JP2014116414A - 電子部品実装方法および電子部品実装システム - Google Patents

Abstract

【課題】部品実装構造体の生産性を向上させるとともに、接合信頼性を向上させる。
【解決手段】（i）部品電極と基材の接続用電極とが対向するように、基材に、熱硬化性樹脂を含む接合材を介して、複数の電子部品を搭載する工程と、（ii）複数の電子部品を搭載した基材を、複数のプレス台から選択される１つに載置し、複数の電子部品を一括して熱圧着処理し、その後、基材をアンロードする工程と、（iii）選択されたプレス台を自然冷却または強制冷却により冷却する工程と、を有し、工程（i）〜（iii）を繰り返すとともに、工程（ii）において複数のプレス台を順次選択することにより、ｎ回目（ｎは１以上の整数）に工程（i）〜（iii）が行われる期間の一部と、（ｎ＋１）回目に工程（i）〜（iii）が行われる期間の一部とを、重複させる、電子部品実装方法。
【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、電子部品実装方法および電子部品実装システムに関する。さらに詳しくは、基板の電極と電子部品の電極、基板の電極同士、および電子部品の電極同士等を互いに熱圧着により接合するための電子部品実装方法および電子部品実装システムに関する。

エレクトロニクス製品の高機能化、小型化が進むのに応じて、半導体集積回路の大容量・高速化および微細化が求められている。そのような要求に応えるために、電子部品の実装技術におけるマイクロ接合の重要性が増大している。マイクロ接合の中で、熱圧着は、複数の部材を所定の温度で加圧密着させて、接合する接合方法であり、塑性変形による接合や、固相状態のまま原子レベルでの接合を行う、いわゆる拡散接合を含む。熱圧着は、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属同士の接合に適応しており、半導体製造工程においては、電極接合装置で熱圧着が多く用いられている。

そして、従来、熱圧着による基板または半導体ウェハ（以下、両者を含めて基材という）と、電子部品との接合においては、熱圧着により電極同士を接合する一方で、基材と電子部品とを樹脂を含む接合材（以下、樹脂接合材という）で接合することが行われている（特許文献１および２参照）。これにより、電極間の接合部を補強することができる。特に、携帯型の電子機器においては、落下等の衝撃により電極間の接合部が破壊されることがある。したがって、基材と電子部品とを樹脂接合材により接合して、電極間の接合部を補強すべき必要性は大きい。

特開２００７−３５６９２号公報 特開２００８−６９３１７号公報

上述したように、従来、電子部品の基材への実装には、樹脂接合材を使用して、電極間の接合部を補強することが多い。その場合には、基材の電子部品搭載領域に樹脂接合材を供給し（樹脂供給工程）、樹脂接合材の上から電子部品を基材に搭載し（部品搭載工程）、熱圧着により、基材電極と電子部品電極とを接合する（熱圧着工程）と同時に樹脂接合材を熱硬化させて電子部品を基材に接合する（樹脂接合工程）、という手順で、部品実装処理が進められる。そして、従来、複数の電子部品を例えば１つの基材に実装する場合には、１つの電子部品を上記の各工程により基材に実装してから、他の電子部品を実装する、という手順で部品実装処理が進められている。

上記従来の部品実装処理では、例えば、１つ１つの電子部品について、樹脂供給、部品搭載、熱圧着および樹脂接合工程を順次実行している。ところが、熱圧着工程は、部品実装処理の中で比較的長い時間がかかる工程である。このため、上記従来の部品実装処理では、熱圧着工程がボトルネックとなり、電子部品を基材に実装して成る構造体（以下、部品実装構造体という）を高い生産性で製造することができないことがある。

そこで、複数の電子部品について、一括して熱圧着工程を実行する手法が検討されている。この場合には、例えば、１または複数の基材をプレス台に載置し、それぞれの基材の複数の部品搭載領域に樹脂接合材を供給し、その上から、複数の電子部品を、それぞれ対応する部品搭載領域に搭載し、複数の電子部品に対して一括して熱圧着工程を実行する、という手順で部品実装処理が行われる。

上記方法によれば、比較的長い時間がかかる熱圧着工程を、複数の電子部品に対して同時に実行することができるので、電子部品実装構造体の生産性の向上を図ることができる。

ところが、複数の電子部品に対して熱圧着工程を一括して行う場合には、同時に熱圧着工程を実行する電子部品が多くなれば多くなるほどに、サイズの大きなプレス台を使用する必要性が生じる。プレス台のサイズが大きくなると、１回の熱圧着工程を実行した後、次の熱圧着工程を実行するまでの間に、そのプレス台が十分に冷却されるまでの時間が長くなる。

プレス台が十分に冷却されない間に、そのプレス台を使用して連続的に熱圧着工程を行うと、プレス台に載置した基材に樹脂接合材を供給したときに、その接合材が硬化してしまうことがある。その結果、樹脂接合材の上から電子部品を基材に搭載しても、電極同士を接触させることができなくなったり、電子部品と基材とを樹脂接合材により十分に接合することができなくなったりすることがある。これを避けるためには、１回の熱圧着工程が終了した後、次の熱圧着工程を開始するまでの時間を長くして、プレス台を十分に冷却する必要がある。そのため、電子部品実装構造体の生産性を向上させる効果が低減することがある。

上述の問題に対処するために、１回の熱圧着工程が終了した後、例えば空冷装置または液冷装置によりプレス台を強制冷却して、プレス台を再使用し得るまでの時間を短縮することも考えられる。ところが、プレス台を強制冷却する場合には、部品実装システムに、圧縮エアの供給装置を設けたり、熱媒体の循環ラインを設けたりする必要があり、製造コストが増大するとともに、機構が複雑化する。

本発明の一局面は、電子部品の部品電極と、基材の接続用電極とを接合して、前記電子部品を前記基材に実装する電子部品実装方法であって、
（i）前記部品電極と前記接続用電極とが対向するように、前記基材に、熱硬化性樹脂を含む接合材を介して、複数の前記電子部品を搭載する工程と、
（ii）前記複数の電子部品を搭載した前記基材を、複数のプレス台から選択される１つに載置し、前記複数の電子部品を一括して加熱するとともに前記基材に対して押圧する熱圧着処理を行い、その後、前記選択されたプレス台から前記基材をアンロードする工程と、
（iii）前記選択されたプレス台を自然冷却または強制冷却により冷却する工程と、を有し、
前記工程（i）〜（iii）を繰り返すとともに、前記工程（ii）において前記複数のプレス台を順次選択することにより、ｎ回目（ｎは１以上の整数）に前記工程（i）〜（iii）が行われる期間の一部と、（ｎ＋１）回目に前記工程（i）〜（iii）が行われる期間の一部とを、重複させる、電子部品実装方法に関する。

本発明の他の局面は、電子部品の部品電極と、基材の接続用電極とを接合して、前記電子部品を前記基材に実装する電子部品実装システムであって、
前記部品電極と前記接続用電極とが対向するように、前記基材に、熱硬化性樹脂を含む接合材料を介して、複数の前記電子部品を搭載する搭載ユニットと、
前記複数の電子部品を搭載した前記基材が載置されるプレス台をそれぞれが含み、前記複数の電子部品を一括して加熱するとともに前記基材に対して押圧する熱圧着処理を実行する、複数の熱圧着ユニットと、
前記複数の電子部品が搭載された前記基材を前記熱圧着ユニットの前記プレス台に載置する基材載置ユニットと、
前記熱圧着ユニットで前記熱圧着処理された基材をアンロードするアンロードユニットと、
前記各ユニットを制御する制御ユニットとを具備し、
制御ユニットは、
前記複数のプレス台が順次選択されるように、前記基材載置ユニットを制御するとともに、
前記搭載ユニットによる、前記複数の電子部品を前記基材に搭載する操作（ａ）、
前記基材載置ユニットによる、前記複数の電子部品を搭載した前記基材を、前記複数の熱圧着ユニットから選択される１つの前記プレス台に載置する操作（ｂ）、
前記選択された熱圧着ユニットによる、熱圧着を実行する操作（ｃ）、
前記アンロードユニットによる、前記選択された熱圧着ユニットの前記プレス台から前記基材をアンロードする操作（ｄ）、および
アンロード後に、前記選択された熱圧着ユニットの前記プレス台を自然冷却または強制冷却により冷却する操作（ｅ）、が繰り返されるように、かつ、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の前記（ａ）〜（ｅ）の操作が行われる期間の一部と、（ｎ＋１）回目の前記（ａ）〜（ｅ）の操作が行われる期間の一部とが、重複するように、前記各ユニットを制御する、電子部品実装システムに関する。

本発明によれば、複数のプレス台を使用して、熱圧着処理を実行するので、複数の電子部品を一括して基材に熱圧着する場合に、熱圧着処理の実行間隔を、ラインの遅延を生じないように十分に短く設定しても、各プレス台を、樹脂接合材の硬化を生じない程度に十分に低い温度まで冷却することが可能となる。これにより、熱圧着工程が部品実装構造体の製造ラインのボトルネックとなるのを防止することができ、部品実装構造体の生産性を向上させることができるとともに、接合信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る電子部品実装システムの概略構成を示すブロック図である。 同システムの部品搭載ユニットの斜視図である。 部品搭載ユニットの側面図である。 同システムによる部品実装処理の手順を示すフローチャートである。 第１並列処理の手順を示すフローチャートである。 基板を側方から見た一部断面図であって、樹脂供給処理が開始される前の状態を示す図である。 基板を側方から見た一部断面図であって、樹脂供給処理が開始された直後の状態を示す図である。 基板を側方から見た一部断面図であって、図５Ｂよりも樹脂供給処理が進んだ状態を示す図である。 電子部品と基板を側方から見た一部断面図であって、部品搭載処理で電子部品が順次基材に搭載されている状態を示す図である。 電子部品と基板を側方から見た一部断面図であって、複数の電子部品に対して、一括して熱圧着処理が実行されている状態を示す図である。 電子部品と基板を側方から見た一部断面図であって、複数の電子部品が基材に実装された状態を示す図である。 プレス台の上面図であって、１つの基材がプレス台に載置された状態を示す図である。 プレス台の上面図であって、所定数の基材が全てプレス台に載置された状態を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る電子部品実装システムの概略構成を示すブロック図である。 同システムによる部品実装処理の手順を示すフローチャートである。 第２並列処理の手順を示すフローチャートである。 基板リロード処理の手順を示すフローチャートである。

本発明は、電子部品の部品電極と、基材の接続用電極とを接合して、電子部品を基材に実装する電子部品実装方法に関する。本方法は、（i）部品電極と接続用電極とが対向するように、基材に、熱硬化性樹脂を含む接合材を介して、複数の電子部品を搭載する工程と、（ii）複数の電子部品を搭載した基材を、複数のプレス台から選択される１つに載置し、複数の電子部品を一括して加熱するとともに基材に対して押圧する熱圧着処理を行い、その後、選択されたプレス台から前記基材をアンロードする工程と、（iii）選択されたプレス台を自然冷却または強制冷却により冷却する工程と、を有する。そして、工程（i）〜（iii）を繰り返すとともに、工程（ii）において複数のプレス台を順次選択することにより、ｎ回目（ｎは１以上の整数）に工程（i）〜（iii）が行われる期間の一部と、（ｎ＋１）回目に工程（i）〜（iii）が行われる期間の一部とを、重複させる。熱圧着処理を実行するときのプレス台の温度は、例えば１５０〜２５０℃に設定することができる。

一例として、電子部品は半導体ベアチップまたは半導体パッケージであり得る。このとき、基材はインターポーザ基板または半導体ウェハであり得る。

上記のように、複数のプレス台を使用し、それらを順次冷却しながら熱圧着処理を実行することで、部品実装処理の中で、比較的に長い時間を要する熱圧着工程が製造ラインのボトルネックとなるのを防止することができ、高い生産性で、部品実装構造体を製造することができる。プレス台の冷却は、自然冷却でもよいし、送風ファン、圧縮エア、および液体冷却装置（例えば水冷装置）等を使用した強制冷却でもよい。

ただし、プレス台の数が多い場合は、強制冷却することなく自然冷却だけで、各プレス台を十分に低い温度にまで冷却することが容易となる。よって、そのような場合には、強制冷却の必要性は小さくなり、強制冷却設備を省略することが可能となる。逆に、プレス台の数が少ない場合（例えば２台の場合）は、プレス台の強制冷却を行うことで、比較的短時間の内に、各プレス台を十分に低い温度まで冷却することができる。よって、強制冷却を有効に利用することで、プレス台の増加を抑えつつ、熱圧着工程の時間を短縮することが可能となる。その結果、コストの増大と、生産性の向上とをバランスさせて、最良のコストパフォーマンスを得ることができる。

また、強制冷却をする場合でも、複数のプレス台を使用することで、従来よりも能力の低い冷却装置を使用しても、ラインの遅延を生じることなく、各プレス台を所望温度にまで冷却することが容易となる。したがって、機構を小型化するとともに、製造コストを低減することが容易となる。

さらに、本発明においては、複数のプレス台を使用して順次熱圧着工程を実行することで、例えば、冷却中のプレス台に、電子部品を搭載する前の基材を載置し、その余熱を利用して、その基材をプリベークすることも可能となる。これにより、プリベーク用の設備を省略することができる。また、プリベーク用の電力等を節減することもできる。これにより、機構の簡素化および製造コストの低減が図れる。なお、プリベークを行うことが望ましい基材としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を含む樹脂基板が挙げられる。これらの基板をプリベークすることで、基板に残留する揮発成分を除去することができる。

例えば、複数のプレス台が、第一プレス台、第二プレス台および第三プレス台を具備するような場合には、第一プレス台で熱圧着処理を行うときは、第二プレス台および第三プレス台を冷却する。そして、第二プレス台および第三プレス台のうち、温度の高い方に、電子部品を搭載する前の基材を載置することで、基材を効果的にプリベークすることができる（プリベーク処理）。

そして、プレス台の余熱によりプリベークされた基材に、熱硬化性樹脂を含む接合材（以下、樹脂接合材という）を供給し、その上に複数の電子部品を搭載し、その基材を再びそのプレス台に戻すことで（基材リロード処理）、そのまま、複数の電子部品の熱圧着処理を一括して実行することができる。したがって、別途のプリベーク用設備を特別に準備する必要がなく、システムを簡素化することができる。

プレス台の余熱によりプリベークを行うとき、プレス台の温度は、１００〜１５０℃の範囲であるのが好ましい。そのような温度範囲のプレス台に、電子部品を搭載する前の基材を載置することで、基材を効果的にプリベークすることができるとともに、基材が変形したり、基材上の配線が酸化したりするのを防止することができる。また、プリベークの時間は、５〜３０分の所定時間ＴＭ１（図８Ａ参照）であるのが好ましい。これにより、プリベークを十分な程度、実行することができるとともに、ラインの遅延が生じないように、熱圧着処理の実行間隔を十分に短くすることが容易となる。

熱圧着処理においては、部品電極と接続用電極とを直接的に接合することもできるし、両電極を、はんだを介して接合することもできる。はんだを介して両電極を接合する場合には、ペースト状態の樹脂接合材にはんだを含ませることもできる。これにより、部品電極および接続用電極の少なくとも一方にはんだを供給する工程を省略することができる。はんだを、そのようなペーストに含ませる場合には、はんだの含有量は、４〜３０質量％とするのが好ましい。

はんだは、いわゆるはんだバンプ、もしくは、はんだキャップとして部品電極および接続用電極のいずれかに含ませることもできる。または、はんだの微粒子を含むクリームはんだを部品電極または接続用電極に塗布することで、はんだを部品電極または接続用電極のいずれかに含ませることもできる。

はんだの具体例としては、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金などが挙げられるが、特に限定されるものではない。上記のＳｎをベース材料とするはんだ以外では、例えば金はんだを用いてもよい。

樹脂接合材として使用される熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂は、硬化剤、硬化促進剤などを含んでもよい。硬化剤としては、酸無水物、脂肪族または芳香族アミン、イミダゾールまたはその誘導体などが好ましく用いられ、硬化促進剤としては、ジシアンジアミドなどを例示できる。熱硬化性樹脂には、更に、反応性希釈剤、カーボンブラック、無機セラミックス粒子などの充填剤を含ませてもよい。熱硬化性樹脂には、フラックスに含ませる活性剤などの成分を含ませてもよい。これにより、熱硬化性樹脂が接合すべき電極間に侵入しているような場合でも、電極同士の濡れ性がより確実に確保される。なお、樹脂接合材は、予め電子部品に付与されていてもよい。

さらに、本発明は、電子部品の部品電極と、基材の接続用電極とを接合して、電子部品を基材に実装する電子部品実装システムに関する。本システムは、部品電極と接続用電極とが対向するように、基材に、熱硬化性樹脂を含む接合材料を介して、複数の電子部品を搭載する搭載ユニットと、複数の電子部品を搭載した基材が載置されるプレス台をそれぞれが含み、複数の電子部品を一括して加熱するとともに基材に対して押圧する熱圧着処理を実行する、複数の熱圧着ユニットと、複数の電子部品が搭載された基材を熱圧着ユニットのプレス台に載置する基材載置ユニットと、熱圧着ユニットで熱圧着処理された基材をアンロードするアンロードユニットと、各ユニットを制御する制御ユニットとを具備する。

そして、本システムにおいては、制御ユニットは、複数のプレス台が順次選択されるように、基材載置ユニットを制御する。また、制御ユニットは、搭載ユニットによる、複数の電子部品を基材に搭載する操作（ａ）、基材載置ユニットによる、複数の電子部品を搭載した基材を、複数の熱圧着ユニットから選択される１つのプレス台に載置する操作（ｂ）、選択された熱圧着ユニットによる、熱圧着を実行する操作（ｃ）、およびアンロードユニットによる、選択された熱圧着ユニットのプレス台から熱圧着が終了した基材をアンロードする操作（ｄ）、および基材のアンロード後に、選択された熱圧着ユニットのプレス台を自然冷却または強制冷却により冷却する操作（ｅ）、が繰り返されるように各ユニットを制御する。このとき、制御ユニットは、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の上記の（ａ）〜（ｅ）の操作が行われる期間の一部と、（ｎ＋１）回目の上記の（ａ）〜（ｅ）の操作が行われる期間の一部とが、重複するように、各ユニットを制御する。

以下、本発明を、図面を参照して詳細に説明する。
（実施形態１）
図１に、本発明の一実施形態に係る電子部品実装方法が適用される電子部品実装システムの概略構成をブロック図により示す。図２に、搭載ユニットの一例を斜視図により示す。図３に、搭載ユニットの図１の矢視側面図を示す。図４に、搭載ユニットの制御系統をブロック図により示す。

図示例の電子部品実装システム（以下、単にシステムという）１は、基材に樹脂接合材を供給するとともに、電子部品を基材に搭載する部品搭載ユニット１０と、電子部品を基材に熱圧着により接合する、複数（図示例では、２つ）の熱圧着ユニット２０（第１熱圧着ユニット２０Ａおよび第２熱圧着ユニット２０Ｂ）と、基材を供給するローダ３０と、電子部品が実装された基材を熱圧着ユニット２０からアンロードするアンローダ４０（第１アンローダ４０Ａおよび第２アンローダ４０Ｂ）とを備えている。さらに、システム１は、システム１の各ユニットを統括的に制御する制御装置８０を備えている。制御装置８０は、上記の各ユニットとは独立に設けることができる。本実施形態では、制御装置８０が部品搭載ユニット１０に設けられ、部品搭載ユニット１０を制御するとともに、システム１の各ユニットを制御する場合を説明する。

部品搭載ユニット１０と第１熱圧着ユニット２０Ａとの間には、搬送ユニット３８Ａが配置されている。部品搭載ユニット１０と第２熱圧着ユニット２０Ｂとの間には、搬送ユニット３８Ｂが配置されている。部品搭載ユニット１０とローダ３０との間には、搬送ユニット３８Ｃが配置されている。

第１熱圧着ユニット２０Ａの部品搭載ユニット１０とは反対側には、アンローダ４０Ａが配置されている。第２熱圧着ユニット２０Ｂの部品搭載ユニット１０とは反対側には、アンローダ４０Ｂが配置されている。

部品搭載ユニット１０は、電子部品の一例としての半導体素子１４を、基材の一例としての基板１２に搭載するデバイスボンダとしての機能を有している。部品搭載ユニット１０は、１つの基台２を備えており、その基台２が下記の全てのユニットを支持している。

そして、部品搭載ユニット１０は、１つの筐体３により上記の全てのユニットを内包した、独立の装置として構成される。なお、図１においては、部品搭載ユニット１０の内部構造の理解を容易にするために、筐体３は、一部分だけを示している。図中、Ｘ軸方向は部品搭載ユニット１０の前後方向を示し、Ｙ軸方向は部品搭載ユニット１０の左右方向を示し、Ｚ軸方向は鉛直上下方向を示す。

部品搭載ユニット１０は、半導体素子１４を基板１２に接合するための樹脂接合材を基板１２に供給するディスペンサユニット２２と、半導体素子１４の電極１４ａ（部品電極、図５Ｄ参照）を、対応する、基板１２の電極１２ａ（接続用電極、図５Ａ等参照）と対向させて、半導体素子１４を、樹脂接合材を介して基板１２の上に載置する素子載置ユニット１６と、制御装置８０とを有している。樹脂接合材には、各電極の表面酸化膜を除去する作用を有する還元性を有する活性剤を含ませることができる。部品搭載ユニット１０には、さらに、基板１２に実装される半導体素子１４を供給する半導体素子供給ユニット１８を含ませることができる。

熱圧着ユニット２０は、それぞれ、１または複数（Ｎ１個とする。Ｎ１は、１以上の整数である）の基板１２が載置されるプレス台２１（図７Ａおよび図７Ｂ参照）と、Ｎ１個の基板１２にそれぞれ搭載された複数（Ｎ２個とする。Ｎ２は、２以上の整数である）の半導体素子１４（合計、Ｎ１×Ｎ２個である）について、一括して熱圧着処理を実行するためのプレス板２３（図５Ｅ参照）とを有している。

半導体素子供給ユニット１８は、水平方向（Ｘ−Ｙ軸方向）に移動可能な素子供給ステージ２４（素子載置部）と、素子供給ステージ移動機構２５と、素子ピックアップユニット２６とを備える。半導体素子供給ユニット１８は、他に、素子供給ステージカメラ１０２と、エジェクタ１０６とを含む。

素子供給ステージ２４の上面には、複数の半導体素子１４を含むウェハ１０４が、シート状部材１０５に貼り付けられ、部品電極１４ａを上に向けた状態で、載置される。素子供給ステージ移動機構２５は、例えばＸＹテーブル装置から構成されている。素子供給ステージカメラ１０２の光軸は、素子供給ステージ２４上で素子ピックアップユニット２６により半導体素子１４をピックアップすべき位置（素子ピックアップ位置Ｐ1という）と交叉している。

エジェクタ１０６は、素子ピックアップ位置Ｐ1の下方に配置され、ウェハ１０４から、素子ピックアップユニット２６によりピックアップされる半導体素子１４を上に押し出すように動作する。

素子ピックアップユニット２６は、ピックアップヘッド２６ａと、ピックアップツール２６ｂと、ピックアップヘッド２６ａを支持するアーム２６ｃと、ピックアップヘッド移動機構２８と、ピックアップヘッド回転機構２９とを含む。

ピックアップツール２６ｂは軸状部を有し、その軸状部の一端部には、例えば、素子供給ステージ２４から１つの半導体素子１４をピックアップするための吸着ノズルが開口している。ピックアップツール２６ｂの他端部はピックアップヘッド２６ａに接続されている。

ピックアップヘッド２６ａは、水平方向に延びる長軸状のアーム２６ｃの一端部に接続されている。アーム２６ｃの他端部は、ピックアップヘッド移動機構２８およびピックアップヘッド回転機構２９に接続されている。ピックアップヘッド移動機構２８は、図示しないＹ−Ｚ軸方向移動機構を含んでおり、ピックアップヘッド２６ａをＹ軸方向およびＺ軸方向に所定範囲で移動させる。

ピックアップヘッド回転機構２９は、アーム２６ｃを、その軸芯を回転中心として１８０度（半回転）させる機構である。ピックアップツール２６ｂは、軸状部がアーム２６ｃの延びる方向と直交するように、ピックアップヘッド２６ａに取り付けられている。アーム２６ｃが半回転することで、ピックアップツール２６ｂは、先端部が上を向いた状態と下を向いた状態との間で回転される。これにより、ピックアップツール２６ｂにより保持された半導体素子１４は、上下が反転するように回転される。ピックアップツール２６ｂがピックアップする半導体素子１４は、素子供給ステージ２４のＸ−Ｙ軸方向の移動により選択され、エジェクタ１０６によりウェハ１０４から押し上げられる。

素子載置ユニット１６は、部品保持ヘッド３６と、部品保持ヘッド３６に取り付けられて半導体素子１４を保持する部品保持ツール３６ａと、部品保持ヘッド（実装ヘッド）３６を移動する部品保持ヘッド（実装ヘッド）移動機構３２と、基板１２に半導体素子１４を搭載する間、基板１２を保持する実装ステージ３４と、実装ステージ移動機構１１２（例えばＸＹテーブル）とを含む。素子載置ユニット１６は、さらに、チップ認識カメラ１０８と、基板認識カメラ１１０とを備えている。部品保持ヘッド移動機構３２は、部品保持ヘッド３６をＹ軸方向に移動するＹ軸方向移動機構３２ａと、部品保持ヘッド３６をＺ軸方向に移動するＺ軸方向移動機構３２ｂとを含む。

部品保持ツール３６ａは、例えば、半導体素子１４を吸着して保持する吸着ノズルを含む。チップ認識カメラ１０８は、その上方の素子認識位置Ｐ2にて、部品保持ツール３６ａにより保持された半導体素子１４の画像を撮像して、その保持姿勢を認識する。その保持姿勢が所定の姿勢からずれている場合には、そのずれは、部品保持ツール３６ａの軸周りの回転等により修正される。

基板認識カメラ１１０は、基板１２の電極１２ａや位置合せマーク等の画像を撮像して、基板１２上の半導体素子１４の搭載位置Ｐ4を認識する。その撮像の際には、実装ステージ移動機構１１２により、実装ステージ３４がＸ−Ｙ平面内で適宜の位置に移動される。制御装置８０は、認識された搭載位置Ｐ4に基づいて、各電極１２ａと、対応する各部品電極１４ａとを接合し得るように位置決めをして、実装ステージ移動機構１１２により実装ステージ３４を移動させる。それと対応して、制御装置８０は、チップ認識カメラ１０８の認識結果に基づいて、部品保持ヘッド移動機構３２により部品保持ヘッド３６を移動させる。

部品保持ヘッド移動機構３２のＹ軸方向移動機構３２ａは、Ｙ軸方向に延びる２本のＹ軸レール３２ｃと、リニアモータの可動子であるＹ軸スライダ３２ｄとを含む。Ｚ軸方向移動機構３２ｂは、Ｙ軸スライダ３２ｄに取り付けられた昇降機構３２ｅと、昇降機構３２ｅにより上下される実装ヘッド支持プレート３２ｆとを含む。部品保持ヘッド３６は、実装ヘッド支持プレート３２ｆの下端部に取り付けられている。

制御装置８０は、素子ピックアップユニット２６から部品保持ヘッド３６への半導体素子１４の受け渡し動作が所定の受け渡し位置Ｐ3で行われ、チップ認識カメラ１０８による半導体素子１４の撮像動作が素子認識位置Ｐ2で行われるように、部品保持ヘッド移動機構３２により部品保持ヘッド３６の位置決めをする。

ディスペンサユニット２２は、基板１２の電子部品搭載位置に樹脂接合材を塗布して供給する樹脂接合材供給ヘッド（ディスペンサ）４２と、樹脂接合材供給ヘッド移動機構４４とを備えている。樹脂接合材供給ヘッド移動機構４４は、Ｙ軸方向移動機構４４ａおよびＺ軸方向移動機構４４ｂを含む。Ｙ軸方向移動機構４４ａは、上述したＹ軸レール３２ｃと、リニアモータの可動子であるＹ軸スライダ４４ｃとを含む。Ｚ軸方向移動機構４４ｂは、Ｙ軸スライダ４４ｃに取り付けられた昇降機構４４ｄと、昇降機構４４ｄにより上下される樹脂接合材供給ヘッド支持プレート４４ｅとを含む。樹脂接合材供給ヘッド４２は、樹脂接合材供給ヘッド支持プレート４４ｅの下端部に取り付けられている。樹脂接合材供給ヘッド４２からは、必要に応じて、基板認識カメラ１１０を利用して、樹脂接合材供給位置の位置決め（基板認識）を行った後、基板１２の部品搭載領域に樹脂接合材を塗布して供給する。

樹脂封止ユニット７０は、必要に応じて、他の封止用樹脂を供給する樹脂供給ヘッド（ディスペンサ）７２と、樹脂供給ヘッド移動機構７４とを備えている。樹脂封止ユニット７０は省略可能である。なお、樹脂供給ヘッド７２は樹脂接合材供給ヘッド４２とともに樹脂接合材供給ヘッド支持プレート４４ｅに取り付けられている。このため、樹脂供給ヘッド移動機構７４は樹脂接合材供給ヘッド移動機構４４と共通のＹ軸方向移動機構４４ａおよびＺ軸方向移動機構４４ｂを含む。

以下、図４Ａおよび図４Ｂのフローチャート、並びに図５Ａ〜図５Ｅの説明図を参照して、図１の電子部品実装システムにより電子部品を基材に実装する手順を説明する。

図５Ａに示すように、基板１２の上面には複数（Ｎ２個）の部品搭載領域ＡＲ１が形成されており、それぞれの部品搭載領域ＡＲ１には、複数の接続用電極１２ａが形成されている。図５Ｄ〜図５Ｆに示すように、半導体素子１４（例えば発光素子（ＬＥＤチップ））は、接続用電極１２ａとそれぞれ対応する複数の部品電極１４ａを備えている。ここで、基板１２の接続用電極１２ａは、例えば銅（Ｃｕ）から形成することができる。半導体素子１４の部品電極１４ａは、例えば金（Ａｕ）から形成することができる。

システムが起動されると（スタート）、制御装置８０は、熱圧着に使用すべき熱圧着ユニット２０を指定するための変数ｋを値「１」に設定する（ＳＴ１）。これにより、第１熱圧着ユニット２０Ａが選択される。搬送ユニット３８Ｃにより基板１２がローダ３０から部品搭載ユニット１０の実装ステージ３４へ移送されると、実装ステージ３４により基板１２が保持される。その状態で、基板認識カメラ１１０による認識結果に基づいて、実装ステージ移動機構１１２により実装ステージ３４を移動させることで、基板１２の位置決めを行う。その後、図５Ｂ〜図５Ｃに示すように、基板１２の接続用電極１２ａを含むＮ２個の部品搭載領域ＡＲ１に、樹脂接合材供給ヘッド４２により樹脂接合材７を順次供給する（ＳＴ２）。

樹脂接合材７を、熱圧着処理の前に接続用電極１２ａを含んだＮ２個の部品搭載領域ＡＲ１に供給することで、接続用電極１２ａと部品電極１４ａとの接触部の周囲が樹脂接合材７により覆われる。これにより、樹脂接合材７に還元作用を有する活性剤を含ませた場合には、接続用電極１２ａに酸化膜が生じていても、その酸化膜を除去することができる。よって、電極同士の接合性が向上される。

次に、素子供給ステージ２４から１個の半導体素子１４を、素子ピックアップユニット２６のピックアップツール２６ｂにより吸着して、保持する。その状態で、ピックアップヘッド移動機構２８によりピックアップヘッド２６ａを移動させるとともに、ピックアップヘッド回転機構２９によりアーム２６ｃを半回転（１８０°回転）させる。これにより、半導体素子１４の上下が反転されて、半導体素子１４が受け渡し位置Ｐ3まで移動され、部品保持ツール３６ａに受け渡される。このようにして、半導体素子１４が部品保持ツール３６ａにより保持される。

部品保持ツール３６ａは、半導体素子１４を保持した状態で、各部品電極１４ａが各接続用電極１２ａと対応するように、半導体素子１４を搭載位置Ｐ4の上方に移動させる。その状態で、基板認識カメラ１１０による認識結果に基づいて、実装ステージ移動機構１１２により実装ステージ３４を移動させることで、半導体素子１４の各部品電極１４ａと、対応する各接続用電極１２ａとが対向するように基板１２の位置決めが行われる。

制御装置８０は、部品保持ヘッド３６を下降させ、各部品電極１４ａを、対応する各接続用電極１２ａと対向させて、半導体素子１４を基板１２に搭載する（ＳＴ３）。このとき、各接続用電極１２ａおよびその近傍の接続用電極１２ａ上には、樹脂接合材７が供給されているために、部品電極１４ａと接続用電極１２ａとの接触面の周囲は、樹脂接合材７により覆われた状態となっている（図５Ｄ参照）。なお、図５Ｄでは、基板１２の全ての部品搭載領域ＡＲ１に樹脂接合材を供給してから半導体素子１４を搭載している。これに限られず、１つの部品搭載領域ＡＲ１に樹脂接合材を供給し、続いて、その部品搭載領域ＡＲ１に半導体素子１４を搭載する、という手順を繰り返して、全ての部品搭載領域ＡＲ１に半導体素子１４を搭載してもよい。

次に、１つの基板１２のＮ２個の部品搭載領域ＡＲ１への半導体素子１４の搭載が完了したかを判定する（ＳＴ４）。ここで、全ての部品搭載領域ＡＲ１への半導体素子１４の搭載が完了していない場合には（ＳＴ４でＮｏ）、ＳＴ３に戻る。全ての部品搭載領域ＡＲ１への半導体素子１４の搭載が完了している場合には（ＳＴ４でＹｅｓ）、基材載置ユニットを構成する搬送ユニット３８Ａにより、図６Ａに示すように、複数（Ｎ２個、図示例では１０個である）の半導体素子１４が搭載された１枚の基板１２を、第１熱圧着ユニット２０Ａのプレス台２１Ａの所定位置に載置する（ＳＴ５）。このとき、そのプレス台２１Ａの温度は、３０〜８０℃の所定温度範囲ＴＨ１に設定されている。

次に、半導体素子１４が搭載された基板１２が、プレス台２１Ａの上に所定枚数Ｎ１だけ載置されたかを判定する（ＳＴ６）。ここで、所定枚数Ｎ１の基板１２が、プレス台２１Ａの上に載置されていない場合（ＳＴ６でＮｏ）は、ＳＴ２に戻る。一方、図７Ｂに示すように、所定枚数Ｎ１（図示例では６枚）の基板１２が、プレス台２１Ａの上に載置されている場合（ＳＴ６でＹｅｓ）は、第１並列処理（ＳＴ７）に移行する。

第１並列処理では、図５Ｅに示すように、熱圧着ユニット２０（例えば、第１熱圧着ユニット２０Ａ）により熱圧着処理および樹脂接合処理が実行される（ＳＴ１１）。熱圧着処理では、例えばプレス板２３Ａにより、複数の半導体素子１４を一括して基板１２に向かって押圧する。このとき、そのプレス台２１Ａに設けられた、ヒータ５２（図６Ａおよび図６Ｂ参照）等の加熱手段により、所定枚数Ｎ１の基板１２が１５０〜２５０℃の所定温度範囲ＴＨ２まで加熱される。これにより、図５Ｆに示すように、部品電極１４ａと、対応する接続用電極１２ａとの間に、電極間接合部１５が形成される。ここで電極間接合部は、単に電極の表面金属が接触している状態、電極の金属どうしが拡散接合している状態、あるいは、はんだ成分のように溶融して濡れ広がっている状態等となっている。

また、熱圧着処理の際の加熱により、各基板１２に供給された樹脂接合材７も加熱され、これにより樹脂接合材７が硬化して、樹脂補強部７Ａが形成される（図５Ｆ参照）。なお、熱圧着処理のためのヒーター５２等の加熱手段は、プレス板の方に設けても良いし、プレス台に設けても良い。あるいはプレス板とプレス台の両方に設けても良い。

ＳＴ１１の熱圧着処理および樹脂接合処理が終了すると、例えばアンローダ４０Ａにより、プレス台２１ＡからＮ１個の基板１２が全てアンロードされ、図示しない基板収納ラック等に収納される（ＳＴ１２）。また、基板のアンロードとともに、そのプレス台２１Ａの冷却が開始される（ＳＴ１３）。プレス台の冷却は、自然冷却によることもできるし、強制冷却によることもできる。本実施形態では、プレス台の数が２であり、比較的プレス台の数が少ないことから、強制冷却によるのが好ましい。そして、熱圧着に使用するプレス台として次のプレス台２１（例えばプレス台２１Ｂ）を指定するために、変数ｋに１を加算する（ＳＴ１４）。ここで、変数ｋが２を超えているかを判定し（ＳＴ１５）、超えていれば（ＳＴ１５でＹｅｓ）、変数ｋを１にリセットする（ＳＴ１６）。超えていなければ（ＳＴ１５でＮｏ）、そのまま手順を進める。説明中の例では、変数ｋは２となる。これにより、次に熱圧着を行うユニットととして、第２熱圧着ユニット２０Ｂが指定される。

さらに、第１並列処理においては、ＳＴ１１〜ＳＴ１６の手順と並行に、他の熱圧着ユニット２０（例えば第２熱圧着ユニット２０Ｂ）を対象として、基板への電子部品の搭載が行われる。具体的には、基板を搭載するプレス台を指定するための変数ｋ１に値「ｋ＋１」を代入する（ＳＴ１７）。ここで、変数ｋ１が２を超えているかを判定し（ＳＴ１８）、超えていれば（ＳＴ１８でＹｅｓ）、変数ｋ１を１にリセットし（ＳＴ１９）、ＳＴ２０に進む。超えていなければ（ＳＴ１８でＮｏ）、そのまま、ＳＴ２０に進む。熱圧着を実行するユニットとして第１熱圧着ユニット２０Ａが選択されているときは、ｋ＝１であるので、変数ｋ１は２となる。これにより、第１並列処理で基板を搭載するプレス台を含むユニットとして第２熱圧着ユニット２０Ｂが選択され、ＳＴ２０に進む。

ＳＴ２０では、基板の搭載対象の熱圧着ユニット２０（例えば、第２熱圧着ユニット２０Ｂ）のプレス台２１（例えばプレス台２１Ｂ）の温度が、上述した所定温度範囲ＴＨ１まで低下したかを判定する。なお、このとき、後述の第２並列処理と同様の手順で、基板１２を、熱圧着に使用した後のプレス台２１でプリベークしてもよい。ここで、そのプレス台２１の温度が所定温度範囲ＴＨ１まで低下していなければ（ＳＴ２０でＮｏ）、そのプレス台が十分に冷却されていないものとして、ＳＴ２０の判定手順を繰り返し実行する。一方、そのプレス台２１の温度が所定温度範囲ＴＨ１であれば（ＳＴ２０でＹｅｓ）、そのプレス台２１を対象として、上記のＳＴ２〜ＳＴ６の手順を実行する（ＳＴ２１）。これにより、そのプレス台２１に、Ｎ２個ずつの半導体素子１４が搭載されたＮ１個の基板１２が搭載される。ＳＴ１１〜ＳＴ２１の手順が全て完了すると、第１並列処理を終了する。

第１並列処理が終了すると、半導体素子１４の実装が全て終了したかを判定し（ＳＴ８）、終了していない場合は（ＳＴ８でＮｏ）、ＳＴ７（第１並列処理）に戻る。２巡目の第１並列処理では、１巡目のＳＴ２１でＮ１個の基板１２が載置されたプレス台２１（例えば、プレス台２１Ｂ）に対して、ＳＴ１１〜ＳＴ１６の手順により、熱圧着処理等が実行される。その一方で、ＳＴ１７〜ＳＴ２１の手順により、次のプレス台２１（例えば、プレス台２１Ａ）について、基板の載置処理を実行する。３巡目以降の第１並列処理は、２巡目の手順と同様である。一方、半導体素子１４の実装が全て終了した場合には（ＳＴ８でＹｅｓ）、処理を終了する。

以上の処理の結果、一方のプレス台で熱圧着処理等を実行している間は、他方のプレス台が十分に冷却されていることを条件として、他方のプレス台に、電子部品が搭載された基板が載置されていく。そして、一方のプレス台での熱圧着処理が終了すると、そのプレス台から基板がアンロードされ、そのプレス台は、自然冷却または強制冷却により冷却される。そして、他方のプレス台への所定枚数の基板の載置が終了すると、他方のプレス台で熱圧着処理が実行され、その熱圧着処理が終了すると、基板がアンロードされ、他方のプレス台は冷却される。そのようなローテーションで複数のプレス台を使用して電子部品を基板に実装することで、比較的に長い時間がかかる熱圧着処理がボトルネックとなることなく、高い生産性で、電子部品実装構造体を製造することができる。また、プレス台を強制冷却する場合にも、従来よりも能力の低い冷却装置を使用できるので、製造コストを抑えることができる。

（実施形態２）
次に、本発明の他の実施形態を、図面を参照して説明する。図７に、本実施形態に係る電子部品実装システムの概略構成をブロック図により示す。

図示例のシステム１Ａは、２つではなく３つの熱圧着ユニット２０（第１熱圧着ユニット２０Ａ、第２熱圧着ユニット２０Ｂおよび第３熱圧着ユニット２０Ｃ）を有している点で、図１のシステム１と異なっている。部品搭載ユニット１０と第１熱圧着ユニット２０Ａとの間には、搬送ユニット３８Ａが配置されている。部品搭載ユニット１０と第２熱圧着ユニット２０Ｂとの間には、搬送ユニット３８Ｂが配置されている。部品搭載ユニット１０と第３熱圧着ユニット２０Ｃとの間には、搬送ユニット３８Ｃが配置されている。

第１熱圧着ユニット２０Ａの部品搭載ユニット１０とは反対側には、ローダ３０Ａおよびアンローダ４０Ａが配置されている。第２熱圧着ユニット２０Ｂの部品搭載ユニット１０とは反対側には、ローダ３０Ｂおよびアンローダ４０Ｂが配置されている。第３熱圧着ユニット２０Ｃの部品搭載ユニット１０とは反対側には、ローダ３０Ｃおよびアンローダ４０Ｃが配置されている。システム１Ａも図１のシステム１と同様に、部品搭載ユニット１０に、部品搭載ユニット１０を制御するとともに、システム１Ａの各部を統括的に制御する制御装置を有している。また、熱圧着ユニット２０には、それぞれ、冷却装置５０を含ませることができる（第１冷却装置５０Ａ、第２冷却装置５０Ｂ、および第３冷却装置５０Ｃ）。なお、図１のシステム１でも、各熱圧着ユニットに冷却装置を含ませることができる。

以下、本実施形態のシステム１Ａの動作を、図８Ａおよび図８Ｂのフローチャートを参照して説明する。なお、図８Ａに示すＳＴ３１〜ＳＴ３６、およびＳＴ３８の手順は、図４ＡのＳＴ１〜ＳＴ６、およびＳＴ８の手順と同様であるので、説明は簡略化する。さらに、図８Ｂに示すＳＴ４１〜ＳＴ４６の手順は、図４ＢのＳＴ１１〜ＳＴ１６の手順と同様であるので、説明は簡略化する。

システムが起動されると（スタート）、制御装置８０は、熱圧着に使用すべき熱圧着ユニット２０を指定するための変数ｋを値「１」に設定する（ＳＴ３１）。これにより、始めは、第１熱圧着ユニット２０Ａが選択される。次に、選択された熱圧着ユニット２０に対応するローダ３０（説明中の例では、ローダ３０Ａ。以下、説明中の例に該当するユニットの符号を括弧書きで表示する）により、その熱圧着ユニット２０（２０Ａ）にＮ１個の基板１２を順次載置する。このとき、その熱圧着ユニット２０（２０Ａ）のプレス台２１（２１Ａ）を予め加熱しておき、その熱により、そのプレス台２１（２１Ａ）に載置された基板１２をプリベークしてもよい。この点は、図１のシステム１でも同様である。基板１２のプリベークが終了し、そのプレス台２１（２１Ａ）が十分に冷却されると、それらの基板１２を、一つずつ、基材載置ユニットを構成する搬送ユニット（３８Ａ）により、部品搭載ユニット１０に搬送し、そこで、１つの基板１２のＮ２個の部品搭載領域ＡＲ１に樹脂接合材７を供給する（ＳＴ３２、図５Ｂおよび図５Ｃ参照）。

続いて、部品搭載ユニット１０にて、その基板１２の各接続用電極１２ａに、対応する各部品電極１４ａを対向させるようにして、Ｎ２個の半導体素子１４を、その基板１２に搭載する（ＳＴ３３、図５Ｄ参照）。次に、その基板１２にＮ２個の半導体素子１４を搭載したかを判定する（ＳＴ３４）。全ての半導体素子１４が搭載されていれば（ＳＴ３４でＹｅｓ）、搬送ユニット（３８Ａ）により、その基板１２を、選択された熱圧着ユニット（２０Ａ）のプレス台（２１Ａ）の所定位置に戻す（ＳＴ３５、図６Ａ参照）。

次に、選択された熱圧着ユニット２０（２０Ａ）のプレス台（２１Ａ）に、Ｎ１個の基板１２が全て戻されたかを判定する（ＳＴ３６）。そうであれば（ＳＴ３６でＹｅｓ、図６Ｂ参照）、第２並列処理（ＳＴ３７）に移行する。

第２並列処理においては、熱圧着等の処理（ＳＴ４１〜ＳＴ４６）と並行に、ＳＴ４７〜ＳＴ５２のプリベーク処理と、ＳＴ５３〜ＳＴ５７の熱圧着等の準備処理とが実行される。

熱圧着等の処理（ＳＴ４１〜ＳＴ４６）では、まず、選択された熱圧着ユニット２０（２０Ａ）を使用して、熱圧着および樹脂接合処理が実行されて（ＳＴ４１）、複数（Ｎ１×Ｎ２個）の半導体素子１４が一括して基板１２に実装される。それが終わると、そのユニットのプレス台２１（２１Ａ）から、対応するアンローダ４０（４０Ａ）により、Ｎ１個の基板１２（実装構造体）が全てアンロードされる（ＳＴ４２）。続いて、そのプレス台（２１Ａ）の冷却が開始される（ＳＴ４３）。そして、ＳＴ４４〜ＳＴ４６の手順により、変数ｋの値が１だけ増加（または、リセット）される。説明中の例では、変数ｋは２となる。

プリベーク処理（ＳＴ４７〜ＳＴ５２）では、プリベーク処理を行うプレス台を指定するための変数ｋ２に値「ｋ−１」を代入する（ＳＴ４７）。ここで、変数ｋ２が１より小さいかを判定し（ＳＴ４８）、小さければ（ＳＴ４８でＹｅｓ）、変数ｋ２を３に設定し（ＳＴ４９）、ＳＴ５０に進む。１以上であれば（ＳＴ４８でＮｏ）、そのまま、ＳＴ５０に進む。説明中の例では、ｋ＝１であり、変数ｋは３となる。これにより、プリベークに使用する熱圧着ユニット２０として第３熱圧着ユニット２０Ｃが選択され、ＳＴ５０に進む。ただし、１巡目の第２並列処理では、未だ第３熱圧着ユニット２０Ｃは熱圧着には使用されていないので、第３熱圧着ユニット２０Ｃを予めヒータ５２等により加熱しておき、その熱を利用して基板１２をプリベークする。

ＳＴ５０では、選択された熱圧着ユニット２０（２０Ｃ）のプレス台２１（２１Ｃ）の温度が、プリベークのための、１００〜１５０℃の所定温度範囲ＴＨ２であるかを判定する。プレス台２１の温度が、所定温度範囲ＴＨ２であれば（ＳＴ５０でＹｅｓ）、そのプレス台２１に、ローダ３０（３０Ｃ）により、半導体素子１４を搭載していないＮ１個の基板１２を載置し、プリベークを開始する（ＳＴ５１）。そのプレス台２１（２１Ｃ）の温度が、所定温度範囲ＴＨ２でなければ（ＳＴ５０でＮｏ）、プレス台２１（２１Ｃ）をさらに冷却して（あるいは、さらに加熱して）、その温度が、所定温度範囲ＴＨ２となるまで、ＳＴ５０の判定手順を繰り返し実行する。

ＳＴ５１でプリベークが開始された後、基板１２のプリベークに必要な所定時間ＴＭ１が経過したかを判定する（ＳＴ５２）。ここで、所定時間ＴＭ１が経過していれば（ＳＴ５２でＹｅｓ）、プリベーク処理は終了する。所定時間ＴＭ１が経過していなければ（ＳＴ５２でＮｏ）、所定時間ＴＭ１が経過するまでＳＴ５２の判定手順を繰り返し実行する。

準備処理（ＳＴ５３〜ＳＴ５７）では、プリベーク処理（ＳＴ４７〜ＳＴ５２）によりプリベークされた基板１２に半導体素子１４が搭載される。ただし、１巡目の第２並列処理では、上記のプリベーク処理によっては、基板１２がプリベークされていないので、例えば、準備処理に使用する熱圧着ユニット２０のプレス台２１を予め加熱し、そのプレス台２１に、半導体素子１４が載置されていないＮ１個の基板１２を載置することにより、それらの基板１２を予めプリベークしてから、準備処理を実行する。

具体的には、準備処理の対象となる熱圧着ユニット２０を指定するための変数ｋ１に値「ｋ＋１」を代入する（ＳＴ５３）。ここで、変数ｋ１が３を超えているかを判定し（ＳＴ５４）、超えていれば（ＳＴ５４でＹｅｓ）、変数ｋ１を１にリセットし（ＳＴ５５）、ＳＴ５６に進む。超えていなければ（ＳＴ５４でＮｏ）、そのまま、ＳＴ５６に進む。１巡目の第２並列処理では、ｋ＝１であるから、変数ｋ１は２となる。これにより、準備処理の対象として、第２熱圧着ユニット２０Ｂが選択される。

ＳＴ５６では、選択された熱圧着ユニット２０（２０Ｂ）のプレス台２１（２１Ｂ）の温度が、上記の所定温度範囲ＴＨ１（３０〜８０℃）であるか判定する。そのプレス台２１（２１Ｂ）の温度が、所定温度範囲ＴＨ１でなければ（ＳＴ５６でＮｏ）、そのプレス台２１（２１Ｂ）の温度が所定温度範囲ＴＨ１まで冷却装置５０（５０Ｂ）等により冷却されるまで、ＳＴ５６の判定手順を繰り返す。そのプレス台２１（２１Ｂ）の温度が所定温度範囲ＴＨ１であれば（ＳＴ５６でＹｅｓ）、そのプレス台２１（２１Ｂ）を対象として、基板リロード処理（ＳＴ５７）を実行する。

基板リロード処理（図８Ｃ参照）では、選択された熱圧着ユニット２０（２０Ｂ）のプレス台２１（２１Ｂ）に載置されている、プリベークされたＮ２個の基板１２に、部品搭載ユニット１０にて樹脂接合材７を供給し（ＳＴ６１）、順次半導体素子１４を搭載する（ＳＴ６２〜ＳＴ６３）。半導体素子１４の搭載が完了した基板１２は、そのプレス台２１（２１Ｂ）に戻され（ＳＴ６４）、全ての基板１２が、そのプレス台２１（２１Ｂ）に戻されると（ＳＴ６５でＹｅｓ）、基板リロード処理を終了する。上記のＳＴ４１〜ＳＴ５７の手順が全て終了すると、１巡目の第２並列処理を終了する。

１巡目の第２並列処理が終了すると、ＳＴ３８（図８Ａ参照）の判定手順を経て、２巡目の第２並列処理が開始される。２巡目の第２並列処理では、１巡目の第２並列処理で熱圧着に使用された熱圧着ユニット２０（２０Ａ）の余熱を利用するプリベーク処理（ＳＴ４７〜ＳＴ５２）が実行される。具体的には、２巡目はｋ＝２であるので、上記のＳＴ４７〜ＳＴ４９の手順により、変数ｋ２は１となり、これにより、プリベークに使用する熱圧着ユニット２０として第１熱圧着ユニット２０Ａが選択される。そして、上記のＳＴ５０〜ＳＴ５２の手順により、第１熱圧着ユニット２０Ａを使用してプリベーク処理が実行される。

２巡目以降（ｎ順目とする。ただし、ｎは２以上の整数である）の熱圧着等の処理（ＳＴ４１〜ＳＴ４６）は、（ｎ−１）巡目の第２並列処理の準備処理でＮ２個の半導体素子１４が搭載された基板１２が載置されたプレス台２１（ｎ＝２であれば、２１Ｂ）を含む熱圧着ユニット２０（２０Ｂ）を対象として実行される。つまり、現在の変数ｋの値（例えば２）にしたがって、それにより指示される熱圧着ユニット２０（２０Ｂ）を使用した熱圧着処理、樹脂接合処理、アンロード処理および冷却処理が実行される（ＳＴ４１〜４３）。その後、ＳＴ４４〜ＳＴ４６の手順により、変数ｋは１だけ増加（またはリセット）される。その結果、ｎ＝２のとき、ｋは３となる。

２巡目以降（ｎ順目とする）のプリベーク処理（ＳＴ４７〜ＳＴ５２）は、（ｎ−１）巡目の第２並列処理の熱圧着等の処理で使用された熱圧着ユニット２０（ｎ＝２であれば、２０Ａ）を使用して実行される。具体的には、ＳＴ４７〜ＳＴ４９の手順により、プリベーク処理に使用される熱圧着ユニット２０（２０Ａ）が選択され、選択された熱圧着ユニット２０（２０Ａ）を対象にＳＴ５０〜ＳＴ５２の手順を実行することで、次に半導体素子１４が熱圧着される基板１２がプリベークされる。これにより、特別な加熱を要することなく、熱圧着の余熱により基板１２をプリベークすることができる。

２巡目の準備処理（ＳＴ５３〜ＳＴ５７）では、１巡目と同じ手順（ＳＴ５３〜ＳＴ５５）で、準備処理で使用される熱圧着ユニット２０として、第３熱圧着ユニット２０Ｃが選択される。そして、２巡目においても、準備処理で使用される熱圧着ユニット２０（２０Ｃ）は、未だ熱圧着に使用されていないので、１巡目と同様に、そのプレス台２１（２１Ｃ）を予め加熱し、そのプレス台に、半導体素子１４が載置されていないＮ１個の基板１２を載置することで、それらの基板１２を予めプリベークしてから、準備処理を実行する。

２巡目の第２並列処理が終了すると、ＳＴ３８（図８Ａ参照）の判定手順を経て、３巡目の第２並列処理が開始される。３巡目以降（ｎ≧３）の第２並列処理では、準備処理（ＳＴ５３〜ＳＴ５７）で使用すべき熱圧着ユニット２０（ｎ＝３であれば、２０Ａ）は、（ｎ−２）順目で熱圧着に使用され、（ｎ−１）順目でプリベーク処理に使用されている。よって、特別な加熱を要することなく、熱圧着の余熱を利用してプリベークされた基板１２を対象として、準備処理が実行される。

具体的には、上述のＳＴ５３〜ＳＴ５５の手順により、準備処理の対象とすべき熱圧着ユニット２０（２０Ａ）が指定される。そして、そのプレス台２１（２１Ａ）の温度が、所定温度範囲ＴＨ１であることを条件として、その熱圧着ユニット２０（２０Ａ）を対象とする基板リロード処理が実行される（ＳＴ５６、ＳＴ５７）。

以上の手順により、１つのプレス台で熱圧着処理を実行している間は、他の２つのプレス台が自然冷却または強制冷却により冷却され、それらのうち、温度が高い方のプレス台を使用して基板のプリベークが実行される。それとともに、十分に温度が低下した方のプレス台には、プリベーク後に電子部品が搭載された基板が載置される。続いて、そのプレス台を使用して、熱圧着処理が実行され、熱圧着処理が終了したプレス台は、再び、自然冷却または強制冷却により冷却される。

そのようなローテーションで３つのプレス台を使用して電子部品を基板に実装することで、比較的に長い時間がかかる熱圧着処理がボトルネックとなることなく、高い生産性で、電子部品実装構造体を製造することができる。

また、熱圧着処理の際に加熱されたプレス台の余熱を利用して、基板をプリベークできるので、他にプリベーク装置を設置する必要性がなく、機構を簡素化することができる。また、プリベーク用のエネルギ源を他に確保する必要性もないので、ランニングコストを低減することができる。また、プレス台を強制冷却する場合にも、プレス台の個数が実施形態１のシステム１よりも多いことから、能力の低い冷却装置を使用しても、十分に短い時間でプレス台を冷却することが可能となり、さらに製造コストを低減することができる。

本発明の電子部品実装方法およびシステムによれば、高い生産性で電子部品実装構造体を製造することができるので、特に携帯型電子機器に使用される電子部品モジュールの製造に有利である。

１、１Ａ…システム、ＡＲ１…部品搭載領域、１０…部品搭載ユニット、１２…基板、１２ａ…接続用電極、１４…半導体素子、１４ａ…部品電極、２０…熱圧着ユニット、２１…プレス台、２３…プレス板、３０…ローダ、４０…アンローダ、５０…冷却装置、５２…ヒーター、７…樹脂接合材、７Ａ…樹脂補強部、８０…制御装置

Claims (4)

1. 電子部品の部品電極と、基材の接続用電極とを接合して、前記電子部品を前記基材に実装する電子部品実装方法であって、
   （i）前記部品電極と前記接続用電極とが対向するように、前記基材に、熱硬化性樹脂を含む接合材を介して、複数の前記電子部品を搭載する工程と、
   （ii）前記複数の電子部品を搭載した前記基材を、複数のプレス台から選択される１つに載置し、前記複数の電子部品を一括して加熱するとともに前記基材に対して押圧する熱圧着処理を行い、その後、前記選択されたプレス台から前記基材をアンロードする工程と、
   （iii）前記選択されたプレス台を自然冷却または強制冷却により冷却する工程と、を有し、
   前記工程（i）〜（iii）を繰り返すとともに、前記工程（ii）において前記複数のプレス台を順次選択することにより、ｎ回目（ｎは１以上の整数）に前記工程（i）〜（iii）が行われる期間の一部と、（ｎ＋１）回目に前記工程（i）〜（iii）が行われる期間の一部とを、重複させる、電子部品実装方法。
2. 冷却中の前記プレス台に、前記電子部品を搭載する前の前記基材を載置して、前記基材をプリベークする、請求項１記載の電子部品実装方法。
3. 前記複数のプレス台が、第一プレス台、第二プレス台および第三プレス台を具備し、前記第一プレス台で前記熱圧着処理を行うときは、前記第二プレス台および前記第三プレス台を冷却するとともに、前記第二プレス台および前記第三プレス台のうち、温度の高い方に、前記電子部品を搭載する前の前記基材を載置して、前記基材をプリベークする、請求項２記載の電子部品実装方法。
4. 電子部品の部品電極と、基材の接続用電極とを接合して、前記電子部品を前記基材に実装する電子部品実装システムであって、
   前記部品電極と前記接続用電極とが対向するように、前記基材に、熱硬化性樹脂を含む接合材料を介して、複数の前記電子部品を搭載する搭載ユニットと、
   前記複数の電子部品を搭載した前記基材が載置されるプレス台をそれぞれが含み、前記複数の電子部品を一括して加熱するとともに前記基材に対して押圧する熱圧着処理を実行する、複数の熱圧着ユニットと、
   前記複数の電子部品が搭載された前記基材を前記熱圧着ユニットの前記プレス台に載置する基材載置ユニットと、
   前記熱圧着ユニットで前記熱圧着処理された基材をアンロードするアンロードユニットと、
   前記各ユニットを制御する制御ユニットとを具備し、
   制御ユニットは、
   前記複数のプレス台が順次選択されるように、前記基材載置ユニットを制御するとともに、
   前記搭載ユニットによる、前記複数の電子部品を前記基材に搭載する操作（ａ）、
   前記基材載置ユニットによる、前記複数の電子部品を搭載した前記基材を、前記複数の熱圧着ユニットから選択される１つの前記プレス台に載置する操作（ｂ）、
   前記選択された熱圧着ユニットによる、熱圧着を実行する操作（ｃ）、
   前記アンロードユニットによる、前記選択された熱圧着ユニットの前記プレス台から熱圧着が終了した前記基材をアンロードする操作（ｄ）、および
   アンロード後に、前記選択された熱圧着ユニットの前記プレス台を自然冷却または強制冷却により冷却する操作（ｅ）、が繰り返されるように、かつ、ｎ回目（ｎは１以上の整数）の前記（ａ）〜（ｅ）の操作が行われる期間の一部と、（ｎ＋１）回目の前記（ａ）〜（ｅ）の操作が行われる期間の一部とが、重複するように、前記各ユニットを制御する、電子部品実装システム。

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