JP5646899B2 - Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method - Google Patents
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Description
本発明は電子部品実装装置及び電子部品の実装方法に係り、さらに詳しくは、半導体チップなどの電子部品を実装するための電子部品実装装置及び電子部品の実装方法に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method, and more particularly to an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method for mounting an electronic component such as a semiconductor chip.
従来、配線基板に半導体がフリップチップ接続されて構成される半導体装置がある。そのような半導体装置では、半導体チップが配線基板にフリップチップ接続された後に、半導体チップの周囲に樹脂が塗布され、毛細管現象を利用して半導体チップの下側の隙間に封止樹脂が充填される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a semiconductor device configured by flip-chip connecting a semiconductor to a wiring board. In such a semiconductor device, after the semiconductor chip is flip-chip connected to the wiring substrate, a resin is applied around the semiconductor chip, and a sealing resin is filled in a gap below the semiconductor chip using capillary action. The
近年では、工程削減などを目的として、半導体チップを実装する前に配線基板の上に未硬化の封止樹脂を予め形成しておき、半導体チップのバンプを封止樹脂に押し込むことにより、半導体チップをフリップチップ接続して封止する先封止技術が開発されている。 In recent years, for the purpose of reducing the number of processes, an uncured sealing resin is formed in advance on a wiring board before mounting a semiconductor chip, and the semiconductor chip bumps are pressed into the sealing resin. A pre-sealing technique has been developed for sealing by flip-chip bonding.
そのような先封止技術に使用される電子部品実装装置では、ボンディングツールへの樹脂の付着を防止するために、ボンディングツールと半導体チップとの間に保護シートが設けられる。 In the electronic component mounting apparatus used for such a pre-sealing technique, a protective sheet is provided between the bonding tool and the semiconductor chip in order to prevent the resin from adhering to the bonding tool.
特許文献1には、防着テープを介して電子部品を吸着するボンディングツール有する電子部品実装装置において、ボンディングツールに、防着テープを吸着する吸着穴と、防着テープの開口を介して電子部品を吸着する吸着穴が設けられていることが記載されている。 Patent Document 1 discloses an electronic component mounting apparatus having a bonding tool for adsorbing an electronic component via an adhesion tape, and an electronic component via an adsorption hole for adsorbing the adhesion tape to the bonding tool and an opening of the adhesion tape. It is described that an adsorption hole for adsorbing is provided.
特許文献2には、保護シートを介して電子部品を実装する熱圧着ツールを有する実装装置において、熱圧着ツールは電子部品を吸引吸着させるための吸着孔を有し、熱圧着ツールの吸着孔に対向する位置の保護シートにエアー通孔を自動的に穿孔する穿孔手段を備えたことが記載されている。 In Patent Document 2, in a mounting apparatus having a thermocompression bonding tool for mounting an electronic component via a protective sheet, the thermocompression bonding tool has an adsorption hole for sucking and adsorbing the electronic component. It is described that a perforating means for automatically perforating an air through hole is provided in a protective sheet at an opposing position.
上記した特許文献1などの方法では、防着テープに予め開口が設けられており、搬送される防着テープの開口をボンディングツールの吸着穴に位置合わせする必要がある。 In the method disclosed in Patent Document 1 and the like, an opening is provided in advance in the adhesion tape, and it is necessary to align the opening of the conveyed adhesion tape with the suction hole of the bonding tool.
薄型化された電子部品(例えば100μm以下)を実装する場合や電子部品への搭載荷重を高く設定する必要がある場合、電子部品の変形を抑えるために吸着穴をできるだけ小さく設定することが要求される。ボンディングツールの吸着穴を小さくすると、防着テープの開口とボンディングツールの吸着穴とを正確に位置合わせすることが困難になる。 When mounting a thin electronic component (for example, 100 μm or less) or when it is necessary to set a high load on the electronic component, it is required to set the suction hole as small as possible to suppress deformation of the electronic component. The If the suction hole of the bonding tool is made small, it becomes difficult to accurately align the opening of the deposition tape and the suction hole of the bonding tool.
また、上記した特許文献2などの方法では、熱圧着ツールの吸着穴と保護シートのエアー通孔との位置合わせは特に問題にならないが、電子部品を実装する前に保護シートに位置合わせしながら穴あけの動作を行う必要があるため、タクト時間が長くなり、生産効率が必ずしも十分ではない。 Further, in the method disclosed in Patent Document 2 and the like, the alignment of the suction hole of the thermocompression bonding tool and the air passage hole of the protective sheet is not particularly problematic. However, while the electronic component is mounted, Since it is necessary to perform a drilling operation, the tact time is increased and the production efficiency is not always sufficient.
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、離型フィルムの開口穴をボンディングツールの吸着穴に容易に連通させて配置できると共に、タクト時間の短縮化を図れる電子部品実装装置及び電子部品の実装方法を提供することを目的とする。 The present invention has been created in view of the above problems, and an electronic component mounting apparatus capable of easily disposing the opening hole of the release film in communication with the suction hole of the bonding tool and reducing the tact time, and An object is to provide a method for mounting an electronic component.
上記課題を解決するため、本発明は電子部品実装装置に係り、搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための吸着穴を備えたボンディングツールと、前記離型フィルムが前記ボンディングツールに配置される前の段階の搬送経路の位置に設けられ、前記ボンディングツールの前記吸着穴に連通する開口穴を前記離型フィルムに形成するための穴あけ機構とを有し、前記離型フィルムは、前記穴あけ機構によって前記開口穴が形成された後に、所要の搬送ピッチで前記ボンディングツールに搬送されて、前記離型フィルムの前記開口穴が前記ボンディングツールの前記吸着穴に連通することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention relates to an electronic component mounting apparatus, and a bonding tool having a suction hole for sucking an electronic component through a long release film that is conveyed, and the release tool. A hole forming mechanism for forming an opening hole in the release film, which is provided at a position of a conveyance path in a stage before the film is arranged on the bonding tool, and communicates with the suction hole of the bonding tool; The release film is transported to the bonding tool at a required transport pitch after the opening hole is formed by the punching mechanism, and the opening hole of the release film communicates with the suction hole of the bonding tool. It is characterized by doing.
本発明の電子部品実装装置では、離型フィルムがボンディングツールに搬送される前の段階の搬送経路の位置に離型フィルムに開口穴を形成するための穴あけ機構が配置されている。そして、離型フィルムは穴あけ機構によって開口部が設けられた後に、ボンディングツールに搬送され、離型フィルムの開口部がボンディングツールの吸着穴に連通して配置される。 In the electronic component mounting apparatus of the present invention, a punching mechanism for forming an opening hole in the release film is disposed at the position of the transport path before the release film is transported to the bonding tool. Then, after the opening is provided by the punching mechanism, the release film is conveyed to the bonding tool, and the opening of the release film is arranged in communication with the suction hole of the bonding tool.
本発明では、ボンディングツールの直前に穴あけ機構が配置されているため、開口部が設けられた離型フィルムを所要の短い搬送ピッチ(搬送長さ)で搬送することでボンディングツールに配置することができる。これにより、離型フィルムの送り精度を高くできるので、離型フィルムの開口穴とボンディングツールの吸着穴との間の位置ずれを小さくすることができる。 In the present invention, since the punching mechanism is arranged immediately before the bonding tool, the release film provided with the opening can be arranged on the bonding tool by being conveyed at a required short conveying pitch (conveying length). it can. Thereby, since the feeding precision of a release film can be made high, the position shift between the opening hole of a release film and the suction hole of a bonding tool can be made small.
従って、ボンディングツールの吸着穴が小さく設定される場合であっても、離型フィルムの開口穴をボンディングツールの吸着穴に連通させることができる。 Therefore, even if the suction hole of the bonding tool is set to be small, the opening hole of the release film can be communicated with the suction hole of the bonding tool.
このように、ボンディングツールの吸着穴を小さく設定できるため、薄型の電子部品を使用する場合であっても電子部品が変形するおそれがなく、信頼性よく電子部品を配線基板に実装することができる。 Thus, since the suction hole of the bonding tool can be set small, there is no possibility that the electronic component is deformed even when a thin electronic component is used, and the electronic component can be reliably mounted on the wiring board. .
また、ボンディングツールで電子部品を実装する動作と並行して離型フィルムに開口穴を形成できるので、電子部品の実装に係るタクト時間を短縮することができる。 In addition, since the opening hole can be formed in the release film in parallel with the operation of mounting the electronic component with the bonding tool, the tact time for mounting the electronic component can be shortened.
また、上記課題を解決するため、本発明は電子部品実装装置に係り、内部に設けられた中空部と、前記中空部の天井部に形成された開口部と、前記中空部の底部に形成されて、搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための吸着穴とを備えたボンディングツールと、前記中空部及び前記吸着穴に配置され、前記開口部からの吸引及び加圧に連動して前記中空部の上下に移動する穴あけ針とを有し、前記穴あけ針を加圧することにより、前記吸着穴の下に配置される前記離型フィルムを前記穴あけ針で突き刺して前記吸着穴に連通する開口穴を形成することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention relates to an electronic component mounting apparatus, and is formed at a hollow portion provided inside, an opening formed in a ceiling portion of the hollow portion, and a bottom portion of the hollow portion. A bonding tool having a suction hole for sucking an electronic component through a long release film that is conveyed, and a suction tool disposed in the hollow portion and the suction hole and sucked from the opening portion. And a piercing needle that moves up and down the hollow portion in conjunction with the pressurization, and presses the piercing needle to pierce the release film disposed under the suction hole with the piercing needle. An opening hole communicating with the suction hole is formed.
本発明の電子部品実装装置では、ボンディングツールの中空部内に穴あけ針をフリーな状態で配置し、ボンディングツールの開口部から穴あけ針を加圧する。これにより、穴あけ針は吸着穴を通って下側に押圧され、吸着穴の下に配置された離型フィルムに穴あけ針によってセルフアライン的に開口穴が形成される。電子部品を吸着させる際には、穴あけ針が邪魔にならないように、吸引により穴あけ針を中空部の上側に吸着させて移動させる。 In the electronic component mounting apparatus of the present invention, a drilling needle is disposed in a free state in the hollow portion of the bonding tool, and the drilling needle is pressurized from the opening of the bonding tool. Accordingly, the punching needle is pressed downward through the suction hole, and an opening hole is formed in a self-aligned manner by the punching needle in the release film disposed under the suction hole. When adsorbing the electronic component, the punching needle is sucked and moved to the upper side of the hollow portion by suction so that the punching needle does not get in the way.
従って、ボンディングツールの吸着穴を小さく設定する場合であっても、ボンディングツールの吸着穴に対応する部分の離型フィルムに確実に開口穴を形成することできる。 Therefore, even when the suction hole of the bonding tool is set to be small, the opening hole can be reliably formed in the part of the release film corresponding to the suction hole of the bonding tool.
また、ボンディングツールに電子部品を吸着させる前に、ボンディングツールに内蔵された穴あけ針を加圧するだけで離型フィルムに開口穴を形成することができるので、動作が簡易となってタクト時間を短縮することができる。 Also, before the electronic components are attracted to the bonding tool, an opening hole can be formed in the release film simply by pressurizing the drilling needle built in the bonding tool, which simplifies operation and reduces tact time. can do.
さらに、上記課題を解決するため、本発明は電子部品実装装置に係り、搬送されてくる長尺状の離型フィルムを介して電子部品を吸着するための複数の細長吸着穴が並んで設けられたボンディングツールを有し、前記離型フィルムには開口穴が予め設けられており、前記離型フィルムは、所要の搬送ピッチで前記ボンディングツールに搬送されて、前記離型フィルムの前記開口穴の少なくとも一部が前記ボンディングツールの前記細長吸着穴に連通することを特徴とする。 Furthermore, in order to solve the above-described problems, the present invention relates to an electronic component mounting apparatus, and a plurality of elongated suction holes for adsorbing electronic components via a long release film that is conveyed are provided side by side. An opening hole is provided in the release film in advance, and the release film is conveyed to the bonding tool at a required conveyance pitch, and the opening hole of the release film is formed. At least a part communicates with the elongated suction hole of the bonding tool.
本発明の電子部品実装装置は、離型フィルムに開口穴を形成するための穴あけ手段は備えておらず、離型フィルムには外部の金型によって予め開口穴が設けられている。 The electronic component mounting apparatus of the present invention does not include a punching means for forming an opening hole in the release film, and the release film is previously provided with an opening hole by an external mold.
そして、ボンディングツールには、任意の方向に延在する複数の細長吸着穴が並んで設けられている。 The bonding tool is provided with a plurality of elongated suction holes extending in an arbitrary direction.
離型フィルムに予め開口部を設けておく方法では、フィルムの送り精度などの問題で比較的大きな位置ずれが発生しやすい。本発明では、ボンディングツールに細長吸着穴が並んで設けられているので、離型フィルムの開口穴がどの方向に位置ずれする場合であっても、離型フィルムの開口穴の少なくとも一部がボンディングツールの細長吸着穴に連通するようになっている。 In the method in which the opening is provided in the release film in advance, a relatively large misalignment is likely to occur due to problems such as film feeding accuracy. In the present invention, since the elongated suction holes are provided side by side in the bonding tool, at least a part of the opening holes of the release film is bonded even if the opening hole of the release film is displaced in any direction. It communicates with the elongated suction hole of the tool.
一つの好適な態様では、離型フィルムの開口穴は複数で構成され、開口穴の径は複数の細長吸着穴の配列ピッチと同一に設定される。 In one preferred embodiment, the release film has a plurality of opening holes, and the diameter of the opening holes is set to be the same as the arrangement pitch of the plurality of elongated suction holes.
以上説明したように、本発明では、離型フィルムの開口穴をボンディングツールの吸着穴に容易に連通させて配置できると共に、タクト時間の短縮化を図ることができる。 As described above, in the present invention, the opening hole of the release film can be easily communicated with the suction hole of the bonding tool and the tact time can be shortened.
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1実施形態の電子部品実装装置を示す基本構成図、図2及び図3は同じく第1実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板に実装する方法を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a basic configuration diagram showing an electronic component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are methods for mounting electronic components on a wiring board using the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment. FIG.
図1に示すように、第1実施形態の電子部品実装装置1は、向かって左から順に、巻出リール12と、第1ガイドローラ16と、穴あけ機構20と、第2ガイドローラ18と、ボンディングツール10と、巻取リール14とを備えている。
As shown in FIG. 1, the electronic component mounting apparatus 1 according to the first embodiment includes an unwinding
巻出リール12には穴加工が施されていない離型フィルム30が巻回されており、巻出リール12から搬送されてくる長尺状の離型フィルム30は第1ガイドローラ16の下側を経由して穴開け機構20に搬送される。穴あけ機構20から搬送された離型フィルム30は第2ガイドローラ18の上側を経由してボンディングツール10の下面に搬送され、巻取リール14に巻き取られる。
A
後述するように、離型フィルム30は、ボンディングツール10に真空吸着された半導体チップを未硬化の封止樹脂を介して配線基板にフリップチップ接続する際に、ボンディングツール10への樹脂の付着を防止するために使用される。離型フィルム30は例えばテフロン(登録商標)シートから形成され、その厚みは50〜100μm程度である。
As will be described later, the
穴あけ機構20は、上側に配置された打抜パンチ22(上型)と下側に配置された押え部材24(下型)とを備える金型からなる。打抜パンチ22はヘッド部22aとその下側に突出するパンチ部22bとにより基本構成される。押え部材24の中央部には打抜パンチ22のパンチ部22bに対応する開口部24aが設けられている。
The
そして、打抜パンチ22を下側に押圧して押え部材24の開口部24aに挿入することにより、打抜パンチ22と押え部材24との間に配置された離型フィルム30が打ち抜かれて開口穴30aが形成される。
Then, by pressing the punching
ボンディングツール10には吸着穴10aが設けられており、真空ポンプによって吸着穴10a内の空気を吸引することにより、ボンディングツール10の下面側に半導体チップ(不図示)が真空吸着される。
The
図1には、穴あけ機構20によって開口穴30aが設けられた離型フィルム30が搬送されて、ボンディングツール10の吸着穴10aの下に離型フィルム30の開口穴30aが位置合わせされて配置された様子が示されている。
In FIG. 1, the
穴あけ機構20は、離型フィルム30がボンディングツール10に搬送される前の段階の搬送経路の位置に設けられる。つまり、穴あけ機構20は、巻出リール12とボンディングツール10との間の位置に設けられ、好適には、ボンディングツール10のできるだけ直前の位置に配置される。
The
このため、打抜パンチ22のパンチ部22bの位置とボンディングツール10の吸着穴10aの位置との間の離型フィルム30の長さ分だけ離型フィルム30を搬送させることにより、離型フィルム30の開口穴30aはボンディングツール10の吸着穴10aに位置合わせされて配置される。
For this reason, by releasing the
このとき、巻取リール14の回転を制御する巻取制御手段(不図示)によって離型フィルム30の送り量が制御される。巻取制御手段はセンサによって離型フィルム30の移動量を認識して巻取リール14の回転を制御する。
At this time, the feed amount of the
穴あけ機構20をボンディングツール10のできるだけ直前の位置に配置することにより、離型フィルム30の搬送ピッチ(搬送長さ)を短くできるので、離型フィルム30の開口穴30aとボンディングツール10の吸着穴10aとの位置合わせの精度を向上させることができる。
By disposing the
なお、図1の例では、ボンディングツール10の吸着穴10aは1個しか描かれていないが、ボンディングツール10の吸着穴10aの個数は任意に設定することができる。ボンディングツール10に複数の吸着穴10aを設ける場合は、それに対応するように離型フィルム30にも複数の開口穴30aが設けられる。
In the example of FIG. 1, only one
また、後述する第4実施形態で説明するように、ボンディングツール10の吸着穴10aと離型フィルム30の開口穴30aとは完全に対応している必要はなく、吸着穴10aと開口穴30aと間で形状が異なっていてもよく、半導体チップを吸着できるように両者が連通していればよい。
Further, as described in the fourth embodiment to be described later, the
次に、図1の電子部品実装装置1を使用して、半導体チップを配線基板にフリップチップ接続する方法について説明する。 Next, a method for flip-chip connecting a semiconductor chip to a wiring board using the electronic component mounting apparatus 1 of FIG. 1 will be described.
図2(a)に示すように、電子部品として、下面(素子形成面)にバンプ電極42を備えた半導体チップ40を用意する。半導体チップ40は薄型化されており、その厚みは10〜500μm(好適な例では50〜100μm)である。
As shown in FIG. 2A, a
そして、前述した図1のボンディングツール10の吸着穴10a及び離型フィルム30の開口穴30a内の空気を真空ポンプで吸引することにより、ボンディングツール10の下面側に離型フィルム30を介して半導体チップ40の上面(素子形成面と反対面(背面))を真空吸着させる。多数の半導体チップ40がトレイに収容されており、トレイから半導体チップ40がボンディングツール10に真空吸着される。
Then, the air in the
そして、接続電極52を備えた配線基板50(実装基板)を用意し、配線基板50をボンディングステージ55の上に真空吸着などによって固定する。さらに、配線基板50のチップ搭載領域に未硬化の封止樹脂54を形成する。
Then, a wiring board 50 (mounting board) provided with the
実際には、配線基板50には多数のチップ搭載領域が画定されており、所要の大きさに切断された樹脂フィルムが配線基板50の各チップ搭載領域にそれぞれ圧着される。封止樹脂54としてはエポキシ樹脂などのNCF(Non Conductive Film)が使用される。
Actually, a large number of chip mounting areas are defined in the
次いで、図2(b)に示すように、CCDカメラなどによって画像認識することに基づいてボンディングツール10に真空吸着された半導体チップ40を配線基板50に位置合わせする。
Next, as shown in FIG. 2B, the
さらに、ボンディングツール10を降下させて半導体チップ40のバンプ電極42を未硬化の封止樹脂54に押し込むことにより、半導体チップ40のバンプ電極42を配線基板50の接続電極52に圧接してフリップチップ接続する。このとき同時に、ボンディングツール10の加熱手段によって封止樹脂54が例えば200℃程度の温度で加熱されて硬化する。
Further, the
このとき、ボンディングツール10の下面には離型フィルム30が配置されているため、ボンディングツール10への封止樹脂54の付着が防止される、また、半導体チップ40の上面(背面)には離型フィルム30が密着して配置されているため、半導体チップ40の上面への封止樹脂54の這い上がりが防止される。
At this time, since the
次いで、図3に示すように、ボンディングツール10の吸着穴10aの吸引を停止した後に、ボンディングツール10及び離型フィルム30を半導体チップ40から分離する。
Next, as shown in FIG. 3, after the suction of the
これにより、半導体チップ40が封止樹脂54を介して配線基板50の接続電極52にフリップチップ接続される。
As a result, the
1つの半導体チップ40の実装が終了するごとに、離型フィルム30が所定ピッチで搬送され、穴あけ機構20によって形成された離型フィルム30の開口穴30aがボンディングツール10の吸着穴10aに位置合わせされて配置される。これによって、ボンディングツール10の下面には常に新しくきれいな離型フィルム30が配置される。
Each time the mounting of one
このようにして、配線基板50の各チップ搭載領域に半導体チップ40が順次実装された後に、各チップ搭載領域の境界部で配線基板50が切断されて個々の半導体パッケージが得られる。
In this manner, after the semiconductor chips 40 are sequentially mounted on each chip mounting area of the
以上説明したように、第1実施形態の電子部品実装装置1では、離型フィルム30がボンディングツール10に搬送される前の段階の搬送経路の位置(巻出リール12とボンディングツール10との間の位置)に離型フィルム30に開口穴30aを形成するための穴あけ機構20が配置されている。
As described above, in the electronic component mounting apparatus 1 according to the first embodiment, the position of the transport path before the
薄型化された半導体チップ40(例えば50〜100μm)を実装する場合や半導体チップ40への搭載荷重を高く設定する必要がある場合、吸着穴10aが大きいと吸引される部分の半導体チップ40が変形しやすいため、ボンディングツール10の吸着穴10aをできるだけ小さく設定することが要求される。
When the thinned semiconductor chip 40 (for example, 50 to 100 μm) is mounted or when the mounting load on the
本実施形態と違って、開口穴30aが予め所要のピッチで設けられた離型フィルム30を巻出リール12から搬送する方法では、特にボンディングツール10の吸着穴10aが小さく設定される場合は、フィルムの送り精度などの問題で離型フィルム30の開口穴30aをボンディングツール10の吸着穴10aに精度よく位置合わせすることは困難になる。
Unlike the present embodiment, in the method of transporting the
本実施形態では、ボンディングツール10の直前に穴あけ機構20が配置されているため、開口穴30aが設けられた離型フィルム30を所要の短い搬送ピッチで搬送させることでボンディングツール10に配置することができる。このため、離型フィルム30の送り精度を高くできるので、離型フィルム30の開口穴30aとボンディングツール10の吸着穴10aとの間の位置ずれを小さくすることができる。
In this embodiment, since the
従って、ボンディングツール10の吸着穴10aが小さく設定される場合であっても、離型フィルム30の開口穴30aをボンディングツール10の吸着穴10aに位置合わせして連通させることができる。
Therefore, even if the
このように、ボンディングツール10の吸着穴10aを小さく設定できるため、薄型の半導体チップ40を使用する場合であっても吸着穴10aの部分で半導体チップ40が変形するおそれがなく、信頼性よく半導体チップ40をフリップチップ接続することができる。
Thus, since the
また、本実施形態では、ボンディングツール10で半導体チップ40をフリップチップ接続する動作と並行して離型フィルム30に開口穴30aを形成することができる。従って、ボンディングツール10に半導体チップ40を真空吸着させる前にボンディングツール10に配置された離型フィルム30に開口穴30aを形成する方法より、タクト時間(稼働時間÷半導体チップ40の実装数)を短縮することができる。
In this embodiment, the
(第2の実施の形態)
図4は本発明の第2実施形態の電子部品実装装置を示す基本構成図、図5〜図7は同じく第2実施形態の電子部品実装装置を使用して電子部品を配線基板にフリップチップ接続する方法を示す断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a basic configuration diagram showing an electronic component mounting apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIGS. 5 to 7 are flip-chip connection of electronic components to a wiring board using the electronic component mounting apparatus according to the second embodiment. It is sectional drawing which shows the method to do.
第2実施形態の特徴は、第1実施形態と違ってボンディングツールの直前に穴あけ機構を備えるのではなく、ボンディングツール内に穴あけ手段(穴あけ針)が備えられている。 Unlike the first embodiment, the second embodiment is characterized in that a drilling mechanism (drilling needle) is provided in the bonding tool instead of providing a drilling mechanism immediately before the bonding tool.
図4に示すように、第2実施形態の電子部品実装装置1aのボンディングツール60は、上側部材62及び下側部材64を備えている。上側部材62は板状からなり、その厚み方向に貫通する開口部62aが設けられている。下側部材64は上面の中央部に凹部64xが設けられており、凹部64xの底部に厚み方向に貫通する吸着穴64aが設けられている。
As shown in FIG. 4, the
そして、下側部材64の上に上側部材62が溶接などで連結されて内部に中空部Hが構成されている。このようにして、ボンディングツール60の内部に中空部Hが設けられており、中空部Hの天井部(上側部材62)にそれに連通する開口部62aが形成され、中空部Hの底部(下側部材64)にそれに連通する吸着穴64aが形成されている。
And the
さらに、ボンディングツール60の中空部Hには穴あけ針66が配置されている。穴あけ針66は、ヘッド部66a及びその下側に突出する切削針部66bを備えている。穴あけ針66は特に支持されておらず、ボンディングツール60の中空部H内にフリーな状態で配置されている。
Further, a
そして、巻出リール12から搬送されてくる長尺状の離型フィルム30が第1ガイドローラ16の下側を経由してボンディングツール60の下面に搬送され、第2ガイドローラ18の下側を経由して巻取リール14に巻き取られる。
Then, the
図4にはボンディングツール60の開口部62aから中空部H及び吸着穴64a内の空気を真空ポンプで吸引した状態が示されている。
FIG. 4 shows a state in which the air in the hollow portion H and the
穴あけ針66のヘッド部66aの大きさはボンディングツール60の中空部Hの大きさより小さく設定されている。これにより、穴あけ針66のヘッド部66aの側面と、ボンディングツール60の中空部Hの側面との間に第1隙間C1が生じている。また、上側部材62の開口部62aの周囲の一部に段差部Sが設けられており、その段差部Sの厚みは他の部分より薄くなっている。
The size of the
これにより、穴あけ針66のヘッド部66aが上側部材62の下面に吸着する際に、ヘッド部66aと段差部Sとの間に第2隙間C2が設けられる。従って、ボンディングツール60内を開口部62aから吸引すると、穴あけ針66と中空部Hの側面との間の第1隙間C1と、穴あけ針66と段差部Sとの間の第2隙間C2が吸引経路となって中空部H及び吸着穴64aの吸引を持続させることができる。
Thereby, when the
次いで、図5(a)に示すように、ボンディングツール60内の吸引を停止した後に、ボンディングツール60の開口部62aから穴あけ針66を加圧する。これにより、穴あけ針66が下側に押圧されて、吸着穴64aの下に配置された離型フィルム30が穴あけ針66で突き刺されて開口穴30aが形成される。
Next, as shown in FIG. 5A, after the suction in the
このとき、穴あけ針66の切削針部66bは加圧前の状態でボンディングツール60の吸着穴64a内に配置されているので、位置合わせを行うことなく、吸着穴64aの直下の離型フィルム30にセルフアライン的に開口穴30aを形成することができる。
At this time, since the cutting
なお、図4及び図5(a)の例では、穴あけ針66の切削針部66bは一個しか描かれていないが、ボンディングツール60の吸着穴64aが複数の場合は、それに対応して穴あけ針66の切削針部66bも複数で設けられる。
4 and 5A, only one
続いて、図5(b)に示すように、穴あけ針66への加圧を停止した後に、再度、ボンディングツール60の開口部62aから中空部H及び吸着穴64a内の空気を真空ポンプで吸引する。これにより、再度、穴あけ針66のヘッド部66aが上側部材62の下面に吸着した状態となる。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, after the pressurization to the
さらに、図6(a)に示すように、第1実施形態と同様に、下面(素子形成面)にバンプ電極42を備えた半導体チップ40を用意し、半導体チップ40の上面(背面)をボンディングツール60の下面に離型フィルム30を介して真空吸着させる。
Further, as shown in FIG. 6A, as in the first embodiment, a
このとき、吸着穴64a、中空部H、第1隙間C1及び第2隙間C2が吸引経路となって吸引が持続し、ボンディングツール60に半導体チップ40が確実に真空吸着される。なお、中空部Hの気密性が高い場合は、穴あけ針66の位置を保つために下側部材64に穴を設けて、中空部Hに微量の空気が流入するようにしてもよい。
At this time, the
さらに、第1実施形態と同様に、ボンディングステージ55の上に固定された配線基板50のチップ搭載領域に未硬化の封止樹脂54を形成する。
Further, as in the first embodiment, an
続いて、図6(b)に示すように、第1実施形態と同様に、ボンディングツール60を降下させて半導体チップ40のバンプ電極42を未硬化の封止樹脂54に押し込むことにより、半導体チップ40のバンプ電極42を配線基板50の接続電極52に圧接してフリップチップ接続する。このとき同時に、ボンディングツール60の加熱手段によって封止樹脂54が加熱されて硬化する。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, as in the first embodiment, the
このとき、ボンディングツール60の下面には離型フィルム30が配置されているため、ボンディングツール60への封止樹脂54の付着が防止される。また、半導体チップ40の上面への封止樹脂54の這い上がりが防止される。
At this time, since the
次いで、図7に示すように、ボンディングツール60及び離型フィルム30を上昇させて半導体チップ40から分離する。このとき、ボンディングツール60内の吸引を停止した後にボンディングツール60を引き上げると、穴あけ針66が半導体チップ40の背面に落下して傷つけるおそれがあるため好ましくない。
Next, as shown in FIG. 7, the
従って、第2実施形態では、ボンディングツール60内を吸引した状態でボンディングツール60を上昇させることにより、ボンディングツール60及び離型フィルム30を半導体チップ40から分離する。
Therefore, in the second embodiment, the
第2実施形態では、ボンディングツール60の吸着穴64aと離型フィルム30の開口穴30aとの位置合わせは不要となるため、ボンディングツール60の吸着穴64aを十分に小さく設定することができる。
In the second embodiment, since the alignment of the
このため、離型フィルム30と半導体チップ40との間の吸着力は半導体チップ40と配線基板50との間の接着力よりかなり低くなるので、ボンディングツール60を吸引した状態で半導体チップ40から分離することができる。
For this reason, the adsorbing force between the
第2実施形態においても、1つの半導体チップ40の実装が終了するごとに、ボンディングツール60に離型フィルム30が搬送されて穴あけ針66によって開口穴30aが形成される。これによって、ボンディングツール60の下面には常に新しくきれいな離型フィルム30が配置される。
Also in the second embodiment, every time mounting of one
以上説明したように、第2実施形態では、ボンディングツール60の中空部H内に穴あけ針66をフリーな状態で配置し、ボンディングツール60の開口部62aから穴あけ針66を加圧する。これにより、穴あけ針66は吸着穴64aに導かれて下側に押圧され、吸着穴64aの下に配置された離型フィルム30に穴あけ針66によって開口穴30aが形成される。
As described above, in the second embodiment, the
従って、離型フィルム30の開口穴30aをボンディングツール60の吸着穴64aに特別に位置合わせする必要がない。このため、ボンディングツール60の吸着穴64aを小さく設定する場合であっても、ボンディングツール60の吸着穴64aに対応する部分の離型フィルム30に確実に開口穴30aを形成することできる。
Therefore, it is not necessary to specifically align the
また、ボンディングツール60の中空部Hに穴あけ針66をフリーな状態で配置することにより、吸引及び加圧に連動させて穴あけ針66を上下に移動させることができる。
Further, by disposing the
これにより、加圧により穴あけ針66を下側に押圧して離型フィルム30に開口穴30aを形成できると共に、半導体チップ40を吸着させる際には、穴あけ針66が邪魔にならないように、吸引により穴あけ針66を中空部Hの上側に吸着させて移動させることができる。
Thereby, the punching
また、第2実施形態では、ボンディングツール60に半導体チップ40を吸着させる前に、ボンディングツール60の中空部Hに内蔵された穴あけ針66を加圧するだけで離型フィルム30に開口穴30aを形成することができる。
In the second embodiment, before the
従って、ボンディングツール60の外側に穴あけ針を配置し、位置合わせして離型フィルムに開口穴を形成する場合より、動作が簡易となってタクト時間を短縮することができる。また、穴あけ針66を吸着穴64aに位置合わせするための特別な位置合わせ手段を必要としないので、構造を簡易にすることができる。
Therefore, the operation is simplified and the tact time can be shortened as compared with the case where the hole forming needle is disposed outside the
(第3の実施の形態)
図8は本発明の第3実施形態の電子部品実装装置を示す図である。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a view showing an electronic component mounting apparatus according to the third embodiment of the present invention.
第3実施形態の特徴は、開口穴が予め設けられた離型フィルムを巻出リールから所要のピッチで搬送してボンディングツールの吸着穴に位置合わせする方法において、位置ずれが発生するとしても離型フィルムの開口穴がボンディングツールの吸着穴に連通するようにすることである。第3実施形態では、第1実施形態と重複する内容についてはその説明を省略する。 The feature of the third embodiment is that, even if a positional deviation occurs in the method of transporting a release film having an opening hole provided in advance from the unwinding reel at a required pitch and aligning it with the suction hole of the bonding tool. The opening hole of the mold film communicates with the suction hole of the bonding tool. In the third embodiment, descriptions of the same contents as those in the first embodiment are omitted.
図8(a)に示すように、第3実施形態の電子部品実装装置1bは、左側から順に、巻出リール12、第1ガイドローラ16、ボンディングツール70、第2ガイドローラ18、及び巻取リール14を備えている。つまり、第1、第2実施形態と違って、離型フィルム30に開口穴30aを形成するための穴あけ手段を備えていない。
As shown in FIG. 8A, the electronic
図8(a)を下側からみた図8(b)の平面図を加えて参照すると、巻出リード12に巻回された離型フィルム30は、外部の金型によって予め複数の開口穴30aの群が所要のピッチで長尺方向に設けられており、開口穴30aが設けられた状態で巻出リード12に巻回されている。図8(b)では離型フィルム30が透視的に描かれており、後述する図9〜図12においても同様である。
Referring to FIG. 8A in addition to the plan view of FIG. 8B viewed from below, the
図8(b)の例では、複数の開口穴30aの群は、四隅方向に配置された4個の開口穴30aの中央に1個の開口穴30aが配置されてなる。離型フィルム30にはそのような5個の開口穴30aの群が所要の配列ピッチで離型フィルム30の長尺方向の全体に予め設けられている。
In the example of FIG. 8B, the group of the plurality of opening
離型フィルム30の開口穴30aは横方向及び縦方向に複数個で並んで配置されることが好ましいが、開口穴30aの個数は任意の数(1以上の整数)で構成することができる。
It is preferable that a plurality of the opening holes 30a of the
そして、ボンディングツール70には、横方向に延在する複数の細長吸着穴70aが縦方向に平行に並んで配置されている。図8(b)の例では7本の細長吸着穴70aを配置しているが、離型フィルム30の開口穴30aの形状や数を考慮して2本以上で並べて配置すればよい。細長吸着穴70aは、延在方向の長さLが幅Wよりかなり長い形状を有し、延在する長さLが幅Wの例えば10倍〜30倍に設定される。
In the
複数の細長吸着穴70aはボンディングツール70の下面の表層部に設けられおり、複数の細長吸着穴70aには共通の吸引口70b(図8(a))が連通して接続されている。吸引口70bから真空ポンプで吸引することにより、複数の細長吸着穴70a内の空気が同時に吸引されるようになっている。
The plurality of
なお、複数の細長吸着穴70aは、ボンディングツール70の上面から下面までそれぞれ貫通する貫通穴として形成してもよい。
Note that the plurality of elongated suction holes 70 a may be formed as through holes penetrating from the upper surface to the lower surface of the
図8(b)の一例としては、離型フィルム30の開口穴30aの径Dは0.6mmであり、隣接する開口穴30aの配列ピッチP1が1.2mmである。また、ボンディングツール70の細長吸着穴70aの幅Wは0.2mmであり、長さLは2mmであり、配列ピッチP2は0.6mmである。
As an example of FIG. 8B, the diameter D of the opening holes 30a of the
また、図8(b)のように、離型フィルム30の複数の開口穴30aを一つの群として配置する場合は、複数の細長吸着穴70aが配置される領域の全面積は、複数の開口穴30aの群の全面積より大きく設定される。
8B, when the plurality of opening
そして、図8(a)に示すように、巻出リード12から搬送される離型フィルム30は第1ガイドローラ16の下側を経由してボンディングツール70の下面に搬送され、第2ガイドローラ18の下側を経由して巻取リール14に巻き取られる。
Then, as shown in FIG. 8A, the
離型フィルム30の複数の開口穴30aの群の間の配列ピッチに合わせて離型フィルム30を所要の搬送ピッチで搬送することにより、離型フィルム30の複数の開口穴30aの群がボンディングツール70の複数の細長吸着穴70aの上に位置合わせされて配置される。
By transporting the
図8の(b)の平面図には、位置ずれが発生していない場合が示されており、離型フィルム30の5つの開口穴30aがボンディングツール70の細長吸着穴70aの中央部にそれぞれ配置される。この場合は、離型フィルム30の5つの開口穴30aは、ボンディングツール70の上側から2本目、4本目及び6本目の細長吸着穴70aの上に配置されてそれらに連通する。
The plan view of FIG. 8B shows a case where no positional deviation has occurred, and the five
図9には、比較例として、ボンディングツール70の吸着穴70xが離型フィルム30の5つの開口穴30aと同一の形状及び同一配列で形成された場合が示されている。
FIG. 9 shows a case where the suction holes 70x of the
比較例では、離型フィルム30の開口穴30aがその径の寸法以上のずれ量で位置ずれが生じると離型フィルム30の開口穴30aがボンディングツール70の吸着穴70xから完全に外れてしまい、開口穴30aと吸着穴70xが連通しなくなり、半導体チップを吸着できなくなる。図9の例では、左上側に位置ずれが発生しているが、どの方向に位置ずれしても同様な結果となる。
In the comparative example, when the position of the
離型フィルム30に予め開口穴30aを設けておく方法では、フィルムの送り精度などの問題で比較的大きな位置ずれが発生しやすい。
In the method in which the
これに対して、図10に示すように、第3実施形態では、上記した比較例と同様に左上側に同じずれ量で位置ずれが発生するとしても、離型フィルム30の5つの開口穴30aはボンディングツール70の一つ上側の細長吸着穴70aの上にそれぞれ配置されてそれらと連通する。
On the other hand, as shown in FIG. 10, in the third embodiment, five opening holes 30 a of the
好適には、離型フィルム30の開口穴30aの径Dと、ボンディングツール70の細長吸着穴70aの配列ピッチP2とが同一に設定される(図8(b)の例では、0.6mm)。これにより、離型フィルム30の開口穴30aがどの方向に位置ずれする場合であっても、離型フィルム30の各開口穴30aの一部がボンディングツール70の細長吸着穴70aの上にそれぞれ配置されてそれらと連通する。
Preferably, the diameter D of the opening holes 30a of the
なお、離型フィルム30の開口穴30aが横方向に位置ずれする場合は、ボンディングツール70の細長吸着穴70aの上において離型フィルム30の開口穴30aの配置位置が横方向にずれるだけである。
In addition, when the
また、離型フィルム30の開口穴30aとして円形の開口穴を例示しているが、楕円形、四角形などの各種の形状を採用しても同等な効果が得られる。
Moreover, although the circular opening hole is illustrated as the
あるいは、図11に示すように、ボンディングツール70に縦方向に延在する複数の細長吸着穴70aを横方向に平行に並べて配置してもよい。この場合も、上記した図10での説明と同様に、離型フィルム30の開口穴30aがどの方向に位置ずれするとしても、離型フィルム30の各開口穴30aの一部がボンディングツール70の細長吸着穴70aの上に配置されてそれらと連通する。
Alternatively, as illustrated in FIG. 11, a plurality of elongated suction holes 70 a extending in the vertical direction may be arranged in the
さらには、図12に示すように、ボンディングツール70に斜め方向に延在する複数の細長吸着穴70aを斜め方向に平行に並べて配置してもよい。この場合も、同様に、離型フィルム30の開口穴30aがどの方向に位置ずれするとしても、離型フィルム30の各開口穴30aの一部がボンディングツール70の細長吸着穴70aの上に配置されてそれらと連通する。
Furthermore, as shown in FIG. 12, a plurality of
第3実施形態においても、第1、第2実施形態と同様に、ボンディングツール70の下面に離型フィルム30を介して半導体チップが真空吸着され、配線基板上に形成された封止樹脂に押し込まれてフリップチップ接続される。
Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments, the semiconductor chip is vacuum-adsorbed on the lower surface of the
第3実施形態では、ボンディングツール70に細長吸着穴70aを並べて設けることにより、離型フィルム30の開口穴30aを小さくする場合に、ある程度の位置ずれが生じるとしても離型フィルム30の開口穴30aを細長吸着穴70aに容易に連通させることができる。そして、離型フィルム30の小さな開口穴30aが実質的な吸着穴となるため、薄型化された半導体チップを実装する際に変形が防止されて信頼性を向上させることができる。
In the third embodiment, when the opening holes 30a of the
なお、離型フィルム30の開口穴30a及びボンディングツール70の細長吸着穴70aの個数や配列ピッチは任意に設定することができ、どの方向に位置ずれが発生するとしても、離型フィルム30の開口穴30aの少なくとも一部がボンディングツール70の細長吸着穴70aに連通するようにすればよい。
Note that the number and the arrangement pitch of the opening holes 30a of the
(第4の実施の形態)
図13は本発明の第4実施形態の電子部品実装装置を示す図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 13 is a view showing an electronic component mounting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
第4実施形態の特徴は、第1実施形態に第3実施形態の細長吸着穴を備えたボンディングツールを適用することにある。 A feature of the fourth embodiment is that the bonding tool having the elongated suction holes of the third embodiment is applied to the first embodiment.
第4実施形態では、第1、第3実施形態と重複する内容についてはその説明を省略する。 In the fourth embodiment, the description of the same contents as those in the first and third embodiments is omitted.
図13(a)に示すように、第4実施形態の電子部品実装装置1cでは、前述した第1実施形態の図1の電子部品実装装置1において、ボンディングツール10の代わりに、前述した第3実施形態の図8(a)のボンディングツール70が使用される。
As shown in FIG. 13A, in the electronic
つまり、図13(b)の平面図に示すように、ボンディングツール70には横方向に延在する複数の細長吸着穴70aが縦方向に平行に並んで配置されている。複数の細長吸着穴70aは共通する吸引口70bに連通している。
That is, as shown in the plan view of FIG. 13B, the
そして、ボンディングツール70の直前には第1実施形態と同様な穴あけ機構20が配置されている。図13(a)の穴あけ機構20では2つのパンチ部22bが示されているが、第1実施形態の図1と基本的に同一のものである。
And the
そして、第1実施形態と同様に、巻出リール12から搬送されてくる離型フィルム30を穴あけ機構20に搬送し、穴あけ機構20によって離型フィルム30に開口穴30aを形成する。図13(b)の平面図では、第3実施形態と同様に、離型フィルム30に5つの開口穴30aが形成された例が示されている。図13(b)では離型フィルム30が透視的に描かれている。
Then, similarly to the first embodiment, the
さらに、打抜パンチ22の中央部の位置とボンディングツール70の複数の細長吸着穴70aの中央部の位置との間の離型フィルム30の長さ分だけ離型フィルム30を搬送させる。これにより、離型フィルム30の開口穴30aがボンディングツール70の複数の細長吸着穴70aの領域に配置される。
Further, the
第4実施形態においても、第1、第2実施形態と同様に、ボンディングツール70の下面に離型フィルム30を介して半導体チップが真空吸着され、配線基板上に形成された封止樹脂に押し込まれてフリップチップ接続される。
Also in the fourth embodiment, as in the first and second embodiments, the semiconductor chip is vacuum-adsorbed on the lower surface of the
第4実施形態では、第1実施形態と同様に、穴あけ機構20をボンディングツール70の直前に配置することにより、離型フィルム30の開口穴30aをボンディングツール70の細長吸着穴70aに精度よく位置合わせすることができる。
In the fourth embodiment, as in the first embodiment, the
また、ボンディングツール70で半導体チップをフリップチップ接続する動作と並行して離型フィルム30に開口穴30aを形成できるので、タクト時間を短縮することができる。
Further, since the
これに加えて、第3実施形態で説明したように、離型フィルム30の開口穴30aがどの方向に位置ずれする場合であっても、離型フィルム30の各開口穴30aの一部がボンディングツール70の細長吸着穴70aの上に配置されてそれらと連通する。
In addition, as described in the third embodiment, even if the
第4実施形態では、ボンディングツール70の直前に穴あけ機構20を配置すること、及びボンディングツール70に細長吸着穴70aを並べて設けることによる相乗効果により、離型フィルム30のより小さな開口穴30aをボンディングツール70に細長吸着穴70aに確実に連通させて配置することができる。
In the fourth embodiment, a
これにより、離型フィルム30のより小さな開口穴30aが実質的な吸着穴となるため、薄型化された半導体チップをボンディングツール70に真空吸着させて実装する際の信頼性をさらに向上させることができる。
Thereby, since the
第4実施形態においても、第3実施形態と同様に、好適には、離型フィルム30の開口穴30aの径と、ボンディングツール70の細長吸着穴70aの配列ピッチとが同一に設定される。
Also in the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, the diameter of the opening holes 30a of the
また同様に、離型フィルム30の開口穴30aの個数は任意の数に設定できると共に、楕円形や四角形などの各種の形状を採用することができる。また同様に、ボンディングツール70の細長吸着穴70aにおいても、その配列数は2列以上であればよく、任意の方向に延在させることができる。
Similarly, the number of the opening holes 30a of the
1,1a,1b,1c…電子部品実装装置、10,60,70…ボンディングツール、10a,64a…吸着穴、12…巻出リール、14…巻取リール、16…第1ガイドローラ、18…第2ガイドローラ、20…穴あけ機構、22…打抜パンチ、22a…ヘッド部、22b…パンチ部、24…押え部材、24a…開口部、30…離型フィルム、30a…開口穴、40…半導体チップ、42…バンプ電極、50…配線基板、52…接続電極、54…封止樹脂、55…ボンディングステージ、62…上側部材、62a…開口部、64…下側部材、64x…凹部、66…穴あけ針、66a…ヘッド部、66b…切削針部、70a…細長吸着穴、70b…吸引口、C1…第1隙間、C2…第2隙間、S…段差部、H…中空部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記離型フィルムが前記ボンディングツールに配置される前の段階の搬送経路の位置に設けられ、前記ボンディングツールの前記吸着穴に連通する開口穴を前記離型フィルムに形成するための穴あけ機構とを有し、
前記離型フィルムは、前記穴あけ機構によって前記開口穴が形成された後に、所要の搬送ピッチで前記ボンディングツールに搬送されて、前記離型フィルムの前記開口穴が前記ボンディングツールの前記吸着穴に連通することを特徴とする電子部品実装装置。 A bonding tool having a suction hole for sucking an electronic component through a long release film being conveyed;
A punching mechanism for forming an opening hole in the release film, which is provided at a position of a conveyance path in a stage before the release film is disposed on the bonding tool, and communicates with the suction hole of the bonding tool; Have
The release film is transported to the bonding tool at a required transport pitch after the opening hole is formed by the punching mechanism, and the opening hole of the release film communicates with the suction hole of the bonding tool. An electronic component mounting apparatus characterized by:
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