JP2001024400A - 電子部品の実装方法及びその装置 - Google Patents

電子部品の実装方法及びその装置

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JP2001024400A
JP2001024400A JP11194465A JP19446599A JP2001024400A JP 2001024400 A JP2001024400 A JP 2001024400A JP 11194465 A JP11194465 A JP 11194465A JP 19446599 A JP19446599 A JP 19446599A JP 2001024400 A JP2001024400 A JP 2001024400A
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substrate
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electronic component
parallelism
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Kazuto Nishida
一人 西田
Akihiro Yamamoto
章博 山本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の圧着又はレベリング工程などの実
装工程での押圧ツールとステージとの平行度を容易に調
整、観測でき、電子部品を基板に生産性良くかつ高信頼
性で接合可能な電子部品の実装方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 電子部品５を回路基板６へ実装する際
に、押圧ツール１を基板ステージ２に押圧し光源３から
の光によりニュートン干渉縞を発生させ、その干渉縞を
画像検知装置４で検知して、押圧ツールと基板ステージ
の平行度を予め観察調整確認することにより確実に平行
度を管理して電子部品を基板に実装する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路用プリン
ト基板や液晶のガラスもしくはプラスチック基板などの
電子基板に電子部品例えばＩＣチップや表面弾性波（Ｓ
ＡＷ）デバイスなどを単体（ＩＣチップの場合にはベア
ＩＣチップ）状態で実装する基板への電子部品の実装方
法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、電子回路基板は、あらゆる製品に
使用されるようになり、日増しにその性能が向上し、回
路基板上で用いられる周波数も高くなっており、インピ
ーダンスが低くなるフリップチップ実装は高周波を使用
する電子機器に適した実装方法となっている。また、携
帯機器の増加から、回路基板にＩＣチップをパッケージ
ではなく裸のまま搭載するフリップチップ実装が求めら
れている。このために、ＩＣチップそのまま単体で回路
基板に搭載したときのＩＣチップや、電子機器及びフラ
ットパネルディスブレイへ実装したＩＣチップには、一
定数の不良品が混在している。また、上記フリップチッ
プ以外にもＣＳＰ（Ｃｈｉｐ ＳｉｚｅＰａｃｋａｇ
ｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等が
用いられるようになってきている。
【０００３】従来の電子機器の回路基板へＩＣチップを
接合する方法（従来例１）としては特公平０６−６６３
５５号公報等により開示されたものがある。これを図２
０に示す。図２０に示すように、電極７２にバンプ７３
を形成したＩＣチップ７１にＡｇペースト７４を転写し
て回路基板７６の電極７５に接続したのち、Ａｇペース
ト７４を硬化し、その後、封止材７８をＩＣチップ７１
と回路基板７６の間に流し込む方法が一般的に知られて
いる。また、液晶ディスプレイにＩＣチップを接合する
方法（従来例２）として、図２１（Ａ），（Ｂ）に示さ
れる特公昭６２−６６５２号公報のように、異方性導電
フィルム８０を使用するものであって、絶縁性樹脂８３
中に導電性微片８２を加えて構成する異方性導電接着剤
層８１をセパレータ８５から剥がして基板や液晶ディス
プレイ８４のガラスに塗布し、ＩＣチップ８６を熱圧着
することによって、Ａｕバンプ８７の下以外のＩＣチッ
プ８６の下面と基板８４の間に上記異方性導電接着剤層
８１が介在している半導体チップの接続構造が、一般に
知られている。
【０００４】このように、ＩＣチップを接合するには、
フラットパッケージのようなＩＣチップをリードフレー
ム上にダイボンディングし、ＩＣチップの電極とリード
フレームをワイヤボンドして繋ぎ、樹脂成形してパッケ
ージを形成した後に、クリームハンダを回路基板に印刷
し、その上にフラットパッケージＩＣを搭載しリフロー
するという工程を行うことにより、上記接合が行われて
いた。これらのＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）といわれる工法では、ＩＣをパ
ッケージにする工程が長く、ＩＣ部品の生産に時間を要
し、また、回路基板を小型化するのが困難であった。例
えばＩＣチップは、フラットパックに封止された状態で
は、ＩＣチップの約４〜１０倍程度の面積を必要とする
ため、小型化を妨げる要因となっていた。
【０００５】これに対し、工程の短縮と小型軽量化の為
にＩＣチップを裸の状態でダイレクトに基板に搭載する
フリップチップ工法が最近では用いられるようになって
きた。このフリップチップ工法は、ＩＣチップへのバン
プ形成、バンプレベリング、Ａｇ・Ｐｄペースト転写、
実装、検査、封止樹脂による封止、検査とを行うスタッ
ド・バンプ・ボンディング（ＳＢＢ）や、ＩＣチップに
高さの均等なバンプ形成を行い、基板へのＵＶ硬化樹脂
塗布とを並行して行い、その後、実装、樹脂のＵＶ硬
化、検査を行うＵＶ樹脂接合のような多くの工法が開発
されている。これを従来例３とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特に、従来例２のＡＣ
Ｆ（異方性導電膜）を用いる方法や従来例３のようなＭ
ＢＢ（マイクロバンプボンディング）などにおいてはＩ
Ｃチップを圧着する工程が、ＩＣチップと回路基板の接
合信頼性に重大な影響を与える。
【０００７】これらの問題点を整理すると下記のように
なる。
【０００８】まず、与えられる影響としては、（ｉ）初
期の導通不良を生じる、（ｉｉ）ヒートショック試験な
どの各種加速試験において寿命が低下する。すなわち、
信頼性が低下することが挙げられる。
【０００９】これらの原因としては、まず、圧着時の平
行度が狂っていることが考えられる。押圧ツールと基板
受けステージの平行度調整は、従来、感圧紙などにより
行っているため、５μｍ以下に合わせることが難しいと
ともに、基板反りに影響されやすく、押圧ツールと基板
受けステージの平行度調整が困難であるといった問題が
ある。
【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑みて、電
子部品の圧着又はレベリング工程などの実装工程での押
圧ツールの基板と接する面と基板ステージの対向面間の
平行度を容易に調整でき、電子部品を基板に生産性良く
かつ高信頼性で接合することができる電子部品の実装方
法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。
【００１２】本発明の第１態様によれば、基板に電子部
品を接合する電子部品の実装方法において、透明な基板
ステージの反射処理された底面とは反対側の保持ツール
側において、保持ツールの中心軸を中心として片側に配
置された面光源から発せられた光が、上記基板ステージ
の上記反射処理された底面で反射し、かつ、上記保持ツ
ールで反射し、再び、上記反射処理された底面で反射し
たのち、上記保持ツールの中心軸となす角度が上記面光
源と等角な位置に配置された画像検知装置で検知可能な
状態で、上記保持ツールを上記基板ステージに押圧する
ことにより上記保持ツールと上記基板ステージとの間に
ニュートン干渉縞を発生させ、上記ニュートン干渉縞を
上記画像検知装置で検知しながら上記保持ツールの上記
基板と接する面と上記基板ステージの対向面との間の平
行度を調整し、上記保持ツールに保持された上記電子部
品と上記基板ステージに保持された上記基板とを接合す
るようにした電子部品の実装方法を提供する。
【００１３】本発明の第２態様によれば、基板に電子部
品を接合する電子部品の実装方法において、基板ステー
ジの一部に設けられた平行度調整用の透明な観察ステー
ジの下部に配置された光源から発せられた光が、上記観
察ステージ上の保持ツールで反射したのち上記観察ステ
ージの下部に配置された画像検知装置により検知可能な
状態で、保持ツールを上記観察ステージに押圧すること
により上記保持ツールと上記観察ステージとの間にニュ
ートン干渉縞を発生させ、上記ニュートン干渉縞を上記
画像検知装置で検知しながら上記保持ツールの上記基板
と接する面と上記観察ステージの対向面との間の平行度
を調整し、上記保持ツールに保持された上記電子部品と
上記基板ステージに保持された上記基板とを接合するよ
うにした電子部品の実装方法を提供する。
【００１４】本発明の第３態様によれば、上記保持ツー
ルと上記ステージのいずれか一方を上下動させて上記保
持ツールと上記ステージの間に生ずる上記ニュートン干
渉縞に応じて上記保持ツールの上記基板と接する面と上
記基板ステージの対向面との上記平行度を調整し、上記
電子部品と上記基板の圧着部位ごとに上記保持ツールの
上記基板と接する面と上記基板ステージの対向面との上
記平行度を可変させる第１又は２態様に記載の電子部品
の実装方法を提供する。
【００１５】本発明の第４態様によれば、電子部品に形
成されたバンプを保持ツールと上記電子部品の受け側ス
テージとで挟み込んで上記バンプの高さを均一化するレ
ベリングを行ったのち上記電子部品を基板に実装する電
子部品の実装方法において、上記ステージの反射処理さ
れた底面とは反対側の保持ツール側において、上記保持
ツールの中心軸を中心として片側に配置された面光源か
ら発せられた光が、上記ステージの上記反射処理された
底面で反射し、かつ、上記保持ツールで反射し、再び、
上記反射処理された底面で反射したのち、上記保持ツー
ルの中心軸となす角度が上記面光源と等角な位置に配置
された画像検知装置で検知可能な状態で、上記保持ツー
ルを上記ステージに押圧することにより上記保持ツール
と上記ステージとの間にニュートン干渉縞を発生させ、
上記ニュートン干渉縞を上記画像検知装置で検知しなが
ら上記保持ツールと上記ステージとの対向面間の平行度
を調整し、上記保持ツールに保持された上記電子部品の
上記バンプを上記ステージに押し付けて上記バンプの均
一なレベリングを行ったのち、上記電子部品を基板に実
装するようにした電子部品の実装方法を提供する。
【００１６】本発明の第５態様によれば、電子部品に形
成されたバンプを保持ツールと上記電子部品の受け側ス
テージとで挟み込んで上記バンプの高さを均一化するレ
ベリングを行ったのち上記電子部品を基板に実装する電
子部品の実装方法において、上記透明なステージの下部
に配置された光源から発せられた光が、上記観察ステー
ジ上の上記保持ツールで反射したのち、画像検知装置に
より検知可能な状態で、上記保持ツールを上記ステージ
に押圧することにより上記保持ツールと上記ステージと
の間にニュートン干渉縞を発生させ、上記ニュートン干
渉縞を上記画像検知装置で検知しながら上記保持ツール
と上記ステージとの対向面間での平行度を調整し、上記
保持ツールに保持された上記電子部品の上記バンプを上
記ステージに押し付けて上記バンプの均一なレベリング
を行ったのち、上記電子部品を基板に実装するようにし
た電子部品の実装方法を提供する。
【００１７】本発明の第６態様によれば、基板に電子部
品を接合する電子部品の実装装置において、底面に反射
処理を施した透明な基板ステージを設け、上記反射処理
された上記底面と反対側の保持ツール側において、保持
ツールの中心軸を中心として、片側に面光源を配置する
とともに、上記保持ツールの中心軸となす角度が上記画
像検知装置と等角な位置に、上記面光源から発せられた
光が上記基板ステージに当接した上記保持ツールにより
反射された画像を検知することができる画像検知装置を
配置し、上記保持ツールを上記基板ステージに押圧する
ことにより上記保持ツールと上記基板ステージとの間に
ニュートン干渉縞を発生させ、上記ニュートン干渉縞を
上記画像検知装置で検知しながら上記保持ツールの上記
基板と接する面と上記基板ステージとの対向面間の平行
度を調整した状態で、上記保持ツールに保持された上記
電子部品と上記基板ステージに保持された上記基板とを
接合するようにした電子部品の実装装置を提供する。
【００１８】本発明の第７態様によれば、基板に電子部
品を接合する電子部品の実装装置において、基板ステー
ジの一部に、透明な平行度調整用の観察ステージを設け
るとともに、光源と、該光源から発せられた光が上記観
察ステージに当接した上記保持ツールにより反射された
画像を検知することができる画像検知装置とを上記観察
ステージの下部に配置し、保持ツールを上記観察ステー
ジに押圧することにより上記保持ツールと上記観察ステ
ージとの間にニュートン干渉縞を発生させ、上記ニュー
トン干渉縞を上記画像検知装置で検知しながら上記保持
ツールの上記基板と接する面と上記観察ステージの対向
面との間の平行度を調整した状態で、上記保持ツールに
保持された上記電子部品と上記基板ステージに保持され
た上記基板とを接合するようにした電子部品の実装装置
を提供する。
【００１９】本発明の第８態様によれば、上記保持ツー
ルと上記ステージのいずれか一方を上下動させて上記保
持ツールと上記ステージの間に生ずる上記ニュートン干
渉縞に応じて上記保持ツールの上記平行度を調整する平
行調整機構を具備し、上記電子部品と上記基板の圧着部
位ごとに上記保持ツールの上記基板と接する面と上記基
板ステージの対向面との上記平行度を可変させる第１又
は２態様に記載の電子部品の実装装置を提供する。
【００２０】本発明の第９態様によれば、電子部品に形
成されたバンプを保持ツールと上記電子部品の受け側ス
テージとで挟み込んで上記バンプの高さを均一化するレ
ベリングを行ったのち上記電子部品を基板に実装する電
子部品の実装方法において、上記ステージを、底面に反
射処理を施した透明なステージとし、上記反射処理され
た底面と反対側の保持ツール側において、上記保持ツー
ルの中心軸を中心として片側に面光源を配置するととも
に、上記保持ツールの中心軸となす角度が上記画像検知
装置と等角な位置に、上記面光源から発せられた光が上
記ステージに当接した上記保持ツールにより反射された
画像を検知することができる画像検知装置を配置し、上
記保持ツールを上記基板ステージに押圧することにより
上記保持ツールと上記基板ステージとの間にニュートン
干渉縞を発生させ、上記ニュートン干渉縞を上記画像検
知装置で検知しながら上記保持ツールと上記ステージと
の対向面間の平行度を調整した状態で、上記保持ツール
に保持された上記電子部品の上記バンプを上記ステージ
に押し付けて上記バンプの均一なレベリングを行ったの
ち、上記電子部品を基板に実装するようにした電子部品
の実装装置を提供する。
【００２１】本発明の第１０態様によれば、電子部品に
形成されたバンプを保持ツールと上記電子部品の受け側
ステージとで挟み込んで上記バンプの高さを均一化する
レベリングを行ったのち上記電子部品を基板に実装する
電子部品の実装装置において、上記ステージを透明なス
テージとし、光源と、上記光源から発せられた光が上記
ステージに当接した上記保持ツールにより反射された画
像を検知することができる画像検知装置とをその下部に
配置し、上記保持ツールを上記ステージに押圧すること
により上記保持ツールと上記ステージとの間にニュート
ン干渉縞を発生させ、上記ニュートン干渉縞を上記画像
検知装置で検知しながら上記保持ツールの上記バンプに
接する面と上記ステージとの対向面間の平行度を調整し
た状態で、上記保持ツールに保持された上記電子部品の
上記バンプを上記ステージに押し付けて上記バンプの均
一なレベリングを行ったのち、上記電子部品を基板に実
装するようにした電子部品の実装装置を提供する。
【００２２】なお、上記各態様において、上記保持ツー
ルに保持された上記電子部品と上記基板ステージに保持
された上記基板とを接合するとは、例えば、後述するス
タッドバンプボンディングによる接合やＡＣＦ（異方性
導電膜）を用いた接合などのように、上記電子部品の電
極と上記基板の電極とが電気的に接続する状態のみなら
ず、リフロー工程で上記電子部品の電極と上記基板の電
極とが電気的に接続指せる前の工程において上記電子部
品の電極に導電性ペーストを塗布又は付着させたのち基
板上に載置するような、上記電子部品の電極と上記基板
の電極とが電気的には必ずしも接続されていないが上記
電子部品が上記基板に搭載されて上記電子部品と上記基
板とが接続されている状態をも意味するものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】本発明の第１実施形態にかかる電子部品の
実装方法及びその実装装置の例としての回路基板へのＩ
Ｃチップ実装方法及びその実装装置を図１、図２
（Ａ），（Ｂ）、図３（Ａ），（Ｂ）を用いて説明す
る。
【００２５】本発明の第１実施形態によれば、電子部品
の一例としてのＩＣチップを基板に搭載及び熱圧着接合
する場合において、底面２ｂに反射するような処理を施
した透明な材質からなる基板ステージ２ａを設け、反射
処理された底面２ｂと反対側すなわち保持ツール例えば
押圧ツール１側において、押圧ツール１を中心として、
片側に画像検知装置の一例としてのカメラ等４を、その
光軸が押圧ツール１の中心軸となす角度がθとなるよう
に配置するとともに、カメラ４と等角な位置に、すなわ
ち、面光源３の光軸と押圧ツール１の中心軸となす角度
がθとなるように面光源３を配置する。そして、押圧ツ
ール１の表面１ａを基板ステージ２ａの表面に押圧する
とともに、面光源３より発せられた光を基板ステージ２
ａの底面２ｂで基板ステージ２ａの表面側に反射させ、
反射した光が上記押圧ツール１の表面１ａに反射したの
ち再び基板ステージ２ａの底面２ｂで基板ステージ２ａ
の表面側に反射してカメラ４に入るようにしている。こ
のようにすることにより、押圧ツール１の表面１ａと基
板ステージ２ａの表面の間の空気を挟んだ空隙において
ニュートン干渉縞Ｎを発生させ、その発生したニュート
ン干渉縞Ｎをカメラ４により撮像する。カメラ４により
撮像された画像は、例えば、図２（Ａ）のようになる。
図２（Ａ）の状態では、押圧ツール１の表面１ａが基板
ステージ２ａの表面に対して図２（Ａ）の上下方向に相
当する方向に、ニュートン干渉縞Ｎの中心がずれている
ため、当該方向に平行度がずれていることがわかる。こ
のようにずれたニュートン干渉縞Ｎの中心がカメラ４に
より撮像された画像の大略中心に位置する図２（Ｂ）の
ようになるまで押圧ツール１の基６板に接する面と基板
ステージ２ａの対向面との間での平行度（図２２参照）
を調整する。また、押圧ツール１の表面１ａが基板ステ
ージ２ａの表面に対する押圧力を調整して、２つの表面
間の平行度（図２２参照）を調整する。すなわち、図２
２に示すような、押圧ツール１の基板に接する面と基板
ステージ２ａの対向面との間の平行度を、ニュートン干
渉縞Ｎを観察しながら調整することができて、調整後の
平行度が許容範囲内に到達したか否かを確認することが
できる。なお、図１において、２ｅは基板ステージ２ａ
を保持してＸ方向に移動させるＸ方向移動用ステージ、
２ｄはＸ方向移動用ステージ２ｅを保持してＹ方向に移
動させるＹ方向移動用ステージ、２は基板ステージ２ａ
とＸ方向移動用ステージ２ｅとＹ方向移動用ステージ２
ｄとを備えるステージである。
【００２６】押圧ツール１の表面１ａの近傍にはヒータ
１ｂが配置されており、所定温度まで押圧ツール１の先
端部分を加熱することができて、熱圧着可能なようにし
ている。
【００２７】反射処理される底面２ｂは、Ａｌなどの金
属スパッタリングや、鏡と同様のコーティング処理によ
り製作される。
【００２８】上記平行度が許容範囲内に到達したか否
か、言い換えれば、ニュートン干渉縞の本数が所定数以
下となっているか否かを確認する場合、図２（Ａ）に示
すように、ニュートン干渉縞Ｎの本数により、押圧ツー
ル１と基板ステージ２ａとの間の平行度を測定すること
ができる。干渉縞の明暗は、λ／２（λは面光源３から
発せられる光の波長）ごとに明暗の縞模様を形成する。
ところで、ＩＣチップと基板の圧着においては、例えば
実験的に決定したある一定以上の平行度を超えるように
調整しなければならない。その際に、上記第１実施形態
の上記方法を用いれば、目視でニュートン干渉縞Ｎを観
察しながら、ニュートン干渉縞Ｎの本数を所望の本数に
なるまで押圧ツール１の表面１ａが基板ステージ２ａの
表面に対する押圧力を調整することにより、容易に平行
度の調整が行える。しかも、上記光の波長λを赤色６０
０ｎｍ程度とすると、３００ｎｍ＝０．３μｍ単位での
平行度の調整が可能である。これに対して、従来の感圧
紙による方法では、１０μｍ以下の調整は困難である。
【００２９】しかも、ＩＣチップと基板の圧着位置での
平行度調整が可能であり、圧着位置によるバラツキが発
生に平行度の管理された接合状態が得られる。
【００３０】上記第１実施形態によれば、基板にＩＣチ
ップを搭載及び熱圧着接合する場合において、基板ステ
ージ２ａのどの位置においても、確実に平行度を管理し
てＩＣチップと上記回路基板を接合することができる。
よって、基板ステージ２ａのどの位置に基板を載置保持
して当該基板にＩＣチップを接合するようにしても、所
定の許容範囲内の精度の平行度を維持したまま、ＩＣチ
ップを基板に接合することができる。
【００３１】さらに、例えば、図３に示すように、異方
性導電膜７を用いてＩＣチップ５を基板６に接合する場
合においては、その押圧ツール１と基板ステージ２ａの
平行度は２μｍ以下に調整する必要がある。上記第１実
施形態の方法によれば、容易に基板ステージ全面での平
行度調整が可能であるため、押圧ツール１と基板ステー
ジ２ａの平行度は２μｍ以下に調整することが可能とな
り、異方性導電膜７を用いてＩＣチップ５を基板６に接
合する場合にも適用することができる。
【００３２】なお、図３において、５ｂはＩＣチップ５
の電極、５ａは異方性導電膜７をを介して基板６の電極
６ｂに接続されるＩＣチップ５の電極５ｂに形成された
バンプである。
【００３３】好適には、押圧ツール１の表面１ａは、Ｃ
ＶＤ（ケミカル・ベイパー・デポジション）によるダイ
ヤモンドコートを施し、その平坦度及び鏡面性を向上
し、なおかつ、光学的に反射しやすい構造とすると良
い。
【００３４】また、カメラ４の光軸と、光を照射する照
明部としての面光源３の光軸とは、上記したように押圧
ツール１の中心軸に対して等角になるように対称に配置
するものに限定されるものではなく、図１３に図示する
ように同軸に配置することにより、よりコンパクトな構
造とすることも可能である。このように同軸に配置する
場合には、一例として、図２３に示すように、面光源３
は、面光源化させる散光フィルタ３ａを有するリング照
明装置３Ａより構成し、リング照明装置３Ａより散光フ
ィルタ３ａを通してリング状の照明光により上記押圧ツ
ール１と基板ステージ２ａとの当接部分を照明し、当該
部分で反射された光が、リング照明装置３Ａの中央の貫
通孔３ｂを貫通して、カメラ４で撮像されるようにす
る。カメラ４とリング照明装置３Ａとの相対位置を調整
することにより、カメラ４でもって、リング照明装置３
Ａの反射光を捉えることが可能となる。
【００３５】次に、本発明の第２実施形態にかかる電子
部品の実装方法及び該方法を実施するための実装装置の
例としての回路基板へのＩＣチップ実装方法及び該方法
を実施するための実装装置を図４及び図５を用いて説明
する。なお、図４は、図５のＩＶ−ＩＶ線の断面図であ
る。
【００３６】この第２実施形態においては、基板にＩＣ
チップを搭載及び熱圧着接合する場合において、基板ス
テージ１２の全面で平行度の管理を行うのではなく、そ
の一部で平行度の管理を行うようにしてもよい。すなわ
ち、矩形の基板ステージ１２の１つの角部において、矩
形の透明な材質からなりかつ平行度を観察するための観
察ステージ１２ａを設ける。また、画像検知装置の一例
としてのカメラ等４と面光源３をその下部空間１２ｈ
に、上記第１実施形態と同様に押圧ツール１の中心軸に
対して等角となるように対称に配置し、押圧ツール１を
観察ステージ１２ａに押圧することによりニュートン干
渉縞Ｎを発生させ、押圧ツール１の基板と接する面と観
察ステージ１２ａの表面との間での平行度を観察、調
整、確認することができる。すなわち、押圧ツール１と
観察ステージ１２ａの間の空気を挟んだ空隙においてニ
ュートン干渉縞Ｎを発生させ、押圧ツール１の基板と接
する面と観察ステージ１２ａの平行度を観察、調整、確
認することができることは、第１実施形態と同様であ
る。なお、図４及び図５において、１２ｅは基板を吸引
保持するための吸引孔である。
【００３７】これにより、確実に平行度を管理してＩＣ
チップと上記回路基板を接合してＩＣチップ５の電極５
ｂと上記回路基板６の電極６ｂとを電気的に接続するこ
とができる。
【００３８】図４に示すように、ＩＣチップと基板の圧
着位置での平行度調整は、石英等の透明材質からなる観
察ステージ１２ａの直上で行われるが、基板ステージ１
２の全体は平面研削によりたとえば５μｍ以下の平面度
を確保する必要がある。基板ステージ１２の本体側１２
ｇと石英の観察ステージ１２ａ間の平行度は、平行度を
測定すべき表面に先端が接触するレバーの上下により、
ミクロン単位での平行度を測定することができるダイヤ
ルゲージなどにより予め調整しておくことが必要であ
る。図４及び図５のごとく基板ステージ１２の本体側１
２ｇと観察ステージ１２ａとを分離しておき、かつ、観
察ステージ１２ａの平行度を本体側の基板ステージ１２
ｇの平行度に合わせておくことで、圧着位置によるバラ
ツキが発生せずに平行度の管理された接合状態が得られ
る。これにより、基板にＩＣチップを搭載及び熱圧着接
合する場合において、基板ステージ本体側１２ｇのどの
位置においても確実に平行度を管理してＩＣチップと上
記回路基板を接合することができる。
【００３９】また、この第２実施形態では、第１実施形
態と同様に、容易に基板ステージ全面での平行度調整が
可能であるため、押圧ツール１と基板ステージ２ａの平
行度は２μｍ以下に調整することが可能となり、異方性
導電膜７を用いてＩＣチップ５を基板６に接合する場合
にも適用することができる。
【００４０】さらに、この第２実施形態では、第１実施
形態と同様に、好適には、押圧ツール１の表面１ａは、
ＣＶＤ（ケミカル・ベイパー・デポジション）によるダ
イヤモンドコートを施し、その平坦度及び鏡面性を向上
し、なおかつ、光学的に反射しやすい構造とすると良
い。
【００４１】また、この第２実施形態では、第１実施形
態と同様に、カメラ４の光軸と、光を照射する照明部と
しての面光源３の光軸とは、上記したように押圧ツール
１の中心軸に対して等角になるように対称に配置するも
のに限定されるものではなく、図１３に図示するように
同軸に配置することにより、よりコンパクトな構造とす
ることも可能である。
【００４２】次に、本発明の第３実施形態にかかる電子
部品の実装方法及び該方法を実施するための実装装置の
例としての回路基板へのＩＣチップ実装方法及び該方法
を実施するための実装装置を図６、図７、図８（Ａ），
（Ｂ）、図９を用いて説明する。
【００４３】画像検知装置の一例としてのカメラ４によ
り撮像されたニュートン干渉縞Ｎの画像を図１に示すよ
うに画像処理部１００及び平行度演算部１０１などを有
する制御部１０３により信号処理し、基板ステージ２ａ
の位置ごとの平行度の情報を記憶部１０２に記憶してお
き、基板ステージ２ａの位置ごとの圧着動作に応じて、
記憶された平行度の情報に基いて当該部分の平行度を実
装動作前に自動的に調整することも可能である。この場
合には、カメラ４により撮像されたニュートン干渉縞Ｎ
の画像を図１に示すように制御部１０３の制御の元に画
像処理部１００で画像処理したのち、制御部１０３の制
御の元に平行度演算部１０１でＩＣチップ５の基板６へ
の実装位置ごとの基板ステージ２ａの平行度を上記第１
実施形態の方法にて測定し、平行度測定結果に基き平行
度調整を行う量を演算して、その演算データすなわち平
行度測調整用データを記憶部１０２に予め記憶させてお
く。そして、実装動作を行うとき、記憶部１０２に予め
記憶された、ＩＣチップ５の基板６への実装位置ごとの
基板ステージ２ａの平行度の情報に基き、制御部１０３
の制御の元に、押圧ツール側の平行調整装置８を駆動し
て押圧ツール１の平行度を調整するか、または、基板ス
テージ側の平行調整装置９を駆動して基板ステージの傾
きを調整することにより、上記実装位置での平行度をあ
る所定精度以下に保つことができる。
【００４４】上記押圧ツール側の平行調整装置８の一例
としては、図８（Ａ）に示すように、ウェッジ型の第１
スライダー１０Ａを白抜き矢印方向２０Ａに隙間８Ａに
対して出し入れすることにより黒矢印方向２１Ａに押圧
ツール１の平行度が調整される。一方、ウェッジ型の第
１スライダー１０Ａとは直交する方向に移動可能なウェ
ッジ型の第２スライダー１０Ｂを白抜き矢印方向２０Ｂ
に隙間８Ｂに対して出し入れすることにより黒矢印方向
２１Ｂに押圧ツール１の平行度が調整される。ウェッジ
型の第１スライダー１０Ａ及びウェッジ型の第２スライ
ダー１０Ｂは、制御部１０３の制御動作の元で、それぞ
れ、エアシリンダーなどのアクチュエータによりそれぞ
れ独立駆動させることができる。
【００４５】また、図８（Ｂ）に示すごとく、押圧ツー
ル支持体１９に支点１１により揺動可能に押圧ツール１
を支持し、かつ、押圧ツール支持体１９と押圧ツール１
との間に押圧ツール１側の平行調整装置８を設けてい
る。そして、押圧ツール１側の平行調整装置８は、一例
として、支点１１を挟んで対称に配置された一対のエア
シリンダーなどのアクチュエーター８ｂ，８ｂにより構
成され、アクチュエーター８ｂ，８ｂの駆動により、押
圧ツール支持体１９の支点１１回りに押圧ツール１の先
端を回動させることにより、押圧ツール１の基板ステー
ジとの平行度を調整することも可能である。
【００４６】ここでは、２種を例示したが、この他の機
構による平行調整機構においても第３実施形態の方法が
有効であることはいうまでもない。
【００４７】また、基板ステージ側を調整する場合に
は、図７のように基板ステージ側の平行調整装置の一例
としての調整アクチュエーター９を３個用意して、基板
ステージ２ａを支持する箱体状の支持部材２ｃの下面を
３点支持し、各調整アクチュエーター９を制御部１０３
の制御の元にそれぞれ独立して駆動させて各上端の支持
部材支持部９ａ（図６参照）を上下動させることにより
基板ステージ２ａの表面の高さを可変にすることができ
て、基板ステージ２ａの押圧ツール１との平行度を調整
することが可能である。この場合においても、ＩＣチッ
プ５と基板６のそれぞれの圧着位置での平行度調整が可
能であり、圧着位置によるバラツキが発生することな
く、平行度の管理された接合状態が得られる。
【００４８】また、上記平行度調整を行うとき、図９に
示すような動作フローを行うことにより、自動的に平行
度を調整し、所定の平行度を保った状態でＩＣチップ５
を基板６に接合することが可能となる。
【００４９】すなわち、図９において、まず、ステップ
Ｓ１では、ボンディング位置データ等の入力を行う。こ
こでは、基板ステージ２ａ上で載置されている基板６の
位置、当該基板６上でのＩＣチップ５を実装するＩＣチ
ップ実装位置（ボンディング位置）の情報が、制御部１
０３の制御の元に、データベース１０４から読み出され
て記憶部１０２に記憶される。
【００５０】次いで、ステップＳ２では、各ＩＣチップ
実装位置での平行度測定を行う。この平行度測定は、上
記第１実施形態と同様に行い、平行度測定結果に基き平
行度調整を行う量を平行度演算部１０１で演算して、そ
の演算データすなわち平行度調整用データを記憶部１０
２に予め記憶させる。上記ステップＳ１及びＳ２は実装
前の準備作業である。
【００５１】次いで、ステップＳ３では、実装装置にお
いて、部品吸着ヘッドの押圧ツール１の先端にＩＣチッ
プを吸引保持して部品供給用トレーなどの部品供給部か
ら取り出すとともに、必要に応じて、実装すべき基板を
基板ステージ２ａ上に搬入して位置決め保持する。
【００５２】次いで、ステップＳ４では、実装プログラ
ムに基き、制御部１０３の制御の元に、記憶部１０２に
予め記憶された平行度調整用データを利用して基板ステ
ージ側の平行調整装置９又は押圧ツール側の平行調整装
置８を駆動して、次に実装すべきＩＣチップ実装位置で
の平行度調整を行う。
【００５３】次いで、ステップＳ５では、平行度調整が
行われた上記ＩＣチップ実装位置に対して、押圧ツール
１の先端に吸着保持されたＩＣチップを、予め加熱され
た当該押圧ツール１で押し付ける、押圧（基板へのＩＣ
チップの圧着接合）を行う。これにより、上記基板の上
記ＩＣチップ実装位置にＩＣチップが接合される。
【００５４】次いで、ステップＳ６では、ＩＣチップ実
装終了か否か判断する。すなわち、制御部１０３によ
り、さらに実装すべきＩＣチップが残っているか否か判
断し、ＩＣチップ実装終了ならば、実装動作を全て終了
する。ＩＣチップ実装終了でないならば、ステップＳ４
に戻り、次のＩＣチップを次のＩＣチップ実装位置に実
装するために上記ステップＳ３からＳ５の動作を行う。
これらのステップＳ３からＳ６は実装動作である。
【００５５】また、第２実施形態のような基板ステージ
１２の一部に平行度調整用に観察ステージ１２ａを設け
た方法に、この第３実施形態の平行度自動調整を適用す
る場合には、ＩＣチップを接合する基板の品種交換時、
又は、実装装置立ち上げ調整の時にこの観察ステージ１
２ａで押圧ツール１の平行度を自動調整するか、又は、
観察ステージ１２ａ側の平行度を自動調整するなどの方
法を用いると、なお、好適である。
【００５６】また、この第３実施形態では、第１実施形
態又は第２実施形態と同様に、カメラ４の光軸と、光を
照射する照明部としての面光源３の光軸とは、上記した
ように押圧ツール１の中心軸に対して等角になるように
対称に配置するものに限定されるものではなく、図１３
に図示するように同軸に配置することにより、よりコン
パクトな構造とすることも可能である。
【００５７】次に、本発明の第４実施形態にかかる電子
部品のバンプのレベリング方法の例としてのＩＣチップ
のバンプのレベリング方法及び装置を図１０〜図を用い
て説明する。
【００５８】図１４において、ＩＣチップ５においてＩ
Ｃチップ５のＡｌパッド電極５ｂにワイヤボンディング
装置により図１４（Ａ）〜図１４（Ｆ）のごとき動作に
よりバンプ（突起電極）５ａを形成する。すなわち、図
１４（Ａ）でホルダ９３から突出したワイヤ９５の下端
にボール９６を形成し、図１４（Ｂ）でワイヤ９５を保
持するホルダ９３を下降させ、ボール９３をＩＣチップ
５の電極５ｂに接合して大略バンプ５ａの形状を形成
し、図１４（Ｃ）でワイヤ９５を下方に送りつつホルダ
９３の上昇を開始し、図１４（Ｄ）に示すような大略矩
形のループ９９にホルダ９３を移動させて図１４（Ｅ）
に示すようにバンプ５ａの上部に湾曲部９８を形成し、
引きちぎることにより図１４（Ｆ）に示すようなバンプ
５ａを形成する。あるいは、図１４（Ｂ）でワイヤ９５
をホルダ９３でクランプして、ホルダ９３を上昇させて
上方に引き上げることにより、金ワイヤ９５を引きちぎ
り、図１４（Ｇ）のようなバンプ５ａの形状を形成する
ようにしてもよい。このように、ＩＣチップ５の各電極
５ｂにバンプ５ａを図１４（Ｆ）及び図１４（Ｇ）に示
すように形成したのち、レベリングを行って各バンプ５
ａの高さを所定高さに揃えた状態を図１５（Ｈ）及び図
１５（Ｉ）に示す。このバンプのレベリング方法及び装
置について、以下に説明する。
【００５９】上記レベリング装置２２は、図１０及び図
１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、バンプ（突起
電極）５ａが形成されたＩＣチップ５を載置する受け側
ステージ２２ａと、受け側ステージ２２ａに対して押圧
する保持ツール例えば押圧ツール２２ｃとを備えてい
る。受け側ステージ２２ａは、第１実施形態の基板ステ
ージ２ａに対応するものである。
【００６０】バンプ（突起電極）５ａが形成されたＩＣ
チップ５を受け側ステージ２２ａに載置したのち、押圧
ツール２２ｃをＩＣチップ５に押圧接触させて、ＩＣチ
ップ５を受け側ステージ２２ａと受け側ステージ２２ａ
とで挟み込み、ＩＣチップ５の全てのバンプ５ａをレベ
リング（均一化）する。このレベリング装置において、
受け側ステージ２２ａを、底面２２ｂに反射するような
処理を施した透明な材質から構成する。押圧ツール２２
ｃの先端部分も同様に透明な材質で構成するようにして
もよい。反射底面２２ｂと反対側すなわち押圧ツール２
２ｃにおいて、押圧ツール２２ｃの中心軸を中心とし
て、片側に画像検知装置の例としてのカメラ等４を、そ
の光軸と押圧ツール２２ｃの中心軸との角度がθとなる
ように、配置する。また、押圧ツール２２ｃの中心軸と
なす角度θが、カメラ４の光軸と等角な位置に、面光源
３を配置する。よって、先の実施形態と同様に、面光源
３より発せられた光を受け側ステージ２２ａの底面２２
ｂで受け側ステージ２２ａの表面側に反射させ、反射し
た光が上記押圧ツール２２ｃの表面に反射したのち再び
受け側ステージ２２ａの底面２２ｂで受け側ステージ２
２ａの表面側に反射してカメラ４に入るようにしてい
る。このような構成において、受け側ステージ２２ａに
押圧ツール２２ｃを受け側ステージ２２ａに押圧するこ
とにより、ニュートン干渉縞Ｎを発生させ、押圧ツール
２２ｃと受け側ステージ２２ａ間の平行度を観察、調
整、確認することにより、確実に平行度を管理する。
【００６１】この結果、このように平行度が管理された
受け側ステージ２２ａに、バンプ（突起電極）５ａが形
成されたＩＣチップ５を載置したのち、押圧ツール２２
ｃをＩＣチップ５に押圧接触させて、ＩＣチップ５を押
圧ツール２２ｃと受け側ステージ２２ａとで挟み込むこ
とにより、ＩＣチップ５の全てのバンプ（突起電極）５
ａのレベリングを均一に行うことができる。
【００６２】上記第４実施形態のレベリング方法及びレ
ベリング装置２２の変形例にかかるレベリング方法及び
レベリング装置３２を図１２に示す。この変形例にかか
るレベリング装置３２では、画像検知装置の一例として
のカメラ等４と面光源３を、受け側ステージ３２ａの下
方に、上記第４実施形態と同様に保持ツール例えば押圧
ツール３２ｃの中心軸に対して等角となるように対称に
配置している。受け側ステージ３２ａは、透明な材質か
ら構成する。押圧ツール３２ｃの先端部分も同様に透明
な材質で構成するようにしてもよい。このような装置３
２において、押圧ツール３２ｃを受け側ステージ３２ａ
に押圧することによりニュートン干渉縞を発生させ、押
圧ツール３２ｃの基板と接する面と受け側ステージ３２
ａとの平行度を観察、調整、確認することができること
は、第１実施形態と同様である。
【００６３】このような装置３２において、図１４に示
す上記のような方法により形成されたＩＣチップ５に形
成されたバンプ（突起電極）５ａを押圧ツール３２ｃと
ＩＣチップ５の受け側ステージ３２ａで挟み込み、バン
プ５ａのレベリング（均一化）を行う。
【００６４】上記第４実施形態によれば、押圧ツール３
２ｃと受け側ステージ３２ａとの平行度を観察、調整、
確認することにより、確実に平行度を管理して、均一な
ＩＣチップ５のバンプ（突起電極）５ａのレベリングを
行うようにできる。
【００６５】なお、図１０，図１２において、２３はレ
ベリング装置全体を支える支柱、２４は支柱２３に支持
されて押圧ツール２２ｃ又は３２ｃの昇降動作を案内す
るリニアウェイなどの直線軸受け、２５は押圧ツール２
２ｃ又は３２ｃに螺合するボールネジ、２６はボールネ
ジ２５を正逆回転駆動させて、ボールネジ２５が螺合し
た押圧側ツール２２ｃ又は３２ｃを昇降するモータであ
る。
【００６６】これらレベリング装置２２又は３２は、図
１０及び図１２に示すように、押圧ツール２２ｃ又は３
２ｃが図中の白抜き矢印方向に上下方向に駆動され、押
圧ツール２２ｃ又は３２ｃが下降するときＩＣチップ５
のバンプ５ａが押圧ツール２２ｃ又は３２ｃにより受け
ステージ２２ａ又は３２ａに押しつけられる。このと
き、押圧ツール２２ｃ又は３２ｃと受け側ツール２２ａ
又は３２ａは２μｍ以下の平行度が後に述べる接合工法
上の都合から要求される。結果的に、押圧ツール２２ｃ
又は３２ｃと受け側ツール２２ａ又は３２ａの平行度が
バンプの高さバラツキと同じとなる。
【００６７】また、カメラ４の光軸と、光を照射する照
明部としての面光源３の光軸とは、上記したように押圧
ツール１の中心軸に対して等角になるように対称に配置
するものに限定されるものではなく、図１３に図示する
ように同軸に配置することにより、よりコンパクトな構
造とすることも可能である。
【００６８】上記第４実施形態の上記レベリング工程を
含む実装プロセスを異方性導電膜シート４０を用いた場
合に適用した例について、図１６（Ａ）〜図１６（Ｇ）
を用いて説明する。
【００６９】図１６（Ａ）のＩＣチップ５においてＩＣ
チップ５のＡｌパッド電極５ｂに、ワイヤボンディング
装置を使用して、図１４（Ａ）〜図１４（Ｆ）のごとき
動作により、バンプ（突起電極）５ａを図１４（Ｆ）及
び図１６（Ｂ）のように形成する。あるいは、図１４
（Ｂ）でワイヤ９５をホルダ９３でクランプして上方に
引き上げることにより、金ワイヤ９５を引きちぎり、図
１４（Ｇ）のようなバンプ形状としてもよい。
【００７０】この場合、導電粒子の外面に絶縁コートし
たものを用い、導電粒子の量を通常の２倍以上とするこ
とにより、ある確率でバンプ５ａと基板側の電極６ｂと
の間に上記導電粒子が挟まれるようにすれば、吸湿時の
膨潤やその後のリフローによる熱衝撃に対する耐性を向
上させることができる。
【００７１】次いで、図１６（Ｃ）に示すように、バン
プ５ａのレベリング工程において、図１０又は図１２に
示すレベリング装置２２又は３２により、受け側ステー
ジ２２ａ又は３２ａに載置されたＩＣチップ５上のバン
プ５ａに、押圧ツール２２ｃ又は３２ｃが押し付けられ
て、バンプ５ａがレベリングされる。このとき、押圧ツ
ール２２ｃ又は３２ｃ側から受け側ステージ２２ａ又は
３２ａにすなわちバンプ５ａに印加する荷重は、バンプ
５ａの径により異なるが、バンプ５ａの頭部部分が図１
５（Ｈ）又は図１５（Ｉ）のように必ず変形するような
大きさにする。これにより、バンプ５ａの頭部におい
て、ある所定の面積の大略平面部を確保することができ
る。
【００７２】次に、図１６（Ｄ）の回路基板６の電極６
ｂ上に、図１６（Ｅ）に示すように、ＩＣチップ５の大
きさより若干大きな寸法にカットした無機フィラー配合
の異方性導電膜シート４０を配置し、例えば８０〜１２
０℃に熱せられた保持ツール例えば押圧ツール４１によ
り例えば５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で基板６に
貼付ける。この後、異方性導電膜シート４０のツール側
のセパレータ４０ａを剥がすことにより基板６の準備工
程が完了する。
【００７３】次に、図１６（Ｆ）に示されるように、熱
せられた押圧ツール４１により、上記工程でバンプ５ａ
が形成されかつレベリングされたＩＣチップ５を上記工
程で準備された基板６のＩＣチップ５に対応する電極６
ｂ上に位置合わせして異方性導電膜シート４０を介して
押圧する。この結果、異方性導電膜シート４０中の導電
粒子が、ＩＣチップ５のバンプ５ａと基板６の電極６ｂ
との間で潰れて、導電粒子に絶縁コートがある場合には
その絶縁コートが破壊され、導電粒子に絶縁コートがな
い場合にはそのまま導電粒子が潰れて、導電粒子の導電
部分がバンプ５ａと電極６ｂとの間に挟まれるようにな
り、ＩＣチップ５のバンプ５ａが、異方性導電膜シート
４０中の導電粒子の導電部分を介して、基板６の電極６
ｂに電気的に接続される。
【００７４】また、このとき、図１７に示すように、異
方性導電膜シート４０中の導電粒子４０ｂが樹脂ボール
球に金属メッキを施されて構成されている場合には、導
電粒子４０ｂが変形することが必要である。また、異方
性導電膜シート４０中の導電粒子４０ｂがニッケルなど
金属粒子の場合には、バンプ５ａや基板側の電極６にめ
り込むような荷重を加えることが必要である。この荷重
は最低でも３０（ｇｆ）を必要とする。最大では１００
（ｇｆ）を越えることもある。
【００７５】このとき、回路基板６としては、多層セラ
ミック基板、ガラス布積層エポキシ基板（ガラエポ基
板）、アラミド不織布基板、ガラス布積層ポリイミド樹
脂基板、又は、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ
（フレキシブル・プリンテッド・サーキット））などが
用いられる。これらの基板６は、熱履歴や、裁断、加工
により反りやうねりを生じており、必ずしも完全な平面
ではない。そこで、図１８にも示すように、押圧ツール
４１により、熱と荷重とをＩＣチップ５を通じて回路基
板６に局所的に印加することにより、その印加された部
分の回路基板６の反りが矯正される。図１８（Ａ）は実
装工程の概略説明図、図１８（Ｂ）は基板上に異方性導
電膜シート４０が貼りつけられた状態の説明図、図１８
（Ｃ）はＩＣチップ５を異方性導電膜シート４０を介し
て基板６に実装した状態の図である。
【００７６】こうして、回路基板６の反りが矯正された
状態で、例えば１４０〜２３０℃の熱がＩＣチップ５と
回路基板６との間の異方性導電膜シート４０に例えば数
秒〜２０秒程度印加され、この異方性導電膜シート４０
が硬化される。このとき、最初は異方性導電膜シート４
０を構成する熱硬化性樹脂が流れてＩＣチップ５のエッ
ジまで封止する。また、樹脂であるため、加熱されたと
き、当初は自然に軟化するためこのようにエッジまで流
れるような流動性が生じる。熱硬化性樹脂の体積はＩＣ
チップ５と回路基板６との間の空間の体積より大きくす
ることにより、この空間からはみ出すように流れ出て、
封止効果を奏することができる。この後、加熱された押
圧ツール４１が上昇することにより、加熱源がなくなる
ためＩＣチップ５と異方性導電膜シート４０の温度は急
激に低下して、異方性導電膜シート４０は流動性を失
い、図１６（Ｇ）に示されるように、ＩＣチップ５は、
異方性導電膜シート４０を構成していた樹脂４０ｓによ
り、回路基板６上に固定される。また、回路基板６側を
加熱しておくと、押圧ツ−ル４１の温度をより低くする
ことができる。
【００７７】このとき、回路基板６は、セラミック多層
基板、ＦＰＣ、ガラス布積層エポキシ基板（ガラエポ基
板）やガラス布積層ポリイミド樹脂基板、アラミド不織
布エポキシ基板（例えば登録商標ＡＬＩＶＨが付された
基板）などが用いられる。
【００７８】このような回路基板６において、例えば１
４０〜２３０℃の熱が、ＩＣチップ５と回路基板６の間
の異方性導電膜シート４０に、例えば数秒〜２０秒程度
印加され、この異方性導電膜シート４０が硬化される。
このとき、最初は異方性導電膜シート４０を構成する熱
硬化性樹脂が流れてＩＣチップ５のエッジまで封止す
る。また、樹脂であるため、加熱されたとき、当初は自
然に軟化するためこのようにエッジまで流れるような流
動性が生じる。熱硬化性樹脂の体積はＩＣチップ５と回
路基板６との間の空間の体積より大きくすることによ
り、この空間からはみ出すように流れ出て、封止効果を
奏することができる。この後、加熱された押圧ツール４
１が上昇することにより、加熱源がなくなるためＩＣチ
ップ５と異方性導電膜シート４０の温度が急激に低下し
て、異方性導電膜シート４０は流動性を失い、図１６
（Ｇ）に示すように、ＩＣチップ５は硬化した異方性導
電膜シート４０の熱硬化性樹脂４０ｓにより回路基板６
上に固定される。また、回路基板６側をステージ４２に
より加熱しておくと、押圧ツール４１の温度をより低く
設定することができる。
【００７９】このように導電粒子４０ｂをバンプ頭部と
基板電極６ｂとの間に効率的に挟み込むことにより、導
電性を得る為には、上記のようにバンプ５ａをレベリン
グしておくことが必須である。このようにして、図１７
（Ａ），図１７（Ｂ）のごとく、バンプ５ａに導電粒子
４０ｂが挟まれてバンプ５ａと回路基板６の導電性が発
生する。このとき、バンプ高さがばらついていると、図
１７（Ｂ）に示すように、導電粒子４０ｂが基板６の電
極６ｂと接触しない為、接続不良を生ずる。導電粒子４
０ｂの大きさは５〜３μｍであり、最近のＩＣチップ５
のパッドピッチが狭ピッチ化してきていることから、３
μｍものが増加している。従って、バンプ５ａの高さの
バラツキは２μｍに抑える必要がある。このためにも、
バンプ５ａの高さを簡単に揃えることのできる本発明の
第４実施形態の方法によれば、短時間にレベリング装置
の平行度調整、観察（管理）が容易にかつ定量的に行う
ことができる。
【００８０】次に、上記第４実施形態のさらに変形例と
して、図１９によりスタッドバンプボンディングによる
接合を説明する。
【００８１】図１９（Ａ）において上記方法により平行
度すなわちバンプ５ａの高さが揃えられたバンプに、導
電性接着剤転写工程（図１９（Ｂ）参照）において、導
電性接着剤４３がバンプ５ａに転写される。このとき、
バンプ５ａは２μｍ以下のバラツキに押さえられている
必要がある。このようにして導電性接着剤４３が転写さ
れたＩＣチップ５を基板６に搭載し、その後、たとえば
１２０℃で２時間の炉内に投入して、その状態を維持
し、導電性接着剤４３の中の溶剤を乾燥させ、導電性を
発生させる。なお、図１９（Ｂ）の１６は、ＩＣチップ
５の仮止め用の樹脂であり、ＩＣチップ５を、導電性接
着剤４３のみではなく、仮止め用の樹脂１６により、よ
り強固にかつ確実に基板６に固定できるようにしてい
る。
【００８２】次に、図１９（Ｃ）に示すように、ＩＣチ
ップ５と基板６の隙間に、封止材吐出ノズル４５から封
止材４４を毛細管現象により流し込み、炉に入れて硬化
させる。このときの条件は、室温から１時間で１２０℃
に上昇、２時間保持、１５０℃に昇温して２時間保持す
る。その後、８０℃以下まで徐冷してから基板６を取り
出す。
【００８３】上記図１９（Ｂ）における導電性接着剤転
写工程でバンプ５ａが正確にレベリングされていない
と、導電性接着剤４３のバンプ５ａへの転写量に過不足
が生じて信頼性が低下する。
【００８４】本発明の上記第４実施形態の方法によれ
ば、このバンプレベリングが正確に行えるようになるた
め、導電性接着剤４３のバンプ５ａへの転写量が安定
し、信頼性の高い接合が可能となる。
【００８５】なお、上記実施態様において、上記保持ツ
ールに保持された上記電子部品と上記基板ステージに保
持された上記基板とを接合するとは、例えば、後述する
スタッドバンプボンディングによる接合やＡＣＦ（異方
性導電膜）を用いた接合などのように、上記電子部品の
電極と上記基板の電極とが電気的に接続する状態のみな
らず、リフロー工程で上記電子部品の電極と上記基板の
電極とが電気的に接続指せる前の工程において上記電子
部品の電極に導電性ペーストを塗布又は付着させたのち
基板上に載置するような、上記電子部品の電極と上記基
板の電極とが電気的には必ずしも接続されていないが上
記電子部品が上記基板に搭載されて上記電子部品と上記
基板とが接続されている状態（例えば図１９（Ｂ）のよ
うな状態）をも意味するものであり、このような接合の
場合に使用する保持ツールと基板ステージとの間の平行
度調整にも本発明を適用することができる。
【００８６】
【発明の効果】本発明によれば、電子部品例えばＩＣチ
ップと回路基板を接合するのに従来要した調整工程の多
くを無くすことができ、非常に生産性がよくなる。ま
た、上記スタッドバンプボンディングや異方性導電膜を
用いた接合工法に適用した場合においても非常に生産性
と信頼性が高くなる。
【００８７】さらに、以下のような効果をも奏すること
ができる。
【００８８】従来、平行度を確認するのに感圧紙やバン
プを実際に圧着してその変形度合いを現物確認していた
ものが、容易かつ短時間に目視により定量的に測定、調
整が可能となる。
【００８９】以上、本発明によれば、従来存在したどの
接合工法よりも生産性よく、低廉な電子部品の実装方法
及びその装置、例えば、平行度調整が可能なＩＣチップ
と回路基板の接合方法及びその装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態にかかる電子部品の実
装方法及び該方法を実施するための実装装置を示す説明
図である。
【図２】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図１の実装装置の
カメラにより撮像されたニュートン干渉縞の概略図であ
る。
【図３】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図１の実装装置を
異方性導電膜を用いてＩＣチップを基板に接合する場合
に適用した状態の実装装置を示す説明図及びＢ部分の拡
大図である。
【図４】 本発明の第２実施形態にかかる電子部品の実
装方法及び該方法を実施するための実装装置を示す説明
図である。
【図５】 図４の実装装置の斜視図である。
【図６】 本発明の第３実施形態にかかる電子部品の実
装方法及び該方法を実施するための実装装置の概略を示
す説明図である。
【図７】 図６の上記実装装置の概略斜視図である。
【図８】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図６の上記実装装
置の変形例にかかる実装装置の概略拡大斜視図及び側面
図である。
【図９】 図６の上記実装装置の動作を示すフローチャ
ートである。
【図１０】 本発明の第４実施形態における電子部品の
バンプのレベリング方法の例としてのＩＣチップのバン
プのレベリング方法を実施するための装置の概略斜視図
である。
【図１１】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ図１０
のレベリング装置の動作を示す説明図である。
【図１２】 本発明の第４実施形態の変形例における電
子部品のバンプのレベリング方法の例としてのＩＣチッ
プのバンプのレベリング方法を実施するための装置の概
略側面図である。
【図１３】 本発明の各実施形態の実装装置において、
カメラの光軸と、光を照射する照明部としての面光源の
光軸とを同軸に配置した例の概略斜視図である。
【図１４】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），
（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）はそれぞれ本発明の第４実施形
態における電子部品のバンプのレベリング方法の例とし
てのＩＣチップのバンプのレベリング方法において、Ｉ
Ｃチップのワイヤボンダーを用いたバンプ形成工程を示
す説明図である。
【図１５】 （Ｈ），（Ｉ）はそれぞれ本発明の第４実
施形態における電子部品のバンプのレベリング方法の例
としてのＩＣチップのバンプのレベリング方法におい
て、ＩＣチップのワイヤボンダーを用いて形成されたバ
ンプのレベリング形成工程を示す説明図である。
【図１６】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），
（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）はそれぞれ本発明の第４実施形
態のさらに別の変形例の実装方法において、異方性導電
膜を使用するときの回路基板とＩＣチップの接合工程を
示す説明図である。
【図１７】 （Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、上記図１６
の実装方法において、異方性導電膜シート中の導電粒子
が樹脂ボール球に金属メッキを施されて構成されている
場合には、導電粒子が変形する状態を示す説明図であ
る。
【図１８】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ、上
記図１６の実装方法において回路基板とＩＣチップの接
合工程を示す説明図である。
【図１９】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はそれぞ
れ本発明の第４実施形態のさらに別の変形例の実装方法
において、異方性導電膜を使用するときの回路基板とＩ
Ｃチップの接合工程を示す説明図である。
【図２０】 従来の回路基板とのＩＣチップの接合方法
を示す断面図である。
【図２１】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ従来の別の回路
基板とのＩＣチップの接合方法を示す説明図である。
【図２２】 押圧ツールの基板に接する面と基板ステー
ジの対向面との間の平行度を説明するための説明図であ
る。
【図２３】 図１３の本発明の各実施形態の実装装置に
おいて、カメラの光軸と、光を照射する照明部としての
面光源の光軸とを同軸に配置した例の面光源としてのリ
ング照明装置を備えた具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…押圧ツール、１ａ…表面、１ｂ…ヒータ、２…ステ
ージ、２ａ…基板ステージ、２ｂ…底面、２ｃ…支持部
材、２ｄ…Ｙ方向移動用ステージ、２ｅ…Ｘ方向移動用
ステージ、３…面光源、３Ａ…リング照明装置、３ａ…
散光フィルタ、４…カメラ、５…ＩＣチップ、５ａ…バ
ンプ、５ｂ…電極、６…基板、６ｂ…電極、８…押圧ツ
ール側の平行調整装置、８ｂ…アクチュエーター、８Ｂ
…隙間、９…基板ステージ側の平行調整装置の一例とし
ての調整アクチュエーター、１０Ａ…第１スライダー、
１０Ｂ…第２スライダー、１１…支点、１２…基板ステ
ージ、１２ａ…観察ステージ、１２ｅ…吸引孔、１２ｇ
…本体側の基板ステージ、１２ｈ…下部空間、１６…仮
止め用の樹脂、１９…押圧ツール支持体、２０Ａ，２０
Ｂ…白抜き矢印方向、２１Ａ，２１Ｂ…黒矢印方向、２
２…レベリング装置、２２ａ…受け側ステージ、２２ｂ
…底面、２２ｃ…押圧ツール、２３…支柱、２４…直線
軸受け、２５…ボールネジ、２６…モータ、３２…レベ
リング装置、３２ａ…受け側ステージ、３２ｃ…押圧ツ
ール、３９…貼付けツール、４０…異方性導電膜シー
ト、４０ａ…ツール側のセパレータ、４０ｂ…導電粒
子、４０ｓ…樹脂、４１…押圧ツール、４２…ステー
ジ、４３…導電性接着剤、４４…封止材、４５…封止材
吐出ノズル、９３…ホルダ、９５…ワイヤ、９６…ボー
ル、９８…湾曲部、９９…ループ、１００…画像処理
部、１０１…平行度演算部、１０２…記憶部、１０３…
制御部、１０４…データベース、Ｎ…ニュートン干渉
縞。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板（６）に電子部品（５）を接合する
    電子部品の実装方法において、 透明な基板ステージ（２ａ）の反射処理された底面（２
    ｂ）とは反対側の保持ツール側において、保持ツール
    （１）の中心軸を中心として片側に配置された面光源
    （３）から発せられた光が、上記基板ステージの上記反
    射処理された底面で反射し、かつ、上記保持ツールで反
    射し、再び、上記反射処理された底面で反射したのち、
    上記保持ツールの中心軸となす角度が上記面光源と等角
    な位置に配置された画像検知装置（４）で検知可能な状
    態で、上記保持ツールを上記基板ステージに押圧するこ
    とにより上記保持ツールと上記基板ステージとの間にニ
    ュートン干渉縞（Ｎ）を発生させ、上記ニュートン干渉
    縞を上記画像検知装置で検知しながら上記保持ツールの
    上記基板と接する面と上記基板ステージの対向面との間
    の平行度を調整し、 上記保持ツールに保持された上記電子部品と上記基板ス
    テージに保持された上記基板とを接合するようにした電
    子部品の実装方法。
  2. 【請求項２】 基板（６）に電子部品（５）を接合する
    電子部品の実装方法において、 基板ステージ（１２）の一部に設けられた平行度調整用
    の透明な観察ステージ（１２ａ）の下部に配置された光
    源（３）から発せられた光が、上記観察ステージ上の保
    持ツール（１）で反射したのち上記観察ステージの下部
    に配置された画像検知装置（４）により検知可能な状態
    で、保持ツール（１）を上記観察ステージに押圧するこ
    とにより上記保持ツールと上記観察ステージとの間にニ
    ュートン干渉縞（Ｎ）を発生させ、上記ニュートン干渉
    縞を上記画像検知装置で検知しながら上記保持ツールの
    上記基板と接する面と上記観察ステージの対向面との間
    の平行度を調整し、 上記保持ツールに保持された上記電子部品と上記基板ス
    テージに保持された上記基板とを接合するようにした電
    子部品の実装方法。
  3. 【請求項３】 上記保持ツールと上記ステージのいずれ
    か一方を上下動させて上記保持ツールと上記ステージの
    間に生ずる上記ニュートン干渉縞に応じて上記保持ツー
    ルの上記基板と接する面と上記基板ステージの対向面と
    の上記平行度を調整し、上記電子部品と上記基板の圧着
    部位ごとに上記保持ツールの上記基板と接する面と上記
    基板ステージの対向面との上記平行度を可変させる請求
    項１又は２に記載の電子部品の実装方法。
  4. 【請求項４】 電子部品（５）に形成されたバンプ（５
    ａ）を保持ツール（２２ｃ）と上記電子部品の受け側ス
    テージ（２２ａ）とで挟み込んで上記バンプの高さを均
    一化するレベリングを行ったのち上記電子部品を基板
    （６）に実装する電子部品の実装方法において、 上記ステージの反射処理された底面とは反対側の保持ツ
    ール側において、上記保持ツールの中心軸を中心として
    片側に配置された面光源（３）から発せられた光が、上
    記ステージの上記反射処理された底面で反射し、かつ、
    上記保持ツールで反射し、再び、上記反射処理された底
    面で反射したのち、上記保持ツールの中心軸となす角度
    が上記面光源と等角な位置に配置された画像検知装置
    （４）で検知可能な状態で、上記保持ツールを上記ステ
    ージに押圧することにより上記保持ツールと上記ステー
    ジとの間にニュートン干渉縞（Ｎ）を発生させ、上記ニ
    ュートン干渉縞を上記画像検知装置で検知しながら上記
    保持ツールと上記ステージとの対向面間の平行度を調整
    し、 上記保持ツールに保持された上記電子部品の上記バンプ
    を上記ステージに押し付けて上記バンプの均一なレベリ
    ングを行ったのち、上記電子部品を基板に実装するよう
    にした電子部品の実装方法。
  5. 【請求項５】 電子部品（５）に形成されたバンプ（５
    ａ）を保持ツール（２２ｃ）と上記電子部品の受け側ス
    テージ（２２ａ）とで挟み込んで上記バンプの高さを均
    一化するレベリングを行ったのち上記電子部品を基板
    （６）に実装する電子部品の実装方法において、 上記透明なステージの下部に配置された光源（３）から
    発せられた光が、上記観察ステージ上の上記保持ツール
    で反射したのち、画像検知装置（４）により検知可能な
    状態で、上記保持ツールを上記ステージに押圧すること
    により上記保持ツールと上記ステージとの間にニュート
    ン干渉縞を発生させ、上記ニュートン干渉縞を上記画像
    検知装置で検知しながら上記保持ツールと上記ステージ
    との対向面間での平行度を調整し、 上記保持ツールに保持された上記電子部品の上記バンプ
    を上記ステージに押し付けて上記バンプの均一なレベリ
    ングを行ったのち、上記電子部品を基板に実装するよう
    にした電子部品の実装方法。
  6. 【請求項６】 基板（６）に電子部品（５）を接合する
    電子部品の実装装置において、 底面（２ｂ）に反射処理を施した透明な基板ステージ
    （２ａ）を設け、上記反射処理された上記底面と反対側
    の保持ツール側において、保持ツール（１）の中心軸を
    中心として、片側に面光源（３）を配置するとともに、
    上記保持ツールの中心軸となす角度が上記画像検知装置
    と等角な位置に、上記面光源から発せられた光が上記基
    板ステージに当接した上記保持ツールにより反射された
    画像を検知することができる画像検知装置（４）を配置
    し、上記保持ツールを上記基板ステージに押圧すること
    により上記保持ツールと上記基板ステージとの間にニュ
    ートン干渉縞（Ｎ）を発生させ、上記ニュートン干渉縞
    を上記画像検知装置で検知しながら上記保持ツールの上
    記基板と接する面と上記基板ステージとの対向面間の平
    行度を調整した状態で、上記保持ツールに保持された上
    記電子部品と上記基板ステージに保持された上記基板と
    を接合するようにした電子部品の実装装置。
  7. 【請求項７】 基板（６）に電子部品（５）を接合する
    電子部品の実装装置において、 基板ステージ（１２）の一部に、透明な平行度調整用の
    観察ステージ（１２ａ）を設けるとともに、光源（３）
    と、該光源（３）から発せられた光が上記観察ステージ
    に当接した上記保持ツールにより反射された画像を検知
    することができる画像検知装置（４）とを上記観察ステ
    ージの下部に配置し、保持ツール（１）を上記観察ステ
    ージに押圧することにより上記保持ツールと上記観察ス
    テージとの間にニュートン干渉縞（Ｎ）を発生させ、上
    記ニュートン干渉縞を上記画像検知装置で検知しながら
    上記保持ツールの上記基板と接する面と上記観察ステー
    ジの対向面との間の平行度を調整した状態で、上記保持
    ツールに保持された上記電子部品と上記基板ステージに
    保持された上記基板とを接合するようにした電子部品の
    実装装置。
  8. 【請求項８】 上記保持ツールと上記ステージのいずれ
    か一方を上下動させて上記保持ツールと上記ステージの
    間に生ずる上記ニュートン干渉縞に応じて上記保持ツー
    ルの上記平行度を調整する平行調整機構（８，９）を具
    備し、上記電子部品と上記基板の圧着部位ごとに上記保
    持ツールの上記基板と接する面と上記基板ステージの対
    向面との上記平行度を可変させる請求項１又は２に記載
    の電子部品の実装装置。
  9. 【請求項９】 電子部品（５）に形成されたバンプ（５
    ａ）を保持ツール（２２ｃ）と上記電子部品の受け側ス
    テージ（２２ａ）とで挟み込んで上記バンプの高さを均
    一化するレベリングを行ったのち上記電子部品を基板
    （６）に実装する電子部品の実装方法において、 上記ステージを、底面に反射処理を施した透明なステー
    ジとし、上記反射処理された底面と反対側の保持ツール
    側において、上記保持ツールの中心軸を中心として片側
    に面光源（３）を配置するとともに、上記保持ツールの
    中心軸となす角度が上記画像検知装置と等角な位置に、
    上記面光源から発せられた光が上記ステージに当接した
    上記保持ツールにより反射された画像を検知することが
    できる画像検知装置（４）を配置し、上記保持ツールを
    上記基板ステージに押圧することにより上記保持ツール
    と上記基板ステージとの間にニュートン干渉縞（Ｎ）を
    発生させ、上記ニュートン干渉縞を上記画像検知装置で
    検知しながら上記保持ツールと上記ステージとの対向面
    間の平行度を調整した状態で、上記保持ツールに保持さ
    れた上記電子部品の上記バンプを上記ステージに押し付
    けて上記バンプの均一なレベリングを行ったのち、上記
    電子部品を基板に実装するようにした電子部品の実装装
    置。
  10. 【請求項１０】 電子部品（５）に形成されたバンプ
    （５ａ）を保持ツール（２２ｃ）と上記電子部品の受け
    側ステージ（２２ａ）とで挟み込んで上記バンプの高さ
    を均一化するレベリングを行ったのち上記電子部品を基
    板（６）に実装する電子部品の実装装置において、 上記ステージを透明なステージとし、光源（３）と、上
    記光源から発せられた光が上記ステージに当接した上記
    保持ツールにより反射された画像を検知することができ
    る画像検知装置（４）とをその下部に配置し、上記保持
    ツールを上記ステージに押圧することにより上記保持ツ
    ールと上記ステージとの間にニュートン干渉縞（Ｎ）を
    発生させ、上記ニュートン干渉縞を上記画像検知装置で
    検知しながら上記保持ツールの上記バンプに接する面と
    上記ステージとの対向面間の平行度を調整した状態で、
    上記保持ツールに保持された上記電子部品の上記バンプ
    を上記ステージに押し付けて上記バンプの均一なレベリ
    ングを行ったのち、上記電子部品を基板に実装するよう
    にした電子部品の実装装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015107715A1 (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 シャープ株式会社 実装基板の製造装置、及び実装基板の製造方法
WO2023195175A1 (ja) * 2022-04-08 2023-10-12 株式会社Fuji 電気回路形成方法、および電気回路形成装置

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