JP2003008182A - 電気回路部品の実装方法 - Google Patents
電気回路部品の実装方法Info
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高密度実装に対応可能であり、且つ実装の信頼
性を高めることができる電気回路部品の実装方法を提供
する。 【解決手段】回路基板５上に電気回路部品３を加熱圧着
するための電気回路部品の実装方法であって、球状物１
２を円錐状溝部１４ａ，１４ｂで挟んだ構造を有する加
圧部により電気回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、
電気回路部品を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具
備する。
性を高めることができる電気回路部品の実装方法を提供
する。 【解決手段】回路基板５上に電気回路部品３を加熱圧着
するための電気回路部品の実装方法であって、球状物１
２を円錐状溝部１４ａ，１４ｂで挟んだ構造を有する加
圧部により電気回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、
電気回路部品を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具
備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板上へ搭載
される電気回路部品の実装方法に関するものである。
される電気回路部品の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、回路基板に搭載される電気実装部
品等の電気回路装置は電気信号の高速化と共に高密度集
積化と小型化が進み、信号配線の微細化（ファインピッ
チ）と多ピン化が著しくなってきている。
品等の電気回路装置は電気信号の高速化と共に高密度集
積化と小型化が進み、信号配線の微細化（ファインピッ
チ）と多ピン化が著しくなってきている。
【０００３】それに伴い、回路基板上での電気回路部品
の実装方法も搭載位置精度と共にファインピッチ化及び
多ピン化に対応した接続信頼性を得ることがますます厳
しくなっている。
の実装方法も搭載位置精度と共にファインピッチ化及び
多ピン化に対応した接続信頼性を得ることがますます厳
しくなっている。
【０００４】現在、微細パターン用セラミック基板やシ
リコン基板、また液晶用ガラス基板など回路基板上への
ベアチップＩＣやセラミックコンデンサなどの電気回路
部品の実装方法としては、ベアチップＩＣは、ワイヤー
ボンディング法やはんだバンプ、スタッドバンプ法、異
方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎ
ｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（Ａ
ＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ
Ｐａｓｔｅ）、非導電性膜（ＮＣＦ：Ｎｏｎｃｏｎｄ
ｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、非導電性ペースト（ＮＣ
Ｐ：Ｎｏｎ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）等を
併用してＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）装置で
の実装を行っている。
リコン基板、また液晶用ガラス基板など回路基板上への
ベアチップＩＣやセラミックコンデンサなどの電気回路
部品の実装方法としては、ベアチップＩＣは、ワイヤー
ボンディング法やはんだバンプ、スタッドバンプ法、異
方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎ
ｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（Ａ
ＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ
Ｐａｓｔｅ）、非導電性膜（ＮＣＦ：Ｎｏｎｃｏｎｄ
ｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、非導電性ペースト（ＮＣ
Ｐ：Ｎｏｎ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）等を
併用してＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）装置で
の実装を行っている。
【０００５】主なＣＯＢ装置は上下ツールでＩＣと基板
を挟み加熱圧着を行うが、上下ツールの加熱圧着箇所が
１ヶ所固定タイプと上下ツールどちらか一方（たとえば
上ツール）が固定でもう一方（基板搭載側ステージ）が
移動する複数箇所移動タイプがある。セラミックコンデ
ンサ等の表面実装型電気回路部品もリフロー方式からフ
ァインピッチ対応として、たとえば特開２０００−６８
６３３号公報に記載されているようにＡＣＦによる実装
が行われつつある。この公報では、高さバラツキによる
圧力不均一を低減するため弾性シートを介在させる方法
が提案されている。
を挟み加熱圧着を行うが、上下ツールの加熱圧着箇所が
１ヶ所固定タイプと上下ツールどちらか一方（たとえば
上ツール）が固定でもう一方（基板搭載側ステージ）が
移動する複数箇所移動タイプがある。セラミックコンデ
ンサ等の表面実装型電気回路部品もリフロー方式からフ
ァインピッチ対応として、たとえば特開２０００−６８
６３３号公報に記載されているようにＡＣＦによる実装
が行われつつある。この公報では、高さバラツキによる
圧力不均一を低減するため弾性シートを介在させる方法
が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
実装方法には以下のような問題点があった。
実装方法には以下のような問題点があった。
【０００７】ＣＯＢ装置の場合、図１に示すような圧着
位置が１ヶ所固定タイプと、図２に示すような例えば基
板５のステージ側が移動する複数箇所移動タイプがあ
る。どちらの場合もバンプ４及びＩＣ３を矢印８で示す
方向に均一に加圧するために設けられた、上下ツール
１，２の平行度を調整する機構（図１及び図２の矢印
６，７で示す方向に移動する）が少なくとも上下どちら
か一方に付いている。
位置が１ヶ所固定タイプと、図２に示すような例えば基
板５のステージ側が移動する複数箇所移動タイプがあ
る。どちらの場合もバンプ４及びＩＣ３を矢印８で示す
方向に均一に加圧するために設けられた、上下ツール
１，２の平行度を調整する機構（図１及び図２の矢印
６，７で示す方向に移動する）が少なくとも上下どちら
か一方に付いている。
【０００８】図３は、圧着位置が１ヶ所固定タイプの場
合で、下ツール２の圧着面の傾きに対応して、上ツール
１の平行度調整を行った後、ＩＣ３の圧着をしている状
態を示している。
合で、下ツール２の圧着面の傾きに対応して、上ツール
１の平行度調整を行った後、ＩＣ３の圧着をしている状
態を示している。
【０００９】しかしながら、この平行度調整機構は上下
ツール圧着面同士の平行度を調整するためのものであ
り、各ＩＣ及び各基板それぞれに対応しての調整機構は
持っていない。
ツール圧着面同士の平行度を調整するためのものであ
り、各ＩＣ及び各基板それぞれに対応しての調整機構は
持っていない。
【００１０】従って第１の問題点は、図４に示すよう
に、個々の基板５の厚み及びバンプ４の高さバラツキ
や、ＩＣ３の厚み及びバンプ４の高さバラツキに応じた
加圧面の調整機構が無いため、片当たりや加圧力の不均
一が生じることであり、それに伴う接続抵抗値の不均一
や耐久試験時など接続信頼性の不安定が生じることであ
る。
に、個々の基板５の厚み及びバンプ４の高さバラツキ
や、ＩＣ３の厚み及びバンプ４の高さバラツキに応じた
加圧面の調整機構が無いため、片当たりや加圧力の不均
一が生じることであり、それに伴う接続抵抗値の不均一
や耐久試験時など接続信頼性の不安定が生じることであ
る。
【００１１】また、例えば下ツール（基板ステージ側）
が複数箇所移動タイプで上ツールに平行度調整機構を持
つ場合は、下ツールのそれぞれの圧着位置に対応して、
上ツールをあらかじめ入力した調整位置に平行度修正移
動を行うが、この方式でも１ヶ所固定タイプと同様の問
題点の他、ステージの繰り返し位置精度のバラツキや繰
り返し使用による位置ズレなどに起因する平行度修正位
置の誤差が生じていた。
が複数箇所移動タイプで上ツールに平行度調整機構を持
つ場合は、下ツールのそれぞれの圧着位置に対応して、
上ツールをあらかじめ入力した調整位置に平行度修正移
動を行うが、この方式でも１ヶ所固定タイプと同様の問
題点の他、ステージの繰り返し位置精度のバラツキや繰
り返し使用による位置ズレなどに起因する平行度修正位
置の誤差が生じていた。
【００１２】第２の問題点は、接続ＩＣが狭ピッチで並
んでいる場合、加熱加圧用の上ツールの大きさ形状から
多数のＩＣを一括接続できない点である。
んでいる場合、加熱加圧用の上ツールの大きさ形状から
多数のＩＣを一括接続できない点である。
【００１３】第３の問題点は、図５に示すようにＣＯＢ
装置で一つの回路基板５上に複数個の電気回路部品３を
実装したとき、回路基板の長手方向の反りを生じてしま
う点である。これは厚さ６２５μｍ、長さ１００ｍｍ、
幅７ｍｍほどのシリコン基板上に厚さ１７５μｍ、長さ
１０ｍｍ、幅２．５ｍｍの薄型ベアチップＩＣを８〜９
ヶ実装したときに顕著であり、４０〜５０μｍ反ること
が確認されている。
装置で一つの回路基板５上に複数個の電気回路部品３を
実装したとき、回路基板の長手方向の反りを生じてしま
う点である。これは厚さ６２５μｍ、長さ１００ｍｍ、
幅７ｍｍほどのシリコン基板上に厚さ１７５μｍ、長さ
１０ｍｍ、幅２．５ｍｍの薄型ベアチップＩＣを８〜９
ヶ実装したときに顕著であり、４０〜５０μｍ反ること
が確認されている。
【００１４】第４の問題点は、図６に示すように特開２
０００−６８６３３号公報に記載されている弾性シート
９を介してＩＣ３を加圧する方法によると、加圧する方
向に対してＩＣ裏面が傾いていた場合、圧縮されるゴム
９が不均一に加圧されるため、不均一な圧力分布が生
じ、ＩＣバンプの潰れ量および接続状態が不均一になっ
てしまうことである。
０００−６８６３３号公報に記載されている弾性シート
９を介してＩＣ３を加圧する方法によると、加圧する方
向に対してＩＣ裏面が傾いていた場合、圧縮されるゴム
９が不均一に加圧されるため、不均一な圧力分布が生
じ、ＩＣバンプの潰れ量および接続状態が不均一になっ
てしまうことである。
【００１５】また、図７に示すように、弾性シート９が
ＩＣ裏面を等分布荷重で加圧するため、ＩＣ上のバンプ
配列でバンプの存在しないところが特に凹んでしまい、
ＩＣ反りを生じてしまう点である。このＩＣ反りの現象
は薄型ＩＣで特に顕著である。
ＩＣ裏面を等分布荷重で加圧するため、ＩＣ上のバンプ
配列でバンプの存在しないところが特に凹んでしまい、
ＩＣ反りを生じてしまう点である。このＩＣ反りの現象
は薄型ＩＣで特に顕著である。
【００１６】反った状態で接合実装されると、その後の
熱が加わる工程や信頼性テストを経たときに、ＡＣＦ樹
脂が変質や軟化すると同時に、反ったＩＣが戻ろうとす
る。すると、図８に示すように、加圧接合時に大きく潰
れたバンプ部４ａが基板５から離れ、接合不良になる問
題点が生じる。
熱が加わる工程や信頼性テストを経たときに、ＡＣＦ樹
脂が変質や軟化すると同時に、反ったＩＣが戻ろうとす
る。すると、図８に示すように、加圧接合時に大きく潰
れたバンプ部４ａが基板５から離れ、接合不良になる問
題点が生じる。
【００１７】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、高密度実装に対応可能
であり、且つ実装の信頼性を高めることができる電気回
路部品の実装方法を提供することである。
されたものであり、その目的は、高密度実装に対応可能
であり、且つ実装の信頼性を高めることができる電気回
路部品の実装方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる電気回路部品の
実装方法は、回路基板上に電気回路部品を加熱圧着する
ための電気回路部品の実装方法であって、球状物を円錐
状溝部で挟んだ構造を有する加圧手段により前記電気回
路部品の裏面を加圧する加圧工程と、前記電気回路部品
を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具備することを
特徴としている。
目的を達成するために、本発明に係わる電気回路部品の
実装方法は、回路基板上に電気回路部品を加熱圧着する
ための電気回路部品の実装方法であって、球状物を円錐
状溝部で挟んだ構造を有する加圧手段により前記電気回
路部品の裏面を加圧する加圧工程と、前記電気回路部品
を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具備することを
特徴としている。
【００１９】また、本発明に係わる電気回路部品の実装
方法は、回路基板上に電気回路部品を加熱圧着するため
の電気回路部品の実装方法であって、ピボット玉軸受け
と円錐部を有する構造を有する加圧手段により前記電気
回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、前記電気回路部
品を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具備すること
を特徴としている。
方法は、回路基板上に電気回路部品を加熱圧着するため
の電気回路部品の実装方法であって、ピボット玉軸受け
と円錐部を有する構造を有する加圧手段により前記電気
回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、前記電気回路部
品を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具備すること
を特徴としている。
【００２０】また、この発明に係わる電気回路部品の実
装方法において、前記加圧工程では、前記加圧手段が複
数個並んだ加圧装置により複数個の前記電気回路部品を
加圧することを特徴としている。
装方法において、前記加圧工程では、前記加圧手段が複
数個並んだ加圧装置により複数個の前記電気回路部品を
加圧することを特徴としている。
【００２１】また、この発明に係わる電気回路部品の実
装方法において、前記加圧工程では、前記回路基板上に
異方性導電膜あるいは接着層を形成した後に、前記電気
回路部品を加圧することを特徴としている。
装方法において、前記加圧工程では、前記回路基板上に
異方性導電膜あるいは接着層を形成した後に、前記電気
回路部品を加圧することを特徴としている。
【００２２】また、この発明に係わる電気回路部品の実
装方法において、前記加圧工程では、前記加圧手段に超
音波振動を印加することを特徴としている。
装方法において、前記加圧工程では、前記加圧手段に超
音波振動を印加することを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。
ついて、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】（第１の実施形態）図９は、異方性導電膜
（ＡＣＦ）１０を貼り付けた回路基板５上に位置合わせ
搭載された電気回路部品（ベアチップＩＣ）３を、本実
施形態のならい機構により加熱加圧接合し、実装してい
る状態を示した模式断面図である。
（ＡＣＦ）１０を貼り付けた回路基板５上に位置合わせ
搭載された電気回路部品（ベアチップＩＣ）３を、本実
施形態のならい機構により加熱加圧接合し、実装してい
る状態を示した模式断面図である。
【００２５】ならい機構は、垂直加圧部１１の球受け円
錐状溝部１４ａとならい加圧部１３の球受け円錐状溝部
１４ｂとそれらに挟まれた球１２とからなる。
錐状溝部１４ａとならい加圧部１３の球受け円錐状溝部
１４ｂとそれらに挟まれた球１２とからなる。
【００２６】垂直加圧部１１及びならい加圧部１３にそ
れぞれ設けられた円錐状溝部１４ａ、１４ｂは、各円錐
状溝部の中心軸２２、２３が、各加圧部１１，１３の中
心軸と一致するように設けられている。
れぞれ設けられた円錐状溝部１４ａ、１４ｂは、各円錐
状溝部の中心軸２２、２３が、各加圧部１１，１３の中
心軸と一致するように設けられている。
【００２７】ならい加圧の工程を以下に説明する。
【００２８】図１０では、ならい加圧部１３が垂直加圧
部１１にネジ止め固定された吊り棒１５によって自重の
みのフリー状態で吊られている。吊り棒１５はならい加
圧部１３に設けられた貫通穴１６に挿通している。球１
２はならい加圧部側球受け円錐状溝部１４ｂに載ってい
る。
部１１にネジ止め固定された吊り棒１５によって自重の
みのフリー状態で吊られている。吊り棒１５はならい加
圧部１３に設けられた貫通穴１６に挿通している。球１
２はならい加圧部側球受け円錐状溝部１４ｂに載ってい
る。
【００２９】垂直加圧部１１とならい加圧部１３の隙間
寸法１９は、間に挟まれる球１２の直径よりも小さく、
球１２が外部に出ないようになっている。
寸法１９は、間に挟まれる球１２の直径よりも小さく、
球１２が外部に出ないようになっている。
【００３０】ステージ１７上には、ＡＣＦ１０の貼り付
け後位置合わせ済みのＩＣ３が搭載された回路基板５が
載っている。
け後位置合わせ済みのＩＣ３が搭載された回路基板５が
載っている。
【００３１】図１０乃至図１２では、ならい機構を説明
し易くするために、回路基板５の厚さバラツキを顕著に
図示しており、回路基板５上のＩＣ３も傾いている。
し易くするために、回路基板５の厚さバラツキを顕著に
図示しており、回路基板５上のＩＣ３も傾いている。
【００３２】次に図１１は、垂直加圧部１１が下降し、
ならい加圧部ＩＣ加圧面２０がＩＣ３の裏面にならった
状態を示す。
ならい加圧部ＩＣ加圧面２０がＩＣ３の裏面にならった
状態を示す。
【００３３】ならい加圧部１３は、吊り棒１５の直径に
対して十分大きい径の吊り棒用貫通穴１６によって自由
にならうことができる。この吊り棒用貫通穴１６の直径
と穴深さは、吊り棒１５の直径と部品寸法ばらつきや搭
載状態ばらつきに起因するＩＣ３裏面の推定最大傾斜角
度から算出される。
対して十分大きい径の吊り棒用貫通穴１６によって自由
にならうことができる。この吊り棒用貫通穴１６の直径
と穴深さは、吊り棒１５の直径と部品寸法ばらつきや搭
載状態ばらつきに起因するＩＣ３裏面の推定最大傾斜角
度から算出される。
【００３４】また、この時はまだ、ならい加圧部側球受
け円錐状溝部１４ｂに載っている球１２の中心軸２１
は、垂直加圧部側球受け円錐状溝部１４ａの中心軸２２
からずれている状態のままである。
け円錐状溝部１４ｂに載っている球１２の中心軸２１
は、垂直加圧部側球受け円錐状溝部１４ａの中心軸２２
からずれている状態のままである。
【００３５】そして図１２で、垂直加圧部１１が矢印２
６方向へ下降し、球１２が垂直加圧部側球受け円錐状溝
部１４ａと、ならい加圧部側球受け円錐状溝部１４ｂに
同時にならいながらはまり込む。
６方向へ下降し、球１２が垂直加圧部側球受け円錐状溝
部１４ａと、ならい加圧部側球受け円錐状溝部１４ｂに
同時にならいながらはまり込む。
【００３６】この時の垂直加圧部１１の下降速度は、な
らい易くするために低速度が望ましい。
らい易くするために低速度が望ましい。
【００３７】ここで、ならい加圧部側球受け円錐状溝部
１４ｂが球１２にならうために、ならい加圧部１３は矢
印２５の方向に移動しなければならない。しかし、なら
い加圧部ＩＣ加圧面２０とＩＣ３の裏面との摩擦抵抗が
あるため、ならい加圧部１３は移動しにくい。
１４ｂが球１２にならうために、ならい加圧部１３は矢
印２５の方向に移動しなければならない。しかし、なら
い加圧部ＩＣ加圧面２０とＩＣ３の裏面との摩擦抵抗が
あるため、ならい加圧部１３は移動しにくい。
【００３８】そこで、垂直加圧部１１の下降加圧と同時
に、垂直加圧部１１の側面に設けられた超音波振動子１
８を振動させることによって、ならい加圧部ＩＣ加圧面
２０とＩＣ３裏面との摩擦抵抗を軽減し、なめらかな移
動を可能とする。
に、垂直加圧部１１の側面に設けられた超音波振動子１
８を振動させることによって、ならい加圧部ＩＣ加圧面
２０とＩＣ３裏面との摩擦抵抗を軽減し、なめらかな移
動を可能とする。
【００３９】超音波印可時間は、垂直加圧部１１の下降
速度によるが、ＩＣ３へのならいが完了した時点で印可
を停止する。印可の周波数や出力は搭載したＩＣが位置
ズレしない程度とする。
速度によるが、ＩＣ３へのならいが完了した時点で印可
を停止する。印可の周波数や出力は搭載したＩＣが位置
ズレしない程度とする。
【００４０】以上のならい工程の結果、球中心軸２１と
垂直加圧部側球受け円錐状溝部中心軸２２が一致し、こ
の状態で垂直加圧部１１が所望圧力と所望時間で矢印２
６方向に球１２を加圧することによって、ならい加圧部
１３がＩＣ３を矢印２７方向（軸２３に沿う方向）に加
圧する。
垂直加圧部側球受け円錐状溝部中心軸２２が一致し、こ
の状態で垂直加圧部１１が所望圧力と所望時間で矢印２
６方向に球１２を加圧することによって、ならい加圧部
１３がＩＣ３を矢印２７方向（軸２３に沿う方向）に加
圧する。
【００４１】ここで、図１３及び図１４に示すように、
垂直加圧部側球受け円錐角度２８は、１８０度以下であ
れば球１２は位置が定まるが、ならい加圧部側球受け円
錐角度２９は、１８０度以下であっても、ＩＣ裏面の傾
きが大きいと、ならい角度が大きくなり球が滑ってずれ
てしまう。
垂直加圧部側球受け円錐角度２８は、１８０度以下であ
れば球１２は位置が定まるが、ならい加圧部側球受け円
錐角度２９は、１８０度以下であっても、ＩＣ裏面の傾
きが大きいと、ならい角度が大きくなり球が滑ってずれ
てしまう。
【００４２】ＩＣ３、回路基板５、ステージ１７の傾き
が積算された場合、垂直加圧部加圧方向２６に対してな
らい加圧部球受け円錐状溝部１４ｂのなす角３０が９０
度よりも大きい場合、球１２がならい加圧部１３を加圧
できずに滑ってしまう。
が積算された場合、垂直加圧部加圧方向２６に対してな
らい加圧部球受け円錐状溝部１４ｂのなす角３０が９０
度よりも大きい場合、球１２がならい加圧部１３を加圧
できずに滑ってしまう。
【００４３】そこで、ならい加圧部側球受け円錐状角度
２９は、ＩＣ３、回路基板５、ステージ１７の部品バラ
ツキを考慮し決定する。
２９は、ＩＣ３、回路基板５、ステージ１７の部品バラ
ツキを考慮し決定する。
【００４４】それゆえ、ステージ１７の回路基板搭載面
も垂直加圧部１１の加圧方向に対して、できるだけ垂直
であることが望ましい。
も垂直加圧部１１の加圧方向に対して、できるだけ垂直
であることが望ましい。
【００４５】また、ならい加圧部１３の傾き角度が大き
いと加圧によって回路基板５がずれるため、ずれ防止の
ための位置決めピン２４がある。
いと加圧によって回路基板５がずれるため、ずれ防止の
ための位置決めピン２４がある。
【００４６】以上は、ならい工程部分のみの説明である
が、次に、加圧方法について以下に説明する。
が、次に、加圧方法について以下に説明する。
【００４７】図１５は、本実施形態のならい機構を有す
る一括加圧装置の外観模式斜視図である。
る一括加圧装置の外観模式斜視図である。
【００４８】本実施形態では、回路基板５にＩＣ３を９
ヶ実装している状態を示している。
ヶ実装している状態を示している。
【００４９】回路基板５は、厚み６２５μｍのシリコン
基板を使用し、ＩＣ３は厚さ１７５μｍの薄型で長さ１
０．１１ｍｍ、幅２．５ｍｍ、バンプ数４４６ヶのもの
で、このＩＣ９ヶを用いた。ＩＣ間のギャップは０．７
７ｍｍの狭ピッチである。
基板を使用し、ＩＣ３は厚さ１７５μｍの薄型で長さ１
０．１１ｍｍ、幅２．５ｍｍ、バンプ数４４６ヶのもの
で、このＩＣ９ヶを用いた。ＩＣ間のギャップは０．７
７ｍｍの狭ピッチである。
【００５０】図１６は、図１５において矢印４５方向か
ら見た模式側面図である。
ら見た模式側面図である。
【００５１】波線の左側は、模式側面図であり、右側
は、加圧短冊３１の上下動ガイド３２を除いた模式側面
図である。
は、加圧短冊３１の上下動ガイド３２を除いた模式側面
図である。
【００５２】図１７は、図１６において矢印４６方向か
ら見た模式断面図である。
ら見た模式断面図である。
【００５３】ステージ１７上には、ＡＣＦ貼り付け後位
置合わせ済みのＩＣ３が搭載された回路基板５が載って
いる。
置合わせ済みのＩＣ３が搭載された回路基板５が載って
いる。
【００５４】ならい機構部品である垂直加圧部１１、球
１２、ならい加圧部１３等は、加圧短冊３１に設けられ
ている。垂直加圧部１１は、加圧短冊３１と一体でも良
い。
１２、ならい加圧部１３等は、加圧短冊３１に設けられ
ている。垂直加圧部１１は、加圧短冊３１と一体でも良
い。
【００５５】加圧短冊３１には、無給油ベアリング３３
が内蔵されており、加圧短冊上下動ガイド３２にならい
矢印４１方向に上下動することができる。ＩＣ３を加圧
していないときは、ＩＣ３に接触しないように加圧短冊
支持バネ３４によって支えられている。
が内蔵されており、加圧短冊上下動ガイド３２にならい
矢印４１方向に上下動することができる。ＩＣ３を加圧
していないときは、ＩＣ３に接触しないように加圧短冊
支持バネ３４によって支えられている。
【００５６】加圧時には、空気室ブロック３５内の空気
室３８に圧縮空気３９を送り込むことによって加圧ゴム
４０を膨らませ加圧短冊３１を加圧下降させる。
室３８に圧縮空気３９を送り込むことによって加圧ゴム
４０を膨らませ加圧短冊３１を加圧下降させる。
【００５７】なお、ステージ１７を支持する基台４２と
空気室ブロック３５とは、支柱３６とナット３７により
固定されている。
空気室ブロック３５とは、支柱３６とナット３７により
固定されている。
【００５８】以上の工程によって、各加圧短冊３１のな
らい加圧部１３が回路基板５上の各ＩＣ３それぞれの傾
きにならい加圧される。
らい加圧部１３が回路基板５上の各ＩＣ３それぞれの傾
きにならい加圧される。
【００５９】その後、回路基板５とＩＣ３間のＡＣＦ１
０を加熱硬化するために、上記加圧状態の一括加圧装置
をクリーンオーブン内で加熱硬化した。
０を加熱硬化するために、上記加圧状態の一括加圧装置
をクリーンオーブン内で加熱硬化した。
【００６０】室温状態のクリーンオーブンに一括加圧装
置を入れ、室温から１７０度まで加熱し、回路基板及び
ＩＣ、一括加圧装置温度がほぼ１７０度に達した時点で
電源ＯＦＦし、自然冷却した。
置を入れ、室温から１７０度まで加熱し、回路基板及び
ＩＣ、一括加圧装置温度がほぼ１７０度に達した時点で
電源ＯＦＦし、自然冷却した。
【００６１】室温に戻ったところで、一括加圧装置を取
り出し、加圧を解除した。
り出し、加圧を解除した。
【００６２】ＩＣ３の接続抵抗値を確認した結果、９ヶ
のＩＣすべての接続チェック部が６０ｍΩの良好な抵抗
値を示した。
のＩＣすべての接続チェック部が６０ｍΩの良好な抵抗
値を示した。
【００６３】また、回路基板５の長手方向反り量は１０
μm以下と従来方法による５０μmに比較して低減し、大
きな改善が確認できた。
μm以下と従来方法による５０μmに比較して低減し、大
きな改善が確認できた。
【００６４】ここで、ＩＣ裏面にならう際、隣接ＩＣと
干渉しない条件を確認した。
干渉しない条件を確認した。
【００６５】図１８に示すように、ならい加圧部の寸法
を仮定し、隣接ＩＣに干渉しないために、ならうことに
よるはみ出し量を０．３ｍｍとした。
を仮定し、隣接ＩＣに干渉しないために、ならうことに
よるはみ出し量を０．３ｍｍとした。
【００６６】このときのならい角度４７を求めると約２
度となった。
度となった。
【００６７】次に図１９に示すように、ＩＣ長手方向を
１０ｍｍとし、上記で求めた２度の傾きをＩＣ裏面に適
用すると、厚み差４８は、３５０μｍと求まった。
１０ｍｍとし、上記で求めた２度の傾きをＩＣ裏面に適
用すると、厚み差４８は、３５０μｍと求まった。
【００６８】この３５０μｍの厚み量の範囲でＩＣ、回
路基板、ステージの厚みバラツキが許容される。
路基板、ステージの厚みバラツキが許容される。
【００６９】金属球は、ＮＴＮ株式会社製の高炭素クロ
ム鋼からなる金属球を用いた。
ム鋼からなる金属球を用いた。
【００７０】降伏応力は、約２５００ＭＰａであり、本
実施形態での加圧条件である約５００ＭＰａ以上を満た
している。
実施形態での加圧条件である約５００ＭＰａ以上を満た
している。
【００７１】現在ＩＣ１バンプ当たりの接合加圧加重
は、最大１００ｇ／１ヶと言われており、本実施形態の
ＩＣは４４６バンプで１００ｇ×４４６ヶ＝４４．６ｋ
ｇとなり、その条件を満たす。
は、最大１００ｇ／１ヶと言われており、本実施形態の
ＩＣは４４６バンプで１００ｇ×４４６ヶ＝４４．６ｋ
ｇとなり、その条件を満たす。
【００７２】金属球及び加圧部材質は、加圧条件以上の
降伏応力を有していればよい。
降伏応力を有していればよい。
【００７３】本実施形態では、ＡＣＦを用いたがＡＣ
Ｐ、ＮＣＦ、ＮＣＰを用いても良い。
Ｐ、ＮＣＦ、ＮＣＰを用いても良い。
【００７４】以上の実施形態により、シリコン基板上に
ＩＣを狭ピッチで基板の反りを抑えて実装可能となっ
た。
ＩＣを狭ピッチで基板の反りを抑えて実装可能となっ
た。
【００７５】（第２の実施形態）以下に、本発明の第２
の実施形態を説明する。
の実施形態を説明する。
【００７６】図２０に示すように、本実施形態でのなら
い機構は、ピボット玉軸受け４９と円錐加圧部５０から
なる。
い機構は、ピボット玉軸受け４９と円錐加圧部５０から
なる。
【００７７】垂直加圧部１１内にピボット玉軸受け４９
が設けられており、その玉軸受け部に円錐加圧部５０の
円錐部が組み込まれる。円錐部に密着ゴムブッシュ５１
が密着する。
が設けられており、その玉軸受け部に円錐加圧部５０の
円錐部が組み込まれる。円錐部に密着ゴムブッシュ５１
が密着する。
【００７８】非加圧時は、吸引加圧路５２を通して矢印
５３方向に吸引し、円錐加圧部５０を吊り下げた状態で
ある。
５３方向に吸引し、円錐加圧部５０を吊り下げた状態で
ある。
【００７９】ＩＣ加圧時は、垂直加圧部１１を下降させ
ると同時に、吸引加圧路５２を通して、矢印５４方向に
加圧し、ＩＣ裏面にならわせる。
ると同時に、吸引加圧路５２を通して、矢印５４方向に
加圧し、ＩＣ裏面にならわせる。
【００８０】同様にして、９ケのＩＣをならい加圧す
る。
る。
【００８１】ＡＣＦの加熱硬化は、第１の実施形態と同
様に行う。
様に行う。
【００８２】なお、上記の第１及び第２の実施形態で
は、オーブンでの加熱硬化を行ったが、加圧部とステー
ジ部にヒーターを内蔵して加熱しても良い。
は、オーブンでの加熱硬化を行ったが、加圧部とステー
ジ部にヒーターを内蔵して加熱しても良い。
【００８３】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、シ
リコン基板上にＡＣＦを用いてＩＣを狭ピッチ実装する
際に、各ＩＣにならい加圧し、加熱硬化することによっ
て基板の反りを抑えた実装が可能となった。
リコン基板上にＡＣＦを用いてＩＣを狭ピッチ実装する
際に、各ＩＣにならい加圧し、加熱硬化することによっ
て基板の反りを抑えた実装が可能となった。
【図１】圧着位置が１ヶ所固定タイプのＣＯＢ装置を示
す図である。
す図である。
【図２】基板のステージ側が移動する複数箇所移動タイ
プのＣＯＢ装置を示す図である。
プのＣＯＢ装置を示す図である。
【図３】圧着位置が１ヶ所固定タイプの場合で、下ツー
ルの圧着面の傾きに対応して、上ツールの平行度調整を
行った後、ＩＣの圧着をしている状態を示す図である。
ルの圧着面の傾きに対応して、上ツールの平行度調整を
行った後、ＩＣの圧着をしている状態を示す図である。
【図４】個々の基板の厚み及びバンプの高さバラツキ
や、ＩＣの厚み及びバンプの高さバラツキにより、片当
たりや加圧力の不均一が生じる状態を示す図である。
や、ＩＣの厚み及びバンプの高さバラツキにより、片当
たりや加圧力の不均一が生じる状態を示す図である。
【図５】一つの回路基板上に複数個の電気回路部品を実
装したときに、回路基板の長手方向に反りが生じた状態
を示す図である。
装したときに、回路基板の長手方向に反りが生じた状態
を示す図である。
【図６】弾性シートを介してＩＣを加圧する方法におい
て、加圧する方向に対してＩＣ裏面が傾いていた場合、
圧縮されるゴムが不均一に加圧される状態を示す図であ
る。
て、加圧する方向に対してＩＣ裏面が傾いていた場合、
圧縮されるゴムが不均一に加圧される状態を示す図であ
る。
【図７】ＩＣ上のバンプ配列でバンプの存在しないとこ
ろが特に凹んでしまう状態を示す図である。
ろが特に凹んでしまう状態を示す図である。
【図８】加圧接合時に大きく潰れたバンプ部が基板から
離れ、接合不良になる状態を示した図である。
離れ、接合不良になる状態を示した図である。
【図９】異方性導電膜（ＡＣＦ）を貼り付けた回路基板
上に位置合わせ搭載された電気回路部品を、第１の実施
形態のならい機構により加熱加圧接合し、実装している
状態を示した模式断面図である。
上に位置合わせ搭載された電気回路部品を、第１の実施
形態のならい機構により加熱加圧接合し、実装している
状態を示した模式断面図である。
【図１０】第１の実施形態のならい機構を示す側断面図
である。
である。
【図１１】第１の実施形態のならい機構を示す側断面図
である。
である。
【図１２】第１の実施形態のならい機構を示す側断面図
である。
である。
【図１３】垂直加圧部側球受け円錐角度とならい加圧部
側球受け円錐角度を示す図である。
側球受け円錐角度を示す図である。
【図１４】第１の実施形態のならい機構を示す側断面図
である。
である。
【図１５】第１の実施形態のならい機構を有する一括加
圧装置の外観模式図である。
圧装置の外観模式図である。
【図１６】図１５を矢印４５の方向から見た図である。
【図１７】図１６を矢印４６の方向から見た断面図であ
る。
る。
【図１８】ならい加圧部の寸法を示した図である。
【図１９】ＩＣ厚み差の許容範囲を示した図である。
【図２０】第２の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 上ツール
２ 下ツール
３ ＩＣ
４ はんだバンプ
５ 回路基板
８ 加圧方向
９ 弾性シート
１０ 異方性導電膜
１１ 垂直加圧部
１２ 球
１３ ならい加圧部
１４ａ 垂直加圧部側球受け円錐状溝部
１４ｂ ならい加圧部側玉受け円錐状溝部
１６ 吊り棒用貫通穴
１７ ステージ
１８ 超音波振動子
１９ すきま寸法
２０ ならい加圧部ＩＣ加圧面
２１ 球中心軸
２２ 垂直加圧側円錐状溝部中心軸
２３ ならい加圧側円錐状溝部中心軸
２４ 回路基板位置決めピン
２５ ならい加圧部移動方向
２６ 垂直加圧部加圧方向
２７ ならい加圧部ＩＣ加圧方向
２８ 垂直加圧部側球受け円錐角度
２９ ならい加圧部側球受け円錐角度
３０ 垂直加圧部加圧方向とならい加圧部側円錐状溝部
のなす角度 ３１ 加圧短冊 ３２ 加圧短冊上下動ガイド ３３ 無給油ベアリング ３４ 加圧短冊支持バネ ３５ 空気室ブロック ３６ 支柱 ３７ ロックナット ３８ 空気室 ３９ 圧縮空気 ４０ 加圧ゴム ４１ 短冊可動方向 ４２ ベースブロック ４４ 圧縮空気供給ライン ４５ 側面図方向 ４６ 断面図方向 ４７ ＩＣならい角度 ４８ ＩＣ厚み差 ４９ ピボット玉軸受け ５０ 円錐加圧部 ５１ 密着ゴムブッシュ ５２ 吸引・加圧部 ５３ 吸引方向 ５４ 加圧方向
のなす角度 ３１ 加圧短冊 ３２ 加圧短冊上下動ガイド ３３ 無給油ベアリング ３４ 加圧短冊支持バネ ３５ 空気室ブロック ３６ 支柱 ３７ ロックナット ３８ 空気室 ３９ 圧縮空気 ４０ 加圧ゴム ４１ 短冊可動方向 ４２ ベースブロック ４４ 圧縮空気供給ライン ４５ 側面図方向 ４６ 断面図方向 ４７ ＩＣならい角度 ４８ ＩＣ厚み差 ４９ ピボット玉軸受け ５０ 円錐加圧部 ５１ 密着ゴムブッシュ ５２ 吸引・加圧部 ５３ 吸引方向 ５４ 加圧方向
Claims (5)
- 【請求項１】 回路基板上に電気回路部品を加熱圧着す
るための電気回路部品の実装方法であって、 球状物を円錐状溝部で挟んだ構造を有する加圧手段によ
り前記電気回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、 前記電気回路部品を加圧した状態で加熱する加熱工程と
を具備することを特徴とする電気回路部品の実装方法。 - 【請求項２】 回路基板上に電気回路部品を加熱圧着す
るための電気回路部品の実装方法であって、 ピボット玉軸受けと円錐部を有する構造を有する加圧手
段により前記電気回路部品の裏面を加圧する加圧工程
と、 前記電気回路部品を加圧した状態で加熱する加熱工程と
を具備することを特徴とする電気回路部品の実装方法。 - 【請求項３】 前記加圧工程では、前記加圧手段が複数
個並んだ加圧装置により複数個の前記電気回路部品を加
圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気回
路部品の実装方法。 - 【請求項４】 前記加圧工程では、前記回路基板上に異
方性導電膜あるいは接着層を形成した後に、前記電気回
路部品を加圧することを特徴とする請求項１又は２に記
載の電気回路部品の実装方法。 - 【請求項５】 前記加圧工程では、前記加圧手段に超音
波振動を印加することを特徴とする請求項１又は２に記
載の電気回路部品の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001184127A JP2003008182A (ja) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | 電気回路部品の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001184127A JP2003008182A (ja) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | 電気回路部品の実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003008182A true JP2003008182A (ja) | 2003-01-10 |
Family
ID=19023951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001184127A Withdrawn JP2003008182A (ja) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | 電気回路部品の実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003008182A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013239683A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Dexerials Corp | 接続装置、接続構造体の製造方法及び接続方法 |
| JP2019062106A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 接合装置および接合方法 |
-
2001
- 2001-06-18 JP JP2001184127A patent/JP2003008182A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013239683A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Dexerials Corp | 接続装置、接続構造体の製造方法及び接続方法 |
| JP2019062106A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 接合装置および接合方法 |
| JP7025744B2 (ja) | 2017-09-27 | 2022-02-25 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 接合装置および接合方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |