JP3733777B2 - Ｉｃチップ実装システムおよびｉｃチップ実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップを基板に実装するＩＣチップ実装システムおよびＩＣチップ実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップを基板に実装する場合には、製造されたＩＣチップを基板上の位置まで搬送した後、基板上に実装されるようになっている。従来、ＩＣチップを基板上の位置まで搬送する場合には、搬送装置がＩＣチップを吸着して保持し、基板上の位置まで移動することにより、ＩＣチップを搬送している。ここで、図１は、従来の搬送装置がＩＣチップを保持している状態を示す。同図に示すように、この搬送装置は、筒状に形成された保持部１を有しており、ＩＣチップ２を上方に吸引することにより、ＩＣチップ２の能動面３に保持部１の端部が接触した状態でＩＣチップ２を保持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような保持方法でＩＣチップ２を保持した場合、ＩＣチップ２の能動面３が保持部１と接触しているため、能動面３に傷がついて損傷したり、静電気により能動面３が破壊されたりすることがある。
【０００４】
このようなＩＣチップ２の能動面３の損傷を低減する装置として、図２に示すような「角錐コレット」と呼ばれる保持部を備えた搬送装置が用いられている。同図に示すように、この搬送装置では、ＩＣチップ２の能動面３ではなく辺の部分５に接触するような形状になされた保持部４を有しており、ＩＣチップ２を上方に吸引することにより、能動面３には接触せずにＩＣチップ２を保持することができるようになっている。従って、保持部と能動面３との接触に起因する能動面３の損傷を防止することができる。
【０００５】
しかし、近年では、電子機器の多機能化および小型化に伴って複数のサイズの異なるＩＣチップ２を１枚の基板に実装することがある。このような場合、上述した角錐コレットと呼ばれる保持部４を有する搬送装置では、搬送するＩＣチップ２のサイズ毎に保持部４を用意する必要がある。また、保持部４をＩＣチップ２の辺の部分５に正確に接触させることが要求されるため、時間を要するとともに、保持部４の位置決め精度に優れた高価な搬送装置が必要となる。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、簡易な構成でありながら、ＩＣチップの損傷を低減しつつＩＣチップを基板に実装することが可能なＩＣチップ実装システムおよびＩＣチップ実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るＩＣチップ実装システムは、能動面を有するＩＣチップを基板に実装するＩＣチップ実装システムであって、
前記ＩＣチップの能動面に、当該能動面に形成されている電極バンプよりも高さが大きい突起部を、前記電極バンプよりも融点の低い材料で形成する突起部形成手段と、
前記突起部形成手段によって形成された突起部に接触して前記ＩＣチップを吸引することにより前記ＩＣチップを保持し、当該保持したＩＣチップを前記基板上の実装位置まで搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する実装手段と
を具備することを特徴としている。
【００１２】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで、前記突起部の高さを前記電極バンプの高さ以下にして前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する構成であってもよい。
【００１３】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記ＩＣチップの能動面に、電極として使用される電極バンプを形成する電極バンプ形成手段をさらに具備する構成であってもよい。
【００１４】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記突起部形成手段は、前記能動面とほぼ直交する方向からの押圧力を受けた場合に前記電極バンプよりも潰れやすい形状で前記突起部を形成し、前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに前記能動面とほぼ直交する方向から当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する構成であってもよい。
【００１５】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記突起部は、前記能動面とほぼ直交する方向からの押圧力を受けた場合に前記電極バンプよりも潰れやすい材質で形成されており、前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに前記能動面とほぼ直交する方向から当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する構成であってもよい。
【００１６】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記突起部形成手段は、前記ＩＣチップの能動面において、一直線状にない３箇所に前記突起部を形成する構成であってもよい。
【００１７】
また、本発明に係るＩＣチップ実装方法は、能動面を有するＩＣチップを基板に実装するＩＣチップ実装方法であって、
前記ＩＣチップの能動面に、当該能動面に形成されている電極バンプよりも高さが大きい突起部を、前記電極バンプよりも融点の低い材料で形成する突起部形成ステップと、
前記突起部形成ステップにおいて形成された突起部に接触して前記ＩＣチップを吸引することにより前記ＩＣチップを保持し、当該保持したＩＣチップを前記基板上の実装位置まで搬送する搬送ステップと、
前記搬送ステップにおいて搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する実装ステップと
を具備することを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．第１実施形態
Ａ−１．構成
まず、図３は本発明の第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、このＩＣチップ実装システム１０は、ダミーバンプ形成部（突起部形成手段）１１と、ボンディング部（搬送手段、実装手段）１２とを備えた構成となっている。
【００２１】
ダミーバンプ形成部１１は、ＩＣチップ製造装置１４から供給されるＩＣチップの能動面にダミーバンプ（突起部）を形成するものである。ボンディング部１２は、後述する吸着コレットを有しており、ダミーバンプ形成部１１によってダミーバンプが形成されたＩＣチップをダミーバンプ形成部１１から受け取った後、受け取ったＩＣチップを基板に実装するものである。
【００２２】
Ａ−２．ＩＣチップ実装方法
次に、上記構成のＩＣチップ実装システム１０によるＩＣチップの基板への実装方法について図４を用いて説明する。まず、ＩＣチップ製造装置１４からダミーバンプ形成部１１にＩＣチップが供給される。ここでは、図４（ａ）に示すように、プラスチック薄膜シート４０上にウェハカットされた複数のＩＣチップ４１が配置された状態でダミーバンプ形成部１１に供給されるようになっている。
【００２３】
図４（ｂ）に示すように、ダミーバンプ形成部１１においては、上述したように供給された各ＩＣチップ４１の能動面４２上にダミーバンプ４３が形成される。ここで、ダミーバンプ４３としては、通常のバンプ（突起電極）と同様にはんだ等の金属材料を用いて、通常のバンプと同様に転写バンプ法やメッキ法などにより形成される。なお、本発明において、ダミーバンプは、電極としての機能を有する必要がないため、導電性を有しない材料で形成するようにしてもよい。
【００２４】
ここで、図５は、ダミーバンプ形成部１１によってダミーバンプ４３が形成されたＩＣチップ４１を示す正面図である。同図に示すように、ＩＣチップ４１の能動面４２上の３箇所にダミーバンプ４３が形成されている。ここで、３つのダミーバンプ４３は、一直線上に位置しないように配置されている。
【００２５】
このようにダミーバンプ４３が形成されたＩＣチップ４１は、図４（ｃ）に示すように、吸着コレット４４によってプラスチック薄膜シート４０から取り出され、吸着コレット４４の移動に伴って基板４５の上方まで移動させられる。
【００２６】
ここで、図６は、吸着コレット４４によるＩＣチップ４１の保持状態を示す図である。同図に示すように、筒状に形成された吸着コレット４４の下端部４４ａは、ＩＣチップ４１に形成された３つのダミーバンプ４３と接触しており、この状態でＩＣチップ４１を上方に吸引することによりＩＣチップ４１を保持している。従って、ＩＣチップ４１の能動面４２は、吸着コレット４４と接触しないようになされている。このとき、下端部４４ａと能動面４２との間には、ダミーバンプ４３の高さの分だけ微小の隙間ができることになるが、この隙間は、実際には２０μｍ程度の大きさであり、吸着コレット４４が十分な吸引力でＩＣチップ４１を吸引しているので問題とはならず、ＩＣチップ４１を吸着できるようになっている。
【００２７】
吸着コレット４４がＩＣチップ４１を保持した状態で、基板４５における実装位置の上方に移動した後、図４（ｄ）に示すように、吸着コレット４４が基板４５に向けて下降し、基板４５上の所定の位置にＩＣチップ４１が実装される。このようにＩＣチップ４１が基板４５上に実装された後、図４（ｅ）に示すように、基板４５上に形成された図示せぬ配線パターンと能動面４２上の図示せぬ電極とがワイヤ４６によって接続される。従って、本実施形態においては、ボンディング部１２はワイヤーボンディング法によってＩＣチップ４１を基板４５に実装している。
【００２８】
本実施形態に係るＩＣチップ実装システムによるＩＣチップ実装方法では、プラスチック薄膜シート４０からＩＣチップ４１を取り出して基板４５に実装するまでのＩＣチップ４１の搬送時に、吸着コレット４４とＩＣチップ４１の能動面４２とが接触しないようになされている。従って、吸着コレット４４と能動面４２との接触による能動面４２の損傷や静電気破壊などが防止される。
【００２９】
また、ＩＣチップ４１の能動面４２上に形成されたダミーバンプ４３と接触可能な形状の吸着コレット４４を用いれば、ＩＣチップ４１のサイズ毎に吸着コレットを用意する必要がない。従って、ＩＣチップ実装システムの設備コストを低減することができる。
【００３０】
また、上述したようにダミーバンプ４３は、一直線上に配列されていないため、下端部４４ａと能動面４２とが接触してしまうことが確実に防止できる。これは、図７（ａ）に示すように、ダミーバンプ４３を２箇所（一直線上に配置される）に形成した場合には、図７（ｂ）に示すように、能動面４２に対して吸着コレット４４が傾いた状態でＩＣチップ４１を保持してまうこともあり、この場合、図示のように下端部４４ａが能動面４２と接触してしまうからである。
【００３１】
なお、２箇所にダミーバンプ４３を形成した場合にも、図８に示すように、吸着コレット４４の下端部４４ａが能動面４２ではなくＩＣチップ４１の辺の部分４２ａに接触した状態でＩＣチップ４１を保持するようにすれば、ダミーバンプ４３を２箇所に形成するようにしてもよい。また、形成するダミーバンプ４３が１つであっても、吸着コレット４４がＩＣチップ４１を吸着する時に、吸着コレット４４と能動面４２との接触を防止できるものであればよい。また、能動面４２上にスペースがあれば、４箇所以上にダミーバンプ４３を設けるようにしてもよい。
【００３２】
Ｂ．第２実施形態
次に、図９は、本発明の第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムの構成を示す。なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素には、同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３３】
図９に示すように、第２実施形態に係るＩＣチップ実装システム１００は、第１実施形態に係るＩＣチップ実装システム１０に、ダミーバンプ形成部１１によってダミーバンプが形成されたＩＣチップに電極として機能するバンプを形成する電極バンプ形成部（電極バンプ形成手段）１１１を加えた構成となっている。
【００３４】
このような構成のＩＣチップ実装システム１００によるＩＣチップ実装方法について図１０を用いて説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、第１実施形態と同様にＩＣチップ製造装置１４からダミーバンプ形成部１１にＩＣチップが供給される。
【００３５】
図１０（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様にダミーバンプ形成部１１においては、上述したように供給された各ＩＣチップ４１の能動面４２上にダミーバンプ４３が形成される。この後、プラスチック薄膜シート４０上に配置されたＩＣチップ４１が電極バンプ形成部１１１に移動させられる。そして、図１０（ｃ）に示すように、電極バンプ形成部１１１によって電極として使用される導電性材料からなるバンプ１０１が能動面４２上の所定の位置に形成される。
【００３６】
ここで、図１１は、ダミーバンプ４３およびバンプ１０１が形成されたＩＣチップ４１を示す図である。同図に示すように、ダミーバンプ４３はバンプ１０１よりも高く形成されている。また、第２実施形態では、ダミーバンプ形成部１１によって形成されるダミーバンプ４３の材料は、電極バンプ形成部１１１によって形成されるバンプ１０１よりも融点の低いものが用いられている。例えば、ダミーバンプ４３およびバンプ１０１ともにはんだで形成する場合には、バンプ１０１よりも融点の低いはんだを用いてダミーバンプ４３を形成するようにすればよい。
【００３７】
このようにしてダミーバンプ４３およびバンプ１０１が形成されたＩＣチップ４１は、図１０（ｄ）に示すように、吸着コレット４４によってプラスチック薄膜シート４０から取り出される。そして、吸着コレット４４の移動に伴って基板４５の上方に移動させられる。
【００３８】
ここで、図１２は吸着コレット４４によるＩＣチップ４１の保持状態を示す図である。同図に示すように、筒状に形成された吸着コレット４４の下端部４４ａは、ＩＣチップ４１に形成された３つのダミーバンプ４３と接触しており、この状態でＩＣチップ４１を上方に吸引することによりＩＣチップ４１を保持している。上述したようにダミーバンプ４３がバンプ１０１よりも高く形成されているため、ＩＣチップ４１の能動面４２およびバンプ１０１が吸着コレット４４と接触しないようになっている。
【００３９】
このように基板４５の上方まで搬送されたＩＣチップ４１は、図示せぬ実装装置によってバンプ１０１が形成された能動面４２と基板４５が対向するように上下面が反転される。そして、図１０（ｅ）に示すように、基板４５上に形成された図示せぬ配線パターンと電極であるバンプ１０１とが接続されるように実装される。従って、第２実施形態において、ボンディング部１２はフリップチップ法によってＩＣチップ４１を基板４５上に実装している。
【００４０】
ここで、図１３はＩＣチップ４１を反転させた後に基板４５上に実装する時の様子を示す図である。ＩＣチップ４１の実装工程においては、図１３（ａ）に示すように、ＩＣチップ４１が基板４５上に位置決めされると、ＩＣチップ４１が加熱・加圧されて基板４５上にＩＣチップ４１が実装されるようになっている。上述したようにダミーバンプ４３はバンプ１０１よりも融点の低い材料が使用されているため、図１３（ｂ）に示すように、加熱・加圧されることによりダミーバンプ４３が融けて潰れるようになっている。このようにバンプ１０１よりも高く形成されたダミーバンプ４３が潰れることによって、基板４５上の配線パターンとバンプ１０１とを接続することができるようになっている。
【００４１】
なお、融点の低い材料でダミーバンプ４３を形成する以外にも、図１４に示すように、ダミーバンプ４３を細長い形状に形成するようにしてもよい。このようにすれば、図１５に示すように、基板４５上にＩＣチップ４１を加熱・加圧した時に、加圧力によってダミーバンプ４３が潰れてバンプ１０１と基板４５上の配線パターンを接続することができる。ここで、ダミーバンプ４３は、図１４に示した形状のものに限定されるわけではなく、実装時に加圧力が加わった場合に、バンプ１０１よりも潰れやすい形状であればよい。また、ダミーバンプ４３をバンプ１０１よりも潰れやすい材質のものを用いて形成するようにしてもよい。
【００４２】
また、図１６に示すように、基板４５に凹部１６０を形成する凹部形成部を設けるようにし、ＩＣチップ４１に形成されたダミーバンプ４３が凹部１６０に配置されるようにＩＣチップ４１を実装するようにしてもよい。このようにした場合にも、図１７に示すように、ダミーバンプ４３が凹部１６０に侵入することにより、バンプ１０１と基板４５上の配線パターンを接続することが可能となる。また、基板４５に形成された凹部１６０にダミーバンプ４３が配置されるようにＩＣチップ４１を実装すればよいので、実装時のＩＣチップ４１の位置決めが容易となる。
【００４３】
また、図１８に示すように、バンプ１０１よりも低くダミーバンプ４３を形成するようにしてもよい。この場合、図示のようにダミーバンプ４３に接触する下端部４４ａのみが下方に延出した形状の吸着コレット４４を用いてＩＣチップ４１を吸着させれば、吸着コレット４４が能動面４２およびバンプ１０１との接触を防止できる。
【００４４】
第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによるＩＣチップ実装方法では、プラスチック薄膜シート４０からＩＣチップ４１を取り出して基板４５に実装するまでのＩＣチップ４１の搬送時に、吸着コレット４４とＩＣチップ４１の能動面４２およびバンプ１０１とが接触しないようになされている。従って、能動面４２およびバンプ１０１と吸着コレット４４が接触することに起因する損傷や静電気による破壊などが防止される。
【００４５】
また、第１実施形態と同様にＩＣチップ４１の能動面４２上に形成されたダミーバンプ４３と接触可能な形状の吸着コレット４４を用いれば、ＩＣチップ４１のサイズ毎に吸着コレットを用意する必要がない。
【００４６】
Ｃ．変形例
なお、上述した第１ないし第２実施形態においては、ＩＣチップ４１を吸着コレット４４で搬送して基板４５上に実装するＩＣチップ実装システムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＩＣチップを搬送するＩＣチップ搬送システムに適用するようにしてもよい。
【００４７】
例えば、図１９に示すように、プラスチック薄膜シート４０上にウェハカットされたＩＣチップ４１をトレイ１８０に移載するＩＣチップ搬送システムに適用するようにしてもよい。同図に示すように、このＩＣチップ搬送システムでは、プラスチック薄膜シート４０上にウェハカットされたＩＣチップ４１に不良品があるか否をチェックし、良品のみをプラスチック薄膜シート４０から取り出してトレイ１８０上に移載している。この移載動作の前に上述した実施形態と同様にＩＣチップ４１の能動面４２上にダミーバンプ４３を形成し、吸着コレット４４と能動面４２とが接触しない状態でＩＣチップ４１を保持してプラスチック薄膜シート４０からトレイ１８０に移載している。このように良品のみをトレイ１８０に移載した後、上述した第１ないし第２実施形態に示したボンディング部１２がトレイ１８０からＩＣチップ４１を取り出して基板４５上に実装するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成でありながら、ＩＣチップの損傷を低減しつつＩＣチップを基板に実装することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のＩＣチップ搬送ツールのＩＣチップ保持状態を示す図である。
【図２】 従来の他のＩＣチップ搬送ツールのＩＣチップ保持状態を示す図である。
【図３】 本発明の第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムの構成を示すブロック図である。
【図４】 第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムによるＩＣチップ実装方法を説明するための図である。
【図５】 第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムによりダミーバンプが形成されたＩＣチップを示す正面図である。
【図６】 第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムの吸着コレットがＩＣチップを保持しているときの様子を示す図である。
【図７】 前記吸着コレットによる不適切なＩＣチップ保持状態を説明するための図である。
【図８】 第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムの前記吸着コレットによるＩＣチップの保持状態の他の例を示す図である。
【図９】 本発明の第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによるＩＣチップ実装方法を説明するための図である。
【図１１】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによりダミーバンプおよびバンプが形成されたＩＣチップを示す図である。
【図１２】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムの吸着コレットがＩＣチップを保持しているときの様子を示す図である。
【図１３】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによる基板へのＩＣチップ実装時の状態を説明するための図である。
【図１４】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによってＩＣチップに形成された他のダミーバンプの形状を説明するための図である。
【図１５】 図１４に示すＩＣチップを基板に実装した状態を示す図である。
【図１６】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによる基板へのＩＣチップの他の実装例を説明するための図である。
【図１７】 図１６に示すＩＣチップが基板に実装された状態を示す図である。
【図１８】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムの吸着コレットの変形例によってＩＣチップが保持された状態を示す図である。
【図１９】 本発明に係るＩＣチップ搬送システムの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１０……ＩＣチップ実装システム、１１……ダミーバンプ形成部（突起部形成手段）、１２……ボンディング部（実装手段、搬送手段）、１４……ＩＣチップ製造装置、４０……プラスチック薄膜シート、４１……ＩＣチップ、４２……能動面、４３……ダミーバンプ（突起部）、４４……吸着コレット、４５……基板、１００……ＩＣチップ実装システム、１０１……バンプ、１１１……電極バンプ形成部（電極バンプ形成手段）、１６０……凹部、１８０……トレイ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップを基板に実装するＩＣチップ実装システムおよびＩＣチップ実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップを基板に実装する場合には、製造されたＩＣチップを基板上の位置まで搬送した後、基板上に実装されるようになっている。従来、ＩＣチップを基板上の位置まで搬送する場合には、搬送装置がＩＣチップを吸着して保持し、基板上の位置まで移動することにより、ＩＣチップを搬送している。ここで、図１は、従来の搬送装置がＩＣチップを保持している状態を示す。同図に示すように、この搬送装置は、筒状に形成された保持部１を有しており、ＩＣチップ２を上方に吸引することにより、ＩＣチップ２の能動面３に保持部１の端部が接触した状態でＩＣチップ２を保持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような保持方法でＩＣチップ２を保持した場合、ＩＣチップ２の能動面３が保持部１と接触しているため、能動面３に傷がついて損傷したり、静電気により能動面３が破壊されたりすることがある。
【０００４】
このようなＩＣチップ２の能動面３の損傷を低減する装置として、図２に示すような「角錐コレット」と呼ばれる保持部を備えた搬送装置が用いられている。同図に示すように、この搬送装置では、ＩＣチップ２の能動面３ではなく辺の部分５に接触するような形状になされた保持部４を有しており、ＩＣチップ２を上方に吸引することにより、能動面３には接触せずにＩＣチップ２を保持することができるようになっている。従って、保持部と能動面３との接触に起因する能動面３の損傷を防止することができる。
【０００５】
しかし、近年では、電子機器の多機能化および小型化に伴って複数のサイズの異なるＩＣチップ２を１枚の基板に実装することがある。このような場合、上述した角錐コレットと呼ばれる保持部４を有する搬送装置では、搬送するＩＣチップ２のサイズ毎に保持部４を用意する必要がある。また、保持部４をＩＣチップ２の辺の部分５に正確に接触させることが要求されるため、時間を要するとともに、保持部４の位置決め精度に優れた高価な搬送装置が必要となる。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、簡易な構成でありながら、ＩＣチップの損傷を低減しつつＩＣチップを基板に実装することが可能なＩＣチップ実装システムおよびＩＣチップ実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るＩＣチップ実装システムは、能動面を有するＩＣチップを基板に実装するＩＣチップ実装システムであって、
前記ＩＣチップの能動面に、当該能動面に形成されている電極バンプよりも高さが大きい突起部を、前記電極バンプよりも融点の低い材料で形成する突起部形成手段と、
前記突起部形成手段によって形成された突起部に接触して前記ＩＣチップを吸引することにより前記ＩＣチップを保持し、当該保持したＩＣチップを前記基板上の実装位置まで搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する実装手段と
を具備することを特徴としている。
【００１２】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで、前記突起部の高さを前記電極バンプの高さ以下にして前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する構成であってもよい。
【００１３】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記ＩＣチップの能動面に、電極として使用される電極バンプを形成する電極バンプ形成手段をさらに具備する構成であってもよい。
【００１４】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記突起部形成手段は、前記能動面とほぼ直交する方向からの押圧力を受けた場合に前記電極バンプよりも潰れやすい形状で前記突起部を形成し、前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに前記能動面とほぼ直交する方向から当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する構成であってもよい。
【００１５】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記突起部は、前記能動面とほぼ直交する方向からの押圧力を受けた場合に前記電極バンプよりも潰れやすい材質で形成されており、前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに前記能動面とほぼ直交する方向から当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する構成であってもよい。
【００１６】
また、上記ＩＣチップ実装システムにおいて、前記突起部形成手段は、前記ＩＣチップの能動面において、一直線状にない３箇所に前記突起部を形成する構成であってもよい。
【００１７】
また、本発明に係るＩＣチップ実装方法は、能動面を有するＩＣチップを基板に実装するＩＣチップ実装方法であって、
前記ＩＣチップの能動面に、当該能動面に形成されている電極バンプよりも高さが大きい突起部を、前記電極バンプよりも融点の低い材料で形成する突起部形成ステップと、
前記突起部形成ステップにおいて形成された突起部に接触して前記ＩＣチップを吸引することにより前記ＩＣチップを保持し、当該保持したＩＣチップを前記基板上の実装位置まで搬送する搬送ステップと、
前記搬送ステップにおいて搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する実装ステップと
を具備することを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．第１実施形態
Ａ−１．構成
まず、図３は本発明の第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、このＩＣチップ実装システム１０は、ダミーバンプ形成部（突起部形成手段）１１と、ボンディング部（搬送手段、実装手段）１２とを備えた構成となっている。
【００２１】
ダミーバンプ形成部１１は、ＩＣチップ製造装置１４から供給されるＩＣチップの能動面にダミーバンプ（突起部）を形成するものである。ボンディング部１２は、後述する吸着コレットを有しており、ダミーバンプ形成部１１によってダミーバンプが形成されたＩＣチップをダミーバンプ形成部１１から受け取った後、受け取ったＩＣチップを基板に実装するものである。
【００２２】
Ａ−２．ＩＣチップ実装方法
次に、上記構成のＩＣチップ実装システム１０によるＩＣチップの基板への実装方法について図４を用いて説明する。まず、ＩＣチップ製造装置１４からダミーバンプ形成部１１にＩＣチップが供給される。ここでは、図４（ａ）に示すように、プラスチック薄膜シート４０上にウェハカットされた複数のＩＣチップ４１が配置された状態でダミーバンプ形成部１１に供給されるようになっている。
【００２３】
図４（ｂ）に示すように、ダミーバンプ形成部１１においては、上述したように供給された各ＩＣチップ４１の能動面４２上にダミーバンプ４３が形成される。ここで、ダミーバンプ４３としては、通常のバンプ（突起電極）と同様にはんだ等の金属材料を用いて、通常のバンプと同様に転写バンプ法やメッキ法などにより形成される。なお、本発明において、ダミーバンプは、電極としての機能を有する必要がないため、導電性を有しない材料で形成するようにしてもよい。
【００２４】
ここで、図５は、ダミーバンプ形成部１１によってダミーバンプ４３が形成されたＩＣチップ４１を示す正面図である。同図に示すように、ＩＣチップ４１の能動面４２上の３箇所にダミーバンプ４３が形成されている。ここで、３つのダミーバンプ４３は、一直線上に位置しないように配置されている。
【００２５】
このようにダミーバンプ４３が形成されたＩＣチップ４１は、図４（ｃ）に示すように、吸着コレット４４によってプラスチック薄膜シート４０から取り出され、吸着コレット４４の移動に伴って基板４５の上方まで移動させられる。
【００２６】
ここで、図６は、吸着コレット４４によるＩＣチップ４１の保持状態を示す図である。同図に示すように、筒状に形成された吸着コレット４４の下端部４４ａは、ＩＣチップ４１に形成された３つのダミーバンプ４３と接触しており、この状態でＩＣチップ４１を上方に吸引することによりＩＣチップ４１を保持している。従って、ＩＣチップ４１の能動面４２は、吸着コレット４４と接触しないようになされている。このとき、下端部４４ａと能動面４２との間には、ダミーバンプ４３の高さの分だけ微小の隙間ができることになるが、この隙間は、実際には２０μｍ程度の大きさであり、吸着コレット４４が十分な吸引力でＩＣチップ４１を吸引しているので問題とはならず、ＩＣチップ４１を吸着できるようになっている。
【００２７】
吸着コレット４４がＩＣチップ４１を保持した状態で、基板４５における実装位置の上方に移動した後、図４（ｄ）に示すように、吸着コレット４４が基板４５に向けて下降し、基板４５上の所定の位置にＩＣチップ４１が実装される。このようにＩＣチップ４１が基板４５上に実装された後、図４（ｅ）に示すように、基板４５上に形成された図示せぬ配線パターンと能動面４２上の図示せぬ電極とがワイヤ４６によって接続される。従って、本実施形態においては、ボンディング部１２はワイヤーボンディング法によってＩＣチップ４１を基板４５に実装している。
【００２８】
本実施形態に係るＩＣチップ実装システムによるＩＣチップ実装方法では、プラスチック薄膜シート４０からＩＣチップ４１を取り出して基板４５に実装するまでのＩＣチップ４１の搬送時に、吸着コレット４４とＩＣチップ４１の能動面４２とが接触しないようになされている。従って、吸着コレット４４と能動面４２との接触による能動面４２の損傷や静電気破壊などが防止される。
【００２９】
また、ＩＣチップ４１の能動面４２上に形成されたダミーバンプ４３と接触可能な形状の吸着コレット４４を用いれば、ＩＣチップ４１のサイズ毎に吸着コレットを用意する必要がない。従って、ＩＣチップ実装システムの設備コストを低減することができる。
【００３０】
また、上述したようにダミーバンプ４３は、一直線上に配列されていないため、下端部４４ａと能動面４２とが接触してしまうことが確実に防止できる。これは、図７（ａ）に示すように、ダミーバンプ４３を２箇所（一直線上に配置される）に形成した場合には、図７（ｂ）に示すように、能動面４２に対して吸着コレット４４が傾いた状態でＩＣチップ４１を保持してまうこともあり、この場合、図示のように下端部４４ａが能動面４２と接触してしまうからである。
【００３１】
なお、２箇所にダミーバンプ４３を形成した場合にも、図８に示すように、吸着コレット４４の下端部４４ａが能動面４２ではなくＩＣチップ４１の辺の部分４２ａに接触した状態でＩＣチップ４１を保持するようにすれば、ダミーバンプ４３を２箇所に形成するようにしてもよい。また、形成するダミーバンプ４３が１つであっても、吸着コレット４４がＩＣチップ４１を吸着する時に、吸着コレット４４と能動面４２との接触を防止できるものであればよい。また、能動面４２上にスペースがあれば、４箇所以上にダミーバンプ４３を設けるようにしてもよい。
【００３２】
Ｂ．第２実施形態
次に、図９は、本発明の第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムの構成を示す。なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素には、同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３３】
図９に示すように、第２実施形態に係るＩＣチップ実装システム１００は、第１実施形態に係るＩＣチップ実装システム１０に、ダミーバンプ形成部１１によってダミーバンプが形成されたＩＣチップに電極として機能するバンプを形成する電極バンプ形成部（電極バンプ形成手段）１１１を加えた構成となっている。
【００３４】
このような構成のＩＣチップ実装システム１００によるＩＣチップ実装方法について図１０を用いて説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、第１実施形態と同様にＩＣチップ製造装置１４からダミーバンプ形成部１１にＩＣチップが供給される。
【００３５】
図１０（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様にダミーバンプ形成部１１においては、上述したように供給された各ＩＣチップ４１の能動面４２上にダミーバンプ４３が形成される。この後、プラスチック薄膜シート４０上に配置されたＩＣチップ４１が電極バンプ形成部１１１に移動させられる。そして、図１０（ｃ）に示すように、電極バンプ形成部１１１によって電極として使用される導電性材料からなるバンプ１０１が能動面４２上の所定の位置に形成される。
【００３６】
ここで、図１１は、ダミーバンプ４３およびバンプ１０１が形成されたＩＣチップ４１を示す図である。同図に示すように、ダミーバンプ４３はバンプ１０１よりも高く形成されている。また、第２実施形態では、ダミーバンプ形成部１１によって形成されるダミーバンプ４３の材料は、電極バンプ形成部１１１によって形成されるバンプ１０１よりも融点の低いものが用いられている。例えば、ダミーバンプ４３およびバンプ１０１ともにはんだで形成する場合には、バンプ１０１よりも融点の低いはんだを用いてダミーバンプ４３を形成するようにすればよい。
【００３７】
このようにしてダミーバンプ４３およびバンプ１０１が形成されたＩＣチップ４１は、図１０（ｄ）に示すように、吸着コレット４４によってプラスチック薄膜シート４０から取り出される。そして、吸着コレット４４の移動に伴って基板４５の上方に移動させられる。
【００３８】
ここで、図１２は吸着コレット４４によるＩＣチップ４１の保持状態を示す図である。同図に示すように、筒状に形成された吸着コレット４４の下端部４４ａは、ＩＣチップ４１に形成された３つのダミーバンプ４３と接触しており、この状態でＩＣチップ４１を上方に吸引することによりＩＣチップ４１を保持している。上述したようにダミーバンプ４３がバンプ１０１よりも高く形成されているため、ＩＣチップ４１の能動面４２およびバンプ１０１が吸着コレット４４と接触しないようになっている。
【００３９】
このように基板４５の上方まで搬送されたＩＣチップ４１は、図示せぬ実装装置によってバンプ１０１が形成された能動面４２と基板４５が対向するように上下面が反転される。そして、図１０（ｅ）に示すように、基板４５上に形成された図示せぬ配線パターンと電極であるバンプ１０１とが接続されるように実装される。従って、第２実施形態において、ボンディング部１２はフリップチップ法によってＩＣチップ４１を基板４５上に実装している。
【００４０】
ここで、図１３はＩＣチップ４１を反転させた後に基板４５上に実装する時の様子を示す図である。ＩＣチップ４１の実装工程においては、図１３（ａ）に示すように、ＩＣチップ４１が基板４５上に位置決めされると、ＩＣチップ４１が加熱・加圧されて基板４５上にＩＣチップ４１が実装されるようになっている。上述したようにダミーバンプ４３はバンプ１０１よりも融点の低い材料が使用されているため、図１３（ｂ）に示すように、加熱・加圧されることによりダミーバンプ４３が融けて潰れるようになっている。このようにバンプ１０１よりも高く形成されたダミーバンプ４３が潰れることによって、基板４５上の配線パターンとバンプ１０１とを接続することができるようになっている。
【００４１】
なお、融点の低い材料でダミーバンプ４３を形成する以外にも、図１４に示すように、ダミーバンプ４３を細長い形状に形成するようにしてもよい。このようにすれば、図１５に示すように、基板４５上にＩＣチップ４１を加熱・加圧した時に、加圧力によってダミーバンプ４３が潰れてバンプ１０１と基板４５上の配線パターンを接続することができる。ここで、ダミーバンプ４３は、図１４に示した形状のものに限定されるわけではなく、実装時に加圧力が加わった場合に、バンプ１０１よりも潰れやすい形状であればよい。また、ダミーバンプ４３をバンプ１０１よりも潰れやすい材質のものを用いて形成するようにしてもよい。
【００４２】
また、図１６に示すように、基板４５に凹部１６０を形成する凹部形成部を設けるようにし、ＩＣチップ４１に形成されたダミーバンプ４３が凹部１６０に配置されるようにＩＣチップ４１を実装するようにしてもよい。このようにした場合にも、図１７に示すように、ダミーバンプ４３が凹部１６０に侵入することにより、バンプ１０１と基板４５上の配線パターンを接続することが可能となる。また、基板４５に形成された凹部１６０にダミーバンプ４３が配置されるようにＩＣチップ４１を実装すればよいので、実装時のＩＣチップ４１の位置決めが容易となる。
【００４３】
また、図１８に示すように、バンプ１０１よりも低くダミーバンプ４３を形成するようにしてもよい。この場合、図示のようにダミーバンプ４３に接触する下端部４４ａのみが下方に延出した形状の吸着コレット４４を用いてＩＣチップ４１を吸着させれば、吸着コレット４４が能動面４２およびバンプ１０１との接触を防止できる。
【００４４】
第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによるＩＣチップ実装方法では、プラスチック薄膜シート４０からＩＣチップ４１を取り出して基板４５に実装するまでのＩＣチップ４１の搬送時に、吸着コレット４４とＩＣチップ４１の能動面４２およびバンプ１０１とが接触しないようになされている。従って、能動面４２およびバンプ１０１と吸着コレット４４が接触することに起因する損傷や静電気による破壊などが防止される。
【００４５】
また、第１実施形態と同様にＩＣチップ４１の能動面４２上に形成されたダミーバンプ４３と接触可能な形状の吸着コレット４４を用いれば、ＩＣチップ４１のサイズ毎に吸着コレットを用意する必要がない。
【００４６】
Ｃ．変形例
なお、上述した第１ないし第２実施形態においては、ＩＣチップ４１を吸着コレット４４で搬送して基板４５上に実装するＩＣチップ実装システムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＩＣチップを搬送するＩＣチップ搬送システムに適用するようにしてもよい。
【００４７】
例えば、図１９に示すように、プラスチック薄膜シート４０上にウェハカットされたＩＣチップ４１をトレイ１８０に移載するＩＣチップ搬送システムに適用するようにしてもよい。同図に示すように、このＩＣチップ搬送システムでは、プラスチック薄膜シート４０上にウェハカットされたＩＣチップ４１に不良品があるか否をチェックし、良品のみをプラスチック薄膜シート４０から取り出してトレイ１８０上に移載している。この移載動作の前に上述した実施形態と同様にＩＣチップ４１の能動面４２上にダミーバンプ４３を形成し、吸着コレット４４と能動面４２とが接触しない状態でＩＣチップ４１を保持してプラスチック薄膜シート４０からトレイ１８０に移載している。このように良品のみをトレイ１８０に移載した後、上述した第１ないし第２実施形態に示したボンディング部１２がトレイ１８０からＩＣチップ４１を取り出して基板４５上に実装するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成でありながら、ＩＣチップの損傷を低減しつつＩＣチップを基板に実装することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のＩＣチップ搬送ツールのＩＣチップ保持状態を示す図である。
【図２】 従来の他のＩＣチップ搬送ツールのＩＣチップ保持状態を示す図である。
【図３】 本発明の第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムの構成を示すブロック図である。
【図４】 第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムによるＩＣチップ実装方法を説明するための図である。
【図５】 第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムによりダミーバンプが形成されたＩＣチップを示す正面図である。
【図６】 第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムの吸着コレットがＩＣチップを保持しているときの様子を示す図である。
【図７】 前記吸着コレットによる不適切なＩＣチップ保持状態を説明するための図である。
【図８】 第１実施形態に係るＩＣチップ実装システムの前記吸着コレットによるＩＣチップの保持状態の他の例を示す図である。
【図９】 本発明の第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによるＩＣチップ実装方法を説明するための図である。
【図１１】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによりダミーバンプおよびバンプが形成されたＩＣチップを示す図である。
【図１２】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムの吸着コレットがＩＣチップを保持しているときの様子を示す図である。
【図１３】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによる基板へのＩＣチップ実装時の状態を説明するための図である。
【図１４】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによってＩＣチップに形成された他のダミーバンプの形状を説明するための図である。
【図１５】 図１４に示すＩＣチップを基板に実装した状態を示す図である。
【図１６】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムによる基板へのＩＣチップの他の実装例を説明するための図である。
【図１７】 図１６に示すＩＣチップが基板に実装された状態を示す図である。
【図１８】 第２実施形態に係るＩＣチップ実装システムの吸着コレットの変形例によってＩＣチップが保持された状態を示す図である。
【図１９】 本発明に係るＩＣチップ搬送システムの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１０……ＩＣチップ実装システム、１１……ダミーバンプ形成部（突起部形成手段）、１２……ボンディング部（実装手段、搬送手段）、１４……ＩＣチップ製造装置、４０……プラスチック薄膜シート、４１……ＩＣチップ、４２……能動面、４３……ダミーバンプ（突起部）、４４……吸着コレット、４５……基板、１００……ＩＣチップ実装システム、１０１……バンプ、１１１……電極バンプ形成部（電極バンプ形成手段）、１６０……凹部、１８０……トレイ
Claims (7)
- 能動面を有するＩＣチップを基板に実装するＩＣチップ実装システムであって、
前記ＩＣチップの能動面に、当該能動面に形成されている電極バンプよりも高さが大きい突起部を、前記電極バンプよりも融点の低い材料で形成する突起部形成手段と、
前記突起部形成手段によって形成された突起部に接触して前記ＩＣチップを吸引することにより前記ＩＣチップを保持し、当該保持したＩＣチップを前記基板上の実装位置まで搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する実装手段と
を具備することを特徴とするＩＣチップ実装システム。 - 前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで、前記突起部の高さを前記電極バンプの高さ以下にして前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する
ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣチップ実装システム。 - 前記ＩＣチップの能動面に、電極として使用される電極バンプを形成する電極バンプ形成手段をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣチップ実装システム。
- 前記突起部形成手段は、前記能動面とほぼ直交する方向からの押圧力を受けた場合に前記電極バンプよりも潰れやすい形状で前記突起部を形成し、
前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに前記能動面とほぼ直交する方向から当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＩＣチップ実装システム。 - 前記突起部は、前記能動面とほぼ直交する方向からの押圧力を受けた場合に前記電極バンプよりも潰れやすい材質で形成されており、
前記実装手段は、前記搬送手段によって搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに前記能動面とほぼ直交する方向から当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＩＣチップ実装システム。 - 前記突起部形成手段は、前記ＩＣチップの能動面において、一直線状にない３箇所に前記突起部を形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のＩＣチップ実装システム。
- 能動面を有するＩＣチップを基板に実装するＩＣチップ実装方法であって、
前記ＩＣチップの能動面に、当該能動面に形成されている電極バンプよりも高さが大きい突起部を、前記電極バンプよりも融点の低い材料で形成する突起部形成ステップと、
前記突起部形成ステップにおいて形成された突起部に接触して前記ＩＣチップを吸引することにより前記ＩＣチップを保持し、当該保持したＩＣチップを前記基板上の実装位置まで搬送する搬送ステップと、
前記搬送ステップにおいて搬送されたＩＣチップの能動面が前記基板上に設けられた配線パターンと対向するように前記ＩＣチップの向きを変え、当該ＩＣチップを加熱するとともに当該ＩＣチップを前記基板に押圧することで前記電極バンプを前記基板上の配線パターンに接続し、当該ＩＣチップを前記基板に実装する実装ステップと
を具備することを特徴とするＩＣチップ実装方法。
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