JP3690398B2 - 半導体チップの実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップの実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数個の半導体チップを配線基板へろう付けして、半導体実装基板を得る場合においては、加熱範囲が広範囲の加熱源、または加熱源を複数個連ねたものを用いて、配線基板と多数の半導体チップとを同時にろう付けする方法が一般的に行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような方法は、多数の半導体チップを同時に配線基板に実装でき、生産性という観点から有利であるが、以下のような問題点を有していた。
すなわち、加熱範囲が広範囲の加熱源を用いた場合には、加熱範囲内の部位によって加熱温度の差異が大きくなる。また、加熱源を複数個連ねた場合は、（隣接する半導体チップが狭ピッチの場合に）隣接する加熱源の影響により、連なった加熱源の加熱温度に差が発生する。これらの理由により、個々の半導体チップの実装状態に問題（例えば、半導体チップの配線基板への接合不良や過加熱による半導体チップの破損等）を生じ易く、得られる半導体実装基板の品質が安定しない場合があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−９８２６３号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、信頼性の高い半導体実装基板を得ることができる半導体チップの実装方法および半導体チップの実装装置を提供すること、また、信頼性の高い半導体実装基板を提供すること、前記半導体実装基板を備えた電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体チップの実装方法では、一直線上に配列された複数個の半導体チップを配線基板上にろう付けする半導体チップの実装方法であって、前記配線基板を搬送する搬送手段を有し、前記ろう付けを行うための加熱源は非接触型であり、前記ろう付けの加熱範囲の形状は略長方形または略楕円形状であり、前記搬送手段により前記配線基板を固定した後、前記加熱源は、配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動を開始し、前記形状の長手方向が、前記一直線上に沿って移動されながら加熱が行われ、前記加熱源は、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止することを特徴とする。これにより、複数個の半導体チップを均一に加熱することができ、最終的に得られる半導体実装基板の品質の安定化を図ることができる。また、連続して多くの半導体チップを実装することができ、半導体実装基板の生産性が向上する。
また、本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源の移動方向は、前記配線基板の搬送方向に対し略垂直方向であることが好ましい。
【０００７】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源は、複数個の前記半導体チップを同時に加熱することができることが好ましい。これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【０００８】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板上に、前記加熱源の移動方向とほぼ同じ方向に、複数個の前記半導体チップが配列していることが好ましい。
これにより、非接触型の加熱源の移動方向における加熱をより均一なものとすることができる。
【０００９】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板上に、前記基板の搬送方向とほぼ同じ方向に、複数個の前記半導体チップが配列していることが好ましい。
これにより、配線基板の搬送方向に対しても、加熱の度合いをより均一なものとすることができる。
本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源が、熱エネルギーを照射する熱エネルギー照射体および／または光エネルギーを照射する光エネルギー照射体であることが好ましい。
これにより、広範囲においてより均一な加熱を行うことができる。
【００１０】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源の移動方向での加熱領域の長さをＷ［ｍｍ］、前記加熱源の移動方向での前記半導体チップ同士のピッチをＬ［ｍｍ］としたとき、Ｗ＞２Ｌの関係を満足するものであることが好ましい。
これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００１１】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源の前記加熱範囲は、略長方形状または略楕円形状であり、前記加熱源は、前記加熱範囲の長手方向に移動するものであることが好ましい。
これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００１３】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板の前記半導体チップを実装する面側に第一保持部材を設置し、前記配線基板の前記半導体チップを実装する面とは反対の面側に第二保持部材を設置し、前記第一保持部材は、加熱すべき半導体チップ１に隣接する半導体チップ２を収納する凹部を有し、前記第一保持部材と前記第二保持部材とで前記配線基板を挟持した状態で、前記加熱源により前記半導体チップ１を加熱する。これにより、配線基板の加熱によるたわみや変形による、半導体チップと配線基板との接合不良等を効果的に防止することができる。また、加熱すべき半導体チップに隣接する半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００１４】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記第一保持部材と前記第二保持部材は、主として、熱伝導率が１００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料で構成されたものであることが好ましい。
これにより、第一保持部材と第二保持部材を、より効率的に冷却することができる。
【００１５】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記第一保持部材は、前記配線基板上の前記加熱源により加熱すべき領域に対応した開口部を有することが好ましい。これにより、加熱すべき半導体チップにより確実に熱を供給することができる。
【００１６】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記第一保持部材の前記開口部は、前記配線基板側から、前記配線基板の面方向に垂直な方向に向かって、開口面積が大きくなる部位を有することが好ましい。
これにより、半導体チップに、より効率よく熱を供給することができる。
本発明の半導体チップの実装方法では、前記第二保持部材は、前記第一保持部材の前記開口部に対応した領域において、前記配線基板上の複数個の前記半導体チップの個々に対応した位置に開口部を有することが好ましい。
これにより、配線基板の加熱によるたわみや変形をより効果的に防止しつつ、半導体チップおよび配線基板の過剰な温度上昇を効果的に防止することができる。
【００１７】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記半導体チップをろう付けする際において、前記第一保持部材および／または前記第二保持部材は、冷却されることが好ましい。
これにより、第一保持部材および／または第二保持部材の温度が高くなりすぎるのを防止し、加熱すべき半導体チップ以外の半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００１８】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板上の加熱すべき前記半導体チップに、前記配線基板の搬送方向で隣接する前記半導体チップを、前記加熱源の熱から保護する保護部材を設置して加熱を行うものであることが好ましい。これにより、隣接する半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００１９】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板に前記半導体チップをろう付けするのに使用されるろう材は、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだ、または、実質的にＰｂを含まないＰｂ不含はんだであることが好ましい。
これにより、半導体チップと配線基板との接合強度を特に優れたものとすることができる。
本発明の半導体チップの実装装置は、本発明の半導体チップの実装方法に用いられることを特徴とする。
これにより、本発明の半導体チップの実装方法に好適に用いられる半導体チップの実装装置を提供することができる。
【００２１】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記加熱源が、熱エネルギーを照射する熱エネルギー照射体および／または光エネルギーを照射する光エネルギー照射体であることが好ましい。
これにより、広範囲においてより均一な加熱を行うことができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記加熱源の移動方向での加熱領域の長さをＷ［ｍｍ］、前記加熱源の移動方向での前記半導体チップ同士のピッチをＬ［ｍｍ］としたとき、Ｗ＞２Ｌの関係を満足するものであることが好ましい。
これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００２２】
本発明の半導体チップの実装装置では、略長方形状または略楕円形状であり、前記加熱源が、加熱範囲の長手方向に移動するものであることが好ましい。
これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記加熱源が、前記配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動を開始し、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止することが好ましい。
これにより、配線基板上の複数個の半導体チップに、より均一な温度履歴を与えることができる。
【００２３】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記配線基板の前記半導体チップを実装する面側に第一保持部材を設置し、さらに、
前記配線基板の前記半導体チップを実装する面とは反対の面側に第二保持部材を設置し、
前記第一保持部材と前記第二保持部材とで前記配線基板を挟持した状態で、前記配線基板を前記加熱源より加熱することが好ましい。
これにより、配線基板の加熱によるたわみや変形をより効果的に防止しつつ、半導体チップおよび配線基板の過剰な温度上昇を効果的に防止することができる。
【００２４】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第一保持部材と前記第二保持部材が、主として、熱伝導率が１００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料で構成されたものであることが好ましい。
これにより、第一保持部材と第二保持部材を、より効率的に冷却することができる。
【００２５】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第一保持部材が、前記配線基板上の前記加熱源により加熱すべき領域に対応した開口部を有することが好ましい。
これにより、加熱すべき半導体チップにより確実に熱を供給することができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第一保持部材が、前記配線基板上の加熱すべき前記半導体チップに隣接する前記半導体チップを収納する凹部を有することが好ましい。
これにより、加熱すべき半導体チップに隣接する半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００２６】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第一保持部材の前記開口部が、前記配線基板側から、前記配線基板の垂直方向に向かって、開口面積が大きくなる部位を有することが好ましい。
これにより、半導体チップに、より効率よく熱を供給することができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第二保持部材が、前記第一保持部材の前記開口部に対応した領域において、前記配線基板上の複数個の前記半導体チップの個々に対応した位置に開口部を有することが好ましい。
これにより、配線基板の加熱によるたわみや変形をより効果的に防止しつつ、半導体チップおよび配線基板の過剰な温度上昇を効果的に防止することができる。
【００２７】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記半導体チップをろう付けする際において、前記第一保持部材および／または前記第二保持部材を冷却する冷却手段を有することが好ましい。
これにより、第一保持部材および／または第二保持部材の温度が高くなりすぎるのを防止し、加熱すべき半導体チップ以外の半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記配線基板上の加熱すべき前記半導体チップに、前記配線基板の搬送方向で隣接する前記半導体チップを、前記加熱源の熱から保護する保護部材を有することが好ましい。
これにより、加熱すべき半導体チップに隣接する半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体チップの実装方法、半導体チップの実装装置、半導体実装基板および電子機器の好適な実施形態について説明する。また、本発明における半導体チップには、ベアチップ（個別のチップおよびウェハの双方）および半導体パッケージのいずれのものをも含む。
まず、本発明の半導体チップの実装方法について説明するに先立ち、半導体チップについて、図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態の実装方法で用いられる半導体チップを示す断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３０】
図１に示す半導体チップ１は、基板２と、基板２の一方の面２１側に設けられた複数の端子３とを有している。
基板２は、例えば、Ｓｉ等の半導体材料で構成されている。また、基板２は、単層で構成されたもののみならず、複数の層の積層体で構成されたものでもよい。
この基板２の一方の面２１側には、集積回路（図示せず）が形成され、この集積回路の配線パターンの一部に接触するように端子３が配設されている。
【００３１】
配線パターンは、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏまたはこれらを含む合金等で構成されている。
また、この配線パターン上には、例えば電解メッキ法等により、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキ等が施されている。
なお、集積回路は、基板２の他方の面２２側に形成されていてもよく、面２１側および面２２側の双方に形成されていてもよい。また、基板２が複数の層の積層体で構成される場合には、集積回路は基板２の内部に形成されていてもよい。
【００３２】
端子３は、例えば、ボールバンプや、メッキバンプ等で構成することができる。端子３をボールバンプで構成する場合には、端子３を容易に形成することができるという利点があり、一方、端子３をメッキバンプで構成する場合には、微細な形状の端子３を高精度で形成することができるという利点がある。
ボールバンプの形成方法としては、例えば、ワイヤボンディング法を用いる方法、予め製造した金属ボールを接合する方法等を挙げることができる。
一方、メッキバンプの形成方法としては、例えば、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法等が挙げられる。
【００３３】
このような端子３の構成材料としては、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｎまたはこれらを含む合金等が挙げられるが、これらの中でも、特に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｂまたはこれらを含む合金であるのが好ましい。これらのものは、導電性に優れ、また、前述したような配線パターンの構成材料との密着性も高い。
端子３は、それぞれ、ほぼ等しい厚さ（高さ）に設定されており、その厚さ（平均）は、特に限定されないが、例えば、１０〜５００μｍ程度とされる。また、端子３の横断面での面積（最大）も、特に限定されず、例えば、１×１０−４〜５×１０−１ｍｍ２程度とされる。
【００３４】
次に、本発明の方法に用いられる配線基板について、図２に基づいて説明する。
図２に示す配線基板４は、基板５と、基板５の一方の面（上面）５１に設けられた複数の端子（接続端子）６とを有している。
基板５は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、Ｓｉ等の半導体材料、ポリイミド、ガラエボ等の各種樹脂材料、またはこれらを任意に組み合わせたもの等で構成されている。基板５は、前述した中でも、主として、ポリイミドおよび／またはガラエボで構成されるのが好ましい。これにより、基板５の薄型化が可能となる。また、基板５の取り扱いが容易となる。また、生産コストを低くすることができる。
基板５の厚さ（平均）は、特に限定されないが、通常、０．０１〜５ｍｍ程度とされる。
【００３５】
また、基板５は、単層で構成されたもののみならず、複数の層の積層体で構成されたものでもよい。
この基板５の一方の面５１には、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎのうちの少なくとも１種の金属、該金属を含む合金等の導電性材料で構成される配線パターン（図示せず）が形成されている。そして、この配線パターンの端部付近に電極が形成されて、端子６を構成している。
【００３６】
なお、配線パターンは、基板が複数の層の積層体で構成される場合には、基板の内部に形成されていてもよい。
このような配線基板４は、フィルム状のテープ基板であるのが好ましい。これにより、連続して多くの半導体チップを実装することができ、後述する半導体実装基板の生産性が向上する。
なお、配線基板４としては、独立した回路を有するものが複数個設けられていて、最終的にそれぞれを切り出して、それぞれを半導体実装基板を製造するのに用いてもよい。
【００３７】
次に、本発明の半導体チップの実装装置について説明する。
図３は、半導体チップの実装装置の実施形態を示す上面図、図４は、図３に示す半導体チップの実装装置の正面図、図５は、図３に示す半導体チップの実装装置の側面図、図６は、図３に示す半導体チップの実装装置のブロック図、図７は、配線基板の挟持状態を説明するための縦断面図、図８は、第一保持部材を示す図、図９および図１０は、第二保持部材を示す図である。なお、以下の説明では、図３中の下側を「前」または「前方」、上側を「後」または「後方」、紙面手前側を「上」または「上方」、紙面奥側を「下」または「下方」と言い、図４の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、紙面手前側を「前」または「前方」、紙面奥側を「後」または「後方」と言い、図５中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、左側を「前」または「前方」、右側を「後」または「後方」と言う。また、各図中の矢印Ｘは、配線基板４の搬送方向を示し、矢印Ｙは、非接触型の加熱源１０の移動方向を示す。
【００３８】
図３、図４および図５に示す半導体チップの実装装置１２（以下、単に「実装装置１２」とも言う。）は、台座１３と、巻き取りユニット１４と、基板位置検出ユニット１５と、基板保持ユニット１６と、第一保持部材８と、第二保持部材９と、加熱源１０と、加熱源移動ユニット１７と、レール１８とを有している。
基板位置検出ユニット１５、基板保持ユニット１６、第一保持部材８、第二保持部材９、加熱源１０、加熱源移動ユニット１７、レール１８は、それぞれ、台座１３上に設けられている。
【００３９】
巻き取りユニット１４は、リール１４１を有している。半導体チップ１が設置された配線基板４は、台座１３側に供給された後、巻き取りユニット１４のリール１４１に巻き取られるよう構成されている。すなわち、配線基板４は、図３および図４中、左側から右側に向かって（図中のＸ方向に）搬送されるよう構成されている。
【００４０】
基板位置検出ユニット１５は、例えば、光センサ、ＣＣＤ等で構成される検出装置（検出手段）１５１を有しており、搬送されてきた配線基板４が適正な位置となっているか否かを確認する。
台座１３の前方部には、基板保持ユニット１６と、第一保持部材８と、第二保持部材９とが設けられている。第二保持部材９は、定位置に固定されている。第一保持部材８は、基板保持ユニット１６を図示しない駆動機構により上下動させ、第二保持部材９に対して接近および離間する。また、第一保持部材８と第二保持部材９の温度上昇を制御する手段として、第一保持部材８および第二保持部材９の内部に、冷却孔１１が設けられている。
【００４１】
第一保持部材８は、図７または図８に示すように、加熱源１０により、配線基板４上の加熱すべき領域に対応した開口部８１を有する。開口部８１は、加熱すべき半導体チップ１に、より確実に熱を供給する機能を有するものである。
また、開口部８１は、図７または図８に示すように、配線基板４側から、配線基板の垂直方向に向かって、開口面積が大きくなる部位（斜面部８２）を有する。このような斜面部８２は、半導体チップ１に、より効率よく熱を供給する機能を有するものである。
【００４２】
さらに、第一保持部材８は、配線基板４上の加熱すべき半導体チップ１に、配線基板４の搬送方向（図７中のＸ方向）で隣接する半導体チップ１を収納する凹部８３を有する。このような凹部８３は、ろう付けが終了した半導体チップ１と次にろう付けを行う半導体チップ１に余分な熱が伝わるのを十分に防止する機能を有するものである。すなわち、第一保持部材８は、配線基板４上の加熱すべき半導体チップ１に、配線基板４の搬送方向（図７中のＸ方向）で隣接する半導体チップ２を、加熱源１０の熱から保護する保護部材としての機能を有する。
【００４３】
第二保持部材９は、図７または図９に示すように、第一保持部材８の開口部８１に対応した領域において、配線基板４上の複数個の半導体チップ１の個々に対応した位置に開口部９１を有する。このような開口部９１は、配線基板４の加熱によるたわみや変形をより効果的に防止しつつ、半導体チップ１および配線基板４の過剰な温度上昇を効果的に防止する機能を有するものである。なお、開口部８１の形状は、図９に示したような形状に限定されず、図１０に示すような形状であってもよい。
【００４４】
このような第一保持部材８と第二保持部材９は、主として、熱伝導率が１００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、第一保持部材８と第二保持部材９を、より効率的に冷却することができる。このような材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等が挙げられる。
前述したような第一保持部材８と第二保持部材９との間に搬送されてきた配線基板４は、図７に示すように、第一保持部材８と第二保持部材９とにより挟持される。この状態で、第一保持部材８の開口部８１を介して、加熱源１０より、半導体チップ１および配線基板４に熱が供給される。
【００４５】
図３〜５に示すように、加熱源移動ユニット１７は、アーム１７１を有しており、アーム１７１の先端部に、加熱源１０が取り付けられている。また、加熱源移動ユニット１７は、図示しない駆動機構により、図中の前方および後方に、レール１８上を移動するように構成されている。
加熱源１０は、加熱源移動ユニット１７の移動に伴い、配線基板４の搬送方向と略垂直であり、かつ、配線基板４の面方向と略水平な方向（図３、５中のＹ方向）に移動する。
【００４６】
加熱源１０は、熱エネルギーを照射する熱エネルギー照射体および／または光エネルギーを照射する光エネルギー照射体であるのが好ましい。これにより、広範囲においてより均一な加熱を行うことができる。
熱エネルギー照射体としては、例えば、エアヒータ、Ｎ２等の不活性ガスを用いたヒータ等が挙げられる。
光エネルギー照射体としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。
また、加熱源１０は、複数個の半導体チップ１を同時に加熱することができるものである。これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００４７】
加熱源１０の移動方向への加熱領域の長さをＷ［ｍｍ］、加熱源１０の移動方向への半導体チップ同士のピッチをＬ［ｍｍ］としたとき、Ｗ＞２Ｌの関係を満足するものであるのが好ましい。これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
加熱源１０の加熱範囲は、略長方形状または略楕円形状であり、加熱源１０は、加熱範囲の長手方向に移動するものであるのが好ましい。これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００４８】
以上説明したような、巻き取りユニット１４、基板位置検出ユニット１５、基板保持ユニット１６、加熱源１０、加熱源移動ユニット１７は、それぞれ、図６に示すように、制御部（制御手段）３０に電気的に接続されている。
制御部３０は、加熱源移動ユニット１７を介して、加熱源１０の配線基板４に対する移動を制御する他、実装装置１２の各部の作動を制御する。
【００４９】
次に、本発明の半導体チップ１の配線基板４への実装方法について説明する。図１１は、本発明の半導体チップの実装方法の一例を模式的に示した工程図（縦断面図）、図１２は、配線基板４に複数個の半導体チップ１が実装された状態を示す断面図、図１３は、配線基板４に複数個の半導体チップ１が実装された状態を示す平面図である。なお、以下の説明では、図１１中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、各図中の矢印Ｘは、配線基板４の搬送方向を示し、矢印Ｙは、非接触型の加熱源１０の移動方向を示す。
【００５０】
［準備工程］
まず、図１１ａに示したように、配線基板４の端子６上に、ろう材７を供給する。
ろう材７としては、例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ等のＰｂ含有はんだや、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ等のような、実質的にＰｂを含まないＰｂ不含はんだ（Ｐｂフリーはんだ）、銀ろう、銅ろう、リン銅ろう、黄銅ろう、アルミろう、ニッケルろう等を用いることができる。これらのものは、導電性に優れ、また、配線パターンの構成材料との密着性も高い。また、上記ろう材の中でも、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ、または、実質的に鉛を含まない鉛不含はんだ（鉛フリーはんだ）が好ましい。これにより、半導体チップ１と配線基板４との接合強度を特に優れたものとすることができる。特に、接合強度と環境に対する影響との両立の観点から、鉛フリーはんだがより好ましい。なお、前記半導体チップ１の端子３をろう材で構成する場合には、ろう材７は省略することもできる。
また、ろう材７の供給方法としては、特に限定されるものではないが、例えば印刷法、ディップ法、はんだレベラ−法（ろう材レベラ−法）等が挙げられる。
また、ろう材表面をフラットニングしてもよい。
【００５１】
［搭載工程］
次に、図１１ｂに示すように、配線基板４に複数個の半導体チップ１を積層して、半導体チップ１の端子３と、これに対応する配線基板４の端子６とが、接触するよう位置決めする。
配線基板４上の複数個の半導体チップ１と配線基板４上の接合部とは、図１３に示すように、非接触型の加熱源１０の移動方向（図中のＹ方向）とほぼ同じ方向に一直線上に配列しているのが好ましい。そして、同一形状であるのが好ましい。これにより、後述する非接触型の加熱源１０の移動方向における加熱をより均一なものとすることができる。
さらに、配線基板４上の複数個の半導体チップ１は、図１３に示すように、配線基板４の搬送方向（図中のＸ方向）とほぼ同じ方向に配列しているのが好ましい。これにより、配線基板４の搬送方向に対しても、加熱の度合いをより均一なものとすることができる。
【００５２】
［加熱工程］
この加熱工程では、加熱源１０により半導体チップ１と配線基板４とを加熱し、半導体チップ１と配線基板４とを接合する。
本発明では、配線基板４を搬送しつつ加熱し、さらに、配線基板４の搬送方向に対して、略垂直方向（図１１ｃ中における紙面に対して略垂直な方向）に加熱源１０を移動させつつ複数個の半導体チップ１を加熱することを特徴とする。これにより、複数個の半導体チップを均一に加熱することができ、最終的に得られる半導体実装基板の品質の安定化を図ることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、図１１ｃに示すように、配線基板４の半導体チップ１を実装する面側に第一保持部材８を設置し、さらに、配線基板４の半導体チップ１を実装する面とは反対の面側に第二保持部材９を設置し、第一保持部材８と第二保持部材９とで配線基板４を挟持した状態で、配線基板４を加熱源１０より加熱するのが好ましい。このように第一保持部材８と第二保持部材９とで挟持した状態で加熱すると、配線基板の加熱によるたわみや変形による、半導体チップと配線基板との接合不良等を効果的に防止することができる。
【００５４】
また、第一保持部材８と第二保持部材９は、冷却孔１１を有し、冷却孔１１に冷却媒体を流すことにより、冷却されるのが好ましい。これにより、第一保持部材８および／または第二保持部材９の温度が高くなりすぎるのを防止し、加熱すべき半導体チップ以外の半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。このような冷却媒体としては、空気、窒素ガス、二酸化炭素ガス、水等が挙げられる。なお、図１１ｃの構成は、第一保持部材８と第二保持部材９の両方を冷却する構成のものであるが、これに限定されず、第一保持部材８のみを冷却する構成のものであってもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、加熱源１０は、配線基板４上のろう付けを行う範囲の外側より移動を開始し、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止するのが好ましい。これにより、配線基板４上の複数個の半導体チップ１に、より均一な温度履歴を与えることができる。
なお、加熱源１０が停止し、配線基板４を所定の距離だけ搬送した後は、上記加熱工程を繰り返し行う。また、この場合、加熱源１０は、前述した移動開始位置に戻って加熱するものであってもよいし、前述した停止位置から、図中の矢印Ｙの方向と反対の方向に移動を開始してもよい。
【００５６】
次に、前述した実装装置１２を用いた半導体チップ１の実装方法の全体の工程の流れについて、以下、詳細に説明する。
［１］ まず、実装装置１２を作動させると、加熱源１０より、熱の放射が開始され、半導体チップ１が設置された配線基板４は、巻き取りユニット１４に巻き取られ、図３および図１４中左側から右側に向かって（図中のＸ方向に向かって）搬送される。
【００５７】
［２］ 次に、配線基板４は、基板位置検出ユニット１４の下方を通過する際に、搬送されてきた配線基板４が適正な位置となっているか否かが確認される。
これにより、後の工程における配線基板４の保持、加熱をより正確に行うことができる。
［３］ 次に、配線基板４は、第一保持部材８と第二保持部材９との間に至ると、基板保持ユニット１６の下降と共に、第一保持部材８が第二保持部材９に接近し、第一保持部材８と第二保持部材９とにより挟持される。これにより、配線基板４が、一定の位置で水平に保持される。
【００５８】
［４］ 次に、前記工程［３］とほぼ同時に、加熱源１０が、加熱源移動ユニット１７の移動と共に、図５中のＹ方向に移動し、破線の位置まで移動して停止する。
［５］ 加熱源１０が停止した後、第一保持部材８が、基板保持ユニット１６の上昇と共に、第二保持部材９から離間し、半導体チップ１がろう付けされた配線基板４は、巻き取りユニット１４に巻き取られ、図３および図４中左側から右側（図中のＸ方向に向かって）に向かって搬送される。これと同時に、第一保持部材８と第二保持部材９との間に、新たにろう付けすべき半導体チップ１が設置された配線基板４が搬送される。なお、配線基板４を搬送せずに、加熱源移動ユニット１７を図中のＸ方向に移動させ、新たにろう付けすべき半導体チップ１の位置に配置してもよい。
【００５９】
その後、前記工程［２］〜［５］を繰り返し行うことにより、配線基板４上に連続して半導体チップ１が実装される。これにより、本発明の半導体実装基板１００が得られる。なお、配線基板４として、独立した回路を有するものが複数個設けらたものを用いた場合は、半導体チップ１が実装された配線基板４は、各独立した回路毎に個片化され、半導体実装基板１００（図１４）が得られる。
【００６０】
次に、前述したような半導体実装基板１００を備える電子機器、すなわち、本発明の電子機器について説明する。
図１５は、本発明の電子機器をデジタル式腕時計に適用した場合の実施形態を示す平面図である。
図１５に示すデジタル式腕時計（携帯用の電子機器）１０００は、腕時計本体１１００と、この腕時計本体１１００の両端部（図１５中の上端および下端）に取付けられた時計バンド１２００、１２００とを有している。
【００６１】
時計バンド１２００、１２００は、それぞれ、バンド取付け部材（図示せず）により、腕時計本体１１００に回動可能に取付けられている。
腕時計本体１１００は、ほぼ矩形状の時計ケース１１１０と、その内部に設けられたムーブメント１１２０とを有している。
このムーブメント１１２０は、表示領域１１３０を有し、この表示領域１１３０には、例えば、文字、数字、記号、図形等が表示される。
【００６２】
このようなデジタル式腕時計１０００は、本発明の半導体実装基板１００として、表示領域１１３０を制御する機能を有するものが内蔵されている。
また、このデジタル式腕時計１０００では、半導体実装基板１００の他、その内部に、本発明の半導体実装基板として、例えば、水晶振動子、電源、スイッチ、トランジスタ、コンデンサ、抵抗等の電子部品等が内蔵されている。
【００６３】
なお、本発明の電子機器は、図１５のデジタル式腕時計の他にも、例えば、アナログ式腕時計、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、パーソナルコンピュータ（ラップトップ型、モバイル型）、携帯電話、ディジタルスチルカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【００６４】
以上、本発明の半導体チップの実装方法、半導体チップの実装装置、半導体実装基板、電子デバイスおよび電子機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の半導体チップの実装方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。
【００６５】
また、本発明の半導体チップの実装方法では、加熱源の移動方向に、半導体チップが一列に並んでいて、１列づつ加熱する方法について説明したが、これに限定されず、２列同時に加熱してもよいし、３列以上を加熱するものであってもよい。
また、本発明の半導体チップの実装方法は、複数個の半導体チップを積層するのに用いてもよい。
【００６６】
また、本発明において実装される半導体チップは、予め複数個の半導体チップを積層した積層体であってもよい。
また、本発明の半導体チップの実装装置では、配線基板として、巻き取り可能な可撓性配線基板（テープ基板）を代表に説明したが、配線基板としては、リジッド基板等の各種形態のものを用いることができる。
【００６７】
【実施例】
（実施例１）
図３〜図６に示すような半導体チップの実装装置を用いて、配線基板に半導体チップを実装した。なお、搬送手段として、図３の巻き取りユニットの代わりに、レールを設けたものを用いた。
【００６８】
半導体チップとしては、約１ｍｍ角のフリップチップ実装用ベアチップＩＣ（以下、単にチップともいう。）を用いた。
また、配線基板としては、１００ｍｍ×７０ｍｍのガラエポ基板で、幅方向に４個、長手方向に６個のチップを実装できるものを用い、長手方向が搬送方向となるようにレールに設置した。チップを実装した際の、加熱源の移動方向におけるチップ同士のピッチＬは、４．５ｍｍであった。また、配線基板のチップと接合する端子上に、はんだクリーム（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）を印刷したものを用いた。
【００６９】
まず、上記チップを設置した上記配線基板を、図３〜図５に示すような半導体チップの実装装置にセットし、レールによって図３および図４中の左側から右側に向かって搬送した。
搬送される配線基板は、基板位置検出ユニットにより、適正な位置となっているか否かを確認される。
【００７０】
第一保持部材と第二保持部材との間に搬送された配線基板を、第一保持部材と第二保持部材とにより挟持した。
第一保持部材および第二保持部材としては、Ａｌ製のものを用いた。また、第一保持部材、第二保持部材の厚さは、それぞれ１．７ｍｍ、１．２ｍｍであった。また、第一保持部材および第二保持部材としては、開口部を有するものを用いた。
【００７１】
第一保持部材の開口部の寸法は、５ｍｍ×６０ｍｍで、第二保持部材の開口部は、配線基板上の幅方向の一列の各チップに対応した位置に設けられており、各開口部は、直径３ｍｍの略円形状であった。また、第一保持部材の開口部は、配線基板側から、配線基板の垂直方向に向かって、開口面積が大きくなる斜面部を有し、配線基板の垂直方向と斜面部のなす角度は、４５°であった。
なお、第一保持部材および第二保持部材には、冷却空気を内部に流す空間が設けられており、冷却しつつ第一保持部材および第二保持部材を使用した。
【００７２】
配線基板を挟持したのとほぼ同時に、加熱源を、配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動させ、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止させた。
なお、非接触型の加熱源としては、キセノンランプを用いた。加熱源の照射範囲（加熱範囲）は、加熱源の移動方向での長さが１０ｍｍ、配線基板の搬送方向での長さが２ｍｍで、加熱源の移動方向での加熱領域の長さＷは、１０ｍｍであった。また、加熱源の移動速度は、６．７５ｍｍ／ｓであった。また、加熱源の温度は、３００℃であった。
また、配線基板の幅方向に配列した複数個の半導体のうち、一列を加熱するのに要した時間は、３秒であった。また、加熱源とチップとの距離は、３ｍｍであった。
【００７３】
次に、加熱源が停止した後、第一保持部材が、第二保持部材から離間し、半導体チップがろう付けされた配線基板を、レールにより第一保持部材と第二保持部材との間から搬送した。これと同時に、第一保持部材と第二保持部材との間に、新たにろう付けすべき半導体チップが設置された配線基板が搬送された。
以上の工程を繰り返すことにより、連続して配線基板上に半導体チップを実装し、半導体実装基板を得た。
【００７４】
（実施例２）
図３〜図６に示すような半導体チップの実装装置を用いて、配線基板に半導体チップを実装した。
半導体チップとしては、約１ｍｍ角のフリップチップ実装用ベアチップＩＣ（以下、単にチップともいう。）で、はんだバンプ（端子）を有するものを用いた。また、はんだバンプを構成する材料としては、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだを用いた。
【００７５】
配線基板としては、７０ｍｍ幅程度のポリイミド製テープ基板で、幅方向に１０数個のチップを実装できるものを用いた。なお、チップを実装した際の、加熱源の移動方向におけるチップ同士のピッチＬは、約４ｍｍであった。
まず、上記チップを設置した上記配線基板を、図３〜図５に示すような半導体チップの実装装置にセットし、巻き取りユニットによって図３および図４中の左側から右側に向かって搬送した。
【００７６】
搬送される配線基板は、基板位置検出ユニットにより、適正な位置となっているか否かを確認される。
第一保持部材と第二保持部材との間に搬送された配線基板を、第一保持部材と第二保持部材とにより挟持した。なお、第一保持部材および第二保持部材としては、前記実施例１と同様なものを用いた。
【００７７】
配線基板を挟持したのとほぼ同時に、加熱源を、配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動させ、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止させた。
なお、非接触型の加熱源としては、空気を使用したエアヒータを用い、加熱源の移動方向での長さが２６ｍｍ、配線基板の搬送方向での長さが２ｍｍの形状の吹き出し口を有するものを用いた。なお、該加熱源による該加熱源の移動方向への加熱領域の長さＷは、２６ｍｍであった。また、吹き出し口より吹き出される空気の温度は３００℃であった。また、加熱源の移動速度は、１５ｍｍ／ｓ程度であった。また、配線基板の幅方向に配列した複数個の半導体のうち、一列を加熱するのに要した時間は、約３．５秒であった。また、加熱源とチップとの距離は、４ｍｍであった。
【００７８】
次に、加熱源が停止した後、第一保持部材が、第二保持部材から離間し、半導体チップがろう付けされた配線基板を、巻き取りユニットに巻き取り、第一保持部材と第二保持部材との間から搬送した。これと同時に、第一保持部材と第二保持部材との間に、新たにろう付けすべき半導体チップが設置された配線基板が搬送された。
【００７９】
以上の工程を繰り返すことにより、連続して配線基板上に半導体チップを実装し、半導体実装基板を得た。
以上、実施例１および２で得られた半導体実装基板は、いずれも高い信頼性を有するものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態の実装方法で用いられる半導体チップを示す断面図である。
【図２】 本実施形態の実装方法で用いられる配線基板を示す断面図である。
【図３】 半導体チップの実装装置の実施形態を示す上面図である。
【図４】 図３に示す半導体チップの実装装置の正面図である。
【図５】 図３に示す半導体チップの実装装置の側面図である。
【図６】 図３に示す半導体チップの実装装置のブロック図である。
【図７】 配線基板の挟持状態を説明するための縦断面図である。
【図８】 第一保持部材を示す図である。
【図９】 第二保持部材を示す図である。
【図１０】 第二保持部材を示す図である。
【図１１】 本発明の半導体チップの実装方法の一例を模式的に示した工程図（縦断面図）である。
【図１２】 配線基板に複数個の半導体チップが実装された状態を示す断面図である。
【図１３】 配線基板に複数個の半導体チップが実装された状態を示す平面図である。
【図１４】 本発明の半導体実装基板を示す縦断面図である。
【図１５】 本発明の電子機器をデジタル式腕時計に適用した実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１…半導体チップ
２…基板
２１、２２…面
３…端子
４…配線基板
５…基板
５１…面
６…端子
７…ろう材
８…第一保持部材
８１…開口部
８２…斜面部
８３…凹部
９…第二保持部材
９１…開口部
１０…加熱源
１１…冷却孔
１２…実装装置
１３…台座
１４…巻き取りユニット
１４１…リール
１５…基板位置検出ユニット
１５１…検出装置
１６…基板保持ユニット
１７…加熱源移動ユニット
１７１…アーム
１８…レール
３０…制御部
１００…半導体実装基板
１０００…デジタル式腕時計
１１００…腕時計本体
１１１０…時計ケース
１１２０…ムーブメント
１１３０…表示領域
１２００…時計バンド
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップの実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数個の半導体チップを配線基板へろう付けして、半導体実装基板を得る場合においては、加熱範囲が広範囲の加熱源、または加熱源を複数個連ねたものを用いて、配線基板と多数の半導体チップとを同時にろう付けする方法が一般的に行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような方法は、多数の半導体チップを同時に配線基板に実装でき、生産性という観点から有利であるが、以下のような問題点を有していた。
すなわち、加熱範囲が広範囲の加熱源を用いた場合には、加熱範囲内の部位によって加熱温度の差異が大きくなる。また、加熱源を複数個連ねた場合は、（隣接する半導体チップが狭ピッチの場合に）隣接する加熱源の影響により、連なった加熱源の加熱温度に差が発生する。これらの理由により、個々の半導体チップの実装状態に問題（例えば、半導体チップの配線基板への接合不良や過加熱による半導体チップの破損等）を生じ易く、得られる半導体実装基板の品質が安定しない場合があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−９８２６３号公報（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、信頼性の高い半導体実装基板を得ることができる半導体チップの実装方法および半導体チップの実装装置を提供すること、また、信頼性の高い半導体実装基板を提供すること、前記半導体実装基板を備えた電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体チップの実装方法では、一直線上に配列された複数個の半導体チップを配線基板上にろう付けする半導体チップの実装方法であって、前記配線基板を搬送する搬送手段を有し、前記ろう付けを行うための加熱源は非接触型であり、前記ろう付けの加熱範囲の形状は略長方形または略楕円形状であり、前記搬送手段により前記配線基板を固定した後、前記加熱源は、配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動を開始し、前記形状の長手方向が、前記一直線上に沿って移動されながら加熱が行われ、前記加熱源は、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止することを特徴とする。これにより、複数個の半導体チップを均一に加熱することができ、最終的に得られる半導体実装基板の品質の安定化を図ることができる。また、連続して多くの半導体チップを実装することができ、半導体実装基板の生産性が向上する。
また、本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源の移動方向は、前記配線基板の搬送方向に対し略垂直方向であることが好ましい。
【０００７】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源は、複数個の前記半導体チップを同時に加熱することができることが好ましい。これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【０００８】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板上に、前記加熱源の移動方向とほぼ同じ方向に、複数個の前記半導体チップが配列していることが好ましい。
これにより、非接触型の加熱源の移動方向における加熱をより均一なものとすることができる。
【０００９】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板上に、前記基板の搬送方向とほぼ同じ方向に、複数個の前記半導体チップが配列していることが好ましい。
これにより、配線基板の搬送方向に対しても、加熱の度合いをより均一なものとすることができる。
本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源が、熱エネルギーを照射する熱エネルギー照射体および／または光エネルギーを照射する光エネルギー照射体であることが好ましい。
これにより、広範囲においてより均一な加熱を行うことができる。
【００１０】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源の移動方向での加熱領域の長さをＷ［ｍｍ］、前記加熱源の移動方向での前記半導体チップ同士のピッチをＬ［ｍｍ］としたとき、Ｗ＞２Ｌの関係を満足するものであることが好ましい。
これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００１１】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記加熱源の前記加熱範囲は、略長方形状または略楕円形状であり、前記加熱源は、前記加熱範囲の長手方向に移動するものであることが好ましい。
これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００１３】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板の前記半導体チップを実装する面側に第一保持部材を設置し、前記配線基板の前記半導体チップを実装する面とは反対の面側に第二保持部材を設置し、前記第一保持部材は、加熱すべき半導体チップ１に隣接する半導体チップ２を収納する凹部を有し、前記第一保持部材と前記第二保持部材とで前記配線基板を挟持した状態で、前記加熱源により前記半導体チップ１を加熱する。これにより、配線基板の加熱によるたわみや変形による、半導体チップと配線基板との接合不良等を効果的に防止することができる。また、加熱すべき半導体チップに隣接する半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００１４】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記第一保持部材と前記第二保持部材は、主として、熱伝導率が１００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料で構成されたものであることが好ましい。
これにより、第一保持部材と第二保持部材を、より効率的に冷却することができる。
【００１５】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記第一保持部材は、前記配線基板上の前記加熱源により加熱すべき領域に対応した開口部を有することが好ましい。これにより、加熱すべき半導体チップにより確実に熱を供給することができる。
【００１６】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記第一保持部材の前記開口部は、前記配線基板側から、前記配線基板の面方向に垂直な方向に向かって、開口面積が大きくなる部位を有することが好ましい。
これにより、半導体チップに、より効率よく熱を供給することができる。
本発明の半導体チップの実装方法では、前記第二保持部材は、前記第一保持部材の前記開口部に対応した領域において、前記配線基板上の複数個の前記半導体チップの個々に対応した位置に開口部を有することが好ましい。
これにより、配線基板の加熱によるたわみや変形をより効果的に防止しつつ、半導体チップおよび配線基板の過剰な温度上昇を効果的に防止することができる。
【００１７】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記半導体チップをろう付けする際において、前記第一保持部材および／または前記第二保持部材は、冷却されることが好ましい。
これにより、第一保持部材および／または第二保持部材の温度が高くなりすぎるのを防止し、加熱すべき半導体チップ以外の半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００１８】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板上の加熱すべき前記半導体チップに、前記配線基板の搬送方向で隣接する前記半導体チップを、前記加熱源の熱から保護する保護部材を設置して加熱を行うものであることが好ましい。これにより、隣接する半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００１９】
本発明の半導体チップの実装方法では、前記配線基板に前記半導体チップをろう付けするのに使用されるろう材は、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだ、または、実質的にＰｂを含まないＰｂ不含はんだであることが好ましい。
これにより、半導体チップと配線基板との接合強度を特に優れたものとすることができる。
本発明の半導体チップの実装装置は、本発明の半導体チップの実装方法に用いられることを特徴とする。
これにより、本発明の半導体チップの実装方法に好適に用いられる半導体チップの実装装置を提供することができる。
【００２１】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記加熱源が、熱エネルギーを照射する熱エネルギー照射体および／または光エネルギーを照射する光エネルギー照射体であることが好ましい。
これにより、広範囲においてより均一な加熱を行うことができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記加熱源の移動方向での加熱領域の長さをＷ［ｍｍ］、前記加熱源の移動方向での前記半導体チップ同士のピッチをＬ［ｍｍ］としたとき、Ｗ＞２Ｌの関係を満足するものであることが好ましい。
これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００２２】
本発明の半導体チップの実装装置では、略長方形状または略楕円形状であり、前記加熱源が、加熱範囲の長手方向に移動するものであることが好ましい。
これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記加熱源が、前記配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動を開始し、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止することが好ましい。
これにより、配線基板上の複数個の半導体チップに、より均一な温度履歴を与えることができる。
【００２３】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記配線基板の前記半導体チップを実装する面側に第一保持部材を設置し、さらに、
前記配線基板の前記半導体チップを実装する面とは反対の面側に第二保持部材を設置し、
前記第一保持部材と前記第二保持部材とで前記配線基板を挟持した状態で、前記配線基板を前記加熱源より加熱することが好ましい。
これにより、配線基板の加熱によるたわみや変形をより効果的に防止しつつ、半導体チップおよび配線基板の過剰な温度上昇を効果的に防止することができる。
【００２４】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第一保持部材と前記第二保持部材が、主として、熱伝導率が１００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料で構成されたものであることが好ましい。
これにより、第一保持部材と第二保持部材を、より効率的に冷却することができる。
【００２５】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第一保持部材が、前記配線基板上の前記加熱源により加熱すべき領域に対応した開口部を有することが好ましい。
これにより、加熱すべき半導体チップにより確実に熱を供給することができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第一保持部材が、前記配線基板上の加熱すべき前記半導体チップに隣接する前記半導体チップを収納する凹部を有することが好ましい。
これにより、加熱すべき半導体チップに隣接する半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００２６】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第一保持部材の前記開口部が、前記配線基板側から、前記配線基板の垂直方向に向かって、開口面積が大きくなる部位を有することが好ましい。
これにより、半導体チップに、より効率よく熱を供給することができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記第二保持部材が、前記第一保持部材の前記開口部に対応した領域において、前記配線基板上の複数個の前記半導体チップの個々に対応した位置に開口部を有することが好ましい。
これにより、配線基板の加熱によるたわみや変形をより効果的に防止しつつ、半導体チップおよび配線基板の過剰な温度上昇を効果的に防止することができる。
【００２７】
本発明の半導体チップの実装装置では、前記半導体チップをろう付けする際において、前記第一保持部材および／または前記第二保持部材を冷却する冷却手段を有することが好ましい。
これにより、第一保持部材および／または第二保持部材の温度が高くなりすぎるのを防止し、加熱すべき半導体チップ以外の半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
本発明の半導体チップの実装装置では、前記配線基板上の加熱すべき前記半導体チップに、前記配線基板の搬送方向で隣接する前記半導体チップを、前記加熱源の熱から保護する保護部材を有することが好ましい。
これにより、加熱すべき半導体チップに隣接する半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体チップの実装方法、半導体チップの実装装置、半導体実装基板および電子機器の好適な実施形態について説明する。また、本発明における半導体チップには、ベアチップ（個別のチップおよびウェハの双方）および半導体パッケージのいずれのものをも含む。
まず、本発明の半導体チップの実装方法について説明するに先立ち、半導体チップについて、図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態の実装方法で用いられる半導体チップを示す断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３０】
図１に示す半導体チップ１は、基板２と、基板２の一方の面２１側に設けられた複数の端子３とを有している。
基板２は、例えば、Ｓｉ等の半導体材料で構成されている。また、基板２は、単層で構成されたもののみならず、複数の層の積層体で構成されたものでもよい。
この基板２の一方の面２１側には、集積回路（図示せず）が形成され、この集積回路の配線パターンの一部に接触するように端子３が配設されている。
【００３１】
配線パターンは、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏまたはこれらを含む合金等で構成されている。
また、この配線パターン上には、例えば電解メッキ法等により、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキ等が施されている。
なお、集積回路は、基板２の他方の面２２側に形成されていてもよく、面２１側および面２２側の双方に形成されていてもよい。また、基板２が複数の層の積層体で構成される場合には、集積回路は基板２の内部に形成されていてもよい。
【００３２】
端子３は、例えば、ボールバンプや、メッキバンプ等で構成することができる。端子３をボールバンプで構成する場合には、端子３を容易に形成することができるという利点があり、一方、端子３をメッキバンプで構成する場合には、微細な形状の端子３を高精度で形成することができるという利点がある。
ボールバンプの形成方法としては、例えば、ワイヤボンディング法を用いる方法、予め製造した金属ボールを接合する方法等を挙げることができる。
一方、メッキバンプの形成方法としては、例えば、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法等が挙げられる。
【００３３】
このような端子３の構成材料としては、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｎまたはこれらを含む合金等が挙げられるが、これらの中でも、特に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｂまたはこれらを含む合金であるのが好ましい。これらのものは、導電性に優れ、また、前述したような配線パターンの構成材料との密着性も高い。
端子３は、それぞれ、ほぼ等しい厚さ（高さ）に設定されており、その厚さ（平均）は、特に限定されないが、例えば、１０〜５００μｍ程度とされる。また、端子３の横断面での面積（最大）も、特に限定されず、例えば、１×１０−４〜５×１０−１ｍｍ２程度とされる。
【００３４】
次に、本発明の方法に用いられる配線基板について、図２に基づいて説明する。
図２に示す配線基板４は、基板５と、基板５の一方の面（上面）５１に設けられた複数の端子（接続端子）６とを有している。
基板５は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、Ｓｉ等の半導体材料、ポリイミド、ガラエボ等の各種樹脂材料、またはこれらを任意に組み合わせたもの等で構成されている。基板５は、前述した中でも、主として、ポリイミドおよび／またはガラエボで構成されるのが好ましい。これにより、基板５の薄型化が可能となる。また、基板５の取り扱いが容易となる。また、生産コストを低くすることができる。
基板５の厚さ（平均）は、特に限定されないが、通常、０．０１〜５ｍｍ程度とされる。
【００３５】
また、基板５は、単層で構成されたもののみならず、複数の層の積層体で構成されたものでもよい。
この基板５の一方の面５１には、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎのうちの少なくとも１種の金属、該金属を含む合金等の導電性材料で構成される配線パターン（図示せず）が形成されている。そして、この配線パターンの端部付近に電極が形成されて、端子６を構成している。
【００３６】
なお、配線パターンは、基板が複数の層の積層体で構成される場合には、基板の内部に形成されていてもよい。
このような配線基板４は、フィルム状のテープ基板であるのが好ましい。これにより、連続して多くの半導体チップを実装することができ、後述する半導体実装基板の生産性が向上する。
なお、配線基板４としては、独立した回路を有するものが複数個設けられていて、最終的にそれぞれを切り出して、それぞれを半導体実装基板を製造するのに用いてもよい。
【００３７】
次に、本発明の半導体チップの実装装置について説明する。
図３は、半導体チップの実装装置の実施形態を示す上面図、図４は、図３に示す半導体チップの実装装置の正面図、図５は、図３に示す半導体チップの実装装置の側面図、図６は、図３に示す半導体チップの実装装置のブロック図、図７は、配線基板の挟持状態を説明するための縦断面図、図８は、第一保持部材を示す図、図９および図１０は、第二保持部材を示す図である。なお、以下の説明では、図３中の下側を「前」または「前方」、上側を「後」または「後方」、紙面手前側を「上」または「上方」、紙面奥側を「下」または「下方」と言い、図４の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、紙面手前側を「前」または「前方」、紙面奥側を「後」または「後方」と言い、図５中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、左側を「前」または「前方」、右側を「後」または「後方」と言う。また、各図中の矢印Ｘは、配線基板４の搬送方向を示し、矢印Ｙは、非接触型の加熱源１０の移動方向を示す。
【００３８】
図３、図４および図５に示す半導体チップの実装装置１２（以下、単に「実装装置１２」とも言う。）は、台座１３と、巻き取りユニット１４と、基板位置検出ユニット１５と、基板保持ユニット１６と、第一保持部材８と、第二保持部材９と、加熱源１０と、加熱源移動ユニット１７と、レール１８とを有している。
基板位置検出ユニット１５、基板保持ユニット１６、第一保持部材８、第二保持部材９、加熱源１０、加熱源移動ユニット１７、レール１８は、それぞれ、台座１３上に設けられている。
【００３９】
巻き取りユニット１４は、リール１４１を有している。半導体チップ１が設置された配線基板４は、台座１３側に供給された後、巻き取りユニット１４のリール１４１に巻き取られるよう構成されている。すなわち、配線基板４は、図３および図４中、左側から右側に向かって（図中のＸ方向に）搬送されるよう構成されている。
【００４０】
基板位置検出ユニット１５は、例えば、光センサ、ＣＣＤ等で構成される検出装置（検出手段）１５１を有しており、搬送されてきた配線基板４が適正な位置となっているか否かを確認する。
台座１３の前方部には、基板保持ユニット１６と、第一保持部材８と、第二保持部材９とが設けられている。第二保持部材９は、定位置に固定されている。第一保持部材８は、基板保持ユニット１６を図示しない駆動機構により上下動させ、第二保持部材９に対して接近および離間する。また、第一保持部材８と第二保持部材９の温度上昇を制御する手段として、第一保持部材８および第二保持部材９の内部に、冷却孔１１が設けられている。
【００４１】
第一保持部材８は、図７または図８に示すように、加熱源１０により、配線基板４上の加熱すべき領域に対応した開口部８１を有する。開口部８１は、加熱すべき半導体チップ１に、より確実に熱を供給する機能を有するものである。
また、開口部８１は、図７または図８に示すように、配線基板４側から、配線基板の垂直方向に向かって、開口面積が大きくなる部位（斜面部８２）を有する。このような斜面部８２は、半導体チップ１に、より効率よく熱を供給する機能を有するものである。
【００４２】
さらに、第一保持部材８は、配線基板４上の加熱すべき半導体チップ１に、配線基板４の搬送方向（図７中のＸ方向）で隣接する半導体チップ１を収納する凹部８３を有する。このような凹部８３は、ろう付けが終了した半導体チップ１と次にろう付けを行う半導体チップ１に余分な熱が伝わるのを十分に防止する機能を有するものである。すなわち、第一保持部材８は、配線基板４上の加熱すべき半導体チップ１に、配線基板４の搬送方向（図７中のＸ方向）で隣接する半導体チップ２を、加熱源１０の熱から保護する保護部材としての機能を有する。
【００４３】
第二保持部材９は、図７または図９に示すように、第一保持部材８の開口部８１に対応した領域において、配線基板４上の複数個の半導体チップ１の個々に対応した位置に開口部９１を有する。このような開口部９１は、配線基板４の加熱によるたわみや変形をより効果的に防止しつつ、半導体チップ１および配線基板４の過剰な温度上昇を効果的に防止する機能を有するものである。なお、開口部８１の形状は、図９に示したような形状に限定されず、図１０に示すような形状であってもよい。
【００４４】
このような第一保持部材８と第二保持部材９は、主として、熱伝導率が１００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、第一保持部材８と第二保持部材９を、より効率的に冷却することができる。このような材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等が挙げられる。
前述したような第一保持部材８と第二保持部材９との間に搬送されてきた配線基板４は、図７に示すように、第一保持部材８と第二保持部材９とにより挟持される。この状態で、第一保持部材８の開口部８１を介して、加熱源１０より、半導体チップ１および配線基板４に熱が供給される。
【００４５】
図３〜５に示すように、加熱源移動ユニット１７は、アーム１７１を有しており、アーム１７１の先端部に、加熱源１０が取り付けられている。また、加熱源移動ユニット１７は、図示しない駆動機構により、図中の前方および後方に、レール１８上を移動するように構成されている。
加熱源１０は、加熱源移動ユニット１７の移動に伴い、配線基板４の搬送方向と略垂直であり、かつ、配線基板４の面方向と略水平な方向（図３、５中のＹ方向）に移動する。
【００４６】
加熱源１０は、熱エネルギーを照射する熱エネルギー照射体および／または光エネルギーを照射する光エネルギー照射体であるのが好ましい。これにより、広範囲においてより均一な加熱を行うことができる。
熱エネルギー照射体としては、例えば、エアヒータ、Ｎ２等の不活性ガスを用いたヒータ等が挙げられる。
光エネルギー照射体としては、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。
また、加熱源１０は、複数個の半導体チップ１を同時に加熱することができるものである。これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００４７】
加熱源１０の移動方向への加熱領域の長さをＷ［ｍｍ］、加熱源１０の移動方向への半導体チップ同士のピッチをＬ［ｍｍ］としたとき、Ｗ＞２Ｌの関係を満足するものであるのが好ましい。これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
加熱源１０の加熱範囲は、略長方形状または略楕円形状であり、加熱源１０は、加熱範囲の長手方向に移動するものであるのが好ましい。これにより、最終的に得られる半導体実装基板の生産性をさらに向上させることができる。
【００４８】
以上説明したような、巻き取りユニット１４、基板位置検出ユニット１５、基板保持ユニット１６、加熱源１０、加熱源移動ユニット１７は、それぞれ、図６に示すように、制御部（制御手段）３０に電気的に接続されている。
制御部３０は、加熱源移動ユニット１７を介して、加熱源１０の配線基板４に対する移動を制御する他、実装装置１２の各部の作動を制御する。
【００４９】
次に、本発明の半導体チップ１の配線基板４への実装方法について説明する。図１１は、本発明の半導体チップの実装方法の一例を模式的に示した工程図（縦断面図）、図１２は、配線基板４に複数個の半導体チップ１が実装された状態を示す断面図、図１３は、配線基板４に複数個の半導体チップ１が実装された状態を示す平面図である。なお、以下の説明では、図１１中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、各図中の矢印Ｘは、配線基板４の搬送方向を示し、矢印Ｙは、非接触型の加熱源１０の移動方向を示す。
【００５０】
［準備工程］
まず、図１１ａに示したように、配線基板４の端子６上に、ろう材７を供給する。
ろう材７としては、例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ等のＰｂ含有はんだや、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ等のような、実質的にＰｂを含まないＰｂ不含はんだ（Ｐｂフリーはんだ）、銀ろう、銅ろう、リン銅ろう、黄銅ろう、アルミろう、ニッケルろう等を用いることができる。これらのものは、導電性に優れ、また、配線パターンの構成材料との密着性も高い。また、上記ろう材の中でも、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ、または、実質的に鉛を含まない鉛不含はんだ（鉛フリーはんだ）が好ましい。これにより、半導体チップ１と配線基板４との接合強度を特に優れたものとすることができる。特に、接合強度と環境に対する影響との両立の観点から、鉛フリーはんだがより好ましい。なお、前記半導体チップ１の端子３をろう材で構成する場合には、ろう材７は省略することもできる。
また、ろう材７の供給方法としては、特に限定されるものではないが、例えば印刷法、ディップ法、はんだレベラ−法（ろう材レベラ−法）等が挙げられる。
また、ろう材表面をフラットニングしてもよい。
【００５１】
［搭載工程］
次に、図１１ｂに示すように、配線基板４に複数個の半導体チップ１を積層して、半導体チップ１の端子３と、これに対応する配線基板４の端子６とが、接触するよう位置決めする。
配線基板４上の複数個の半導体チップ１と配線基板４上の接合部とは、図１３に示すように、非接触型の加熱源１０の移動方向（図中のＹ方向）とほぼ同じ方向に一直線上に配列しているのが好ましい。そして、同一形状であるのが好ましい。これにより、後述する非接触型の加熱源１０の移動方向における加熱をより均一なものとすることができる。
さらに、配線基板４上の複数個の半導体チップ１は、図１３に示すように、配線基板４の搬送方向（図中のＸ方向）とほぼ同じ方向に配列しているのが好ましい。これにより、配線基板４の搬送方向に対しても、加熱の度合いをより均一なものとすることができる。
【００５２】
［加熱工程］
この加熱工程では、加熱源１０により半導体チップ１と配線基板４とを加熱し、半導体チップ１と配線基板４とを接合する。
本発明では、配線基板４を搬送しつつ加熱し、さらに、配線基板４の搬送方向に対して、略垂直方向（図１１ｃ中における紙面に対して略垂直な方向）に加熱源１０を移動させつつ複数個の半導体チップ１を加熱することを特徴とする。これにより、複数個の半導体チップを均一に加熱することができ、最終的に得られる半導体実装基板の品質の安定化を図ることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、図１１ｃに示すように、配線基板４の半導体チップ１を実装する面側に第一保持部材８を設置し、さらに、配線基板４の半導体チップ１を実装する面とは反対の面側に第二保持部材９を設置し、第一保持部材８と第二保持部材９とで配線基板４を挟持した状態で、配線基板４を加熱源１０より加熱するのが好ましい。このように第一保持部材８と第二保持部材９とで挟持した状態で加熱すると、配線基板の加熱によるたわみや変形による、半導体チップと配線基板との接合不良等を効果的に防止することができる。
【００５４】
また、第一保持部材８と第二保持部材９は、冷却孔１１を有し、冷却孔１１に冷却媒体を流すことにより、冷却されるのが好ましい。これにより、第一保持部材８および／または第二保持部材９の温度が高くなりすぎるのを防止し、加熱すべき半導体チップ以外の半導体チップに余分な熱が伝わるのを防止することができる。このような冷却媒体としては、空気、窒素ガス、二酸化炭素ガス、水等が挙げられる。なお、図１１ｃの構成は、第一保持部材８と第二保持部材９の両方を冷却する構成のものであるが、これに限定されず、第一保持部材８のみを冷却する構成のものであってもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、加熱源１０は、配線基板４上のろう付けを行う範囲の外側より移動を開始し、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止するのが好ましい。これにより、配線基板４上の複数個の半導体チップ１に、より均一な温度履歴を与えることができる。
なお、加熱源１０が停止し、配線基板４を所定の距離だけ搬送した後は、上記加熱工程を繰り返し行う。また、この場合、加熱源１０は、前述した移動開始位置に戻って加熱するものであってもよいし、前述した停止位置から、図中の矢印Ｙの方向と反対の方向に移動を開始してもよい。
【００５６】
次に、前述した実装装置１２を用いた半導体チップ１の実装方法の全体の工程の流れについて、以下、詳細に説明する。
［１］ まず、実装装置１２を作動させると、加熱源１０より、熱の放射が開始され、半導体チップ１が設置された配線基板４は、巻き取りユニット１４に巻き取られ、図３および図１４中左側から右側に向かって（図中のＸ方向に向かって）搬送される。
【００５７】
［２］ 次に、配線基板４は、基板位置検出ユニット１４の下方を通過する際に、搬送されてきた配線基板４が適正な位置となっているか否かが確認される。
これにより、後の工程における配線基板４の保持、加熱をより正確に行うことができる。
［３］ 次に、配線基板４は、第一保持部材８と第二保持部材９との間に至ると、基板保持ユニット１６の下降と共に、第一保持部材８が第二保持部材９に接近し、第一保持部材８と第二保持部材９とにより挟持される。これにより、配線基板４が、一定の位置で水平に保持される。
【００５８】
［４］ 次に、前記工程［３］とほぼ同時に、加熱源１０が、加熱源移動ユニット１７の移動と共に、図５中のＹ方向に移動し、破線の位置まで移動して停止する。
［５］ 加熱源１０が停止した後、第一保持部材８が、基板保持ユニット１６の上昇と共に、第二保持部材９から離間し、半導体チップ１がろう付けされた配線基板４は、巻き取りユニット１４に巻き取られ、図３および図４中左側から右側（図中のＸ方向に向かって）に向かって搬送される。これと同時に、第一保持部材８と第二保持部材９との間に、新たにろう付けすべき半導体チップ１が設置された配線基板４が搬送される。なお、配線基板４を搬送せずに、加熱源移動ユニット１７を図中のＸ方向に移動させ、新たにろう付けすべき半導体チップ１の位置に配置してもよい。
【００５９】
その後、前記工程［２］〜［５］を繰り返し行うことにより、配線基板４上に連続して半導体チップ１が実装される。これにより、本発明の半導体実装基板１００が得られる。なお、配線基板４として、独立した回路を有するものが複数個設けらたものを用いた場合は、半導体チップ１が実装された配線基板４は、各独立した回路毎に個片化され、半導体実装基板１００（図１４）が得られる。
【００６０】
次に、前述したような半導体実装基板１００を備える電子機器、すなわち、本発明の電子機器について説明する。
図１５は、本発明の電子機器をデジタル式腕時計に適用した場合の実施形態を示す平面図である。
図１５に示すデジタル式腕時計（携帯用の電子機器）１０００は、腕時計本体１１００と、この腕時計本体１１００の両端部（図１５中の上端および下端）に取付けられた時計バンド１２００、１２００とを有している。
【００６１】
時計バンド１２００、１２００は、それぞれ、バンド取付け部材（図示せず）により、腕時計本体１１００に回動可能に取付けられている。
腕時計本体１１００は、ほぼ矩形状の時計ケース１１１０と、その内部に設けられたムーブメント１１２０とを有している。
このムーブメント１１２０は、表示領域１１３０を有し、この表示領域１１３０には、例えば、文字、数字、記号、図形等が表示される。
【００６２】
このようなデジタル式腕時計１０００は、本発明の半導体実装基板１００として、表示領域１１３０を制御する機能を有するものが内蔵されている。
また、このデジタル式腕時計１０００では、半導体実装基板１００の他、その内部に、本発明の半導体実装基板として、例えば、水晶振動子、電源、スイッチ、トランジスタ、コンデンサ、抵抗等の電子部品等が内蔵されている。
【００６３】
なお、本発明の電子機器は、図１５のデジタル式腕時計の他にも、例えば、アナログ式腕時計、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、パーソナルコンピュータ（ラップトップ型、モバイル型）、携帯電話、ディジタルスチルカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【００６４】
以上、本発明の半導体チップの実装方法、半導体チップの実装装置、半導体実装基板、電子デバイスおよび電子機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の半導体チップの実装方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。
【００６５】
また、本発明の半導体チップの実装方法では、加熱源の移動方向に、半導体チップが一列に並んでいて、１列づつ加熱する方法について説明したが、これに限定されず、２列同時に加熱してもよいし、３列以上を加熱するものであってもよい。
また、本発明の半導体チップの実装方法は、複数個の半導体チップを積層するのに用いてもよい。
【００６６】
また、本発明において実装される半導体チップは、予め複数個の半導体チップを積層した積層体であってもよい。
また、本発明の半導体チップの実装装置では、配線基板として、巻き取り可能な可撓性配線基板（テープ基板）を代表に説明したが、配線基板としては、リジッド基板等の各種形態のものを用いることができる。
【００６７】
【実施例】
（実施例１）
図３〜図６に示すような半導体チップの実装装置を用いて、配線基板に半導体チップを実装した。なお、搬送手段として、図３の巻き取りユニットの代わりに、レールを設けたものを用いた。
【００６８】
半導体チップとしては、約１ｍｍ角のフリップチップ実装用ベアチップＩＣ（以下、単にチップともいう。）を用いた。
また、配線基板としては、１００ｍｍ×７０ｍｍのガラエポ基板で、幅方向に４個、長手方向に６個のチップを実装できるものを用い、長手方向が搬送方向となるようにレールに設置した。チップを実装した際の、加熱源の移動方向におけるチップ同士のピッチＬは、４．５ｍｍであった。また、配線基板のチップと接合する端子上に、はんだクリーム（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）を印刷したものを用いた。
【００６９】
まず、上記チップを設置した上記配線基板を、図３〜図５に示すような半導体チップの実装装置にセットし、レールによって図３および図４中の左側から右側に向かって搬送した。
搬送される配線基板は、基板位置検出ユニットにより、適正な位置となっているか否かを確認される。
【００７０】
第一保持部材と第二保持部材との間に搬送された配線基板を、第一保持部材と第二保持部材とにより挟持した。
第一保持部材および第二保持部材としては、Ａｌ製のものを用いた。また、第一保持部材、第二保持部材の厚さは、それぞれ１．７ｍｍ、１．２ｍｍであった。また、第一保持部材および第二保持部材としては、開口部を有するものを用いた。
【００７１】
第一保持部材の開口部の寸法は、５ｍｍ×６０ｍｍで、第二保持部材の開口部は、配線基板上の幅方向の一列の各チップに対応した位置に設けられており、各開口部は、直径３ｍｍの略円形状であった。また、第一保持部材の開口部は、配線基板側から、配線基板の垂直方向に向かって、開口面積が大きくなる斜面部を有し、配線基板の垂直方向と斜面部のなす角度は、４５°であった。
なお、第一保持部材および第二保持部材には、冷却空気を内部に流す空間が設けられており、冷却しつつ第一保持部材および第二保持部材を使用した。
【００７２】
配線基板を挟持したのとほぼ同時に、加熱源を、配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動させ、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止させた。
なお、非接触型の加熱源としては、キセノンランプを用いた。加熱源の照射範囲（加熱範囲）は、加熱源の移動方向での長さが１０ｍｍ、配線基板の搬送方向での長さが２ｍｍで、加熱源の移動方向での加熱領域の長さＷは、１０ｍｍであった。また、加熱源の移動速度は、６．７５ｍｍ／ｓであった。また、加熱源の温度は、３００℃であった。
また、配線基板の幅方向に配列した複数個の半導体のうち、一列を加熱するのに要した時間は、３秒であった。また、加熱源とチップとの距離は、３ｍｍであった。
【００７３】
次に、加熱源が停止した後、第一保持部材が、第二保持部材から離間し、半導体チップがろう付けされた配線基板を、レールにより第一保持部材と第二保持部材との間から搬送した。これと同時に、第一保持部材と第二保持部材との間に、新たにろう付けすべき半導体チップが設置された配線基板が搬送された。
以上の工程を繰り返すことにより、連続して配線基板上に半導体チップを実装し、半導体実装基板を得た。
【００７４】
（実施例２）
図３〜図６に示すような半導体チップの実装装置を用いて、配線基板に半導体チップを実装した。
半導体チップとしては、約１ｍｍ角のフリップチップ実装用ベアチップＩＣ（以下、単にチップともいう。）で、はんだバンプ（端子）を有するものを用いた。また、はんだバンプを構成する材料としては、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだを用いた。
【００７５】
配線基板としては、７０ｍｍ幅程度のポリイミド製テープ基板で、幅方向に１０数個のチップを実装できるものを用いた。なお、チップを実装した際の、加熱源の移動方向におけるチップ同士のピッチＬは、約４ｍｍであった。
まず、上記チップを設置した上記配線基板を、図３〜図５に示すような半導体チップの実装装置にセットし、巻き取りユニットによって図３および図４中の左側から右側に向かって搬送した。
【００７６】
搬送される配線基板は、基板位置検出ユニットにより、適正な位置となっているか否かを確認される。
第一保持部材と第二保持部材との間に搬送された配線基板を、第一保持部材と第二保持部材とにより挟持した。なお、第一保持部材および第二保持部材としては、前記実施例１と同様なものを用いた。
【００７７】
配線基板を挟持したのとほぼ同時に、加熱源を、配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動させ、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止させた。
なお、非接触型の加熱源としては、空気を使用したエアヒータを用い、加熱源の移動方向での長さが２６ｍｍ、配線基板の搬送方向での長さが２ｍｍの形状の吹き出し口を有するものを用いた。なお、該加熱源による該加熱源の移動方向への加熱領域の長さＷは、２６ｍｍであった。また、吹き出し口より吹き出される空気の温度は３００℃であった。また、加熱源の移動速度は、１５ｍｍ／ｓ程度であった。また、配線基板の幅方向に配列した複数個の半導体のうち、一列を加熱するのに要した時間は、約３．５秒であった。また、加熱源とチップとの距離は、４ｍｍであった。
【００７８】
次に、加熱源が停止した後、第一保持部材が、第二保持部材から離間し、半導体チップがろう付けされた配線基板を、巻き取りユニットに巻き取り、第一保持部材と第二保持部材との間から搬送した。これと同時に、第一保持部材と第二保持部材との間に、新たにろう付けすべき半導体チップが設置された配線基板が搬送された。
【００７９】
以上の工程を繰り返すことにより、連続して配線基板上に半導体チップを実装し、半導体実装基板を得た。
以上、実施例１および２で得られた半導体実装基板は、いずれも高い信頼性を有するものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態の実装方法で用いられる半導体チップを示す断面図である。
【図２】 本実施形態の実装方法で用いられる配線基板を示す断面図である。
【図３】 半導体チップの実装装置の実施形態を示す上面図である。
【図４】 図３に示す半導体チップの実装装置の正面図である。
【図５】 図３に示す半導体チップの実装装置の側面図である。
【図６】 図３に示す半導体チップの実装装置のブロック図である。
【図７】 配線基板の挟持状態を説明するための縦断面図である。
【図８】 第一保持部材を示す図である。
【図９】 第二保持部材を示す図である。
【図１０】 第二保持部材を示す図である。
【図１１】 本発明の半導体チップの実装方法の一例を模式的に示した工程図（縦断面図）である。
【図１２】 配線基板に複数個の半導体チップが実装された状態を示す断面図である。
【図１３】 配線基板に複数個の半導体チップが実装された状態を示す平面図である。
【図１４】 本発明の半導体実装基板を示す縦断面図である。
【図１５】 本発明の電子機器をデジタル式腕時計に適用した実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１…半導体チップ
２…基板
２１、２２…面
３…端子
４…配線基板
５…基板
５１…面
６…端子
７…ろう材
８…第一保持部材
８１…開口部
８２…斜面部
８３…凹部
９…第二保持部材
９１…開口部
１０…加熱源
１１…冷却孔
１２…実装装置
１３…台座
１４…巻き取りユニット
１４１…リール
１５…基板位置検出ユニット
１５１…検出装置
１６…基板保持ユニット
１７…加熱源移動ユニット
１７１…アーム
１８…レール
３０…制御部
１００…半導体実装基板
１０００…デジタル式腕時計
１１００…腕時計本体
１１１０…時計ケース
１１２０…ムーブメント
１１３０…表示領域
１２００…時計バンド
Claims (10)
- 一直線上に配列された複数個の半導体チップを配線基板上にろう付けする半導体チップの実装方法であって、
前記配線基板を搬送する搬送手段を有し、
前記ろう付けを行うための加熱源は非接触型であり、
前記ろう付けの加熱範囲の形状は略長方形または略楕円形状であり、
前記搬送手段により前記配線基板を固定した後、
前記加熱源は、配線基板上のろう付けを行う範囲の外側より移動を開始し、
前記形状の長手方向が、前記一直線上に沿って移動されながら加熱が行われ、
前記加熱源は、ろう付けを行う範囲を完全に通過した位置で停止する
ことを特徴とする半導体チップの実装方法。 - 前記加熱源の移動方向は、前記配線基板の搬送方向に対し略垂直方向である請求項１に記載の半導体チップの実装方法。
- 前記加熱源は、複数個の前記半導体チップを同時に加熱することができる請求項１または２のいずれかに記載の半導体チップの実装方法。
- 前記配線基板上に、前記配線基板の搬送方向とほぼ同じ方向に、複数個の前記半導体チップが配列している請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体チップの実装方法。
- 前記加熱源が、熱エネルギーを照射する熱エネルギー照射体および／または光エネルギーを照射する光エネルギー照射体である請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体チップの実装方法。
- 前記配線基板の前記半導体チップを実装する面側に第一保持部材を設置し、前記配線基板の前記半導体チップを実装する面とは反対の面側に第二保持部材を設置し、前記第一保持部材は、加熱すべき半導体チップ１に隣接する半導体チップ２を収納する凹部を有し、前記第一保持部材と前記第二保持部材とで前記配線基板を挟持した状態で、前記加熱源により前記半導体チップ１を加熱する請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体チップの実装方法。
- 前記第一保持部材は、前記配線基板上の前記加熱源により加熱すべき領域に対応した開口部を有する請求項６に記載の半導体チップの実装方法。
- 前記開口部は、前記配線基板側から、前記配線基板の面方向に垂直な方向に向かって、開口面積が大きくなる部位を有する請求項７に記載の半導体チップの実装方法。
- 前記第二保持部材は、前記第一保持部材の前記開口部に対応した領域において、前記配線基板上の前記半導体チップの個々に対応した位置に開口部を有する請求項７または８のいずれかに記載の半導体チップの実装方法。
- 前記配線基板はフィルム上のテープ基板である請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体チップの実装方法。
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