JP2016192468A - フラックス塗布方法およびフラックス塗布装置、ならびに実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 微小なバンプを有する半導体チップの各バンプに適量のフラックスをバラツキ少なく塗布することが可能なフラックス塗布方法およびフラックス塗布装置を提供すること。
【解決手段】 樹脂シート表面に前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部が形成された、フラックス転写用シートを供給し、前記凹部にフラックスを充填する工程と、前記凹部と前記バンプの位置合わせを行った後に。前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する工程から成るフラックス塗布方法およびフラックス塗布装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回路基板等の基板に実装される半導体チップのバンプにフラックスを塗布するフラックス塗布方法及びフラックス塗布装置に関するものである。

半導体チップを回路基板等の基板に実装する実装技術として、半田バンプを用いる方法がある。この方法では、半導体チップの半田バンプを基板の電極に接触させた状態で加熱溶融させて接合するものであるが、接合に際しては半田バンプ表面に存在する酸化膜を除去する必要がある。このため、半田バンプ表面に酸化膜を除去するためのフラックスを塗布してから半田バンプを加熱する方法が用いられている。

半田バンプ表面にフラックスを塗布する方法としては、特許文献１に記されているような、テーブル上に形成されたフラックス膜に半田バンプを接触させてフラックスを転写する先行技術が知られている。この先行技術では、図１５、図１６に示すように、平坦なテーブル１１１上でスキージ３２によってフラックスＦ０を延展して（図１５（ａ）〜（ｃ））フラックス膜ＦＭを形成し、半導体チップＣの半田バンプＳＢをフラックス膜ＦＭに対向（図１６（ａ））してから、浸漬させ（図１６（ｂ））、フラックスを半導体チップＣの半田バンプＳＢに転写している（図１６（ｃ））。ここで、半導体チップＣの半田バンプＳＢに転写（塗布）されるフラックスＦＰの量はテーブル１１１上のフラックス膜ＦＭの膜厚で決まり、フラックス膜ＦＭの膜厚はテーブル１１１とスキージ３２の間隔によって調整される。

特開２０００−２２８５７５号公報 特開２００６−２４５２８８号公報

近年、高密度実装の要求から半導体チップのバンプも電極間隔を狭めるための小型化が進んでいる。バンプの構造も図１６に示したように丸みをおびたボールバンプから、柱状の形状のものも用いられるようになっている。特許文献２には、バンプピッチを微細にした柱状のピラーバンプが開示されている。図１７（ａ）に示すように、ピラーバンプＰＢは、狭ピッチで立設したＣｕ等のピラーＰ（円柱状）の先端に半球状の半田部分Ｓを形成している。先端の半田部分Ｓは、図１７（ａ）に示す様な半球状の場合もあるし、先端部を楕円形状に平坦化させたものもある。このような構造であるため、ピラーバンプＰＢは従来のボールタイプの半田バンプに比べて微細にすることができ、高密度実装に対応することができる。ピラーバンプＰＢの半田部分Ｓは、ピラーＰの底面の面積が微小であるため、従来のボールタイプの半田バンプに比べて、極めて少ない量の半田で接合部分が形成されている。

このようなピラーバンプＰＢにおいても、接合に際して、先端の半田部分Ｓに適量のフラックスを塗布しておくことが望ましい。

そこで、従来のボールタイプの半田バンプと同様な、テーブル１１１上に形成された所定膜厚のフラックス膜ＦＭをピラーバンプＰＢの半田部分Ｓに転写する手法を用いることが考えられる（図１７（ａ）〜（ｃ））。ところが、ピラーバンプＰＢの半田部分Ｓがボールタイプの半田バンプに比べて小さくなった分だけ、テーブル１１１上に形成するフラックス膜ＦＭの膜厚を薄くする必要があり、テーブル１１１とスキージ３２の間隔調整時の誤差の影響が大きくなり膜厚管理が困難になる。例えば、図１８に示すように、フラックス膜ＦＭの膜厚が所望より薄ければ（図１８（ａ））、半田部分Ｓへのフラックス転写量が少なくなり（図１８（ｃ））、接合時の酸化膜除去が不十分となって接合不良の原因となる。一方、図１９に示すように、フラックス膜ＦＭの膜厚が所望より大であれば（図１９（ａ））、半田部分Ｓへのフラックス転写量が過剰になり（図１９（ｃ））、接合時にバンプ間でフラックスが連結し、バンプ間の半田が接触することによる短絡を引き起こす可能性がある。

また、仮にテーブル１１１上に所望膜厚のフラックス膜ＦＭが形成されていたとしても、フラックス膜厚が薄いので、ピラーバンプＰＢの高さバラツキがフラックス転写量に及ぼす影響が大となる。例えば、図２０に示すように、他に比べて高さの低いピラーバンプでは半田部分Ｓへのフラックス転写量が少なくなり（図２０（Ｃ））、接合不良の原因となる。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、微小なバンプを有する半導体チップの各バンプに適量のフラックスをバラツキ少なく塗布することが可能なフラックス塗布方法およびフラックス塗布装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
半導体チップに複数形成されたバンプにフラックス塗布するフラックス塗布方法であって、樹脂シート表面に前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部が形成された、フラックス転写用シートを供給し、前記凹部にフラックスを充填する工程と、前記凹部と前記バンプの位置合わせを行った後に、前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する工程から成る。

請求項２に記載の発明は、
半導体チップに複数形成されたバンプにフラックス塗布するフラックス塗布方法であって、樹脂シートを供給し、前記樹脂シート表面に、前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部を形成してフラックス転写用シートとする工程と、前記凹部にフラックスを充填する工程と、前記凹部と前記バンプの位置合わせを行った後に。前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する工程から成る。

請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載のフラックス塗布方法であって、前記凹部へのフラックス充填を、スキージを用いて行うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載のフラックス塗布方法であって、前記スキージを固定した状態で、フラックス転写用シートを移動させることで前記凹部へのフラックス充填を行うことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載のフラックス塗布方法であって、前記フラックス転写用シートの凹部形成側の表面に、前記凹部形成位置に貫通孔を有する離型フィルムが積層され、フラックスを充填する工程の後に、前記離型フィルムを除去することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、
請求項１から請求項５の何れかに記載のフラックス塗布方法であって、前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する工程において、前記フラックス転写用シートの下側に、表面が平坦な弾性体を配置することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、
半導体チップに複数形成されたバンプにフラックスを塗布するフラックス塗布装置であって、樹脂シート表面に前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部が形成された、フラックス転写用シートを供給するフラックス転写用シート供給部と、前記凹部にフラックスを充填するフラックス充填部と、前記凹部と前記バンプの位置合わせを行う機能と、前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する機能を有するフラックス転写部とを備えたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、
半導体チップに複数形成されたバンプにフラックスを塗布するフラックス塗布装置であって、樹脂シートを供給する樹脂シート供給部と、前記樹脂シート表面に、前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部を形成してフラックス転写用シートとする凹部形成部と、前記凹部にフラックスを充填するフラックス充填部と、前記凹部と前記バンプの位置合わせを行う機能と、前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する機能を有するフラックス転写部とを備えたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、
請求項７または請求項８に記載のフラックス塗布装置であって、前記フラックス充填部が、フラックスを供給するノズルと、フラックスを前記凹部に充填するためのスキージを有していることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、
請求項９に記載のフラックス塗布装置であって、前記フラックス充填部が、前記スキージを固定した状態で、フラックス転写用シートを移動させることで前記凹部へのフラックス充填を行う機能を有していることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、
請求項７から請求項１０の何れかに記載のフラックス塗布装置であって、フラックス転写部において、前記フラックス転写用シートの下側に、表面が平坦な弾性体を配置する機能を有していることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、
請求項７から請求項１１の何れかに記載のフラックス塗布装置であって、フラックス転写部が、半導体チップを吸着保持するフラックス転写ヘッドを有し、前記フラックス転写ヘッドが、フラックス塗布後の半導体チップを、前記半導体チップを実装する回路基板に搭載する機能を備えていることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、
半導体チップを回路基板に実装する実装装置であって、請求項７〜請求項１１に記載のいずれかのフラックス塗布装置を備え、前記半導体チップのバンプにフラックスを塗布してから、前記半導体チップを前記回路基板上に位置合わせして熱圧着する機能を有することを特徴とする。

本発明により、形状バラツキが小さく形成された凹部に充填されたフラックスを半導体チップのバンプに転写することにより、バンプに塗布するフラックス量のバラツキを少なくすることができる。特に、ピラーバンプのような微小バンプに適量のフラックスをバラツキを少なく塗布することが可能となる。また、柔軟な樹脂シートに凹部を形成しているため、弾性変形を利用することで、バンプに高さバラツキがあっても、フラックス塗布量のバンプ間バラツキを低減することが出来る。

本発明の一実施形態に係るフラックス塗布装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るフラックス塗布装置の具体的な装置構成を示す図である。 （ａ）本発明に係るフラックス転写用シートの外観図である（ｂ）同フラックス転写用シートの凹部形成箇所の拡大図である（ｃ）同フラックス転写用シートの凹部断面図である。 本発明に係るフラックス転写用シートを形成するフラックス転写用シート形成装置を示す図である。 本発明に係るフラックス転写用シートを形成するフラックス転写用シート形成装置の凹部形成部について具体的な装置構成を示す図である。 （ａ）樹脂シートに凹部形成金型を接近させている状態を示す図である（ｂ）樹脂シートに凹部形成金型で加圧している状態を示す図である（ｃ）同加圧を行った後に樹脂シートから凹部形成金型を離した状態を示す図である （ａ）本発明の一実施形態に係るフラックス塗布装置のフラックス充填部でフラックスを充填する前の状態を示す図である（ｂ）同フラックス充填部でフラックスを充填した状態を示す図である（ｃ）同フラックス充填部でフラックスを充填した後にフラックス残渣が存在する状態を示す図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係るフラックス塗布装置のフラックス充填部で離型フィルムを積層したフラックス転写用シートにフラックスを充填する前の状態を示す図である（ｂ）同フラックス充填部で離型フィルムを積層したフラックス転写用シートにフラックスを充填した状態を示す図である（ｃ）同フラックス充填部でフラックス充填後に離型フィルムを剥離した状態を示す図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係るフラックス塗布装置のフラックス転写部での画像認識中の状態を示す図である（ｂ）同フラックス転写部でピラーバンプをフラックスで満たされたフラックス転写シートの凹部に浸漬する状態を示す図である（ｃ）同フラックス転写部でピラーバンプにフラックスを転写した後の状態を示す図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係るフラックス塗布装置のフラックス転写部でフラックス転写用シートとピラーバンプに高さバラツキのある半導体チップを対向した状態を示す図である（ｂ）同対向状態で半導体チップがフラックス転写用シートに接近した状態を示す図である（ｃ）同対向状態で半導体チップをフラックス転写用シートに押し込んだ状態を示す図である（ｄ）同対向状態で半導体チップをフラックス転写用シートから離した状態を示す図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係るフラックス塗布装置のフラックス転写部でフラックス転写用フィルムの下に弾性体を配置した状態を示す図である（ｂ）同状態から半導体チップをフラックス転写用シートに押し込んだ状態を示す図である。 本発明の別の実施形態に係るフラックス塗布装置の構成を示す図である。 本発明に係る半導体チップ搭載機能付きフラックス塗布装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るフラックス塗布装置を実装装置と組み合わせた状態を示す図である。 （ａ）スキージによりテーブル上にフラックス膜を形成する工程の膜形成前の状態を示す図である（ｂ）同工程の膜形成中の状態を示す図である（ｃ）同工程の膜形成後の状態を示す図である。 （ａ）半導体チップのバンプをフラックス膜と対向させた状態を示す図である（ｂ）半導体チップのバンプをフラックス膜に浸漬した状態を示す図である（ｃ）半導体チップのバンプにフラックスが転写された状態を示す図である。 （ａ）半導体チップのピラーバンプをフラックス膜と対向させた状態を示す図である（ｂ）半導体チップのピラーバンプをフラックス膜に浸漬した状態を示す図である（ｃ）半導体チップのピラーバンプにフラックスが転写された状態を示す図である。 （ａ）半導体チップのピラーバンプを薄めのフラックス膜と対向させた状態を示す図である（ｂ）半導体チップのピラーバンプを薄めのフラックス膜に浸漬した状態を示す図である（ｃ）半導体チップのピラーバンプに少量のフラックスが転写された状態を示す図である。 （ａ）半導体チップのピラーバンプを厚めのフラックス膜と対向させた状態を示す図である（ｂ）半導体チップのピラーバンプを厚めのフラックス膜に浸漬した状態を示す図である（ｃ）半導体チップのピラーバンプに多量のフラックスが転写された状態を示す図である。 （ａ）高さバラツキのあるピラーバンプをフラックス膜と対向させた状態を示す図である（ｂ）高さバラツキのあるピラーバンプをフラックス膜に浸漬した状態を示す図である（ｃ）高さバラツキのあるピラーバンプにフラックスが転写された状態を示す図である。

本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
まず、図１では本発明に係る一実施形態であるフラックス塗布装置１の構成を示し、図２においてフラックス塗布装置１の具体的な装置構成の一例を示している。フラックス塗布装置１は、図１に示すように、半導体チップＣのピラーバンプＰＢに適量のフラックスＦＰを転写する装置である。

図１に示すよう、フラックス塗布装置１は、フラックス転写用シート供給部２、フラックス充填部３、フラックス転写部４、フラックス転写用シート回収部５を基本構成としている。フラックス転写用シート供給部２は、シート表面に凹部ＳＨが形成されたフラックス転写用シートＳ１をロール状に巻かれた状態から連続供給するものであり、フラックス充填部３は凹部ＳＨにフラックスＦＨを充填する機能を有し、フラックス転写部４は半導体チップＣのピラーバンプＰＢをフラックスＦＨに浸漬してピラーバンプＰＢ先端の半田部分Ｓに転写フラックスＦＰを塗布する機能を有し、フラックス転写用シート回収部５はフラックス転写実施後のフラックス転写用シートＳ１を回収するものである。

ここで、フラックス転写用シートＳ１は図３（ａ）のような外観のシートであって、部分的拡大図である図３（ｂ）およびそのＡ−Ａ断面である図３（ｃ）に示すように凹部ＳＨが形成されている。この凹部ＳＨは、半導体チップＣのピラーバンプＰＢの配置と一対一で対応している。

フラックス転写用シートＳ１は熱可塑性樹脂、具体的にはポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂等、を主成分としており、図４に示すフラックス転写用シート形成装置１００の凹部形成部７により、前述の熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂シートＳ０に凹部ＳＨを形成することによって得られる。

凹部形成部７の具体的な構成を図５に示すが、樹脂シート供給部６から供給された樹脂シートＳ０を凹部形成基台７０の凹部形成ステージ７１上に配置した状態で、凹部形成フレーム７２に支持された凹部形成加圧ユニット７３の先端に設けられた凹部形成金型７４によって、加圧して凹部ＳＨを形成している（図６（ａ）〜（ｃ））。なお、凹部形成加圧ユニット７３が加熱機能を備えていても良い。ここで、凹部形成金型７４の凸部の形状が均一であれば、凹部ＳＨの形状はバラツキなく均一にすることができる。

このように形成して得たフラックス転写用シートＳ１を用いるフラックス塗布装置１の具体的な装置構成の一例が図２である。図２では、フラックス転写用シート供給部２、フラックス充填部３、フラックス転写部４、フラックス転写用シート回収部５は、基台１０上に積載されている例を示している。

図２に示すフラックス塗布装置１では、基台１０上にフラックス塗布用ステージ１１が設けられている。フラックス塗布用ステージ１１は、フラックス塗布用駆動ユニット１１ａと、フラックス転写用シートＳ１を（凹部ＳＨが形成されていない面から）吸着保持するフラックス塗布用吸着テーブル１１ｂによって構成されており、フラックス塗布用吸着テーブル１１ｂは、フラックス塗布用駆動ユニット１１ａ上をＸ方向（図２の左右方向）に移動する機能を有している。

また、基台１０には支持フレーム１２が設けられ、支持フレーム１２にはスライドガイド１３が設けられている。支持フレーム１２およびスライドガイド１３には、後述のフラックス転写部４のフラックス転写ユニット４１を支持し、Ｘ方向に移動させる際に用いられるものである。

フラックス転写用シート供給部２は、図４のフラックス転写用シート巻取部８でロール状に巻き取られたフラックス転写用シートＳ１を連続供給するものであるが、フラックス転写用シートＳ１の搬送はフラックス塗布用吸着テーブル１１ｂに吸着した状態で行われる。このため、フラックス転写用シート供給部２の機能としては、フラックス塗布用吸着テーブル１１ｂに吸着されている部分との間に適度な張力が働くような張力調整を行うだけでも良い。

なお、フラックス転写用シートＳ１は一方の面に凹部ＳＨが形成されていて、他方の面は平坦になっており、シート自体に柔軟性があることから、凹部ＳＨが形成された面と平坦な面の間が吸盤効果で密着する場合がある。そこで、この密着状態を解消するために、凹部ＳＨが形成された面と平坦な面が離れる箇所の気圧を上げるような機構を設けてもよい。

フラックス充填部３は、フラックスを供給するノズル３１と、フラックスを凹部ＳＨに埋め込むためのスキージ３２を構成要素としている。ここで、図７（ａ）に示したようなノズル３１によりフラックス転写用シートＳ１の面上に供給したフラックスＦ０を、スキージを移動（図７の左方向）させることにより凹部ＳＨに埋め込んで充填フラックスＦＨとすることも可能であるが、本実施形態ではフラックス転写用シートＳ１を吸着保持したフラックス塗布用吸着テーブル１１ｂを移動（図７の右方向）させて凹部ＳＨを充填フラックスＦＨで満たす構成となっている（図７（ｂ））。これにより、スキージを移動させる機能を設けることが不要になる。

ところで、スキージ３２により、凹部ＳＨにフラックスを充填するのに際して、フラックス転写用シートＳ１の凹部ＳＨ以外の面にフラックス残渣ＦＡが残ることがある（図７（ｃ））。このフラックス残渣ＦＡは、次工程のフラックス転写の際に、半導体チップＣのピラーバンプＰＢ以外の箇所に付着する可能性があり、半導体チップＣの短絡故障の原因にも成り得る。このため、フラックス残渣ＦＡを極力減らすことが望まれる。そこで、フラックス転写用シートＳ１の凹部ＳＨ側の表面に、凹部ＳＨの開口部と同一形状の貫通孔を有する離型フィルムＲを積層した状態で、図８（ａ）〜（ｂ）のように凹部ＳＨを充填フラックスＦＨで満たした後に離型フィルムＲを除去する方法を採用しても良い。ただし、離型フィルムＲが厚すぎると、離型フィルムＲ除去後に充填フラックスＦＨが凹部ＳＨ外側に広がる可能性があるので、フラックスの表面張力を考慮して適切な厚みを選定する必要がある。

フラックス充填部３で凹部ＳＨが充填フラックスＦＨで満たされたフラックス転写用シートＳ１は、フラックス塗布用吸着テーブル１１ｂに吸着保持された状態でフラックス転写部４に移動する。フラックス転写部４は、フラックス転写ユニット４１、フラックス転写ヘッド４２、フラックス転写用画像認識手段４３を構成要素としている。

フラックス転写ユニット４１は支持フレーム１２に設けられたスライドガイド１３に支持され、Ｘ軸方向（図２の左右方向）に移動し得る。また、フラックス転写ユニット４１はフラックス転写ヘッド４２をＺ軸方向とθ方向に移動させるものである。

フラックス転写ヘッド４２は、フラックス塗布用ステージ１１と対向するように配置されており、フラックス転写ユニット４１によってＺ方向に移動されることでフラックス塗布用ステージ１１に近接する機能を有している。また、フラックス転写ヘッド４２は半導体チップＣを吸着保持する機能を有しており、半導体チップＣをフラックス転写用シートＳ１に近接させることができる。

フラックス転写用画像認識手段４３は、２視野を同時に取り込むことが可能な画像認識手段であって、画像によって半導体チップＣとフラックス転写用シートＳ１の位置情報を取得するものである。フラックス転写用画像認識手段４３は、図９（ａ）に示すように、フラックス塗布用吸着テーブル１１ｂに保持されているフラックス転写用シートＳ１の凹部ＳＨ（充填フラックスＦＨ）と、フラックス転写ヘッド４２に吸着保持されている半導体チップＣのピラーバンプＰＢの位置情報を取得するように構成されている。なお、フラックス転写用シートＳ１と半導体チップＣにアライメントマークを設けて、フラックス転写用画像認識手段４３が両アライメントマークの位置情報を取得するような構成であっても良い。

フラックス転写用画像認識手段４３で取得した位置情報を基に、フラックス転写ユニット４１または／およびフラックス塗布用駆動ユニット１１ａを稼働させ、フラックス転写用シートＳ１の凹部と、半導体チップＣのピラーバンプＰＢの配置を合わせを行う。その後、フラックス転写ヘッド４２をフラックス塗布用ステージ１１に近接させ、半導体チップＣのピラーバンプＰＢを、充填フラックスＦＨで満たされたフラックス転写用シートＳ１の凹部ＳＨに、ピラーバンプＰＢの半田部分Ｓが凹部ＳＨの底部に接触する程度に浸漬してから（図９（ｂ））、フラックス転写ヘッド４２を上昇させればピラーバンプＰＢの半田部分Ｓに転写フラックスＦＰが塗布される（図９（ｃ））。なお、フラックス転写ユニットに押圧力を測定するセンサーを備えておけば、ピラーバンプＰＢの半田部分Ｓが凹部ＳＨに接触したか否かの判断に用いることができる。

なお、フラックス転写用シートＳ１の凹部ＳＨの形状は、図６に示した凹部形成金型７４の加工精度に起因するが、ピラーバンプＰＢのサイズである数１０μｍに比べて金型の加工精度（１μｍ未満）は充分小さいので、形状バラツキの殆どない凹部ＳＨが形成される。このため、凹部ＳＨを満たす充填フラックスＦＨおよび、転写フラックスＦＰの量のバラツキも小さくなり、各バンプに対して均一なフラックス塗布が可能になる。

ただし、図１０（ａ）のように、ピラーバンプＰＢに高さバラツキがある場合、高さの低いピラーバンプＰＢの凹部ＳＨへの浸漬が不十分となって（図１０（ｂ））、転写フラックスＦＰが少なくなる。この対策として、高さの高いピラーバンプＰＢの半田部分Ｓが凹部ＳＨの底部に接触した後も所定量押し込む方法がある。すなわち、フラックス転写用シートＳ１は熱可塑性樹脂を主成分としており若干の弾力性を有していることから、高さの低いピラーバンプＰＢの半田部分Ｓが凹部ＳＨの底部に接触するまで押し込むことが可能となり（図１０（ｃ））、各バンプに対して均一なフラックス塗布が可能になる（図１０（ｄ））。なお、高さの高いピラーバンプＰＢの半田部分Ｓが凹部ＳＨの底部に接触した後の押し込み量は、ピラーバンプＰＢの高さバラツキを求める事により適切な値を設定すれば良い。また、高さの高いピラーバンプＰＢの半田部分Ｓが凹部ＳＨの底部に接触した後の押し込み量が大であれば、フラックス転写用シートＳ１の弾性変形だけでは不十分となって半田部分Ｓの変形にまで至る可能性もある。そこで、フラックス転写用シートＳ１とフラックス塗布用吸着テーブル１１ｂの間に熱硬化性樹脂エラストマーや加流ゴムからなる弾性体Ｅを介した構成で（図１１（ａ））、半導体チップＣをフラックス転写用シートＳ１に押し込んでもよい。このような構成では、弾性体Ｅが弾性変形し、フラックス転写用シートＳ１は柔軟性を有していることから弾性体Ｅの変形面に密着した状態となる（図１１（ｂ））。

ここまで、図２に示したフラックス塗布装置１について説明したが、別の実施形態としてフラックス塗布装置１のフラックス転写用シート供給部２に換えて、図１２のように、樹脂シート供給部６および凹部形成部７とした構成のフラックス塗布装置２００とすることも可能である。

また、図１３のフラックス塗布装置３００のように、基台１０上に基板用駆動ユニット９１ａと基板用吸着テーブル９１ｂからなる基板用ステージ９１を備える構成として、フラックス塗布後の半導体チップＣを、フラックス転写ヘッド４２が回路基板Ｂに搭載する構成としてもよい。図１３のフラックス塗布装置３００では、半導体チップ配置用画像認識手段９４により、半導体チップＣと回路基板Ｂの位置を認識した後に、フラックス転写ユニット４１および基板用駆動ユニット９１ａを稼働させて位置合わせを行っているが、半導体チップ配置用画像認識手段９４の機能をフラックス転写用画像認識手段４３が備えていても良い。

フラックス転写用画像認識手段４３が半導体チップ配置用画像認識手段９４の機能を備えた場合は、画像認識手段が一つに出来るのでコストダウンになる。更に、フラックス転写前に取得した画像データを記憶しておけば、フラックス転写中に回路基板Ｂの画像認識をすることで、半導体チップＣと回路基板Ｃの位置合わせに必要な相対位置データが得られるので、タクトタイムの短縮になる。

フラックス塗布装置３００のような構成の場合、これに熱圧着ユニット９２および熱圧着ヘッド９３からなる実装部９を設けて、図１４のようなフラックス塗布機能付き実装装置４００としても良い。図１４の実装部９では、フラックス塗布後の半導体チップＣを熱圧着ヘッド９３が吸着保持し、半導体チップ配置用画像認識装置９４が半導体チップＣと回路基板Ｂの位置を認識し、基板用駆動ユニット９１ａと熱圧着ユニット９２により半導体チップＣと回路基板Ｂの位置合わせを行った後に、熱圧着ヘッド９３により半導体チップＣを回路基板Ｂに熱圧着して実装する。

なお、図１４の、フラックス塗布機能付き実装装置３００では、フラックス塗布後の半導体チップＣをフラックス転写ヘッド４２から熱圧着ヘッド９３に受け渡す必要があるが、熱圧着ユニット９２および熱圧着ヘッド９３が、フラックス転写ユニット４１およびフラックス転写ヘッド４２の機能も備えた構成であれば、フラックス転写部４でフラックスを塗布した半導体チップＣを、直接、回路基板Ｂに実装することが可能となる。更に、実装用画像認識手段９４がフラックス転写用画像認識手段４３の機能も備えていてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明を行ったが、上に開示した実施形態は、あくまでも例示であって、本発明の範囲はこの実施形態に限定されるものではない。実施形態では、ピラーバンプの半田部分へのフラックス塗布に限定しているが、フラックスを塗布するのがピラーバンプ以外にも本発明は適用でき、特にバンプ形状が小さくなるほど有効である。

１ フラックス塗布装置
２ フラックス転写用シート供給部
３ フラックス充填部
４ フラックス転写部
５ フラックス転写用シート回収部
６ 樹脂シート供給部
７ 凹部形成部
８ フラックス転写用シート巻取部
９ 実装部
１０ 基台
１１ フラックス塗布用ステージ
１１ａ フラックス塗布用駆動ユニット
１１ｂ フラックス塗布用吸着テーブル
１２ 支持フレーム
１３ スライドガイド
３１ ノズル
３２ スキージ
４１ フラックス転写ユニット
４２ フラックス転写ヘッド
４３ フラックス転写用画像認識手段
７０ 凹部形成基台
７１ 凹部形成ステージ
７２ 凹部形成フレーム
７３ 凹部形成加圧ユニット
７４ 凹部形成金型
９１ 基板用ステージ
９１ａ 基板用駆動ユニット
９１ｂ 基板用吸着テーブル
９２ 熱圧着ユニット
９３ 熱圧着ヘッド
９４ 半導体チップ配置用画像認識手段
１００ フラックス転写用シート形成装置
２００ フラックス塗布装置（樹脂シート供給タイプ）
３００ 半導体チップ搭載機能付きフラックス転写装置
４００ フラックス塗布機能付き実装装置
Ｂ 回路基板
Ｃ 半導体チップ
Ｅ 弾性体
Ｐ ピラー
Ｓ 半田部分
Ｆ０ 供給されたフラックス
ＦＡ フラックス残渣ＦＡ
ＦＨ 充填フラックス
ＦＭ フラックス膜
ＦＰ 転写フラックス
ＰＢ ピラーバンプ
ＳＢ 半田バンプ
Ｓ０ 樹脂シート
Ｓ１ フラックス転写用シート
ＳＨ 凹部

Claims (13)

1. 半導体チップに複数形成されたバンプにフラックス塗布するフラックス塗布方法であって、
   樹脂シート表面に前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部が形成された、フラックス転写用シートを供給し、
   前記凹部にフラックスを充填する工程と、
   前記凹部と前記バンプの位置合わせを行った後に、前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する工程から成るフラックス塗布方法。
2. 半導体チップに複数形成されたバンプにフラックス塗布するフラックス塗布方法であって、
   樹脂シートを供給し、
   前記樹脂シート表面に、前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部を形成してフラックス転写用シートとする工程と、
   前記凹部にフラックスを充填する工程と、
   前記凹部と前記バンプの位置合わせを行った後に。前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する工程から成るフラックス塗布方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のフラックス塗布方法であって、
   前記凹部へのフラックス充填を、スキージを用いて行うことを特徴とするフラックス塗布方法。
4. 請求項３に記載のフラックス塗布方法であって、
   前記スキージを固定した状態で、フラックス転写用シートを移動させることで前記凹部へのフラックス充填を行うことを特徴とするフラックス塗布方法。
5. 請求項１に記載のフラックス塗布方法であって、前記フラックス転写用シートの凹部形成側の表面に、前記凹部形成位置に貫通孔を有する離型フィルムが積層され、
   フラックスを充填する工程の後に、前記離型フィルムを除去することを特徴とするフラックス塗布方法。
6. 請求項１から請求項５の何れかに記載のフラックス塗布方法であって、
   前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する工程において、前記フラックス転写用シートの下側に、表面が平坦な弾性体を配置することを特徴とするフラックス塗布方法。
7. 半導体チップに複数形成されたバンプにフラックスを塗布するフラックス塗布装置であって、
   樹脂シート表面に前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部が形成された、フラックス転写用シートを供給するフラックス転写用シート供給部と、
   前記凹部にフラックスを充填するフラックス充填部と、
   前記凹部と前記バンプの位置合わせを行う機能と、前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する機能を有するフラックス転写部とを備えたことを特徴とするフラックス塗布装置。
8. 半導体チップに複数形成されたバンプにフラックスを塗布するフラックス塗布装置であって、
   樹脂シートを供給する樹脂シート供給部と、
   前記樹脂シート表面に、前記バンプの配置と一対一で対応する配置で凹部を形成してフラックス転写用シートとする凹部形成部と、
   前記凹部にフラックスを充填するフラックス充填部と、
   前記凹部と前記バンプの位置合わせを行う機能と、前記バンプを前記凹部内のフラックスに浸漬する機能を有するフラックス転写部とを備えたことを特徴とするフラックス塗布装置。
9. 請求項７または請求項８に記載のフラックス塗布装置であって、
   前記フラックス充填部が、フラックスを供給するノズルと、フラックスを前記凹部に充填するためのスキージを有していることを特徴とするフラックス転写装置。
10. 請求項９に記載のフラックス塗布装置であって、
    前記フラックス充填部が、前記スキージを固定した状態で、フラックス転写用シートを移動させることで前記凹部へのフラックス充填を行う機能を有していることを特徴とするフラックス塗布装置。
11. 請求項７から請求項１０の何れかに記載のフラックス塗布装置であって、
    フラックス転写部において、前記フラックス転写用シートの下側に、表面が平坦な弾性体を配置する機能を有していることを特徴とするフラックス塗布装置。
12. 請求項７から請求項１１の何れかに記載のフラックス塗布装置であって、
    フラックス転写部が、半導体チップを吸着保持するフラックス転写ヘッドを有し、
    前記フラックス転写ヘッドが、フラックス塗布後の半導体チップを、
    前記半導体チップを実装する回路基板に搭載する機能を備えていることを特徴とするフラックス塗布装置。
13. 半導体チップを回路基板に実装する実装装置であって、
    請求項７〜請求項１１に記載のいずれかのフラックス塗布装置を備え、
    前記半導体チップのバンプにフラックスを塗布してから、
    前記半導体チップを前記回路基板上に位置合わせして熱圧着する機能を有することを特徴とする実装装置。

Images