JP4552352B2 - 接着フィルムの貼着方法、貼着装置および電子回路装置の組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、異方性導電フィルム等の接着フィルムを、配線パターンが形成された配線板等の被貼着体に貼着する接着フィルムの貼着装置および貼着方法、この貼着方法を用いた電子回路装置の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、家電製品、コンピュータ、モバイル製品等の製品分野においては、製品の小型化、高機能化、低コスト化等が強く求められており、このため、基板に半導体チップ等の電子回路部品を実装する実装技術分野においても、省スペース化、実装効率の向上等を図ることが求められている。
省スペース化、実装効率の向上等を図ることができる実装方法として、いわゆるフリップチップ実装が知られている。
フリップチップ実装は、半導体チップの表面に形成された電極と基板の表面に形成された電極とを直接対向させて位置を合わせて密着させ、熱および圧力を加えて接合する実装方法である。
【０００３】
このフリップチップ実装は、基本的には、基板および半導体チップの電極間の電気的接続および基板に対する半導体チップの固定を同時に行う方法である。なお、基板および半導体チップの固定を補強するために基板と半導体チップとの間に接着剤を介在させる場合もある。
フリップチップ実装においては、半導体チップの電極に銀ペースト等の導電性材料を塗布し、この導電性材料を介して基板の電極と導通させる方式、金属粒子を含有する接着剤としての異方性導電材料を実装前に基板と半導体チップとの間に介在させ加熱圧着させることにより導通および固定を行う方式、金属粒子が含有されていない電気絶縁性の接着剤を基板と半導体チップとの間に介在させ、加圧により導通および固定を行う方式が知られている。
後者２つの方式では、半導体チップおよび基板の対向面間に接着剤が介在するが、この接着剤は、異方性導電フィルム等のように予めフィルム状に形成されたものと、ペースト状のものとが知られている。
フィルム状の接着剤（接着フィルム）を用いた実装においては、たとえば、基板に所定寸法の接着フィルムを貼着し、その後に基板に半導体チップを実装し、熱および圧力を加えることにより接着フィルムを硬化させることが行われている。これによって、半導体チップが基板に固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フリップチップ実装に用いられる接着フィルムは、通常、一連のベースフィルムの表面に連続して貼り付けられた状態で提供される。この接着フィルムの基板への貼着方法としては、たとえば、接着フィルムを所定の寸法に切断し、切断された接着フィルムを基板の所定の位置に貼着し、基板に貼着された接着フィルムからベースフィルムを引き剥がすことが行われている。
しかしながら、従来においては、接着フィルムの貼着ミスが発生しやすく、接着フィルムを基板に貼着する工程の安定性が低いという問題が存在した。
また、工程が多く、設備コスト的な問題も存在した。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、本発明の目的は、異方性導電フィルム等の接着フィルムを配線パターンが形成された配線板等の被貼着体に確実に、かつ、効率良く貼着することができる接着フィルムの貼着装置および貼着方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、いわゆるフリップチップ実装において、半導体チップ等の電子回路部品を配線板上に異方性導電フィルム等の接着フィルムを用いて実装する際に、配線板に接着フィルムを確実かつ効率良く貼着することができる電子回路装置の組立方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の接着フィルムの貼着方法は、可撓性支持体の表面に保持された一連の接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断工程と、前記可撓性支持体を被貼着体の被貼着面に対向させて当該被貼着面に分離可能となった前記接着フィルムを位置決めし、当該接着フィルムを可撓性支持体の背面側から前記被貼着面に向けて押圧しかつ所定温度に加熱して貼着させる貼着工程と、前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向って引き離すことによって、前記被貼着面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離工程と、を有し、前記貼着工程においては、前記接着フィルムの前記可撓性支持体に対する分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる。
【０００７】
好適には、本発明の接着フィルムの貼着方法は、前記可撓性支持体が分離された前記接着フィルムに冷却空気を吹きつけて強制冷却する冷却工程をさらに有する。
【０００８】
さらに好適には、前記貼着工程では、分離可能となった前記接着フィルムに隣接する未貼着の接着フィルムが前記被貼着体に接触しないように前記可撓性支持体を湾曲させる。
【０００９】
本発明の接着フィルムの貼着方法は、前記接着フィルムを支持する可撓性支持体を断続的に走行させながら前記切断工程、貼着工程および分離工程を行う。
【００１０】
前記被貼着体は、少なくとも配線パターンが形成された配線板であり、前記接着フィルムは、前記配線板に搭載される電子回路部品を固定し、かつ、当該電子回路部品の搭載面に露出した外部接続端子と前記配線パターンを電気的に接続するための異方性導電フィルムである。
【００１１】
前記被貼着体は、少なくとも配線パターンが形成された配線板であり、前記接着フィルムは、前記配線板に搭載される電子回路部品を固定するための接着フィルムとすることも可能である。
【００１２】
前記接着フィルムは、樹脂を主成分としている
【００１３】
本発明の接着フィルムの貼着装置は、可撓性支持体の表面に保持された一連の接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断手段と、
被貼着体の被貼着面に位置決めされ分離可能となった前記接着フィルムを前記可撓性支持体の背面側から前記被貼着面に向けて押圧する押圧面を備え、前記接着フィルムを所定温度に加熱する押圧ヘッドと、前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向けて引き離すことによって、前記被貼着面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離手段と、を有し、前記押圧ヘッドの押圧面は、前記可撓性支持体に対する前記接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる。
【００１９】
本発明の電子回路装置の組立方法は、少なくとも配線パターンが形成された配線板と、前記配線板上に電子回路部品が接着フィルムによって固定された電子回路装置の組立方法であって、可撓性支持体の表面に保持された一連の前記接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断工程と、前記可撓性支持体を前記配線板の部品搭載面に対向させて当該部品搭載面に分離可能となった前記接着フィルムを位置決めし、当該接着フィルムを前記可撓性支持体の背面側から前記部品搭載面に向けて押圧しかつ所定温度に加熱して貼着させる貼着工程と、前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向けて引き離すことによって、前記部品搭載面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離工程と、前記部品搭載面に貼着された接着フィルム上に前記電子回路部品を位置決めし、当該電子回路部品を前記部品搭載面に向けて加熱圧着し、当該電子回路部品の搭載面に露出した外部接続端子と前記配線パターンとを電気的に接続する接続工程と、を有し、前記貼着工程においては、前記分離工程における前記可撓性支持体に対する前記接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる。
【００２０】
本発明では、可撓性支持体に保持された接着フィルムは、所定の寸法に切断されたのち、可撓性支持体に保持された状態で被貼着体の被貼着面に位置決めされる。
位置決めされた接着フィルムは、可撓性支持体の背面側から熱硬化しない程度の温度で加熱され押圧される。これにより、接着フィルムは被貼着面に被貼着面に貼着されるが、樹脂からなる接着フィルムは加熱により軟化し、被貼着面に密着しやすくなる。
このとき、接着フィルムは可撓性支持体に対する分離開始端部および分離終了端部が選択的に高い押圧力で押圧される。これにより、接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部が基板に確実に貼着される。さらに、分離可能となった接着フィルムに隣接する接着フィルムが被貼着体に接触しないように可撓性支持体は湾曲される。
次いで、接着フィルムは、冷却空気によって強制冷却される。接着フィルムは冷却により軟化した状態から再び固化し、接着フィルムと被貼着面との間の貼着力が強固になる。
次いで、被貼着面に貼着された接着フィルムの一端部側から他端部側に向けて可撓性支持体が引き離される。このとき、接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部は高い押圧力により基板に確実に貼着され、冷却により貼着力が強固になっているので、可撓性支持体を接着フィルムから剥がしはじめるとき、および、剥がし終わるときに接着フィルムが基板から引き剥がされることがない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る接着フィルムの貼着装置の構成を示す図である。
図１に示す貼着装置１は、可動テーブル８０、押圧ヘッド１１と、冷却機構６０、分離機構４０、供給ロール２１と、巻取ロール２７等を有する。
【００２２】
供給ロール２１は、図示しない支持機構により回転自在に支持されており、モータ等の駆動源と連結されている。この供給ロール２１は、表面に接着フィルムを保持するベースフィルム１００が巻かれており、矢印Ｒ１の回転方向に回転することによりベースフィルム１００を繰り出す。
供給ロール２１から繰り出されるベースフィルム１００は、回転自在に保持されたガイドローラ２２、２３および２４によって可動テーブル８０の上方に導かれ、回転自在に保持されたガイドローラ２５および２６によって巻取ロール２７に導かれている。なお、ベースフィルム１００は、接着フィルムを可動テーブル８０に対向する側に保持している。
巻取ロール２７は、図示しない支持機構により回転自在に支持されており、モータ等の駆動源と連結されている。この巻取ロール２７は、矢印Ｒ２の回転方向に回転することによりベースフィルム１００を巻き取る。
供給ロール２１および巻取ロール２７は、図示しない制御装置によって駆動制御される。この制御装置は、ベースフィルム１００の走行制御およびベースフィルム１００に所定の張力が作用するように張力制御を行う。
【００２３】
図２はベースフィルム１００の構造を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
図２に示すように、ベースフィルム１００は、幅Ｗおよび厚さＴＨ0 が一定であるテープ状の部材である。このベースフィルム１００は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料から形成されており、可撓性を有する。ベースフィルム１００の幅Ｗは、たとえば、５ｍｍ程度であり、厚さＴＨ0は０．１ｍｍ程度である。
【００２４】
このベースフィルム１００の表面には、ベースフィルム１００の幅Ｗと同じ幅の接着フィルム１０１が貼り付けられている。
この接着フィルム１０１は、異方性導電フィルム(ACF:anisotropic conductive film) である。異方性導電フィルムは、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂に銀等の微細金属粒子を分散させてシート状にした膜である。異方性導電フィルムは、後述するように、半導体チップを基板上に固定し、かつ、電気的接続を行うのに使用される。
接着フィルム１０１の厚さＴＨ1 は、たとえば、１５μｍ程度である。
接着フィルム１０１は、ベースフィルム１００上で連続しており、図２（ａ）に示すように、後述する切断機構によって端部から所定の寸法Ｌ0 毎に切断され、この切断された接着フィルム１０１ｐをベースフィルム１００から剥がして使用される。
なお、接着フィルム１０１の表面には、厚さがたとえば０．０５ｍｍ程度のカバーフィルム１０５が貼着されており、ベースフィルム１００が供給ロール２１から繰り出され後述する切断機構により接着フィルム１０１が切断される前に剥がされる。
【００２５】
図１に示す可動テーブル８０は、ベースＢＳ上に平行に配置された２条のレール８１上を移動自在に設けられている。この可動テーブル８０は、保持面８０ａに接着フィルム１０１を貼着すべき被貼着体である基板２００を保持する。
また、可動テーブル８０は、接着フィルム１０１を貼着する位置から、後述するように、半導体チップを実装する実装工程が行われる位置まで移動可能となっている。
【００２６】
図３は、可動テーブル８０を図１に示す矢印Ｅの向きから見た側面図である。
図３に示すように、可動テーブル８０には、切断機構７０が設けられている。
切断機構７０は、カッターナイフ７１を備えており、上記した接着フィルム１０１を切断する。このカッターナイフ７１は、先端に両刃の切刃７１ａを備えている。この切刃７１ａは、接着フィルム１０１と略同じ幅をもっている。
カッターナイフ７１は保持部材７４によって保持されており、この保持部材７４は矢印Ｇ１およびＧ２方向に沿って設けられた案内機構７３によって移動自在に案内されている。
さらに、保持部材７４は、たとえば、エアシリンダからなるアクチュエータ７２に連結され、このアクチュエータ７２によって矢印Ｇ１およびＧ２方向に駆動される。
【００２７】
カッターナイフ７１の上方にはベースフィルム１００を支持するための支持部７６が設けられ、この支持部７６の下面である支持面７６ａによってベースフィルム１００を支持する。
また、保持部材７４に対向する位置には、カッターナイフ７１が矢印Ｇ１方向に移動したときに、保持部材７４と当接することによってカッターナイフ７１の停止位置を規定するストッパ部材７５が設けられている。
【００２８】
上記構成の切断機構７０は、図３に示す状態から、可動テーブル８０をレールに８１沿って矢印Ｄ１に移動させ、所定の位置に位置決めすることにより、カッターナイフ７１と支持面７６ａとの間に接着フィルム１０１を保持するベースフィルム１００が挿入される。
図４は、カッターナイフ７１と支持面７６ａとの間に接着フィルム１０１を保持するベースフィルム１００が挿入された状態を示す図である。
カッターナイフ７１と支持面７６ａとの間にベースフィルム１００が挿入された後に、アクチュエータ７２を駆動し、カッターナイフ７１を矢印Ｇ１の向きに上昇させると、カッターナイフ７１の切刃７１ａが接着フィルム１０１に切り込む。切り込み量は、ストッパ部材７５によって規定されるカッターナイフ７１の停止位置によって決まる。また、基本的には、カッターナイフ７１によって接着フィルム１０１のみを切断し、ベースフィルム１００は切断しない。
【００２９】
図１に示す押圧ヘッド１１は、可動テーブル８０上を通過するベースフィルム１００の真上に配置されている。この押圧ヘッド１１は、ベースＢＳ上に設けられた図示しない支持機構によって支持されたエアシリンダ１７のピストンロッド１７ａと連結されている。押圧ヘッド１１は、エアシリンダ１７のピストンロッド１７ａの伸縮により矢印Ａ１およびＡ２に示す鉛直方向に移動可能となっている。
【００３０】
図５は押圧ヘッド１１の構造を示す図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す押圧ヘッド１１を矢印Ｈの方向から見た図である。
図５に示すように、押圧ヘッド１１は、押圧部材１２と、押圧部材１２のヘッド部１２ｔに装着された弾性部材１３と、押圧部材１２に内蔵された電熱ヒータ１４とを備えている。
【００３１】
押圧部材１２は、たとえば、ステンレス等の金属材料で形成されており、直方体状の胴部１２ｄの中央部からヘッド部１２ｔが突き出している。ヘッド部１２ｔの寸法は、切断した接着フィルム１０１と略同じ寸法を有しており、たとえば、５×５ｍｍ程度である。
このヘッド部１２ｔの先端面の両端部には、並列する突出部１２ａが形成されている。この突出部１２ａの突出量は、たとえば、０．３ｍｍ程度であり、幅は１ｍｍ程度である。
【００３２】
電熱ヒータ１４は、押圧部材１２の胴部１２ｄに内蔵されており、この電熱ヒータ１４は、図１に示した電源１６から直流電流が供給され、発熱することによって押圧部材１２を加熱する。直流電流の供給量を調整して電熱ヒータ１４の発熱量を調整することにより、押圧部材１２は、たとえば、約８０℃〜１１０℃程度の所定の温度に制御される。
【００３３】
ヘッド部１２ｔに装着された弾性部材１３は、キャップ形状に成形されており、固定治具１５によって周囲がヘッド部１２ｔに固定されている。
この弾性部材１３は、たとえば、シリコンを含有するゴム材料で形成されている。弾性部材１３も押圧部材１２の加熱よって温度上昇する。弾性部材１３の厚さは、たとえば、０．３ｍｍ程度である。
弾性部材１３は、押圧面１３ａによって上記したベースフィルム１００の背面（接着フィルム１０１が貼付されていない面）を押圧する。
【００３４】
図１に示す冷却機構６０は、ノズル６１と、冷却エア供給源６２とを備えている。
ノズル６１は、押圧ヘッド１１によって押圧されるベースフィルム１００の背面に向けて、冷却エア供給源６２から供給される冷却エアを吹付可能に配置されている。なお、ノズル６１は、ベースＢＳ上に設けられた図示しない支持機構によって支持されている。
【００３５】
冷却エア供給源６２は、常温（約２７℃）の空気を吸引し、これを所定温度、たとえば、約２２℃まで冷却してノズル６１に供給する。また、冷却エア供給源６２は、冷却エアの吹付時間を制御可能になっている。
【００３６】
図１に示す分離機構４０は、押圧ヘッド１１の下流側に設けられており、可動部材４３と、可動部材４３に固定されたガイド部材４４と、可動部材４３にガイド部材４４に隣接して回転自在に保持されたガイドローラ４５と、エアシリンダ４１とを有する。
【００３７】
エアシリンダ４１は、ベースＢＳに固定されたフランジ部材４２によって水平に配置されており、内蔵するピストンロッド４１ａが可動部材４３に連結されている。
エアシリンダ４１は、ピストンロッド４１ａの伸縮により、可動部材４３を矢印Ｃ１およびＣ２に示す水平方向に移動可能となっている。
【００３８】
ガイド部材４４の下面には、ベースフィルム１００が当接しており、このベースフィルム１００はガイド部材４４の下面の一端部で湾曲してガイドローラ４５に導かれている。
【００３９】
この分離機構４０は、後述するように、可動部材４３を矢印Ｃ１の向きに移動させることにより、基板２００に貼着された接着フィルム１０１からベースフィルム１００を引き離すように作用する。
【００４０】
次に、上記構成の貼着装置１を用いた接着フィルムの貼着方法の一例および電子回路装置の組立方法の一例について、図６〜図１６を参照して説明する。
まず、上記した可動テーブル８０上の所定に位置に基板２００をセットしたのち、可動テーブル８０を移動させて所定の位置に位置決めし、切断機構７０の支持部７６の支持面７６ａとカッターナイフ７１との間に所定の張力が作用する状態のベースフィルム１００を挿入する。
図６（ａ）は、支持面７６ａとカッターナイフ７１との間にベースフィルム１００が挿入された状態を示している。
この状態では、ベースフィルム１００に形成された接着フィルム１０１の先端部１０１ｓがカッターナイフ７１の切刃７１ａに対向する位置にある。
【００４１】
接着フィルム１０１の先端部１０１ｓがカッターナイフ７１の切刃７１ａに対向する位置にある状態から、巻取ローラ２７および供給ローラ２１を回転させ、接着フィルム１０１を図６（ａ）に示す矢印Ｊの向きに走行させる。このとき、接着フィルム１０１の先端部１０１ｓが所定の寸法Ｌ0 分だけ移動するように、巻取ローラ２７および供給ローラ２１を制御する。寸法Ｌ0 は、たとえば、５ｍｍである。
【００４２】
接着フィルム１０１の先端部１０１ｓが所定の寸法Ｌ0 分だけ移動したのち、停止した接着フィルム１０１に対して、図６（ｂ）に示すように、カッターナイフ７１を矢印Ｂ１に向きに上昇させ、接着フィルム１０１を切断する。
このとき、ベースフィルム１００の背面は支持部７６の支持面７６ａによって支持されながら、接着フィルム１０１が切断される。
【００４３】
接着フィルム１０１が切断されたのち、図６（ｃ）に示すように、カッターナイフ７１を矢印Ｂ２の向きに下降させる。図６（ｃ）に示すように、連続していた接着フィルム１０１の端部は、所定の寸法Ｌ0 に切断され、この切断された接着フィルム１０１ｐは、ベースフィルム１００から分離させる（引き剥がす）ことが可能になる。
この分離可能となった接着フィルム１０１ｐは、たとえば、長手方向の寸法Ｌ0 が上記したように５ｍｍであり、幅も約５ｍｍである。
【００４４】
接着フィルム１０１の切断が完了したのち、可動テーブル８０を移動させて、図７に示すように、可動テーブル８０上にセットされた基板２００の所定の被貼着面が分離可能となった接着フィルム１０１ｐの下方に位置するように位置決めする。
なお、基板２００は、表面に所定の配線パターン２００が形成されている。この基板２００は、たとえば、ＰＥＴからなるフィルム状の基板であり、厚さが、たとえば、０．１ｍｍ程度である。また、配線パターン２００は、たとえば、アルミニウムで形成されており、厚さが、たとえば、３０μｍ程度である。
【００４５】
基板２００を分離可能となった接着フィルム１０１ｐに対して位置決めしたのち、押圧ヘッド１１を図７に示すように、矢印Ａ２の向きに下降させる。
なお、押圧ヘッド１１は、予め所定の温度に加熱されている。
【００４６】
押圧ヘッド１１が下降すると、図８（ａ）に示すように、押圧ヘッド１１の弾性部材１３の押圧面１３ａがベースフィルム１００の背面に接触し、押圧する。
これによって、分離可能となった接着フィルム１０１ｐの表面が基板２００の表面に押し付けられ、貼着される。
このとき、分離可能となった接着フィルム１０１ｐに隣接する未貼着の接着フィルム１０１が基板２００に接触しないように、ベースフィルム１００は、基板２００の表面に対して所定の角度θで傾斜している。ベースフィルム１００を湾曲させ、所定の傾斜角度θは、ガイドローラ２４の配置によって規定される。すなわち、所定の傾斜角度θとなるように、ガイドローラ２４の配置を決定しておく。所定の傾斜角度θは、たとえば、約１０度程度である。
【００４７】
また、分離可能となった接着フィルム１０１ｐは、押圧面１３ａによる押圧によって、図８（ｂ）に示すように、押圧部材１２の突出部１２ａにそれそれぞれ対応する両端部Ｒ１およびＲ２に高い圧力が作用し、両端部Ｒ１およびＲ２の間の中間部Ｒ３の圧力は両端部Ｒ１およびＲ２に比べて低い。
【００４８】
一方、押圧ヘッド１１の押圧面１３ａは所定温度に加熱されているため、樹脂を主成分とする接着フィルム１０１ｐは軟化する。このため、接着フィルム１０１ｐは基板２００の表面に密着し、基板２００の表面に馴染む。
さらに、接着フィルム１０１ｐの両端部Ｒ１およびＲ２は高い圧力が作用するため、更に強固に基板２００の表面に密着する。
【００４９】
押圧ヘッド１１の押圧面１３ａによってベースフィルム１００の背面から分離可能となった接着フィルム１０１ｐの加熱、押圧を、たとえば、０．２〜２ｓｅｃ程度の所定時間行ったのち、図９に示すように、押圧ヘッド１１を矢印Ａ１の向きに上昇させる。
【００５０】
押圧ヘッド１１の上昇動作と並行して、ノズル６１から冷却エアを押圧ヘッド１１の押圧面１３ａによって押圧されたベースフィルム１００の背面に向けて所定時間吹きつける。吹付時間は、たとえば、０．５〜２ｓｅｃ程度である。
【００５１】
この冷却エアの吹き付けによって、接着フィルム１０１ｐが強制冷却される。
接着フィルム１０１ｐは、強制冷却されると、樹脂を主成分としているため、固化する。接着フィルム１０１ｐは、加熱によって基板２００の表面に密着したのち、強制冷却によってこの密着状態が固定されるため、接着フィルム１０１ｐと基板２００の表面との間の貼着力が高まる。
【００５２】
冷却エアの吹き付け後、図１０に示すように、分離機構４０の可動部材４３を矢印Ｃ１の向きに移動させる。
可動部材４３の移動によって、ガイド部材４４によって湾曲したベースフィルム１００の湾曲位置が矢印Ｃ１の向きに移動する。ベースフィルム１００には、常に一定の張力Ｔが作用しているため、ベースフィルム１００はガイド部材４４の移動に伴って、基板２００の表面から次第に引き離される。
【００５３】
図１１に示すように、可動部材４３の進行によって、接着フィルム１０１ｐの先端部１０１ｓから最初にベースフィルム１００が引き剥がされていく。さらなる可動部材４３の進行によって、図１２に示すように、接着フィルム１０１ｐの後端部１０１ｅに向けてベースフィルム１００と接着フィルム１０１ｐとの分離は進む。
【００５４】
ここで、接着フィルム１０１ｐは、基板２００の表面に貼着されているが、接着フィルム１０１ｐとベースフィルム１００とを剥がす力は、接着フィルム１０１ｐと基板２００の表面と引き離す力として作用する。この力によって最も接着フィルム１０１ｐが基板２００の表面から剥がれやすいのは、接着フィルム１０１ｐの先端部１０１ｓと後端部１０１ｅである。
接着フィルム１０１ｐの先端部１０１ｓあるいは後端部１０１ｅが基板２００の表面から剥がれ、めくれた状態になると、貼着不良となる。
【００５５】
本実施形態では、上述したように、ベースフィルム１００と接着フィルム１０１ｐとの分離が開始する先端部１０１ｓ、あるいは、ベースフィルム１００と接着フィルム１０１ｐとの分離が終了する後端部１０１ｅを押圧ヘッド１１に形成した各突出部１１ａによって選択的に高い押圧力を作用させ、強固に貼着させている。
さらに、加熱された接着フィルム１０１ｐに冷却エアを吹きつけて強制冷却することにより、基板２００と接着フィルム１０１ｐとの間の貼着力を高めている。
このため、接着フィルム１０１ｐの先端部１０１ｓあるいは後端部１０１ｅが基板２００の表面から剥がれ、めくれた状態になることを確実に防ぐことができる。
【００５６】
次いで、可動テーブル８０を基板２００上に半導体チップを実装する位置に移動させる。
図１３（ａ）は基板２００に接着フィルム１０１ｐが貼着された状態の側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す基板２００の上面図である。
図１３に示すように、接着フィルム１０１ｐは、基板２００に形成された配線パターン２０１の複数の接続端子２０１ａ上に位置している。
【００５７】
この状態における接着フィルム１０１ｐ上に実装すべき半導体チップを位置決めする。
半導体チップは、たとえば、図１４に示すように、集積回路が形成された表面３００ａに、たとえば、金バンプからなる複数の外部接続端子３０１が形成されている。
この半導体チップ３００は、いわゆるベアチップの状態にあり、外形寸法が接着フィルム１０１ｐよりも若干小さい寸法、たとえば、４．４×４．２ｍｍを有し、厚さが１７５μｍ程度である。また、外部接続端子３０１は、外形寸法が、たとえば、１００×１００μｍであり、高さが２２μｍである。
【００５８】
このような半導体チップ３００を、図１５に示すように、外部接続端子３０１が基板２００に形成された配線パターン２０１の複数の接続端子２０１ａに対向するように位置合わせする。
【００５９】
基板２００に対して半導体チップ３００を位置合わせしたのち、図１５に示すように、所定の温度に加熱された押圧ヘッド４００を用いて半導体チップ３００を基板２００に向けて押圧する。押圧ヘッド４００は、たとえば、１５０℃程度に加熱されている。
【００６０】
この加熱圧着により、異方性導電フィルムからなる接着フィルム１０１ｐの主成分である樹脂は溶融したのち硬化する。なお、異方性導電フィルムの樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、加熱によって溶融したのち、化学反応を起こして硬化し、熱可塑性樹脂の場合には、加熱によって溶融したのち冷却後に硬化する。これにより、半導体チップ３００は、基板２００上に固定される。
さらに、図１６に示すように、異方性導電フィルムに含有される導電性粒子のうち、半導体チップ３００の外部接続端子３０１と配線パターン２０１の接続端子２０１ａとの間に存在する導電性粒子は、加熱圧着によって導通する。すなわち、外部接続端子３０１と配線パターン２０１の接続端子２０１ａとは、導電性粒子を介して電気的に接続される。
【００６１】
以上のような工程を経て、図１６に示す電子回路装置３５０の組立が完了する。
本実施形態によれば、押圧ヘッド１１に突出部１２ａを設け、接着フィルム１０１ｐのベースフィルム１００に対する分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させ、さらに、接着フィルム１０１ｐを基板２００に貼着したのちに強制冷却することにより、接着フィルム１０１ｐの分離開始端部および分離終了端部の基板２００に対する貼着力を高めている。このため、基板２００に貼着された接着フィルム１０１ｐからベースフィルム１００を引き剥がす際に、接着フィルム１０１ｐが基板２００から引き剥がされることを防ぐことができ、貼着不良の発生を防止でき、効率良く貼着することができ、接着フィルム１０１ｐの貼着に必要な時間を大幅に短縮することができる。
この結果、半導体チップ３００を基板２００に実装する実装工程のリードタイムを短縮化することが可能となる。
【００６２】
なお、上述した実施形態では、接着フィルム１０１として異方性導電フィルムを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、接着フィルム１０１として、導電性粒子を含まないものを使用することも可能である。
図１７は、接着フィルム１０１として導電性粒子を含まない樹脂を主成分とするものを用いて半導体チップ３００を基板２００に実装した状態を示す図である。
図１７に示すように、半導体チップ３００と基板２００との間に介在する接着フィルム５００は、半導体チップ３００を基板２００に固定する機能のみを果たしている。
さらに、半導体チップ３００の外部接続端子３０１と配線パターン２０１の接続端子２０１ａは、直接接触することにより、電気的に接続されている。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、異方性導電フィルム等の接着フィルムを配線パターンが形成された配線板等の被貼着体に確実に、かつ、効率良く貼着することができる。
この結果、接着フィルムを用いたフリップチップ実装工程のリードタイムを短縮でき、電子回路装置の生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る接着フィルムの貼着装置の構成を示す図である。
【図２】ベースフィルム１００の構造を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図３】可動テーブル８０を図１に示す矢印Ｅの向きから見た側面図である。
【図４】カッターナイフ７１と支持面７６ａとの間に接着フィルム１０１を保持するベースフィルム１００が挿入された状態を示す図である。
【図５】押圧ヘッド１１の構造を示す図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す押圧ヘッド１１を矢印Ｈの方向から見た図である。
【図６】貼着装置１を用いた接着フィルムの切断工程を説明するための図である。
【図７】押圧ヘッド１１による貼着工程の手順を説明するための図である。
【図８】図７に続く手順を説明するための図である。
【図９】貼着工程の後の冷却工程の手順を説明するための図である。
【図１０】冷却工程後の分離工程の手順を説明するための図である。
【図１１】図１０に続く分離工程の手順を説明するための図である。
【図１２】図１１に続く分離工程の手順を説明するための図である。
【図１３】接着フィルムの貼着が完了した状態の基板の状態を説明するための図である。
【図１４】半導体チップの一例を示す斜視図である。
【図１５】半導体チップを接着フィルムを介して基板に実装する加熱圧着工程を説明するための図である。
【図１６】異方性導電フィルムによる半導体チップと基板との固定および電気的接続を説明するための図である。
【図１７】接着フィルム１０１として導電性粒子を含まない樹脂を主成分とするものを用いて半導体チップ３００を基板２００に実装した状態を示す図である。
【符号の説明】
１…貼着装置、１１…押圧ヘッド、６０…冷却機構、６１…ノズル、６２…冷却エア供給源、４０…分離機構、２１…供給ロール、２７…巻取ロール、７０…切断機構、８０…可動テーブル、１００…ベースフィルム、１０１…接着フィルム。
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、異方性導電フィルム等の接着フィルムを、配線パターンが形成された配線板等の被貼着体に貼着する接着フィルムの貼着装置および貼着方法、この貼着方法を用いた電子回路装置の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、家電製品、コンピュータ、モバイル製品等の製品分野においては、製品の小型化、高機能化、低コスト化等が強く求められており、このため、基板に半導体チップ等の電子回路部品を実装する実装技術分野においても、省スペース化、実装効率の向上等を図ることが求められている。
省スペース化、実装効率の向上等を図ることができる実装方法として、いわゆるフリップチップ実装が知られている。
フリップチップ実装は、半導体チップの表面に形成された電極と基板の表面に形成された電極とを直接対向させて位置を合わせて密着させ、熱および圧力を加えて接合する実装方法である。
【０００３】
このフリップチップ実装は、基本的には、基板および半導体チップの電極間の電気的接続および基板に対する半導体チップの固定を同時に行う方法である。なお、基板および半導体チップの固定を補強するために基板と半導体チップとの間に接着剤を介在させる場合もある。
フリップチップ実装においては、半導体チップの電極に銀ペースト等の導電性材料を塗布し、この導電性材料を介して基板の電極と導通させる方式、金属粒子を含有する接着剤としての異方性導電材料を実装前に基板と半導体チップとの間に介在させ加熱圧着させることにより導通および固定を行う方式、金属粒子が含有されていない電気絶縁性の接着剤を基板と半導体チップとの間に介在させ、加圧により導通および固定を行う方式が知られている。
後者２つの方式では、半導体チップおよび基板の対向面間に接着剤が介在するが、この接着剤は、異方性導電フィルム等のように予めフィルム状に形成されたものと、ペースト状のものとが知られている。
フィルム状の接着剤（接着フィルム）を用いた実装においては、たとえば、基板に所定寸法の接着フィルムを貼着し、その後に基板に半導体チップを実装し、熱および圧力を加えることにより接着フィルムを硬化させることが行われている。これによって、半導体チップが基板に固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フリップチップ実装に用いられる接着フィルムは、通常、一連のベースフィルムの表面に連続して貼り付けられた状態で提供される。この接着フィルムの基板への貼着方法としては、たとえば、接着フィルムを所定の寸法に切断し、切断された接着フィルムを基板の所定の位置に貼着し、基板に貼着された接着フィルムからベースフィルムを引き剥がすことが行われている。
しかしながら、従来においては、接着フィルムの貼着ミスが発生しやすく、接着フィルムを基板に貼着する工程の安定性が低いという問題が存在した。
また、工程が多く、設備コスト的な問題も存在した。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、本発明の目的は、異方性導電フィルム等の接着フィルムを配線パターンが形成された配線板等の被貼着体に確実に、かつ、効率良く貼着することができる接着フィルムの貼着装置および貼着方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、いわゆるフリップチップ実装において、半導体チップ等の電子回路部品を配線板上に異方性導電フィルム等の接着フィルムを用いて実装する際に、配線板に接着フィルムを確実かつ効率良く貼着することができる電子回路装置の組立方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の接着フィルムの貼着方法は、可撓性支持体の表面に保持された一連の接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断工程と、前記可撓性支持体を被貼着体の被貼着面に対向させて当該被貼着面に分離可能となった前記接着フィルムを位置決めし、当該接着フィルムを可撓性支持体の背面側から前記被貼着面に向けて押圧しかつ所定温度に加熱して貼着させる貼着工程と、前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向って引き離すことによって、前記被貼着面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離工程と、を有し、前記貼着工程においては、前記接着フィルムの前記可撓性支持体に対する分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる。
【０００７】
好適には、本発明の接着フィルムの貼着方法は、前記可撓性支持体が分離された前記接着フィルムに冷却空気を吹きつけて強制冷却する冷却工程をさらに有する。
【０００８】
さらに好適には、前記貼着工程では、分離可能となった前記接着フィルムに隣接する未貼着の接着フィルムが前記被貼着体に接触しないように前記可撓性支持体を湾曲させる。
【０００９】
本発明の接着フィルムの貼着方法は、前記接着フィルムを支持する可撓性支持体を断続的に走行させながら前記切断工程、貼着工程および分離工程を行う。
【００１０】
前記被貼着体は、少なくとも配線パターンが形成された配線板であり、前記接着フィルムは、前記配線板に搭載される電子回路部品を固定し、かつ、当該電子回路部品の搭載面に露出した外部接続端子と前記配線パターンを電気的に接続するための異方性導電フィルムである。
【００１１】
前記被貼着体は、少なくとも配線パターンが形成された配線板であり、前記接着フィルムは、前記配線板に搭載される電子回路部品を固定するための接着フィルムとすることも可能である。
【００１２】
前記接着フィルムは、樹脂を主成分としている
【００１３】
本発明の接着フィルムの貼着装置は、可撓性支持体の表面に保持された一連の接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断手段と、
被貼着体の被貼着面に位置決めされ分離可能となった前記接着フィルムを前記可撓性支持体の背面側から前記被貼着面に向けて押圧する押圧面を備え、前記接着フィルムを所定温度に加熱する押圧ヘッドと、前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向けて引き離すことによって、前記被貼着面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離手段と、を有し、前記押圧ヘッドの押圧面は、前記可撓性支持体に対する前記接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる。
【００１９】
本発明の電子回路装置の組立方法は、少なくとも配線パターンが形成された配線板と、前記配線板上に電子回路部品が接着フィルムによって固定された電子回路装置の組立方法であって、可撓性支持体の表面に保持された一連の前記接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断工程と、前記可撓性支持体を前記配線板の部品搭載面に対向させて当該部品搭載面に分離可能となった前記接着フィルムを位置決めし、当該接着フィルムを前記可撓性支持体の背面側から前記部品搭載面に向けて押圧しかつ所定温度に加熱して貼着させる貼着工程と、前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向けて引き離すことによって、前記部品搭載面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離工程と、前記部品搭載面に貼着された接着フィルム上に前記電子回路部品を位置決めし、当該電子回路部品を前記部品搭載面に向けて加熱圧着し、当該電子回路部品の搭載面に露出した外部接続端子と前記配線パターンとを電気的に接続する接続工程と、を有し、前記貼着工程においては、前記分離工程における前記可撓性支持体に対する前記接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる。
【００２０】
本発明では、可撓性支持体に保持された接着フィルムは、所定の寸法に切断されたのち、可撓性支持体に保持された状態で被貼着体の被貼着面に位置決めされる。
位置決めされた接着フィルムは、可撓性支持体の背面側から熱硬化しない程度の温度で加熱され押圧される。これにより、接着フィルムは被貼着面に被貼着面に貼着されるが、樹脂からなる接着フィルムは加熱により軟化し、被貼着面に密着しやすくなる。
このとき、接着フィルムは可撓性支持体に対する分離開始端部および分離終了端部が選択的に高い押圧力で押圧される。これにより、接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部が基板に確実に貼着される。さらに、分離可能となった接着フィルムに隣接する接着フィルムが被貼着体に接触しないように可撓性支持体は湾曲される。
次いで、接着フィルムは、冷却空気によって強制冷却される。接着フィルムは冷却により軟化した状態から再び固化し、接着フィルムと被貼着面との間の貼着力が強固になる。
次いで、被貼着面に貼着された接着フィルムの一端部側から他端部側に向けて可撓性支持体が引き離される。このとき、接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部は高い押圧力により基板に確実に貼着され、冷却により貼着力が強固になっているので、可撓性支持体を接着フィルムから剥がしはじめるとき、および、剥がし終わるときに接着フィルムが基板から引き剥がされることがない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る接着フィルムの貼着装置の構成を示す図である。
図１に示す貼着装置１は、可動テーブル８０、押圧ヘッド１１と、冷却機構６０、分離機構４０、供給ロール２１と、巻取ロール２７等を有する。
【００２２】
供給ロール２１は、図示しない支持機構により回転自在に支持されており、モータ等の駆動源と連結されている。この供給ロール２１は、表面に接着フィルムを保持するベースフィルム１００が巻かれており、矢印Ｒ１の回転方向に回転することによりベースフィルム１００を繰り出す。
供給ロール２１から繰り出されるベースフィルム１００は、回転自在に保持されたガイドローラ２２、２３および２４によって可動テーブル８０の上方に導かれ、回転自在に保持されたガイドローラ２５および２６によって巻取ロール２７に導かれている。なお、ベースフィルム１００は、接着フィルムを可動テーブル８０に対向する側に保持している。
巻取ロール２７は、図示しない支持機構により回転自在に支持されており、モータ等の駆動源と連結されている。この巻取ロール２７は、矢印Ｒ２の回転方向に回転することによりベースフィルム１００を巻き取る。
供給ロール２１および巻取ロール２７は、図示しない制御装置によって駆動制御される。この制御装置は、ベースフィルム１００の走行制御およびベースフィルム１００に所定の張力が作用するように張力制御を行う。
【００２３】
図２はベースフィルム１００の構造を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
図２に示すように、ベースフィルム１００は、幅Ｗおよび厚さＴＨ0 が一定であるテープ状の部材である。このベースフィルム１００は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料から形成されており、可撓性を有する。ベースフィルム１００の幅Ｗは、たとえば、５ｍｍ程度であり、厚さＴＨ0は０．１ｍｍ程度である。
【００２４】
このベースフィルム１００の表面には、ベースフィルム１００の幅Ｗと同じ幅の接着フィルム１０１が貼り付けられている。
この接着フィルム１０１は、異方性導電フィルム(ACF:anisotropic conductive film) である。異方性導電フィルムは、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂に銀等の微細金属粒子を分散させてシート状にした膜である。異方性導電フィルムは、後述するように、半導体チップを基板上に固定し、かつ、電気的接続を行うのに使用される。
接着フィルム１０１の厚さＴＨ1 は、たとえば、１５μｍ程度である。
接着フィルム１０１は、ベースフィルム１００上で連続しており、図２（ａ）に示すように、後述する切断機構によって端部から所定の寸法Ｌ0 毎に切断され、この切断された接着フィルム１０１ｐをベースフィルム１００から剥がして使用される。
なお、接着フィルム１０１の表面には、厚さがたとえば０．０５ｍｍ程度のカバーフィルム１０５が貼着されており、ベースフィルム１００が供給ロール２１から繰り出され後述する切断機構により接着フィルム１０１が切断される前に剥がされる。
【００２５】
図１に示す可動テーブル８０は、ベースＢＳ上に平行に配置された２条のレール８１上を移動自在に設けられている。この可動テーブル８０は、保持面８０ａに接着フィルム１０１を貼着すべき被貼着体である基板２００を保持する。
また、可動テーブル８０は、接着フィルム１０１を貼着する位置から、後述するように、半導体チップを実装する実装工程が行われる位置まで移動可能となっている。
【００２６】
図３は、可動テーブル８０を図１に示す矢印Ｅの向きから見た側面図である。
図３に示すように、可動テーブル８０には、切断機構７０が設けられている。
切断機構７０は、カッターナイフ７１を備えており、上記した接着フィルム１０１を切断する。このカッターナイフ７１は、先端に両刃の切刃７１ａを備えている。この切刃７１ａは、接着フィルム１０１と略同じ幅をもっている。
カッターナイフ７１は保持部材７４によって保持されており、この保持部材７４は矢印Ｇ１およびＧ２方向に沿って設けられた案内機構７３によって移動自在に案内されている。
さらに、保持部材７４は、たとえば、エアシリンダからなるアクチュエータ７２に連結され、このアクチュエータ７２によって矢印Ｇ１およびＧ２方向に駆動される。
【００２７】
カッターナイフ７１の上方にはベースフィルム１００を支持するための支持部７６が設けられ、この支持部７６の下面である支持面７６ａによってベースフィルム１００を支持する。
また、保持部材７４に対向する位置には、カッターナイフ７１が矢印Ｇ１方向に移動したときに、保持部材７４と当接することによってカッターナイフ７１の停止位置を規定するストッパ部材７５が設けられている。
【００２８】
上記構成の切断機構７０は、図３に示す状態から、可動テーブル８０をレールに８１沿って矢印Ｄ１に移動させ、所定の位置に位置決めすることにより、カッターナイフ７１と支持面７６ａとの間に接着フィルム１０１を保持するベースフィルム１００が挿入される。
図４は、カッターナイフ７１と支持面７６ａとの間に接着フィルム１０１を保持するベースフィルム１００が挿入された状態を示す図である。
カッターナイフ７１と支持面７６ａとの間にベースフィルム１００が挿入された後に、アクチュエータ７２を駆動し、カッターナイフ７１を矢印Ｇ１の向きに上昇させると、カッターナイフ７１の切刃７１ａが接着フィルム１０１に切り込む。切り込み量は、ストッパ部材７５によって規定されるカッターナイフ７１の停止位置によって決まる。また、基本的には、カッターナイフ７１によって接着フィルム１０１のみを切断し、ベースフィルム１００は切断しない。
【００２９】
図１に示す押圧ヘッド１１は、可動テーブル８０上を通過するベースフィルム１００の真上に配置されている。この押圧ヘッド１１は、ベースＢＳ上に設けられた図示しない支持機構によって支持されたエアシリンダ１７のピストンロッド１７ａと連結されている。押圧ヘッド１１は、エアシリンダ１７のピストンロッド１７ａの伸縮により矢印Ａ１およびＡ２に示す鉛直方向に移動可能となっている。
【００３０】
図５は押圧ヘッド１１の構造を示す図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す押圧ヘッド１１を矢印Ｈの方向から見た図である。
図５に示すように、押圧ヘッド１１は、押圧部材１２と、押圧部材１２のヘッド部１２ｔに装着された弾性部材１３と、押圧部材１２に内蔵された電熱ヒータ１４とを備えている。
【００３１】
押圧部材１２は、たとえば、ステンレス等の金属材料で形成されており、直方体状の胴部１２ｄの中央部からヘッド部１２ｔが突き出している。ヘッド部１２ｔの寸法は、切断した接着フィルム１０１と略同じ寸法を有しており、たとえば、５×５ｍｍ程度である。
このヘッド部１２ｔの先端面の両端部には、並列する突出部１２ａが形成されている。この突出部１２ａの突出量は、たとえば、０．３ｍｍ程度であり、幅は１ｍｍ程度である。
【００３２】
電熱ヒータ１４は、押圧部材１２の胴部１２ｄに内蔵されており、この電熱ヒータ１４は、図１に示した電源１６から直流電流が供給され、発熱することによって押圧部材１２を加熱する。直流電流の供給量を調整して電熱ヒータ１４の発熱量を調整することにより、押圧部材１２は、たとえば、約８０℃〜１１０℃程度の所定の温度に制御される。
【００３３】
ヘッド部１２ｔに装着された弾性部材１３は、キャップ形状に成形されており、固定治具１５によって周囲がヘッド部１２ｔに固定されている。
この弾性部材１３は、たとえば、シリコンを含有するゴム材料で形成されている。弾性部材１３も押圧部材１２の加熱よって温度上昇する。弾性部材１３の厚さは、たとえば、０．３ｍｍ程度である。
弾性部材１３は、押圧面１３ａによって上記したベースフィルム１００の背面（接着フィルム１０１が貼付されていない面）を押圧する。
【００３４】
図１に示す冷却機構６０は、ノズル６１と、冷却エア供給源６２とを備えている。
ノズル６１は、押圧ヘッド１１によって押圧されるベースフィルム１００の背面に向けて、冷却エア供給源６２から供給される冷却エアを吹付可能に配置されている。なお、ノズル６１は、ベースＢＳ上に設けられた図示しない支持機構によって支持されている。
【００３５】
冷却エア供給源６２は、常温（約２７℃）の空気を吸引し、これを所定温度、たとえば、約２２℃まで冷却してノズル６１に供給する。また、冷却エア供給源６２は、冷却エアの吹付時間を制御可能になっている。
【００３６】
図１に示す分離機構４０は、押圧ヘッド１１の下流側に設けられており、可動部材４３と、可動部材４３に固定されたガイド部材４４と、可動部材４３にガイド部材４４に隣接して回転自在に保持されたガイドローラ４５と、エアシリンダ４１とを有する。
【００３７】
エアシリンダ４１は、ベースＢＳに固定されたフランジ部材４２によって水平に配置されており、内蔵するピストンロッド４１ａが可動部材４３に連結されている。
エアシリンダ４１は、ピストンロッド４１ａの伸縮により、可動部材４３を矢印Ｃ１およびＣ２に示す水平方向に移動可能となっている。
【００３８】
ガイド部材４４の下面には、ベースフィルム１００が当接しており、このベースフィルム１００はガイド部材４４の下面の一端部で湾曲してガイドローラ４５に導かれている。
【００３９】
この分離機構４０は、後述するように、可動部材４３を矢印Ｃ１の向きに移動させることにより、基板２００に貼着された接着フィルム１０１からベースフィルム１００を引き離すように作用する。
【００４０】
次に、上記構成の貼着装置１を用いた接着フィルムの貼着方法の一例および電子回路装置の組立方法の一例について、図６〜図１６を参照して説明する。
まず、上記した可動テーブル８０上の所定に位置に基板２００をセットしたのち、可動テーブル８０を移動させて所定の位置に位置決めし、切断機構７０の支持部７６の支持面７６ａとカッターナイフ７１との間に所定の張力が作用する状態のベースフィルム１００を挿入する。
図６（ａ）は、支持面７６ａとカッターナイフ７１との間にベースフィルム１００が挿入された状態を示している。
この状態では、ベースフィルム１００に形成された接着フィルム１０１の先端部１０１ｓがカッターナイフ７１の切刃７１ａに対向する位置にある。
【００４１】
接着フィルム１０１の先端部１０１ｓがカッターナイフ７１の切刃７１ａに対向する位置にある状態から、巻取ローラ２７および供給ローラ２１を回転させ、接着フィルム１０１を図６（ａ）に示す矢印Ｊの向きに走行させる。このとき、接着フィルム１０１の先端部１０１ｓが所定の寸法Ｌ0 分だけ移動するように、巻取ローラ２７および供給ローラ２１を制御する。寸法Ｌ0 は、たとえば、５ｍｍである。
【００４２】
接着フィルム１０１の先端部１０１ｓが所定の寸法Ｌ0 分だけ移動したのち、停止した接着フィルム１０１に対して、図６（ｂ）に示すように、カッターナイフ７１を矢印Ｂ１に向きに上昇させ、接着フィルム１０１を切断する。
このとき、ベースフィルム１００の背面は支持部７６の支持面７６ａによって支持されながら、接着フィルム１０１が切断される。
【００４３】
接着フィルム１０１が切断されたのち、図６（ｃ）に示すように、カッターナイフ７１を矢印Ｂ２の向きに下降させる。図６（ｃ）に示すように、連続していた接着フィルム１０１の端部は、所定の寸法Ｌ0 に切断され、この切断された接着フィルム１０１ｐは、ベースフィルム１００から分離させる（引き剥がす）ことが可能になる。
この分離可能となった接着フィルム１０１ｐは、たとえば、長手方向の寸法Ｌ0 が上記したように５ｍｍであり、幅も約５ｍｍである。
【００４４】
接着フィルム１０１の切断が完了したのち、可動テーブル８０を移動させて、図７に示すように、可動テーブル８０上にセットされた基板２００の所定の被貼着面が分離可能となった接着フィルム１０１ｐの下方に位置するように位置決めする。
なお、基板２００は、表面に所定の配線パターン２００が形成されている。この基板２００は、たとえば、ＰＥＴからなるフィルム状の基板であり、厚さが、たとえば、０．１ｍｍ程度である。また、配線パターン２００は、たとえば、アルミニウムで形成されており、厚さが、たとえば、３０μｍ程度である。
【００４５】
基板２００を分離可能となった接着フィルム１０１ｐに対して位置決めしたのち、押圧ヘッド１１を図７に示すように、矢印Ａ２の向きに下降させる。
なお、押圧ヘッド１１は、予め所定の温度に加熱されている。
【００４６】
押圧ヘッド１１が下降すると、図８（ａ）に示すように、押圧ヘッド１１の弾性部材１３の押圧面１３ａがベースフィルム１００の背面に接触し、押圧する。
これによって、分離可能となった接着フィルム１０１ｐの表面が基板２００の表面に押し付けられ、貼着される。
このとき、分離可能となった接着フィルム１０１ｐに隣接する未貼着の接着フィルム１０１が基板２００に接触しないように、ベースフィルム１００は、基板２００の表面に対して所定の角度θで傾斜している。ベースフィルム１００を湾曲させ、所定の傾斜角度θは、ガイドローラ２４の配置によって規定される。すなわち、所定の傾斜角度θとなるように、ガイドローラ２４の配置を決定しておく。所定の傾斜角度θは、たとえば、約１０度程度である。
【００４７】
また、分離可能となった接着フィルム１０１ｐは、押圧面１３ａによる押圧によって、図８（ｂ）に示すように、押圧部材１２の突出部１２ａにそれそれぞれ対応する両端部Ｒ１およびＲ２に高い圧力が作用し、両端部Ｒ１およびＲ２の間の中間部Ｒ３の圧力は両端部Ｒ１およびＲ２に比べて低い。
【００４８】
一方、押圧ヘッド１１の押圧面１３ａは所定温度に加熱されているため、樹脂を主成分とする接着フィルム１０１ｐは軟化する。このため、接着フィルム１０１ｐは基板２００の表面に密着し、基板２００の表面に馴染む。
さらに、接着フィルム１０１ｐの両端部Ｒ１およびＲ２は高い圧力が作用するため、更に強固に基板２００の表面に密着する。
【００４９】
押圧ヘッド１１の押圧面１３ａによってベースフィルム１００の背面から分離可能となった接着フィルム１０１ｐの加熱、押圧を、たとえば、０．２〜２ｓｅｃ程度の所定時間行ったのち、図９に示すように、押圧ヘッド１１を矢印Ａ１の向きに上昇させる。
【００５０】
押圧ヘッド１１の上昇動作と並行して、ノズル６１から冷却エアを押圧ヘッド１１の押圧面１３ａによって押圧されたベースフィルム１００の背面に向けて所定時間吹きつける。吹付時間は、たとえば、０．５〜２ｓｅｃ程度である。
【００５１】
この冷却エアの吹き付けによって、接着フィルム１０１ｐが強制冷却される。
接着フィルム１０１ｐは、強制冷却されると、樹脂を主成分としているため、固化する。接着フィルム１０１ｐは、加熱によって基板２００の表面に密着したのち、強制冷却によってこの密着状態が固定されるため、接着フィルム１０１ｐと基板２００の表面との間の貼着力が高まる。
【００５２】
冷却エアの吹き付け後、図１０に示すように、分離機構４０の可動部材４３を矢印Ｃ１の向きに移動させる。
可動部材４３の移動によって、ガイド部材４４によって湾曲したベースフィルム１００の湾曲位置が矢印Ｃ１の向きに移動する。ベースフィルム１００には、常に一定の張力Ｔが作用しているため、ベースフィルム１００はガイド部材４４の移動に伴って、基板２００の表面から次第に引き離される。
【００５３】
図１１に示すように、可動部材４３の進行によって、接着フィルム１０１ｐの先端部１０１ｓから最初にベースフィルム１００が引き剥がされていく。さらなる可動部材４３の進行によって、図１２に示すように、接着フィルム１０１ｐの後端部１０１ｅに向けてベースフィルム１００と接着フィルム１０１ｐとの分離は進む。
【００５４】
ここで、接着フィルム１０１ｐは、基板２００の表面に貼着されているが、接着フィルム１０１ｐとベースフィルム１００とを剥がす力は、接着フィルム１０１ｐと基板２００の表面と引き離す力として作用する。この力によって最も接着フィルム１０１ｐが基板２００の表面から剥がれやすいのは、接着フィルム１０１ｐの先端部１０１ｓと後端部１０１ｅである。
接着フィルム１０１ｐの先端部１０１ｓあるいは後端部１０１ｅが基板２００の表面から剥がれ、めくれた状態になると、貼着不良となる。
【００５５】
本実施形態では、上述したように、ベースフィルム１００と接着フィルム１０１ｐとの分離が開始する先端部１０１ｓ、あるいは、ベースフィルム１００と接着フィルム１０１ｐとの分離が終了する後端部１０１ｅを押圧ヘッド１１に形成した各突出部１１ａによって選択的に高い押圧力を作用させ、強固に貼着させている。
さらに、加熱された接着フィルム１０１ｐに冷却エアを吹きつけて強制冷却することにより、基板２００と接着フィルム１０１ｐとの間の貼着力を高めている。
このため、接着フィルム１０１ｐの先端部１０１ｓあるいは後端部１０１ｅが基板２００の表面から剥がれ、めくれた状態になることを確実に防ぐことができる。
【００５６】
次いで、可動テーブル８０を基板２００上に半導体チップを実装する位置に移動させる。
図１３（ａ）は基板２００に接着フィルム１０１ｐが貼着された状態の側面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す基板２００の上面図である。
図１３に示すように、接着フィルム１０１ｐは、基板２００に形成された配線パターン２０１の複数の接続端子２０１ａ上に位置している。
【００５７】
この状態における接着フィルム１０１ｐ上に実装すべき半導体チップを位置決めする。
半導体チップは、たとえば、図１４に示すように、集積回路が形成された表面３００ａに、たとえば、金バンプからなる複数の外部接続端子３０１が形成されている。
この半導体チップ３００は、いわゆるベアチップの状態にあり、外形寸法が接着フィルム１０１ｐよりも若干小さい寸法、たとえば、４．４×４．２ｍｍを有し、厚さが１７５μｍ程度である。また、外部接続端子３０１は、外形寸法が、たとえば、１００×１００μｍであり、高さが２２μｍである。
【００５８】
このような半導体チップ３００を、図１５に示すように、外部接続端子３０１が基板２００に形成された配線パターン２０１の複数の接続端子２０１ａに対向するように位置合わせする。
【００５９】
基板２００に対して半導体チップ３００を位置合わせしたのち、図１５に示すように、所定の温度に加熱された押圧ヘッド４００を用いて半導体チップ３００を基板２００に向けて押圧する。押圧ヘッド４００は、たとえば、１５０℃程度に加熱されている。
【００６０】
この加熱圧着により、異方性導電フィルムからなる接着フィルム１０１ｐの主成分である樹脂は溶融したのち硬化する。なお、異方性導電フィルムの樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、加熱によって溶融したのち、化学反応を起こして硬化し、熱可塑性樹脂の場合には、加熱によって溶融したのち冷却後に硬化する。これにより、半導体チップ３００は、基板２００上に固定される。
さらに、図１６に示すように、異方性導電フィルムに含有される導電性粒子のうち、半導体チップ３００の外部接続端子３０１と配線パターン２０１の接続端子２０１ａとの間に存在する導電性粒子は、加熱圧着によって導通する。すなわち、外部接続端子３０１と配線パターン２０１の接続端子２０１ａとは、導電性粒子を介して電気的に接続される。
【００６１】
以上のような工程を経て、図１６に示す電子回路装置３５０の組立が完了する。
本実施形態によれば、押圧ヘッド１１に突出部１２ａを設け、接着フィルム１０１ｐのベースフィルム１００に対する分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させ、さらに、接着フィルム１０１ｐを基板２００に貼着したのちに強制冷却することにより、接着フィルム１０１ｐの分離開始端部および分離終了端部の基板２００に対する貼着力を高めている。このため、基板２００に貼着された接着フィルム１０１ｐからベースフィルム１００を引き剥がす際に、接着フィルム１０１ｐが基板２００から引き剥がされることを防ぐことができ、貼着不良の発生を防止でき、効率良く貼着することができ、接着フィルム１０１ｐの貼着に必要な時間を大幅に短縮することができる。
この結果、半導体チップ３００を基板２００に実装する実装工程のリードタイムを短縮化することが可能となる。
【００６２】
なお、上述した実施形態では、接着フィルム１０１として異方性導電フィルムを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、接着フィルム１０１として、導電性粒子を含まないものを使用することも可能である。
図１７は、接着フィルム１０１として導電性粒子を含まない樹脂を主成分とするものを用いて半導体チップ３００を基板２００に実装した状態を示す図である。
図１７に示すように、半導体チップ３００と基板２００との間に介在する接着フィルム５００は、半導体チップ３００を基板２００に固定する機能のみを果たしている。
さらに、半導体チップ３００の外部接続端子３０１と配線パターン２０１の接続端子２０１ａは、直接接触することにより、電気的に接続されている。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、異方性導電フィルム等の接着フィルムを配線パターンが形成された配線板等の被貼着体に確実に、かつ、効率良く貼着することができる。
この結果、接着フィルムを用いたフリップチップ実装工程のリードタイムを短縮でき、電子回路装置の生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る接着フィルムの貼着装置の構成を示す図である。
【図２】ベースフィルム１００の構造を示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図３】可動テーブル８０を図１に示す矢印Ｅの向きから見た側面図である。
【図４】カッターナイフ７１と支持面７６ａとの間に接着フィルム１０１を保持するベースフィルム１００が挿入された状態を示す図である。
【図５】押圧ヘッド１１の構造を示す図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す押圧ヘッド１１を矢印Ｈの方向から見た図である。
【図６】貼着装置１を用いた接着フィルムの切断工程を説明するための図である。
【図７】押圧ヘッド１１による貼着工程の手順を説明するための図である。
【図８】図７に続く手順を説明するための図である。
【図９】貼着工程の後の冷却工程の手順を説明するための図である。
【図１０】冷却工程後の分離工程の手順を説明するための図である。
【図１１】図１０に続く分離工程の手順を説明するための図である。
【図１２】図１１に続く分離工程の手順を説明するための図である。
【図１３】接着フィルムの貼着が完了した状態の基板の状態を説明するための図である。
【図１４】半導体チップの一例を示す斜視図である。
【図１５】半導体チップを接着フィルムを介して基板に実装する加熱圧着工程を説明するための図である。
【図１６】異方性導電フィルムによる半導体チップと基板との固定および電気的接続を説明するための図である。
【図１７】接着フィルム１０１として導電性粒子を含まない樹脂を主成分とするものを用いて半導体チップ３００を基板２００に実装した状態を示す図である。
【符号の説明】
１…貼着装置、１１…押圧ヘッド、６０…冷却機構、６１…ノズル、６２…冷却エア供給源、４０…分離機構、２１…供給ロール、２７…巻取ロール、７０…切断機構、８０…可動テーブル、１００…ベースフィルム、１０１…接着フィルム。
Claims (9)
- 可撓性支持体の表面に保持された一連の接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断工程と、
前記可撓性支持体を被貼着体の被貼着面に対向させて当該被貼着面に分離可能となった前記接着フィルムを位置決めし、押圧および加熱手段を用いて、当該接着フィルムを前記可撓性支持体の背面側から前記被貼着体の被貼着面に向けて押圧しかつ所定温度に加熱して貼着させる貼着工程と、
前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向って引き離すことによって、前記被貼着体の被貼着面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離工程と、
を有し、
前記貼着工程において、前記押圧および加熱手段に設けられた突出部により、前記接着フィルムの前記可撓性支持体に対する分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる、
接着フィルムの貼着方法。 - 当該接着フィルムの貼着方法は、前記接着フィルムを前記被貼着体の被貼着面に貼着した後、前記可撓性支持体を分離する前に当該可撓性支持体の背面から冷却空気を吹きつけて前記接着フィルムを強制冷却し、当該接着フィルムと前記被貼着体の被貼着面との貼着力を高める冷却工程をさらに有する
請求項１に記載の接着フィルムの貼着方法。 - 前記貼着工程において、前記分離可能となった前記接着フィルムに隣接する未貼着の接着フィルムが前記被貼着体に接触しないように前記可撓性支持体を湾曲させる、
請求項１に記載の接着フィルムの貼着方法。 - 前記接着フィルムを支持する前記可撓性支持体を断続的に走行させながら前記切断工程、貼着工程および分離工程を行う、
請求項１に記載の接着フィルムの貼着方法。 - 前記被貼着体は、少なくとも配線パターンが形成された配線板であり、
前記接着フィルムは、前記配線板に搭載される電子回路部品を固定するための接着フィルムである
請求項１に記載の接着フィルムの貼着方法。 - 前記被貼着体は、少なくとも配線パターンが形成された配線板であり、
前記接着フィルムは、前記配線板に搭載される前記電子回路部品を固定し、かつ、当該電子回路部品の搭載面に露出した外部接続端子と前記配線パターンを電気的に接続するための異方性導電フィルムである
請求項５に記載の接着フィルムの貼着方法。 - 前記接着フィルムは、樹脂を主成分としている
請求項１に記載の接着フィルムの貼着方法。 - 可撓性支持体の表面に保持された一連の接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断手段と、
被貼着体の被貼着面に位置決めされ分離可能となった前記接着フィルムを前記可撓性支持体の背面側から前記被貼着体の被貼着面に向けて押圧する押圧面を備え、前記接着フィルムを所定温度に加熱する押圧ヘッドと、
前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向けて引き離すことによって、前記被貼着体の被貼着面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離手段と、
を有し、
前記押圧ヘッドの押圧面に設けられた突出部により、前記可撓性支持体に対する前記接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる、
接着フィルムの貼着装置。 - 少なくとも配線パターンが形成された配線板と、前記配線板上に電子回路部品が接着フィルムによって固定された電子回路装置の組立方法であって、
可撓性支持体の表面に保持された一連の前記接着フィルムの一端部を分離可能に所定の寸法に切断する切断工程と、
前記可撓性支持体を前記配線板の部品搭載面に対向させて当該部品搭載面に分離可能となった前記接着フィルムを位置決めし、押圧および加熱手段を用いて当該接着フィルムを前記可撓性支持体の背面側から前記部品搭載面に向けて押圧しかつ所定温度に加熱して貼着させる貼着工程と、
前記可撓性支持体を前記接着フィルムの一端部側から他端部側に向けて引き離すことによって、前記部品搭載面に貼着された前記接着フィルムと当該可撓性支持体とを分離する分離工程と、
前記部品搭載面に貼着された前記接着フィルム上に前記電子回路部品を位置決めし、当該電子回路部品を前記部品搭載面に向けて加熱および圧着し、かつ、当該電子回路部品の搭載面に露出した外部接続端子と前記配線パターンとを電気的に接続する接続工程と、
を有し、
前記貼着工程において、前記押圧および加熱手段に設けられた突出部により、前記分離工程における前記可撓性支持体に対する前記接着フィルムの分離開始端部および分離終了端部に選択的に高い押圧力を作用させる、
電子回路装置の組立方法。
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