の構成によれば、電界Ｅによって溶融部分を引き寄せることができるため、電磁石１２を設けない第１実施例に比べてさらに高いバンプ４を形成することが可能となっている。
【００２４】
図７は第５実施例にかかるバンプ形成装置１の加工ヘッド７近傍の拡大図を示している。このバンプ形成装置１は以下の点を除いて第２実施例と同様の構成を有しており、また基板２には磁性体である鉄合金製の対象物３が設けられている。
本実施例のバンプ形成装置１におけるＸ−Ｙテーブル５には、上記対象物３の設けられる位置にあわせてニッケルなどの磁性体からなるプレート１３が設けられており、上記基板２はこのプレート１３の表面に載置されるようになっている。
このような構成とすることで、上記加工ヘッド７に設けた磁界発生手段１１が発生させた磁界Ｂは上記プレート１３を通過するようになり、その結果上記プレート１３と磁界発生手段１１との間に位置する対象物３を磁界Ｂが上下に貫通することとなる。
これにより、上記レーザ光Ｌを照射して対象物３を溶融させると、上記第２実施例と同様、溶融部分は磁界発生手段１１の磁力によって上方に引き寄せられ、バンプ４が形成される。
ここで、上記プレート１３により磁界Ｂが対象物３を上下に貫通しているため、溶融部分が上方に向けてまっすぐ伸びやすくなっており、安定して上記バンプ４を形成することができる。
【００２５】
なお、上記第５実施例にかかるバンプ形成方法、つまりＸ−Ｙテーブル５にプレート１３を設ける構成については、第４実施例にかかる電磁石を備えたバンプ形成装置１にも適用することができる。
また、上記第２実施例のように対象物３が磁性体である場合や、第３実施例のように対象物３の表面に磁性体部分３ｃが形成されている場合であっても、これらの対象物３を第４実施例のような電界Ｅを発生させる電磁石を備えたバンプ形成装置１で処理してもよい。
この場合、電磁石は磁界発生手段としても利用することが可能であるため、溶融部分を磁力により引き上げることも、電界による過電流によって発生した磁力により引き上げることも、また、静電界により発生した静電力の作用により引き上げることも可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１ バンプ形成装置 ２ 基板
３ 対象物 ４ バンプ
５ Ｘ−Ｙテーブル ６ レーザ発振器
６ａ パルス制御手段 １１ 磁界発生手段
１２ 電磁石 １３ プレート
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンプ形成方法およびその装置に関し、詳しくはレーザ光を対象物に照射して対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物の表面にレーザ光を照射し、該対象物の一部を溶融させてバンプ（錐状突起）を形成するバンプ形成方法が知られている（特許文献１）。
一方、電子基板の表面に設けた電極パッドと電子部品などの相手物とを接触させるため、上記電極パッドの表面に２０〜５０μｍの高さのバンプを形成することが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１１１０号公報
【特許文献２】特開平５−２３５００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１によるバンプ形成方法で形成したバンプは、電子放出金属の表面に形成されるマイクロカソードであり、上記特許文献２のような電極パッドのバンプとしては低い（１μｍ程度）という問題がある。
このような問題に鑑み、本発明は例えば電極パッドに好適な高さのバンプを形成することが可能なバンプ形成方法およびその装置を提供するものである。
【０００５】
すなわち、請求項１にかかるバンプ形成方法は、レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物を銅とし、
上記レーザ光を、０．１〜１０ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を２０〜５０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴としている。
【０００６】
請求項３にかかるバンプ形成方法は、レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物をシリコンとし、
上記レーザ光を、０．１〜１ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を５〜７０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴としている。
【０００７】
請求項６にかかるバンプ形成方法は、レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物を鉄合金とし、
上記レーザ光を、０．１〜１ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を４０〜３５０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴としている。
【０００８】
請求項９にかかるバンプ形成装置は、対象物を支持する支持手段と、レーザ光を発振するレーザ発振器とを備え、
上記レーザ光を対象物に照射して対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成装置において、
上記レーザ発振器はファイバレーザ発振器であって、かつ励起光のＯＮ／ＯＦＦを制御してレーザ光をパルス照射させるパルス制御手段を備え、
形成するバンプのサイズ、もしくは、上記対象物の材質を変更する際には、上記パルス制御手段によって励起光のＯＮ時間、ＯＦＦ時間、または、励起回数の少なくともいずれか１つの設定を変更することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
上記請求項１、３、６におけるバンプ形成方法によれば、対象物の素材に応じてそれぞれレーザ照射のパルス幅およびエネルギー密度を最適なものとすることで、好適な高さのバンプを形成することが可能となっている。
具体的には、対象物の表面に１回目のレーザ光の照射が行われると対象物の表面が溶融し、この溶融部分にさらにレーザ光を照射すると、上記溶融部分の表面にプラズマが発生して溶融部分の表面に表面波振動が誘起される。
この表面波は溶融部分の中心から外側に向けて同心円状に広がった後に該溶融部分の外縁で反転し、中央で衝突して上方に隆起した状態で凝固してバンプとなる。
そして、上記各素材に対して上記条件でレーザ光をパルス照射することで、十分な高さのバンプを得ることが可能となっている。
【００１０】
また請求項９におけるバンプ形成装置によれば、パルス制御手段が形成するバンプのサイズや対象物の材質に応じて、照射されるレーザ光のパルス幅および１パルスあたりのエネルギー密度を設定することで、好適な高さのバンプを形成することが可能となっている。
具体的には、対象物の表面に１回目のレーザ光の照射が行われると、対象物の表面が溶融し、この溶融部分にさらにレーザ光を照射すると、上記溶融部分の表面にプラズマが発生して溶融部分の表面に表面波振動が誘起される。
この表面波は溶融部分の中心から外側に向けて同心円状に広がった後に該溶融部分の外縁で反転し、中央で衝突して上方に隆起した状態で凝固してバンプとなる。
そして、上記レーザ発振器をファイバレーザ発振器とし、パルス制御手段が励起光のＯＮ／ＯＦＦを制御してレーザ光をパルス照射させることで、上記溶融部分を衝撃により弾き飛ばすことなく溶融させることができ、上記バンプを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施例にかかるバンプ形成装置の側面図。
【図２】パルス照射されるレーザ光の出力を示した図。
【図３】バンプの形成される過程を説明する図。
【図４】第２実施例におけるバンプ形成方法を説明する図。
【図５】第３実施例におけるバンプ形成方法を説明する図。
【図６】第４実施例におけるバンプ形成方法を説明する図。
【図７】第５実施例におけるバンプ形成方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図示実施例について説明すると、図１は第１実施例にかかるバンプ（突起）形成装置１を示し、基板２に設けた電極パッドからなる対象物３にバンプ（突起）４を形成する装置となっている。
上記バンプ形成装置１は、上記基板２の載置される支持手段としてのＸ−Ｙテーブル５と、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器６と、上記レーザ光Ｌを基板２に照射する加工ヘッド７とから構成されている。
上記基板２の表面には銅で製造された対象物３が所定のパターンで配置され、上記基板２がバンプ形成装置１に供給される際にはその表面が平坦となっている。
上記Ｘ−Ｙテーブル５は従来公知であり、基板２を水平にＸ−Ｙ方向に移動させて、上記加工ヘッド７の下方に所要の対象物３を移動させるものとなっている。
上記加工ヘッド７は、レーザ光Ｌの光路上に設けたベンドミラー８と、該ベンドミラー８によって下方に反射したレーザ光Ｌを集光する集光レンズ９とを備えている。
上記集光レンズ９はレーザ発振器６より照射されたレーザ光Ｌを上記対象物３の表面に所定のスポット径で集光させる凸レンズとなっており、集光されたレーザ光Ｌの出力分布はその中心が最大となるようになっている。
【００１３】
レーザ発振器６はいわゆるファイバレーザ発振器となっており、近赤外線域のレーザ光Ｌを照射するとともに、レーザ光Ｌをパルス照射するためのパルス制御手段６ａを備えている。
上記ファイバレーザ発振器は、励起光に大きな出力を必要とせず、半導体レーザによる励起が可能であり、また短時間での励起光のＯＮ／ＯＦＦの繰り返しに対応可能であるという特徴を有している。
上記パルス制御手段６ａはファイバレーザ発振器における励起光のＯＮ／ＯＦＦを制御して、照射されるレーザ光Ｌのパルス幅やパルスインターバルを設定することが可能となっている。
このようなファイバレーザ発振器を用いるとともに、パルス制御手段６ａが励起光のＯＮ／ＯＦＦによりレーザ光Ｌのパルス照射を行うことで、Ｑスイッチによるようなパルス幅が短く尖頭値の高いレーザ光Ｌではなく、必要なパルス幅に渡り平均的なエネルギー密度でワンパルス毎のレーザ光Ｌを照射することができる。
つまり、レーザ発振器６からは図２に示すように、縦軸をレーザ光Ｌのエネルギー密度、横軸を時間とした場合、レーザ発振器６より照射されるレーザ光Ｌの出力は矩形状に現れるようになっている。
【００１４】
そして、対象物３の素材が銅である場合、上記レーザ発振器６からは１００Ｗのレーザ光Ｌを照射するとともに、上記パルス制御手段６ａはレーザ光Ｌのパルス幅を０．１〜１０ｍｓｅｃの範囲とし、かつパルスインターバルを１〜１００ｍｓｅｃの範囲で設定する。
このような設定とすることで、対象物３には１パルスあたり２０〜５０Ｊ／ｍｍ２のエネルギー密度でレーザ光Ｌが照射されるようになっている。
このような条件で銅製の対象物３に２回レーザ光Ｌをパルス照射すると、対象物３の表面には高さ約３０μｍ、直径約６０μｍのバンプ４が形成されることが確認できた。
このバンプ４の高さは対象物３と相手物との接触に好適な高さであり、またバンプ４の直径は、該バンプ４を複数形成した場合に、隣接するバンプ４同士が干渉しないような径となっている。
【００１５】
図３は、上記条件に基づいてレーザ光Ｌを対象物３に照射した場合における、バンプ４の形成過程を説明する図となっている。
まず、対象物３の表面に１回目のレーザ光Ｌの照射が行われると、対象物３の表面がレーザ光Ｌによって加熱されて溶融する（図３（ａ））。
レーザ光Ｌによって直接加熱された溶融部分３ａは、その熱によって周囲の対象物３を加熱し、レーザ光Ｌが照射された直後は溶融部分３ａが拡大してゆく（図３（ｂ））。
しかしながら、その後は時間の経過に伴って溶融部分３ａが冷えて縮小するが、上記パルスインターバルに従って２回目のレーザ光Ｌを照射する（図３（ｃ））
すると、レーザ光Ｌの照射された溶融部分３ａは、一度溶融された部分であることからより高温となり、その結果上記溶融部分３ａの表面にプラズマが発生して、その衝撃により溶融部分３ａの中央がへこみ、溶融部分３ａの表面には表面波振動が誘起される（図３（ｄ））。
この表面波は溶融部分３ａの中心から外側に向けて同心円状に広がってゆくが、その後溶融部分３ａの外縁に到達すると反転して中心に向けて狭まってゆく（図３（ｅ））。
そして、反転した表面波が溶融部分３ａの中央に達すると、該表面波が衝突して上方に隆起し、その後溶融部分が凝固することにより、中央に若干の凹部が形成されたバンプ４が形成されることとなる（図３（ｆ））。
このように、レーザ光Ｌを連続照射ではなくパルス照射することで、パルスインターバルの間に溶融部分３ａが冷却や酸化作用により粘度を増し、さらにパルスインターバルを１ｍｓｅｃ以上とすることで、隆起した部分が凝固しやすく隆起状態のまま維持させることができる。
なお、レーザ光Ｌのパルス照射を２回行った場合、上述したように約３０μｍのバンプ４を形成することができたが、パルス照射を３回行ったところ、約４０μｍのバンプ４が形成され、パルス照射の回数を多くすることでより高いバンプ４を形成できることが判明した。
【００１６】
上記条件に対し、対象物３の素材が銅の場合、１パルスあたり２０Ｊ／ｍｍ２未満のエネルギー密度でレーザ光Ｌを照射すると、十分な溶融部分が得られず、十分な高さのバンプ４を形成することができない。
また銅はレーザ光Ｌを反射しやすいため、パルス幅を０．１〜１０ｍｓｅｃと長くするとともに、最大エネルギー密度を抑えぎみにするようになっており、これに対して５０Ｊ／ｍｍ２を超えるエネルギー密度でレーザ光Ｌを照射すると、溶融部分の径が大きくなって隣接するバンプ４同士が干渉してしまうという問題が発生する。
さらに、パルスインターバルは１ｍｓｅｃ以上で長くするものの、１００ｍｓｅｃを超えてしまうと、溶融部分の凝固が進行するため次のパルスでのレーザ照射によるプラズマの発生が抑制されてしまう。
一方、レーザ光Ｌのパルス照射をＱスイッチを用いた場合のように高尖頭値かつ短パルスで行うと、パルス照射ごとのピークエネルギーが高くなりすぎるため、溶融部分のプラズマによる衝撃で溶融部分が弾かれてしまい、バンプ４を形成することができない。
またメカニカルチョッパによるパルス照射を行う場合、シャープかつ自由なパルス照射が難しいという問題があり、ファイバレーザではないレーザロッドを用いた固体レーザ発振器とした場合、短時間で励起光のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すと、励起光の出力が高いことから励起光源の耐久性が低下するという問題がある。
【００１７】
そして上記構成を有するバンプ形成装置１によれば、銅以外の素材からなる対象物３に対しても、十分な高さのバンプ４を形成することができる。
単結晶シリコンからなるシリコンウエハとしての対象物３にダミーバンプを形成する場合、レーザ発振器６は出力１００Ｗのレーザ光Ｌを照射し、上記パルス制御手段６ａはレーザ光Ｌのパルス幅を０．１〜１ｍｓｅｃの範囲とし、かつパルスインターバルを１〜２５ｍｓｅｃの範囲で設定する。
このような設定とすることで、対象物３には１パルスあたり５〜７０Ｊ／ｍｍ２のエネルギー密度でレーザ光Ｌが照射されるようになっている。
また、各バンプ４を形成する毎にそれぞれ２回レーザ光Ｌを照射するようになっており、また上記集光レンズ９はレーザ光Ｌのスポット径を１０〜２０μｍの範囲とし、またレーザ光Ｌの中心部分でレーザ光Ｌの最高出力が得られるようになっている。
このような条件でレーザ光Ｌを照射することにより、シリコンウエハからなる対象物３の表面に十分な高さのバンプ４を形成することが可能である。
そして、１パルスあたりのエネルギー密度が５Ｊ／ｍｍ２未満では十分な大きさのバンプ４を形成できず、７０Ｊ／ｍｍ２を超えてしまうと、バンプ４形成後に溶融部分が冷却された際に、バンプ４の周囲に亀裂が発生してしまう。しかしながらシリコンの融点は銅より高いため、エネルギー密度も最大値は大きく設定するようになっている。
また、シリコンは入熱量が小さいため、パルスインターバルが長くなると冷えて固まりやすいことから、該パルスインターバルを２５ｍｓｅｃ以下の範囲で設定するようにしている。
【００１８】
次に、上記対象物３が鉄合金である場合について説明する。この鉄合金は、例えば、鉄にクロムやニッケルを含んでいる。
対象物３が上記鉄合金である場合、レーザ発振器６は出力１００Ｗのレーザ光Ｌを照射し、上記パルス制御手段６ａはレーザ光Ｌのパルス幅を０．１〜１ｍｓｅｃの範囲とし、かつパルスインターバルを１〜１００ｍｓｅｃの範囲で設定する。
このような設定とすることで、対象物３には１パルスあたり４０〜３５０Ｊ／ｍｍ２のエネルギー密度でレーザ光Ｌが照射されるようになっている。
また、各バンプ４を形成する毎にそれぞれ２回レーザ光Ｌを照射するようになっており、また上記集光レンズ９はレーザ光Ｌのスポット径を１０〜２０μｍの範囲とし、またレーザ光Ｌの中心部分でレーザ光Ｌの最高出力が得られるようになっている。
このような条件でレーザ光Ｌを照射することにより、鉄合金からなる対象物３の表面に十分な高さのバンプ４を形成することができ、例えば細かな多数の突起を設けるような表面処理が可能となる。
鉄合金の場合は、シリコンよりもさらに融点が高く亀裂の発生もないため、エネルギー密度をさらに大きく設定するようにしているが、冷えて固まりやすく多数のバンプ４を形成するためタクトタイムが長くならないよう、パルスインターバルを最大１００ｍｓｅｃとしている。
【００１９】
図４は第２実施例にかかるバンプ形成装置１の加工ヘッド７部分の拡大図を示し、このバンプ形成装置１は対象物３が上記鉄合金やその他ニッケルなどの磁性体である場合に利用可能となっている。ここでは対象物３が鉄合金である場合について説明する。
バンプ形成装置１の加工ヘッド７には、磁界Ｂを発生させる磁界発生手段１１が設けられており、具体的には加工ヘッド７を構成する上記集光レンズ９の下方に設けられるとともに、該磁界発生手段１１の中央にはＸ−Ｙテーブル５に向けて徐々に縮径する貫通孔１１ａが形成されている。
上記磁界発生手段１１は永久磁石となっており、この永久磁石が発生させる磁界Ｂは、図に示すように磁界発生手段１１の断面の外周を周回するように形成され、換言すると磁界発生手段１１は上記貫通孔１１ａを通過するリング状の磁界Ｂを形成するようになっている。
また上記貫通孔１１ａの内部では、磁界Ｂはレーザ光Ｌの光軸に沿って上下方向に形成されるようになっており、また磁界Ｂの中心は対象物３におけるバンプ４の形成位置を通過するようになっている。
そして磁界発生手段１１は、発生させた磁界Ｂの範囲内に上記対象物３が位置するよう、基板２に近接した位置に設けられている。
【００２０】
上記第２実施例におけるバンプ形成装置１においても、上記第１実施例と同様、鉄合金製の対象物３にレーザ光Ｌを照射する際の条件で上記レーザ発振器６がレーザ光Ｌをパルス照射する。
すると、レーザ光Ｌにより上記対象物３の表面の一部が溶融するとともにプラズマによって表面波が発生し、溶融部分の中央が隆起する。
一方、上記加工ヘッド７に設けた磁界発生手段１１が発生させた磁界Ｂは上記対象物３を通過するように形成されていることから、磁界発生手段１１は磁性体からなる対象物３を磁力によって引き寄せている。
このため、対象物３の表面がレーザ光Ｌの照射によって部分的に溶融すると、磁力によって対象物３の溶融部分が上記磁界発生手段１１に引き寄せられ、その状態で凝固してバンプ４となる。
つまり、第２実施例の構成によれば、磁界によって溶融部分を引き寄せることができるため、磁界発生手段１１を設けない第１実施例に比べてさらに高いバンプ４を形成することが可能となっている。
ここで、上記磁界発生手段１１における貫通孔１１ａの内部には上記磁界Ｂが上記レーザ光Ｌの光軸方向に沿って形成され、またこの磁界Ｂは上記対象物３の溶融部分を通過するように形成されることから、溶融部分は貫通孔１１ａの中心に向けてまっすぐ上方に引き寄せられるようになっている。
【００２１】
次に、図５は上記第３実施例にかかるバンプ形成装置１を示し、該第３実施例は上記第２実施例のバンプ形成装置１と同じ、磁界発生手段１１を備えたバンプ形成装置１となっている。
この第３実施例では、上記基板２に設けた対象物３は非磁性体からなる非磁性体部分３ｂと、該非磁性体部分３ｂの表面にめっき加工された磁性体からなる磁性体部分３ｃとから構成されている。
本実施例では、上記非磁性体部分３ｂは銅、金、アルミであり、また磁性体部分３ｃは上記第２実施例と同じ鉄合金となっている。
この第３実施例においても、上記鉄合金製の対象物３にレーザ光Ｌを照射する際の条件で上記レーザ発振器６がレーザ光Ｌをパルス照射する。
すると、レーザ光Ｌにより上記対象物３の表面の一部が溶融するとともにプラズマによって表面波が発生し、溶融部分の中央が隆起する。
このとき、対象物３の表面の磁性体部分３ｃとその下方の非磁性体部分３ｂとが同時に溶融し、このうち上記磁性体部分３ｃは上記磁界発生手段１１の磁力によって上方に引き寄せられる。
一方、非磁性体部分３ｂには磁力が作用しないが、上記磁性体部分３ｃと密着しているため、上記磁性体部分３ｃが磁界発生手段１１に引き寄せられるのに伴って非磁性体部分３ｂも上方に引き寄せられることとなる。
その結果、対象物３の表面がレーザ光Ｌの照射によって部分的に溶融すると、磁力によって対象物３の溶融部分が上記磁界発生手段１１に引き寄せられ、その状態で凝固するようになっている。
つまり、磁性体部分３ｃと非磁性体部分３ｂとからなる対象物３であっても、第２実施例と同様、磁界によって溶融部分を引き寄せることができるため、磁界発生手段１１を設けない第１実施例に比べてさらに高いバンプ４を形成することが可能となっている。
【００２２】
図６は第４実施例にかかるバンプ形成装置１の加工ヘッド７部分の拡大図を示し、このバンプ形成装置１は対象物３が上記銅やシリコンなどの非磁性体である場合に好適なものとなっている。ここでは対象物３が銅である場合について説明する。
バンプ形成装置１の加工ヘッド７には、電界Ｅを発生させる電界発生手段としての電磁石１２が設けられており、具体的には加工ヘッド７を構成する上記集光レンズ９の下方に設けられるとともに、該電磁石１２の中央にはＸ−Ｙテーブル５に向けて徐々に縮径する貫通孔１２ａが形成されている。
上記電磁石１２は、上記電流調節手段１２ｂが電流を変動させることで電界Ｅを変動させることが可能となっており、また上記対象物３は上記第１実施例と同様、発生された電界Ｅの内部に位置するようになっている。
【００２３】
以下、第４実施例にかかるバンプ形成方法を説明すると、上記実施例と同様、上記レーザ発振器６は対象物３が銅である場合に好適な条件でレーザ光Ｌをパルス照射する。
すると、レーザ光Ｌにより上記対象物３の表面の一部が溶融するとともにプラズマによって表面波が発生し、溶融部分の中央が隆起する。
一方、上記電磁石１２は、上記電流調節手段１２ｂによって電界Ｅの強さを常時変動させており、これにより導電体である対象物３の内部には電磁誘導により渦電流が発生することとなる。
上記渦電流は上記レーザ光Ｌによって溶融した対象物３の溶融部分にも発生し、この渦電流によって溶融部分の内部には非磁性体であるにもかかわらず磁界が発生し、溶融部分はこの磁力により電磁石１２に引き寄せられることとなる。
つまり、第４実施例の構成によれば、電界Ｅによって溶融部分を引き寄せることができるため、電磁石１２を設けない第１実施例に比べてさらに高いバンプ４を形成することが可能となっている。
【００２４】
図７は第５実施例にかかるバンプ形成装置１の加工ヘッド７近傍の拡大図を示している。このバンプ形成装置１は以下の点を除いて第２実施例と同様の構成を有しており、また基板２には磁性体である鉄合金製の対象物３が設けられている。
本実施例のバンプ形成装置１におけるＸ−Ｙテーブル５には、上記対象物３の設けられる位置にあわせてニッケルなどの磁性体からなるプレート１３が設けられており、上記基板２はこのプレート１３の表面に載置されるようになっている。
このような構成とすることで、上記加工ヘッド７に設けた磁界発生手段１１が発生させた磁界Ｂは上記プレート１３を通過するようになり、その結果上記プレート１３と磁界発生手段１１との間に位置する対象物３を磁界Ｂが上下に貫通することとなる。
これにより、上記レーザ光Ｌを照射して対象物３を溶融させると、上記第２実施例と同様、溶融部分は磁界発生手段１１の磁力によって上方に引き寄せられ、バンプ４が形成される。
ここで、上記プレート１３により磁界Ｂが対象物３を上下に貫通しているため、溶融部分が上方に向けてまっすぐ伸びやすくなっており、安定して上記バンプ４を形成することができる。
【００２５】
なお、上記第５実施例にかかるバンプ形成方法、つまりＸ−Ｙテーブル５にプレート１３を設ける構成については、第４実施例にかかる電磁石を備えたバンプ形成装置１にも適用することができる。
また、上記第２実施例のように対象物３が磁性体である場合や、第３実施例のように対象物３の表面に磁性体部分３ｃが形成されている場合であっても、これらの対象物３を第４実施例のような電界Ｅを発生させる電磁石を備えたバンプ形成装置１で処理してもよい。
この場合、電磁石は磁界発生手段としても利用することが可能であるため、溶融部分を磁力により引き上げることも、電界による過電流によって発生した磁力により引き上げることも、また、静電界により発生した静電力の作用により引き上げることも可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１ バンプ形成装置 ２ 基板
３ 対象物 ４ バンプ
５ Ｘ−Ｙテーブル ６ レーザ発振器
６ａ パルス制御手段 １１ 磁界発生手段
１２ 電磁石 １３ プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物を銅とし、
上記レーザ光を、０．１〜１０ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を２０〜５０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項２】
上記レーザ光のパルス照射を、１〜１００ｍｓｅｃのパルスインターバルで行うことを特徴とする請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項３】
レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物をシリコンとし、
上記レーザ光を、０．１〜１ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を５〜７０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項４】
上記レーザ光のパルス照射を、１〜２５ｍｓｅｃのパルスインターバルで行うことを特徴とする請求項３に記載のバンプ形成方法。
【請求項５】
対象物に近接した位置に電界を発生させる電界発生手段を設け、
上記電界発生手段が発生させた電界の内部に上記対象物を位置させるとともに、該電界の強さを変動させることにより対象物内に渦電流を発生させて、
該対象物に上記レーザ光を照射して溶融させた対象物の溶融部分を電界発生手段に引き寄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バンプ形成方法。
【請求項６】
レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物を鉄合金とし、
上記レーザ光を、０．１〜１ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を４０〜３５０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項７】
上記レーザ光のパルス照射を、１〜１００ｍｓｅｃのパルスインターバルで行うことを特徴とする請求項５に記載のバンプ形成方法。
【請求項８】
対象物に近接した位置に磁界を発生させる磁界発生手段を設け、
上記磁界発生手段が発生させた磁界の内部に上記対象物が位置した状態で、該対象物に上記レーザ光を照射し、レーザ光によって溶融させた対象物の溶融部分を磁界発生手段に引き寄せることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載のバンプ形成方法。
【請求項９】
対象物を支持する支持手段と、レーザ光を発振するレーザ発振器とを備え、
上記レーザ光を対象物に照射して対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成装置において、
上記レーザ発振器はファイバレーザ発振器であって、かつ励起光のＯＮ／ＯＦＦを制御してレーザ光をパルス照射させるパルス制御手段を備え、
形成するバンプのサイズ、もしくは、上記対象物の材質を変更する際には、上記パルス制御手段によって励起光のＯＮ時間、ＯＦＦ時間、または、励起回数の少なくともいずれか１つの設定を変更することを特徴とするバンプ形成装置。
【請求項１０】
上記対象物は非磁性体であって、
上記対象物に近接した位置に電界を発生させる電界発生手段を設け、
上記電界発生手段が発生させた電界の内部に上記対象物を位置させるとともに、該電界の強さを変動させることにより対象物内に渦電流を発生させて、
該対象物に上記レーザ光を照射して溶融させた対象物の溶融部分を電界発生手段に引き寄せることを特徴とする請求項９に記載のバンプ形成装置。
【請求項１１】
上記対象物は磁性体であって、
上記対象物に近接した位置に磁界を発生させる磁界発生手段を設け、
上記磁界発生手段が発生させた磁界の内部に上記対象物が位置した状態で、該対象物に上記レーザ光を照射し、レーザ光によって溶融させた対象物の溶融部分を磁界発生手段に引き寄せることを特徴とする請求項９に記載のバンプ形成装置。
【請求項１】
レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物を銅とし、
上記レーザ光を、０．１〜１０ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を２０〜５０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項２】
上記レーザ光のパルス照射を、１〜１００ｍｓｅｃのパルスインターバルで行うことを特徴とする請求項１に記載のバンプ形成方法。
【請求項３】
レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物をシリコンとし、
上記レーザ光を、０．１〜１ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を５〜７０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項４】
上記レーザ光のパルス照射を、１〜２５ｍｓｅｃのパルスインターバルで行うことを特徴とする請求項３に記載のバンプ形成方法。
【請求項５】
対象物に近接した位置に電界を発生させる電界発生手段を設け、
上記電界発生手段が発生させた電界の内部に上記対象物を位置させるとともに、該電界の強さを変動させることにより対象物内に渦電流を発生させて、
該対象物に上記レーザ光を照射して溶融させた対象物の溶融部分を電界発生手段に引き寄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バンプ形成方法。
【請求項６】
レーザ光を対象物に照射して、該対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成方法において、
上記対象物を鉄合金とし、
上記レーザ光を、０．１〜１ｍｓｅｃのパルス幅でパルス照射して、１パルスあたりのエネルギー密度を４０〜３５０Ｊ／ｍｍ２とすることを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項７】
上記レーザ光のパルス照射を、１〜１００ｍｓｅｃのパルスインターバルで行うことを特徴とする請求項５に記載のバンプ形成方法。
【請求項８】
対象物に近接した位置に磁界を発生させる磁界発生手段を設け、
上記磁界発生手段が発生させた磁界の内部に上記対象物が位置した状態で、該対象物に上記レーザ光を照射し、レーザ光によって溶融させた対象物の溶融部分を磁界発生手段に引き寄せることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載のバンプ形成方法。
【請求項９】
対象物を支持する支持手段と、レーザ光を発振するレーザ発振器とを備え、
上記レーザ光を対象物に照射して対象物の一部を溶融させてバンプを形成するバンプ形成装置において、
上記レーザ発振器はファイバレーザ発振器であって、かつ励起光のＯＮ／ＯＦＦを制御してレーザ光をパルス照射させるパルス制御手段を備え、
形成するバンプのサイズ、もしくは、上記対象物の材質を変更する際には、上記パルス制御手段によって励起光のＯＮ時間、ＯＦＦ時間、または、励起回数の少なくともいずれか１つの設定を変更することを特徴とするバンプ形成装置。
【請求項１０】
上記対象物は非磁性体であって、
上記対象物に近接した位置に電界を発生させる電界発生手段を設け、
上記電界発生手段が発生させた電界の内部に上記対象物を位置させるとともに、該電界の強さを変動させることにより対象物内に渦電流を発生させて、
該対象物に上記レーザ光を照射して溶融させた対象物の溶融部分を電界発生手段に引き寄せることを特徴とする請求項９に記載のバンプ形成装置。
【請求項１１】
上記対象物は磁性体であって、
上記対象物に近接した位置に磁界を発生させる磁界発生手段を設け、
上記磁界発生手段が発生させた磁界の内部に上記対象物が位置した状態で、該対象物に上記レーザ光を照射し、レーザ光によって溶融させた対象物の溶融部分を磁界発生手段に引き寄せることを特徴とする請求項９に記載のバンプ形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０６８１１（Ｐ２０１１−２０６８１１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６８５１（Ｐ２０１０−７６８５１）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
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