JP2012028594A - 電子部品実装装置及び電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】離型フィルムの開口穴をボンディングツールの吸着穴に容易に連通させて配置できると共に、タクト時間の短縮化を図れる電子部品実装装置を提供する。
【解決手段】搬送されてくる長尺状の離型フィルム３０を介して電子部品４０を吸着するための吸着穴１０ａを備えたボンディングツール１０と、離型フィルム３０がボンディングツール１０に配置される前の段階の搬送経路の位置に設けられ、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａに連通する開口穴３０ａを離型フィルム３０に形成するための穴あけ機構２０とを含み、離型フィルム３０は、穴あけ機構２０によって開口穴３０ａが形成された後に、所要の搬送ピッチでボンディングツール１０に搬送されて、離型フィルム３０の開口穴３０ａがボンディングツール１０の吸着穴１０ａに連通する。
【選択図】図１

Description

本発明は電子部品実装装置及び電子部品の実装方法に係り、さらに詳しくは、半導体チップなどの電子部品を実装するための電子部品実装装置及び電子部品の実装方法に関する。

従来、配線基板に半導体がフリップチップ接続されて構成される半導体装置がある。そのような半導体装置では、半導体チップが配線基板にフリップチップ接続された後に、半導体チップの周囲に樹脂が塗布され、毛細管現象を利用して半導体チップの下側の隙間に封止樹脂が充填される。

近年では、工程削減などを目的として、半導体チップを実装する前に配線基板の上に未硬化の封止樹脂を予め形成しておき、半導体チップのバンプを封止樹脂に押し込むことにより、半導体チップをフリップチップ接続して封止する先封止技術が開発されている。

そのような先封止技術に使用される電子部品実装装置では、ボンディングツールへの樹脂の付着を防止するために、ボンディングツールと半導体チップとの間に保護シートが設けられる。

特許文献１には、防着テープを介して電子部品を吸着するボンディングツール有する電子部品実装装置において、ボンディングツールに、防着テープを吸着する吸着穴と、防着テープの開口を介して電子部品を吸着する吸着穴が設けられていることが記載されている。

特許文献２には、保護シートを介して電子部品を実装する熱圧着ツールを有する実装装置において、熱圧着ツールは電子部品を吸引吸着させるための吸着孔を有し、熱圧着ツールの吸着孔に対向する位置の保護シートにエアー通孔を自動的に穿孔する穿孔手段を備えたことが記載されている。

特許第４２２９８８８号公報 特開２００３−７７７１号公報

上記した特許文献１などの方法では、防着テープに予め開口が設けられており、搬送される防着テープの開口をボンディングツールの吸着穴に位置合わせする必要がある。

薄型化された電子部品（例えば１００μｍ以下）を実装する場合や電子部品への搭載荷重を高く設定する必要がある場合、電子部品の変形を抑えるために吸着穴をできるだけ小さく設定することが要求される。ボンディングツールの吸着穴を小さくすると、防着テープの開口とボンディングツールの吸着穴とを正確に位置合わせすることが困難になる。

また、上記した特許文献２などの方法では、熱圧着ツールの吸着穴と保護シートのエアー通孔との位置合わせは特に問題にならないが、電子部品を実装する前に保護シートに位置合わせしながら穴あけの動作を行う必要があるため、タクト時間が長くなり、生産効率が必ずしも十分ではない。

本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、離型フィルムの開口穴をボンディングツールの吸着穴に容易に連通させて配置できると共に、タクト時間の短縮化を図れる電子部品実装装置及び電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は電子部品実装装置に係り、搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための吸着穴を備えたボンディングツールと、前記離型フィルムが前記ボンディングツールに配置される前の段階の搬送経路の位置に設けられ、前記ボンディングツールの前記吸着穴に連通する開口穴を前記離型フィルムに形成するための穴あけ機構とを有し、前記離型フィルムは、前記穴あけ機構によって前記開口穴が形成された後に、所要の搬送ピッチで前記ボンディングツールに搬送されて、前記離型フィルムの前記開口穴が前記ボンディングツールの前記吸着穴に連通することを特徴とする。

本発明の電子部品実装装置では、離型フィルムがボンディングツールに搬送される前の段階の搬送経路の位置に離型フィルムに開口穴を形成するための穴あけ機構が配置されている。そして、離型フィルムは穴あけ機構によって開口部が設けられた後に、ボンディングツールに搬送され、離型フィルムの開口部がボンディングツールの吸着穴に連通して配置される。

本発明では、ボンディングツールの直前に穴あけ機構が配置されているため、開口部が設けられた離型フィルムを所要の短い搬送ピッチ（搬送長さ）で搬送することでボンディングツールに配置することができる。これにより、離型フィルムの送り精度を高くできるので、離型フィルムの開口穴とボンディングツールの吸着穴との間の位置ずれを小さくすることができる。

従って、ボンディングツールの吸着穴が小さく設定される場合であっても、離型フィルムの開口穴をボンディングツールの吸着穴に連通させることができる。

このように、ボンディングツールの吸着穴を小さく設定できるため、薄型の電子部品を使用する場合であっても電子部品が変形するおそれがなく、信頼性よく電子部品を配線基板に実装することができる。

また、ボンディングツールで電子部品を実装する動作と並行して離型フィルムに開口穴を形成できるので、電子部品の実装に係るタクト時間を短縮することができる。

また、上記課題を解決するため、本発明は電子部品実装装置に係り、内部に設けられた中空部と、前記中空部の天井部に形成された開口部と、前記中空部の底部に形成されて、搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための吸着穴とを備えたボンディングツールと、前記中空部及び前記吸着穴に配置され、前記開口部からの吸引及び加圧に連動して前記中空部の上下に移動する穴あけ針とを有し、前記穴あけ針を加圧することにより、前記吸着穴の下に配置される前記離型フィルムを前記穴あけ針で突き刺して前記吸着穴に連通する開口穴を形成することを特徴とする。

本発明の電子部品実装装置では、ボンディングツールの中空部内に穴あけ針をフリーな状態で配置し、ボンディングツールの開口部から穴あけ針を加圧する。これにより、穴あけ針は吸着穴を通って下側に押圧され、吸着穴の下に配置された離型フィルムに穴あけ針によってセルフアライン的に開口穴が形成される。電子部品を吸着させる際には、穴あけ針が邪魔にならないように、吸引により穴あけ針を中空部の上側に吸着させて移動させる。

従って、ボンディングツールの吸着穴を小さく設定する場合であっても、ボンディングツールの吸着穴に対応する部分の離型フィルムに確実に開口穴を形成することできる。

また、ボンディングツールに電子部品を吸着させる前に、ボンディングツールに内蔵された穴あけ針を加圧するだけで離型フィルムに開口穴を形成することができるので、動作が簡易となってタクト時間を短縮することができる。

さらに、上記課題を解決するため、本発明は電子部品実装装置に係り、搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための複数の細長吸着穴が並んで設けられたボンディングツールを有し、前記離型フィルムには開口穴が予め設けられており、前記離型フィルムは、所要の搬送ピッチで前記ボンディングツールに搬送されて、前記離型フィルムの前記開口穴の少なくとも一部が前記ボンディングツールの前記細長吸着穴に連通することを特徴とする。

本発明の電子部品実装装置は、離型フィルムに開口穴を形成するための穴あけ手段は備えておらず、離型フィルムには外部の金型によって予め開口穴が設けられている。

そして、ボンディングツールには、任意の方向に延在する複数の細長吸着穴が並んで設けられている。

離型フィルムに予め開口部を設けておく方法では、フィルムの送り精度などの問題で比較的大きな位置ずれが発生しやすい。本発明では、ボンディングツールに細長吸着穴が並んで設けられているので、離型フィルムの開口穴がどの方向に位置ずれする場合であっても、離型フィルムの開口穴の少なくとも一部がボンディングツールの細長吸着穴に連通するようになっている。

一つの好適な態様では、離型フィルムの開口穴は複数で構成され、開口穴の径は複数の細長吸着穴の配列ピッチと同一に設定される。

以上説明したように、本発明では、離型フィルムの開口穴をボンディングツールの吸着穴に容易に連通させて配置できると共に、タクト時間の短縮化を図ることができる。

図1は本発明の第１実施形態の電子部品実装装置を示す基本構成図である。 図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板にフリップチップ接続する方法を示す断面図（その１）である。 図３は本発明の第１実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板にフリップチップ接続する方法を示す断面図（その２）である。 図４は本発明の第２実施形態の電子部品実装装置を示す基本構成図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板にフリップチップ接続する方法を示す断面図（その１）である。 図６（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板にフリップチップ接続する方法を示す断面図（その２）である。 図７は本発明の第２実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板にフリップチップ接続する方法を示す断面図（その３）である。 図８（ａ）は本発明の第３実施形態の電子部品実装装置を示す基本構成図，図８（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る離型フィルムの開口穴がボンディングツールの細長吸着穴に配置された様子を示す平面図（その１）である。 図９は比較例における離型フィルムの開口穴が位置ずれしてボンディングツールに配置された様子を示す平面図である。 図１０は本発明の第３実施形態に係る離型フィルムの開口穴が位置ずれしてボンディングツールに配置された様子を示す平面図である。 図１１は本発明の第３実施形態に係る離型フィルムの開口穴がボンディングツールの細長吸着穴に配置された様子を示す平面図（その２）である。 図１２は本発明の第３実施形態に係る離型フィルムの開口穴がボンディングツールの細長吸着穴に配置された様子を示す平面図（その３）である。 図１３（ａ）は本発明の第４実施形態の電子部品実装装置を示す基本構成図，図１３（ｂ）は本発明の第４実施形態に係る離型フィルムの開口穴がボンディングツールの細長吸着穴に配置された様子を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１実施形態の電子部品実装装置を示す基本構成図、図２及び図３は同じく第１実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板に実装する方法を示す断面図である。

図１に示すように、第１実施形態の電子部品実装装置１は、向かって左から順に、巻出リール１２と、第１ガイドローラ１６と、穴あけ機構２０と、第２ガイドローラ１８と、ボンディングツール１０と、巻取リール１４とを備えている。

巻出リール１２には穴加工が施されていない離型フィルム３０が巻回されており、巻出リール１２から搬送されてくる長尺状の離型フィルム３０は第１ガイドローラ１６の下側を経由して穴開け機構２０に搬送される。穴あけ機構２０から搬送された離型フィルム３０は第２ガイドローラ１８の上側を経由してボンディングツール１０の下面に搬送され、巻取リール１４に巻き取られる。

後述するように、離型フィルム３０は、ボンディングツール１０に真空吸着された半導体チップを未硬化の封止樹脂を介して配線基板にフリップチップ接続する際に、ボンディングツール１０への樹脂の付着を防止するために使用される。離型フィルム３０は例えばテフロン（登録商標）シートから形成され、その厚みは５０〜１００μｍ程度である。

穴あけ機構２０は、上側に配置された打抜パンチ２２（上型）と下側に配置された押え部材２４（下型）とを備える金型からなる。打抜パンチ２２はヘッド部２２ａとその下側に突出するパンチ部２２ｂとにより基本構成される。押え部材２４の中央部には打抜パンチ２２のパンチ部２２ｂに対応する開口部２４ａが設けられている。

そして、打抜パンチ２２を下側に押圧して押え部材２４の開口部２４ａに挿入することにより、打抜パンチ２２と押え部材２４との間に配置された離型フィルム３０が打ち抜かれて開口穴３０ａが形成される。

ボンディングツール１０には吸着穴１０ａが設けられており、真空ポンプによって吸着穴１０ａ内の空気を吸引することにより、ボンディングツール１０の下面側に半導体チップ（不図示）が真空吸着される。

図１には、穴あけ機構２０によって開口穴３０ａが設けられた離型フィルム３０が搬送されて、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａの下に離型フィルム３０の開口穴３０ａが位置合わせされて配置された様子が示されている。

穴あけ機構２０は、離型フィルム３０がボンディングツール１０に搬送される前の段階の搬送経路の位置に設けられる。つまり、穴あけ機構２０は、巻出リール１２とボンディングツール１０との間の位置に設けられ、好適には、ボンディングツール１０のできるだけ直前の位置に配置される。

このため、打抜パンチ２２のパンチ部２２ｂの位置とボンディングツール１０の吸着穴１０ａの位置との間の離型フィルム３０の長さ分だけ離型フィルム３０を搬送させることにより、離型フィルム３０の開口穴３０ａはボンディングツール１０の吸着穴１０ａに位置合わせされて配置される。

このとき、巻取リール１４の回転を制御する巻取制御手段（不図示）によって離型フィルム３０の送り量が制御される。巻取制御手段はセンサによって離型フィルム３０の移動量を認識して巻取リール１４の回転を制御する。

穴あけ機構２０をボンディングツール１０のできるだけ直前の位置に配置することにより、離型フィルム３０の搬送ピッチ（搬送長さ）を短くできるので、離型フィルム３０の開口穴３０ａとボンディングツール１０の吸着穴１０ａとの位置合わせの精度を向上させることができる。

なお、図１の例では、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａは１個しか描かれていないが、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａの個数は任意に設定することができる。ボンディングツール１０に複数の吸着穴１０ａを設ける場合は、それに対応するように離型フィルム３０にも複数の開口穴３０ａが設けられる。

また、後述する第４実施形態で説明するように、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａと離型フィルム３０の開口穴３０ａとは完全に対応している必要はなく、吸着穴１０ａと開口穴３０ａと間で形状が異なっていてもよく、半導体チップを吸着できるように両者が連通していればよい。

次に、図１の電子部品実装装置１を使用して、半導体チップを配線基板にフリップチップ接続する方法について説明する。

図２（ａ）に示すように、電子部品として、下面（素子形成面）にバンプ電極４２を備えた半導体チップ４０を用意する。半導体チップ４０は薄型化されており、その厚みは１０〜５００μｍ（好適な例では５０〜１００μｍ）である。

そして、前述した図１のボンディングツール１０の吸着穴１０ａ及び離型フィルム３０の開口穴３０ａ内の空気を真空ポンプで吸引することにより、ボンディングツール１０の下面側に離型フィルム３０を介して半導体チップ４０の上面（素子形成面と反対面（背面））を真空吸着させる。多数の半導体チップ４０がトレイに収容されており、トレイから半導体チップ４０がボンディングツール１０に真空吸着される。

そして、接続電極５２を備えた配線基板５０（実装基板）を用意し、配線基板５０をボンディングステージ５５の上に真空吸着などによって固定する。さらに、配線基板５０のチップ搭載領域に未硬化の封止樹脂５４を形成する。

実際には、配線基板５０には多数のチップ搭載領域が画定されており、所要の大きさに切断された樹脂フィルムが配線基板５０の各チップ搭載領域にそれぞれ圧着される。封止樹脂５４としてはエポキシ樹脂などのＮＣＦ（Non Conductive Film）が使用される。

次いで、図２（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラなどによって画像認識することに基づいてボンディングツール１０に真空吸着された半導体チップ４０を配線基板５０に位置合わせする。

さらに、ボンディングツール１０を降下させて半導体チップ４０のバンプ電極４２を未硬化の封止樹脂５４に押し込むことにより、半導体チップ４０のバンプ電極４２を配線基板５０の接続電極５２に圧接してフリップチップ接続する。このとき同時に、ボンディングツール１０の加熱手段によって封止樹脂５４が例えば２００℃程度の温度で加熱されて硬化する。

このとき、ボンディングツール１０の下面には離型フィルム３０が配置されているため、ボンディングツール１０への封止樹脂５４の付着が防止される、また、半導体チップ４０の上面（背面）には離型フィルム３０が密着して配置されているため、半導体チップ４０の上面への封止樹脂５４の這い上がりが防止される。

次いで、図３に示すように、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａの吸引を停止した後に、ボンディングツール１０及び離型フィルム３０を半導体チップ４０から分離する。

これにより、半導体チップ４０が封止樹脂５４を介して配線基板５０の接続電極５２にフリップチップ接続される。

１つの半導体チップ４０の実装が終了するごとに、離型フィルム３０が所定ピッチで搬送され、穴あけ機構２０によって形成された離型フィルム３０の開口穴３０ａがボンディングツール１０の吸着穴１０ａに位置合わせされて配置される。これによって、ボンディングツール１０の下面には常に新しくきれいな離型フィルム３０が配置される。

このようにして、配線基板５０の各チップ搭載領域に半導体チップ４０が順次実装された後に、各チップ搭載領域の境界部で配線基板５０が切断されて個々の半導体パッケージが得られる。

以上説明したように、第１実施形態の電子部品実装装置１では、離型フィルム３０がボンディングツール１０に搬送される前の段階の搬送経路の位置（巻出リール１２とボンディングツール１０との間の位置）に離型フィルム３０に開口穴３０ａを形成するための穴あけ機構２０が配置されている。

薄型化された半導体チップ４０（例えば５０〜１００μｍ）を実装する場合や半導体チップ４０への搭載荷重を高く設定する必要がある場合、吸着穴１０ａが大きいと吸引される部分の半導体チップ４０が変形しやすいため、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａをできるだけ小さく設定することが要求される。

本実施形態と違って、開口穴３０ａが予め所要のピッチで設けられた離型フィルム３０を巻出リール１２から搬送する方法では、特にボンディングツール１０の吸着穴１０ａが小さく設定される場合は、フィルムの送り精度などの問題で離型フィルム３０の開口穴３０ａをボンディングツール１０の吸着穴１０ａに精度よく位置合わせすることは困難になる。

本実施形態では、ボンディングツール１０の直前に穴あけ機構２０が配置されているため、開口穴３０ａが設けられた離型フィルム３０を所要の短い搬送ピッチで搬送させることでボンディングツール１０に配置することができる。このため、離型フィルム３０の送り精度を高くできるので、離型フィルム３０の開口穴３０ａとボンディングツール１０の吸着穴１０ａとの間の位置ずれを小さくすることができる。

従って、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａが小さく設定される場合であっても、離型フィルム３０の開口穴３０ａをボンディングツール１０の吸着穴１０ａに位置合わせして連通させることができる。

このように、ボンディングツール１０の吸着穴１０ａを小さく設定できるため、薄型の半導体チップ４０を使用する場合であっても吸着穴１０ａの部分で半導体チップ４０が変形するおそれがなく、信頼性よく半導体チップ４０をフリップチップ接続することができる。

また、本実施形態では、ボンディングツール１０で半導体チップ４０をフリップチップ接続する動作と並行して離型フィルム３０に開口穴３０ａを形成することができる。従って、ボンディングツール１０に半導体チップ４０を真空吸着させる前にボンディングツール１０に配置された離型フィルム３０に開口穴３０ａを形成する方法より、タクト時間（稼働時間÷半導体チップ４０の実装数）を短縮することができる。

（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２実施形態の電子部品実装装置を示す基本構成図、図５〜図７は同じく第２実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板にフリップチップ接続する方法を示す断面図である。

第２実施形態の特徴は、第１実施形態と違ってボンディングツールの直前に穴あけ機構を備えるのではなく、ボンディングツール内に穴あけ手段（穴あけ針）が備えられている。

図４に示すように、第２実施形態の電子部品実装装置１ａのボンディングツール６０は、上側部材６２及び下側部材６４を備えている。上側部材６２は板状からなり、その厚み方向に貫通する開口部６２ａが設けられている。下側部材６４は上面の中央部に凹部６４ｘが設けられており、凹部６４ｘの底部に厚み方向に貫通する吸着穴６４ａが設けられている。

そして、下側部材６４の上に上側部材６２が溶接などで連結されて内部に中空部Ｈが構成されている。このようにして、ボンディングツール６０の内部に中空部Ｈが設けられており、中空部Ｈの天井部（上側部材６２）にそれに連通する開口部６２ａが形成され、中空部Ｈの底部（下側部材６４）にそれに連通する吸着穴６４ａが形成されている。

さらに、ボンディングツール６０の中空部Ｈには穴あけ針６６が配置されている。穴あけ針６６は、ヘッド部６６ａ及びその下側に突出する切削針部６６ｂを備えている。穴あけ針６６は特に支持されておらず、ボンディングツール６０の中空部Ｈ内にフリーな状態で配置されている。

そして、巻出リール１２から搬送されてくる長尺状の離型フィルム３０が第１ガイドローラ１６の下側を経由してボンディングツール６０の下面に搬送され、第２ガイドローラ１８の下側を経由して巻取リール１４に巻き取られる。

図４にはボンディングツール６０の開口部６２ａから中空部Ｈ及び吸着穴６４ａ内の空気を真空ポンプで吸引した状態が示されている。

穴あけ針６６のヘッド部６６ａの大きさはボンディングツール６０の中空部Ｈの大きさより小さく設定されている。これにより、穴あけ針６６のヘッド部６６ａの側面と、ボンディングツール６０の中空部Ｈの側面との間に第１隙間Ｃ１が生じている。また、上側部材６２の開口部６２ａの周囲の一部に段差部Ｓが設けられており、その段差部Ｓの厚みは他の部分より薄くなっている。

これにより、穴あけ針６６のヘッド部６６ａが上側部材６２の下面に吸着する際に、ヘッド部６６ａと段差部Ｓとの間に第２隙間Ｃ２が設けられる。従って、ボンディングツール６０内を開口部６２ａから吸引すると、穴あけ針６６と中空部Ｈの側面との間の第１隙間Ｃ１と、穴あけ針６６と段差部Ｓとの間の第２隙間Ｃ２が吸引経路となって中空部Ｈ及び吸着穴６４ａの吸引を持続させることができる。

次いで、図５（ａ）に示すように、ボンディングツール６０内の吸引を停止した後に、ボンディングツール６０の開口部６２ａから穴あけ針６６を加圧する。これにより、穴あけ針６６が下側に押圧されて、吸着穴６４ａの下に配置された離型フィルム３０が穴あけ針６６で突き刺されて開口穴３０ａが形成される。

このとき、穴あけ針６６の切削針部６６ｂは加圧前の状態でボンディングツール６０の吸着穴６４ａ内に配置されているので、位置合わせを行うことなく、吸着穴６４ａの直下の離型フィルム３０にセルフアライン的に開口穴３０ａを形成することができる。

なお、図４及び図５（ａ）の例では、穴あけ針６６の切削針部６６ｂは一個しか描かれていないが、ボンディングツール６０の吸着穴６４ａが複数の場合は、それに対応して穴あけ針６６の切削針部６６ｂも複数で設けられる。

続いて、図５（ｂ）に示すように、穴あけ針６６への加圧を停止した後に、再度、ボンディングツール６０の開口部６２ａから中空部Ｈ及び吸着穴６４ａ内の空気を真空ポンプで吸引する。これにより、再度、穴あけ針６６のヘッド部６６ａが上側部材６２の下面に吸着した状態となる。

さらに、図６（ａ）に示すように、第１実施形態と同様に、下面（素子形成面）にバンプ電極４２を備えた半導体チップ４０を用意し、半導体チップ４０の上面（背面）をボンディングツール６０の下面に離型フィルム３０を介して真空吸着させる。

このとき、吸着穴６４ａ、中空部Ｈ、第１隙間Ｃ１及び第２隙間Ｃ２が吸引経路となって吸引が持続し、ボンディングツール６０に半導体チップ４０が確実に真空吸着される。なお、中空部Ｈの気密性が高い場合は、穴あけ針６６の位置を保つために下側部材６４に穴を設けて、中空部Ｈに微量の空気が流入するようにしてもよい。

さらに、第１実施形態と同様に、ボンディングステージ５５の上に固定された配線基板５０のチップ搭載領域に未硬化の封止樹脂５４を形成する。

続いて、図６（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様に、ボンディングツール６０を降下させて半導体チップ４０のバンプ電極４２を未硬化の封止樹脂５４に押し込むことにより、半導体チップ４０のバンプ電極４２を配線基板５０の接続電極５２に圧接してフリップチップ接続する。このとき同時に、ボンディングツール６０の加熱手段によって封止樹脂５４が加熱されて硬化する。

このとき、ボンディングツール６０の下面には離型フィルム３０が配置されているため、ボンディングツール６０への封止樹脂５４の付着が防止される。また、半導体チップ４０の上面への封止樹脂５４の這い上がりが防止される。

次いで、図７に示すように、ボンディングツール６０及び離型フィルム３０を上昇させて半導体チップ４０から分離する。このとき、ボンディングツール６０内の吸引を停止した後にボンディングツール６０を引き上げると、穴あけ針６６が半導体チップ４０の背面に落下して傷つけるおそれがあるため好ましくない。

従って、第２実施形態では、ボンディングツール６０内を吸引した状態でボンディングツール６０を上昇させることにより、ボンディングツール６０及び離型フィルム３０を半導体チップ４０から分離する。

第２実施形態では、ボンディングツール６０の吸着穴６４ａと離型フィルム３０の開口穴３０ａとの位置合わせは不要となるため、ボンディングツール６０の吸着穴６４ａを十分に小さく設定することができる。

このため、離型フィルム３０と半導体チップ４０との間の吸着力は半導体チップ４０と配線基板５０との間の接着力よりかなり低くなるので、ボンディングツール６０を吸引した状態で半導体チップ４０から分離することができる。

第２実施形態においても、１つの半導体チップ４０の実装が終了するごとに、ボンディングツール６０に離型フィルム３０が搬送されて穴あけ針６６によって開口穴３０ａが形成される。これによって、ボンディングツール６０の下面には常に新しくきれいな離型フィルム３０が配置される。

以上説明したように、第２実施形態では、ボンディングツール６０の中空部Ｈ内に穴あけ針６６をフリーな状態で配置し、ボンディングツール６０の開口部６２ａから穴あけ針６６を加圧する。これにより、穴あけ針６６は吸着穴６４ａに導かれて下側に押圧され、吸着穴６４ａの下に配置された離型フィルム３０に穴あけ針６６によって開口穴３０ａが形成される。

従って、離型フィルム３０の開口穴３０ａをボンディングツール６０の吸着穴６４ａに特別に位置合わせする必要がない。このため、ボンディングツール６０の吸着穴６４ａを小さく設定する場合であっても、ボンディングツール６０の吸着穴６４ａに対応する部分の離型フィルム３０に確実に開口穴３０ａを形成することできる。

また、ボンディングツール６０の中空部Ｈに穴あけ針６６をフリーな状態で配置することにより、吸引及び加圧に連動させて穴あけ針６６を上下に移動させることができる。

これにより、加圧により穴あけ針６６を下側に押圧して離型フィルム３０に開口穴３０ａを形成できると共に、半導体チップ４０を吸着させる際には、穴あけ針６６が邪魔にならないように、吸引により穴あけ針６６を中空部Ｈの上側に吸着させて移動させることができる。

また、第２実施形態では、ボンディングツール６０に半導体チップ４０を吸着させる前に、ボンディングツール６０の中空部Ｈに内蔵された穴あけ針６６を加圧するだけで離型フィルム３０に開口穴３０ａを形成することができる。

従って、ボンディングツール６０の外側に穴あけ針を配置し、位置合わせして離型フィルムに開口穴を形成する場合より、動作が簡易となってタクト時間を短縮することができる。また、穴あけ針６６を吸着穴６４ａに位置合わせするための特別な位置合わせ手段を必要としないので、構造を簡易にすることができる。

（第３の実施の形態）
図８は本発明の第３実施形態の電子部品実装装置を示す図である。

第３実施形態の特徴は、開口穴が予め設けられた離型フィルムを巻出リールから所要のピッチで搬送してボンディングツールの吸着穴に位置合わせする方法において、位置ずれが発生するとしても離型フィルムの開口穴がボンディングツールの吸着穴に連通するようにすることである。第３実施形態では、第１実施形態と重複する内容についてはその説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、第３実施形態の電子部品実装装置１ｂは、左側から順に、巻出リール１２、第１ガイドローラ１６、ボンディングツール７０、第２ガイドローラ１８、及び巻取リール１４を備えている。つまり、第１、第２実施形態と違って、離型フィルム３０に開口穴３０ａを形成するための穴あけ手段を備えていない。

図８（ａ）を下側からみた図８（ｂ）の平面図を加えて参照すると、巻出リード１２に巻回された離型フィルム３０は、外部の金型によって予め複数の開口穴３０ａの群が所要のピッチで長尺方向に設けられており、開口穴３０ａが設けられた状態で巻出リード１２に巻回されている。図８（ｂ）では離型フィルム３０が透視的に描かれており、後述する図９〜図１２においても同様である。

図８（ｂ）の例では、複数の開口穴３０ａの群は、四隅方向に配置された４個の開口穴３０ａの中央に１個の開口穴３０ａが配置されてなる。離型フィルム３０にはそのような５個の開口穴３０ａの群が所要の配列ピッチで離型フィルム３０の長尺方向の全体に予め設けられている。

離型フィルム３０の開口穴３０ａは横方向及び縦方向に複数個で並んで配置されることが好ましいが、開口穴３０ａの個数は任意の数（１以上の整数）で構成することができる。

そして、ボンディングツール７０には、横方向に延在する複数の細長吸着穴７０ａが縦方向に平行に並んで配置されている。図８（ｂ）の例では７本の細長吸着穴７０ａを配置しているが、離型フィルム３０の開口穴３０ａの形状や数を考慮して２本以上で並べて配置すればよい。細長吸着穴７０ａは、延在方向の長さＬが幅Ｗよりかなり長い形状を有し、延在する長さＬが幅Ｗの例えば１０倍〜３０倍に設定される。

複数の細長吸着穴７０ａはボンディングツール７０の下面の表層部に設けられおり、複数の細長吸着穴７０ａには共通の吸引口７０ｂ（図８（ａ））が連通して接続されている。吸引口７０ｂから真空ポンプで吸引することにより、複数の細長吸着穴７０ａ内の空気が同時に吸引されるようになっている。

なお、複数の細長吸着穴７０ａは、ボンディングツール７０の上面から下面までそれぞれ貫通する貫通穴として形成してもよい。

図８（ｂ）の一例としては、離型フィルム３０の開口穴３０ａの径Ｄは０．６ｍｍであり、隣接する開口穴３０ａの配列ピッチＰ１が１．２ｍｍである。また、ボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの幅Ｗは０．２ｍｍであり、長さＬは２ｍｍであり、配列ピッチＰ２は０．６ｍｍである。

また、図８（ｂ）のように、離型フィルム３０の複数の開口穴３０ａを一つの群として配置する場合は、複数の細長吸着穴７０ａが配置される領域の全面積は、複数の開口穴３０ａの群の全面積より大きく設定される。

そして、図８（ａ）に示すように、巻出リード１２から搬送される離型フィルム３０は第１ガイドローラ１６の下側を経由してボンディングツール７０の下面に搬送され、第２ガイドローラ１８の下側を経由して巻取リール１４に巻き取られる。

離型フィルム３０の複数の開口穴３０ａの群の間の配列ピッチに合わせて離型フィルム３０を所要の搬送ピッチで搬送することにより、離型フィルム３０の複数の開口穴３０ａの群がボンディングツール７０の複数の細長吸着穴７０ａの上に位置合わせされて配置される。

図８の（ｂ）の平面図には、位置ずれが発生していない場合が示されており、離型フィルム３０の５つの開口穴３０ａがボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの中央部にそれぞれ配置される。この場合は、離型フィルム３０の５つの開口穴３０ａは、ボンディングツール７０の上側から２本目、４本目及び６本目の細長吸着穴７０ａの上に配置されてそれらに連通する。

図９には、比較例として、ボンディングツール７０の吸着穴７０ｘが離型フィルム３０の５つの開口穴３０ａと同一の形状及び同一配列で形成された場合が示されている。

比較例では、離型フィルム３０の開口穴３０ａがその径の寸法以上のずれ量で位置ずれが生じると離型フィルム３０の開口穴３０ａがボンディングツール７０の吸着穴７０ｘから完全に外れてしまい、開口穴３０ａと吸着穴７０ｘが連通しなくなり、半導体チップを吸着できなくなる。図９の例では、左上側に位置ずれが発生しているが、どの方向に位置ずれしても同様な結果となる。

離型フィルム３０に予め開口穴３０ａを設けておく方法では、フィルムの送り精度などの問題で比較的大きな位置ずれが発生しやすい。

これに対して、図１０に示すように、第３実施形態では、上記した比較例と同様に左上側に同じずれ量で位置ずれが発生するとしても、離型フィルム３０の５つの開口穴３０ａはボンディングツール７０の一つ上側の細長吸着穴７０ａの上にそれぞれ配置されてそれらと連通する。

好適には、離型フィルム３０の開口穴３０ａの径Ｄと、ボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの配列ピッチＰ２とが同一に設定される（図８（ｂ）の例では、０．６ｍｍ）。これにより、離型フィルム３０の開口穴３０ａがどの方向に位置ずれする場合であっても、離型フィルム３０の各開口穴３０ａの一部がボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの上にそれぞれ配置されてそれらと連通する。

なお、離型フィルム３０の開口穴３０ａが横方向に位置ずれする場合は、ボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの上において離型フィルム３０の開口穴３０ａの配置位置が横方向にずれるだけである。

また、離型フィルム３０の開口穴３０ａとして円形の開口穴を例示しているが、楕円形、四角形などの各種の形状を採用しても同等な効果が得られる。

あるいは、図１１に示すように、ボンディングツール７０に縦方向に延在する複数の細長吸着穴７０ａを横方向に平行に並べて配置してもよい。この場合も、上記した図１０での説明と同様に、離型フィルム３０の開口穴３０ａがどの方向に位置ずれするとしても、離型フィルム３０の各開口穴３０ａの一部がボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの上に配置されてそれらと連通する。

さらには、図１２に示すように、ボンディングツール７０に斜め方向に延在する複数の細長吸着穴７０ａを斜め方向に平行に並べて配置してもよい。この場合も、同様に、離型フィルム３０の開口穴３０ａがどの方向に位置ずれするとしても、離型フィルム３０の各開口穴３０ａの一部がボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの上に配置されてそれらと連通する。

第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様に、ボンディングツール７０の下面に離型フィルム３０を介して半導体チップが真空吸着され、配線基板上に形成された封止樹脂に押し込まれてフリップチップ接続される。

第３実施形態では、ボンディングツール７０に細長吸着穴７０ａを並べて設けることにより、離型フィルム３０の開口穴３０ａを小さくする場合に、ある程度の位置ずれが生じるとしても離型フィルム３０の開口穴３０ａを細長吸着穴７０ａに容易に連通させることができる。そして、離型フィルム３０の小さな開口穴３０ａが実質的な吸着穴となるため、薄型化された半導体チップを実装する際に変形が防止されて信頼性を向上させることができる。

なお、離型フィルム３０の開口穴３０ａ及びボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの個数や配列ピッチは任意に設定することができ、どの方向に位置ずれが発生するとしても、離型フィルム３０の開口穴３０ａの少なくとも一部がボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａに連通するようにすればよい。

（第４の実施の形態）
図１３は本発明の第４実施形態の電子部品実装装置を示す図である。

第４実施形態の特徴は、第１実施形態に第３実施形態の細長吸着穴を備えたボンディングツールを適用することにある。

第４実施形態では、第１、第３実施形態と重複する内容についてはその説明を省略する。

図１３（ａ）に示すように、第４実施形態の電子部品実装装置１ｃでは、前述した第１実施形態の図１の電子部品実装装置１において、ボンディングツール１０の代わりに、前述した第３実施形態の図８（ａ）のボンディングツール７０が使用される。

つまり、図１３（ｂ）の平面図に示すように、ボンディングツール７０には横方向に延在する複数の細長吸着穴７０ａが縦方向に平行に並んで配置されている。複数の細長吸着穴７０ａは共通する吸引口７０ｂに連通している。

そして、ボンディングツール７０の直前には第１実施形態と同様な穴あけ機構２０が配置されている。図１３（ａ）の穴あけ機構２０では２つのパンチ部２２ｂが示されているが、第１実施形態の図１と基本的に同一のものである。

そして、第１実施形態と同様に、巻出リール１２から搬送されてくる離型フィルム３０を穴あけ機構２０に搬送し、穴あけ機構２０によって離型フィルム３０に開口穴３０ａを形成する。図１３（ｂ）の平面図では、第３実施形態と同様に、離型フィルム３０に５つの開口穴３０ａが形成された例が示されている。図１３（ｂ）では離型フィルム３０が透視的に描かれている。

さらに、打抜パンチ２２の中央部の位置とボンディングツール７０の複数の細長吸着穴７０ａの中央部の位置との間の離型フィルム３０の長さ分だけ離型フィルム３０を搬送させる。これにより、離型フィルム３０の開口穴３０ａがボンディングツール７０の複数の細長吸着穴７０ａの領域に配置される。

第４実施形態においても、第１、第２実施形態と同様に、ボンディングツール７０の下面に離型フィルム３０を介して半導体チップが真空吸着され、配線基板上に形成された封止樹脂に押し込まれてフリップチップ接続される。

第４実施形態では、第１実施形態と同様に、穴あけ機構２０をボンディングツール７０の直前に配置することにより、離型フィルム３０の開口穴３０ａをボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａに精度よく位置合わせすることができる。

また、ボンディングツール７０で半導体チップをフリップチップ接続する動作と並行して離型フィルム３０に開口穴３０ａを形成できるので、タクト時間を短縮することができる。

これに加えて、第３実施形態で説明したように、離型フィルム３０の開口穴３０ａがどの方向に位置ずれする場合であっても、離型フィルム３０の各開口穴３０ａの一部がボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの上に配置されてそれらと連通する。

第４実施形態では、ボンディングツール７０の直前に穴あけ機構２０を配置すること、及びボンディングツール７０に細長吸着穴７０ａを並べて設けることによる相乗効果により、離型フィルム３０のより小さな開口穴３０ａをボンディングツール７０に細長吸着穴７０ａに確実に連通させて配置することができる。

これにより、離型フィルム３０のより小さな開口穴３０ａが実質的な吸着穴となるため、薄型化された半導体チップをボンディングツール７０に真空吸着させて実装する際の信頼性をさらに向上させることができる。

第４実施形態においても、第３実施形態と同様に、好適には、離型フィルム３０の開口穴３０ａの径と、ボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａの配列ピッチとが同一に設定される。

また同様に、離型フィルム３０の開口穴３０ａの個数は任意の数に設定できると共に、楕円形や四角形などの各種の形状を採用することができる。また同様に、ボンディングツール７０の細長吸着穴７０ａにおいても、その配列数は２列以上であればよく、任意の方向に延在させることができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…電子部品実装装置、１０，６０，７０…ボンディングツール、１０ａ，６４ａ…吸着穴、１２…巻出リール、１４…巻取リール、１６…第１ガイドローラ、１８…第２ガイドローラ、２０…穴あけ機構、２２…打抜パンチ、２２ａ…パンチ部、２４…押え部材、２４ａ…開口部、３０…離型フィルム、３０ａ…開口穴、４０…半導体チップ、４２…バンプ電極、５０…配線基板、５２…接続電極、５４…封止樹脂、５５…ボンディングステージ、６２…上側部材、６２ａ…開口部、６４…下側部材、６４ｘ…凹部、６６…穴あけ針、６６ａ…ヘッド部、６６ｂ…切削針部、７０ａ…細長吸着穴、７０ｂ…吸引口、Ｃ１…第１隙間、Ｃ２…第２隙間、Ｓ…段差部、Ｈ…中空部。

Claims (9)

1. 搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための吸着穴を備えたボンディングツールと、
   前記離型フィルムが前記ボンディングツールに配置される前の段階の搬送経路の位置に設けられ、前記ボンディングツールの前記吸着穴に連通する開口穴を前記離型フィルムに形成するための穴あけ機構とを有し、
   前記離型フィルムは、前記穴あけ機構によって前記開口穴が形成された後に、所要の搬送ピッチで前記ボンディングツールに搬送されて、前記離型フィルムの前記開口穴が前記ボンディングツールの前記吸着穴に連通することを特徴とする電子部品実装装置。
2. 内部に設けられた中空部と、前記中空部の天井部に形成された開口部と、前記中空部の底部に形成されて、搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための吸着穴とを備えたボンディングツールと、
   前記中空部及び前記吸着穴に配置され、前記開口部からの吸引及び加圧に連動して前記中空部の上下に移動する穴あけ針とを有し、
   前記穴あけ針を加圧することにより、前記吸着穴の下に配置される前記離型フィルムを前記穴あけ針で突き刺して前記吸着穴に連通する開口穴を形成することを特徴とする電子部品実装装置。
3. 搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための複数の細長吸着穴が並んで設けられたボンディングツールを有し、
   前記離型フィルムには開口穴が予め設けられており、前記離型フィルムは所要の搬送ピッチで前記ボンディングツールに搬送されて、前記離型フィルムの前記開口穴の少なくとも一部が前記ボンディングツールの前記細長吸着穴に連通することを特徴とする電子部品実装装置。
4. 前記ボンディングツールの吸着穴は、複数の細長吸着穴が並んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
5. 前記穴あけ機構は、打抜パンチを押え部材の開口部に押圧して前記離型フィルムを打ち抜く金型からなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
6. 前記離型フィルムの前記開口穴は複数で構成され、前記開口穴の径は、前記複数の細長吸着穴の配列ピッチと同一に設定されることを特徴とする請求項３又は４に記載の電子部品実装装置。
7. 前記離型フィルムは巻出リールから搬送され、前記ボンディングツールを経由して巻取リールに巻き取られることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかの電子部品実装装置を使用し、前記ボンディングツールの前記吸着穴を吸引することにより、電子部品を前記離型フィルムを介して前記ボンディングツールに吸着させ、前記電子部品を封止樹脂を介して配線基板にフリップチップ接続することを特徴とする電子部品の実装方法。
9. 前記電子部品は、厚みが１０乃至５００μｍの半導体チップであることを特徴とする請求項８に記載の電子部品の実装方法。

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