JP2823010B1 - バンプ付き電子部品の実装方法 - Google Patents
バンプ付き電子部品の実装方法Info
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Abstract
半田付けできるバンプ付き電子部品の実装方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 ワーク1の上面の電極2上の半田部3を
覆うように熱硬化性ボンド6を塗布する。バンプ付き電
子部品4のバンプ5を半田部3に着地させ、バンプ5を
半田部3に押しつけてバンプ5の下端部を半田部3に食
い込ませる。そこでまずバンプ付き電子部品4を150
°C程度の第1の加熱温度で一定時間加熱し、熱硬化性
ボンド6を硬化させる。次にバンプ付き電子部品4を1
83°C以上の第2の加熱温度で加熱し、半田部3を溶
融させてバンプ5を電極2上に半田付する。バンプ5と
半田部3の接合部には合金8が生成する。
Description
品の実装方法に関するものである。
品は、バンプをワークの電極上に形成された半田部に着
地させた後、半田部を加熱して溶融させることにより半
田付けされる。
装工程図である。図10(a)において、ワーク1の上
面には電極2が形成されており、電極2上には半田部3
が形成されている。半田部3はメッキ工法などにより形
成される。バンプ付き電子部品4の下面にはバンプ5が
形成されている。
(a)に示すように、ワーク1の上面に熱硬化性ボンド
6を塗布する。熱硬化性ボンド6は、半田部3を完全に
覆うように塗布される。次に搭載ヘッドのノズル7にバ
ンプ付き電子部品4を真空吸着して保持し、バンプ5を
半田部3上に着地させる(図10(b))。
ら離し、圧着ツール8でバンプ付き電子部品4を押圧す
る。圧着ツール8はヒータ(図外)で加熱されており、
その熱Hで半田部3や熱硬化性ボンド6は徐々に加熱さ
れる。そしてまず熱硬化性ボンド6が硬化した後、半田
部3が溶融する。そこで加熱を中止して溶融した半田部
3を固させる。以上によりバンプ付き電子部品4はワー
ク1に半田付けされる。
化温度は一般に150°C程度である。また半田部の溶
融温度は一般に183°C程度であり、熱硬化性ボンド
6の硬化温度よりも高い。したがって加熱の進行ととも
に、まず熱硬化性ボンド6が硬化を始める。その後、半
田部3が183°C以上に加熱されることにより、半田
部3は溶融する。
の間に介在する熱硬化性ボンド6の体積は大きいので、
熱硬化性ボンド6全体が150°Cまで加熱されて熱硬
化性ボンド6の内部が硬化する前に、半田部3は溶融を
開始しやすい。このように熱硬化性ボンド6の内部が未
硬化の段階で半田部3が溶融すると、図10(c)に示
すように半田部3は電極2上から側方へ流出し、相隣る
半田部3の半田同士がつながって半田ブリッジを生じや
すい。またこのように半田部3が側方へ流出して半田部
3がつぶれる結果、ワーク1とバンプ付き電子部品4の
間隔Gは小さくなる。ワーク1とバンプ付き電子部品4
の熱膨張率は著しく異るので、ワーク1やバンプ付き電
子部品4が熱膨張すると、バンプ5は電極2から剥がれ
やすい。このような不都合を解消するためには、上記間
隔Gをできるだけ大きくすることが望ましい。何故なら
ば、間隔Gが大きければ、ワーク1とバンプ付き電子部
品4の熱膨張量の差を吸収しやすく、その結果、バンプ
5は電極2から剥がれにくいからである。
をワークの電極に良好に半田付けできるバンプ付き電子
部品の実装方法を提供することを目的とする。
部品の実装方法は、ワークの上面に熱硬化性ボンドを塗
布してワークの上面の電極上に形成された半田部を熱硬
化性ボンドで覆う工程と、バンプ付きワークの下面に形
成されたバンプを半田部上に着地させ、圧着ツールでバ
ンプ付きワークを押圧することによりバンプの下端部を
半田部に食い込ませる工程と、熱硬化性ボンドを第1の
加熱温度で加熱して熱硬化性ボンドを硬化させた後、加
熱温度を第2の加熱温度に上昇させて半田部を溶融させ
ることによりバンプと半田部の接合部においてバンプと
半田部の合金を生成する工程と、溶融した半田部を冷却
して固化させる工程と、を含む。
端部を半田部に食い込ませて搭載するので、熱硬化性ボ
ンドが硬化する前に、バンプが半田部からすべり落ちる
ことはない。また熱硬化性ボンドの硬化が十分に進行し
た後、半田部を溶融させるので、溶融した半田部が側方
へ流出することはなく、バンプを電極上にしっかり半田
付けできる。
形態1のバンプ付き電子部品の実装装置の斜視図、図2
は同熱硬化性ボンドを塗布中のワークの側面図、図3は
同バンプ付き電子部品を搭載中のワークの側面図、図4
は同熱硬化性ボンドが熱硬化中のワークの側面図であ
る。
装置は、ボンド塗布装置10と、バンプ付き電子部品の
搭載装置20と、加熱装置30から成っている。ボンド
塗布装置10と搭載装置20と加熱装置30のテーブル
11、21、31上にはガイドレール12、22、32
が配設されている。ガイドレール12、22、32は直
線状に接続されており、ワーク1はガイドレール12、
22、32に沿って右方へ搬送される。このワーク1
は、プリント基板である。
にはアーム部13が設けられており、アーム部13には
ディスペンサ14が保持されている。ディスペンサ14
のノズル15から、熱硬化性ボンド6が吐出される(図
2参照)。
載ヘッド23が設けられている。搭載ヘッド23のノズ
ル24はバンプ付き電子部品4を真空吸着する。ノズル
24は、搭載ヘッド23に内蔵された上下動機構により
上下動する。搭載ヘッド23はXテーブル25に保持さ
れている。またXテーブル25はYテーブル26に架設
されている。したがってXテーブル25とYテーブル2
6が駆動すると、搭載ヘッド23はX方向やY方向へ水
平移動する。テーブル21上にはバンプ付き電子部品4
が多数備えられている。搭載ヘッド23は、テーブル2
1上のバンプ付き電子部品4をノズル24の下端部に真
空吸着してピックアップし、ガイドレール22上のワー
ク1に搭載する。
圧着ユニット33が設けられている。圧着ユニット33
は圧着ツール34を有している。圧着ツール34にはヒ
ータが内蔵されており、ヒータが駆動することにより、
圧着ツール34は200°C程度に加熱される。圧着ツ
ール34は、圧着ユニット33に内蔵された上下動機構
により上下動する。
のような構成より成り、次に実装方法を説明する。図1
において、ワーク1はガイドレール12に沿ってディス
ペンサ14の直下まで搬送されてくる。そこで、図2に
示すようにディスペンサ14のノズル15から熱硬化性
ボンド6が吐出されてワーク1の上面に塗布される。熱
硬化性ボンド6は、ワーク1の電極2上に形成された半
田部3を覆うように塗布される。
23の直下に送られる。搭載ヘッド23は、テーブル2
1上のバンプ付き電子部品4をノズル24の下端部に真
空吸着してピックアップし、ワーク1に搭載する。図3
(a)、(b)、(c)は、バンプ付き電子部品4をワ
ーク1に搭載する動作を示している。まず、図3(a)
に示すようにバンプ付き電子部品4をワーク1の真上に
位置させる。次に図3(b)に示すようにバンプ付き電
子部品4を下降させてバンプ5を半田部3に着地させ
る。ノズル24はバンプ付き電子部品4をワーク1に強
く押し付け、バンプ5の下端部を半田部3に食い込ませ
る。バンプ5は、半田部3よりも硬度の大きい金にて形
成されている。次にノズル24は真空吸着状態を解除し
て上昇する(図3(c))。以上によりバンプ付き電子
部品4はワーク1に搭載される。
る。この場合、バンプ5は半田部3に食い込んでおり、
かつバンプ付き電子部品4は熱硬化性ボンド6でワーク
1に接着されているので、搬送中にバンプ5が半田部3
からすべり落ちることはない。図4(a)、(b)、
(c)は熱硬化性ボンド6を熱硬化させる工程を示して
いる。図4(a)に示すように圧着ツール34をバンプ
付き電子部品4の上面に着地させる。圧着ツール34は
ヒータで加熱されており、熱Hはバンプ付き電子部品4
を通じて熱硬化性ボンド6に伝達される。
150°C、半田部3の溶融温度は約183°Cであ
る。したがって当初は、150°C〜175°C程度の
第1の加熱温度で一定時間加熱し、まず熱硬化性ボンド
6を硬化させる(図4(a))。そして熱硬化性ボンド
6の硬化が進行してその全体が硬化したならば、圧着ツ
ール34の温度を183°C以上、好ましくは200°
C以上の第2の加熱温度に上昇させる。すると半田部3
は溶融し、バンプ4と半田部3の接合部には半田と金の
合金8が生成する(図4(b))。次に圧着ツール34
を上昇させれば、溶融していた半田部3は冷却されて固
化し、バンプ5は電極2に半田付けされる(図4
(c))。
3°C)よりも低い150°C〜175°Cの第1の加
熱温度で熱硬化性ボンド6を硬化させ、その後、半田部
3の溶融温度以上の第2の加熱温度で加熱して半田部3
を溶融させる。このように熱硬化性ボンド6を硬化させ
た後で、加熱温度を第1の加熱温度から第2の加熱温度
へ上昇させて半田部3を溶融させるようにしているの
で、図10に示す従来例のように、溶融した半田部が側
方へ流出して半田ブリッジを生じることはない。また半
田部3が溶融する前に熱硬化性ボンド6を硬化させるの
で、圧着ツール34でバンプ付き電子部品4をワーク1
に押しつけても半田部3がつぶれることはなく、ワーク
1とバンプ付き電子部品4には十分な間隔Gが確保され
る。なお熱硬化性ボンド6が完全に硬化する前、すなわ
ち熱硬化性ボンド6の硬化がある程度進行して、半田部
3の流出やつぶれのおそれがなくなった時点で、半田部
3を183°C以上に加熱してその溶融を開始させても
よい。
形態2のバンプ付き電子部品の実装装置の斜視図、図6
は同温度プロファイル図である。
ンド塗布装置10と、バンプ付き電子部品の搭載装置2
0と、第1の加熱装置30Aと、第2の加熱装置30B
と、第3の加熱装置30Cを横一列に並べて構成されて
いる。各々のテーブル11、21、31A、31B、3
1C上にはガイドレール12、22、32A、32B、
32Cが直線状に配設されている。ワーク1はガイドレ
ール12、22、32A、32B、32Cに沿って右方
へ搬送される。
0Bと第3の加熱装置30Cの構造は、図1に示す加熱
装置30の構造と同じであって、それぞれテーブル31
A、31B、31C、ガイドレール32A、32B、3
2C、圧着ユニット33A、33B、33C、圧着ツー
ル34A、34B、34Cから成っている。
Aによる温度プロファイルを示しており、Bは第2の圧
着ツール34Bによる温度プロファイルを示しており、
Cは第3の圧着ツール34Cによる温度プロファイルを
示している。
のような構成より成り、次に動作を説明する。ボンド塗
布装置10により熱硬化性ボンド6が塗布されたワーク
1は搭載装置20へ送られ、バンプ付き電子部品4が搭
載される。
圧着ツール34Aの直下へ送られる。そこで熱圧着ツー
ル34Aは下降してバンプ付き電子部品4の上面に着地
し、熱硬化性ボンド6や半田部3を約150°C程度ま
で加熱する(図6の温度プロファイルAを参照)。すな
わち第1の加熱装置30Aは、ワーク1(熱硬化性ボン
ド6)の温度を第1の加熱温度まで加熱する昇温工程を
行う。
圧着ツール34Bの直下へ送られる。そこで熱圧着ツー
ル34Bは下降してバンプ付き電子部品4の上面に着地
し、熱硬化性ボンド6を150°C以上の第1の加熱温
度を維持して硬化を促進させる(図6の温度プロファイ
ルBを参照)。すなわち第2の加熱装置30Bは、熱硬
化性ボンド6を硬化させるボンド硬化工程を行う。
圧着ツール34Cの直下へ送られる。そこで熱圧着ツー
ル34Cは下降してバンプ付き電子部品4の上面に着地
し、半田部3を183°C以上の第2の加熱温度で加熱
する。これにより半田部3は溶融し、バンプ5は電極2
に半田付けされる。すなわち第3の加熱装置30Cは、
リフロー工程を行う。
装置30の圧着ツール34を用い、圧着ツール34の加
熱温度を途中で上げることにより熱硬化性ボンド6の硬
化と半田部3の溶融を行っていたが、図5に示す実施の
形態2では、3台の加熱装置30A、30B、30Cを
用い、それぞれの圧着ツール34A、34B、34Cに
よる加熱工程を分割することにより生産性を高めること
ができる。
形態3のバンプ付き電子部品の実装装置の斜視図、図8
は同バンプ付き電子部品のリフロー装置の断面図、図9
は同リフロー装置の温度プロファイル図である。
ンド塗布装置10と、バンプ付き電子部品の搭載装置2
0と、リフロー装置40から成っている。図8におい
て、リフロー装置40は加熱室43を有している。加熱
室43の内部には、ワーク1を搬送するコンベヤ42が
配設されている。加熱室43の内部は仕切壁44により
昇温工程を行う第1室45、ボンド硬化工程を行う第2
室46、リフロー工程を行う第3室47に分割されてい
る。第1室45と第2室46と第3室47には、それぞ
れヒータ48とファン49が配設されている。図9にお
いて、A’、B’、C’はそれぞれ第1室45、第2室
46、第3室47の温度プロファイルである。
のような構成より成り、次に動作を説明する。ボンド塗
布装置10により熱硬化性ボンド6が塗布されたワーク
1は搭載装置20へ送られ、バンプ付き電子部品4が搭
載される。
3内へ送られる。図8において、ワーク1はコンベヤ4
2により右方へゆっくり搬送される。ワーク1は、第1
室45において150°C程度まで加熱される(図9の
温度プロファイルA’を参照)。次にワーク1は第2室
46において一定時間160°C程度の第1の加熱温度
で加熱され、熱硬化性ボンド6は硬化する(図9の温度
プロファイルB’を参照)。次にワーク1は第3室47
へ送られ、183°C以上の第2の加熱温度まで急速に
加熱され、半田部3は溶融する(図9の温度プロファイ
ルC’を参照)。次にワーク1は加熱室43から送り出
され、溶融した半田部3は固化してバンプ5は電極2に
半田付けされる。実施の形態3では、実施の形態2と同
様に工程分割による生産性を高めることができる。さら
に圧着ツールを使用しないのでバンプ4が半田部3にく
い込み過ぎるといった不具合を生じるおそれがなく、ワ
ーク1とバンプ付き電子部品4の間隔Gを大きく確保す
ることができる。
い込ませて搭載するので、熱硬化性ボンドが硬化する前
に、バンプが半田部からすべり落ちることはない。また
熱硬化性ボンドの硬化が十分に進行した後、半田部を溶
融させるので、溶融した半田部が側方へ流出することは
なく、バンプを電極上にしっかり半田付けできる。
実装装置の斜視図
中のワークの側面図
搭載中のワークの側面図
化中のワークの側面図
実装装置の斜視図
実装装置の斜視図
リフロー装置の断面図
ロファイル図
Claims (1)
- 【請求項1】ワークの上面に熱硬化性ボンドを塗布して
ワークの上面の電極上に形成された半田部を熱硬化性ボ
ンドで覆う工程と、バンプ付きワークの下面に形成され
たバンプを半田部上に着地させ、圧着ツールでバンプ付
きワークを押圧することによりバンプの下端部を半田部
に食い込ませる工程と、熱硬化性ボンドを第1の加熱温
度で加熱して熱硬化性ボンドを硬化させた後、加熱温度
を第2の加熱温度に上昇させて半田部を溶融させること
によりバンプと半田部の接合部においてバンプと半田部
の合金を生成する工程と、溶融した半田部を冷却して固
化させる工程と、を含むことを特徴とするバンプ付き電
子部品の実装方法。
Priority Applications (1)
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JP13207797A JP2823010B1 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | バンプ付き電子部品の実装方法 |
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JP13207797A JP2823010B1 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | バンプ付き電子部品の実装方法 |
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-
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- 1997-05-22 JP JP13207797A patent/JP2823010B1/ja not_active Expired - Lifetime
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