JP6175606B2 - 接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波振動を利用した薄膜部品の接合方法に関する。

従来、携帯電話やスマートフォン、タブレットなどの携帯通信端末に搭載される高周波通信モジュールや電源モジュールなどの各種のモジュールでは、モジュールが備える配線基板にチップキャパシタ等の電子部品が内蔵されることにより、モジュールの部品集積度の向上およびモジュールの高周波動作に於けるソース・インピーダンスの低インピーダンス化が図られている。例えば、特許文献１に記載の配線基板では、配線基板が備えるコア基板に形成された凹部に、バイパスコンデンサとして機能する複数のチップキャパシタが収容されている。また、配線基板の上面の平面視でコア基板に設けられた凹部にほぼ重なる領域にＩＣチップが搭載されている。

したがって、モジュールが備える配線基板に複数のチップキャパシタが内蔵されることにより、配線基板の表面のみに各種の部品が搭載されるモジュールの構成と比較すると、モジュールの部品集積度を高めることができる。また、配線基板の上面に搭載されたＩＣチップの直下に該ＩＣチップにバイパスコンデンサとして接続されるチップキャパシタが配置されているので、ＩＣチップとチップキャパシタとを接続する接続配線の長さを短くすることができる。したがって、接続配線に寄生する寄生抵抗や寄生インダクタンスを小さくすることができるので、モジュールの高周波動作に於けるソース・インピーダンスの低インピーダンス化を図ることができる。

特開２０００−２６０９０２号公報（段落０００９〜００１４、図１など）

近年、携帯通信端末の小型化および薄型化が急速に進んでいる。したがって、携帯通信端末に搭載される各種のモジュールのさらなる小型化および低背化が要望されている。そこで、約３０μｍ程度の厚みの樹脂シートに回路素子が形成されて成る薄膜部品を配線基板に内蔵することが提案されている。一般的な０６０３規格のチップ部品は約３００μｍ程度の厚みを有するので、薄膜部品が内蔵されることにより配線基板の薄型化を図ることができる。したがって、薄膜部品を内蔵して薄型化された配線基板をモジュールが備えることにより、当該モジュールの小型化および低背化を図ることができる。

しかしながら、薄膜部品を配線基板に内蔵する場合に次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、薄膜部品が備えるＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン樹脂）等の樹脂シートは基本的に熱に弱い。したがって、従来のようにはんだにより薄膜部品が配線基板内に搭載されると、リフロー等の加熱サイクルにおいて薄膜部品が破損するおそれがある。また、はんだを用いた場合には、薄膜部品を過度に小型化するとリフロー等の加熱サイクルにおいて薄膜部品に設けられた回路素子が再溶融したはんだにより短絡して破損するおそれがある。また、薄膜部品の小型化に伴い、薄膜部品を接合対象物に接合する際の薄膜部品のハンドリングが困難になるという問題もある。したがって、複数の薄膜部品を接合対象物に連続して接合する場合に、個々の薄膜部品のハンドリングが困難であるので効率が悪い。

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、超音波振動を利用して薄膜部品を破損することなく接合対象物に効率よく接合できる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明にかかる接合方法は、可撓性を有する樹脂シートに設けられた複数の部品領域のそれぞれに回路素子が形成されて成る複数の薄膜部品を有し、前記各部品領域それぞれを囲む切断部が前記樹脂シートに形成されたシート状の部品集合体を準備する準備工程と、超音波振動を利用して一の前記薄膜部品をその周囲の前記切断部において前記部品集合体から切り離しつつ当該薄膜部品を接合対象物に対して接合する接合工程とを備えることを特徴としている（請求項１）。

また、前記切断部は、前記部品領域を囲んで前記樹脂シートに形成された切込部と、前記部品領域と該部品領域を囲む前記樹脂シートとを前記切込部内において橋絡する橋絡部とを備え、前記接合工程において、前記橋絡部を破断することにより前記薄膜部品を前記部品集合体から切り離すとよい（請求項２）。

また、前記薄膜部品は、薄膜キャパシタ、薄膜抵抗および薄膜インダクタのいずれかであるとよい（請求項３）。

また、前記接合工程において、前記薄膜部品に形成された金属パッドと、前記接合対象物に形成された金属ランドとが、前記金属パッドおよび前記金属ランドの少なくともいずれか一方に形成された金属バンプを介して接続されるようにするとよい（請求項４）。

また、前記接合工程において、前記薄膜部品に形成された金属パッドと、前記接合対象物に形成された金属ランドとが、前記金属パッドと前記金属ランドとの間に配置された金属微小粒子を介して接続されるようにするとよい（請求項５）。

請求項１の発明によれば、可撓性を有する樹脂シートに設けられた複数の部品領域のそれぞれに回路素子が形成されて成る複数の薄膜部品を有し、樹脂シートの各部品領域それぞれを囲んで切断部が形成されたシート状の部品集合体が準備される。そして、超音波振動を利用して一の薄膜部品が接合対象物に対して接合されるときに、当該薄膜部品が接合対象物に接合されつつその周囲の切断部において超音波振動により部品集合体から切り離される。

したがって、超音波振動を利用して薄膜部品が接合対象物に接合される際に、一の薄膜部品がシート状の部品集合体から超音波振動により切り離されるようにしたことにより、シート状の部品集合体を保持して複数の薄膜部品を容易にハンドリングすることができるので効率がよい。また、超音波振動を利用することにより、室温、もしくは、はんだを用いた接合と比較すると非常に低い加熱温度で、薄膜部品を接合対象物に接合することができるので、薄膜部品が加熱されることにより破損するおそれがない。

また、超音波振動を利用して薄膜部品が接合対象物に接続されるので、リフロー等の加熱サイクルにおいて再溶融したはんだにより薄膜部品に設けられた回路素子が短絡して破損するおそれがない。したがって、超音波振動を利用して薄膜部品を破損することなく接合対象物に効率よく接合することができる。

請求項２の発明によれば、部品領域を囲んで樹脂シートに切込部が形成され、部品領域と該部品領域を囲む樹脂シートとが切込部内において橋絡部で橋絡されることにより切断部が形成されているので、接合工程において、橋絡部を超音波振動を利用して破断することにより薄膜部品を部品集合体から容易に切り離すことができる。

請求項３の発明よれば、薄膜部品である薄膜キャパシタの電極が接合対象物に接続されることにより、バイパスコンデンサとして薄膜キャパシタが接続された複数の接合対象物が積層されてなる配線基板や、薄膜抵抗や薄膜インダクタが接続された複数の接合対象物が積層されてなる配線基板の低背化を図ることができる。

請求項４の発明によれば、接合工程において、薄膜部品に形成された金属パッドと、接合対象物に形成された金属ランドとを、金属パッドおよび金属ランドの少なくともいずれか一方に形成された金属バンプが超音波振動によりつぶれることにより確実に接続することができる。また、金属バンプがつぶれることにより、薄膜部品に形成された金属パッドおよび接合対象物に形成された金属ランドにかかる超音波振動の負荷が小さくなるので、金属パッドおよび金属ランドが接合工程において超音波振動が印加されることにより破損するのを防止することができる。

請求項５の発明によれば、接合工程において、薄膜部品に形成された金属パッドと、接合対象物に形成された金属ランドとを、金属パッドと金属ランドとの間に配置された金属微小粒子が超音波振動によりつぶれることにより確実に接続することができる。また、金属微粒子がつぶれることにより、薄膜部品に形成された金属パッドおよび接合対象物に形成された金属ランドにかかる超音波振動の負荷が小さくなるので、金属パッドおよび金属ランドが接合工程において超音波振動が印加されることにより破損するのを防止することができる。

本発明の一実施形態にかかる超音波振動接合装置を示す図である。 部品集合体を示す平面図である。 図２の要部拡大図である。 図３の断面図である。 接合工程を示す図である。 接合工程を示す図である。 本発明の他の実施形態にかかる接合工程を示す図である。 図７の接合工程が終了した状態を示す図である。 薄膜抵抗を示す図である。 薄膜インダクタを示す図である。

＜一実施形態＞
この発明の一実施形態について図１〜図６を参照して説明する。

（超音波振動接合装置）
超音波振動接合装置１について図１を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる超音波振動接合装置を示す図である。

図１に示す超音波振動接合装置１は、共振器２およびアンビル３を備え、シート状の部品集合体４が有する複数の薄膜キャパシタ４１（薄膜部品）のうちの一の薄膜キャパシタ４１と樹脂製の基板５（本発明「接合対象物」に相当）とを、共振器２の押圧面２１とアンビル３の押圧面３１との間に挟持して加圧した状態で共振器２から超音波振動を印加し、薄膜キャパシタ４１と基板５とを接合して接続するものである。

また、超音波振動接合装置１には、共振器２を矢印Ｚ方向に駆動する駆動機構２２と、アンビル３を矢印Ｚ方向に駆動する駆動機構３２とが設けられている。また、共振器２の押圧面２１とアンビル３の押圧面３１とは、平面視で重なるように矢印Ｚ方向に並べて配置されている。したがって、共振器２が駆動機構２２によって下方に駆動され、アンビル３が駆動機構３２によって上方に駆動されることにより、部品集合体４（薄膜キャパシタ４１）および基板５が、共振器２の押圧面２１とアンビル３の押圧面３１との間に重ね合わされた状態で挟持される。

また、超音波振動接合装置１は、部品集合体４を保持する部品テーブル６と、基板５を保持する基板テーブル７とを備えている。部品テーブル６および基板テーブル７のそれぞれは略矩形の開口６１，７１を有する矩形枠状に形成されている。そして、開口６１を覆うように部品集合体４が部品テーブル６の下面に配置され、クランプ部材６２によって部品集合体４が部品テーブル６の下面に対して押圧された状態で、クランプ部材６２がボルトやねじりばねの付勢力等により部品テーブル６の下面に固定されることで、部品集合体４が部品テーブル６の下面に保持される。また、開口７１を覆うように基板５が基板テーブル７の上面に配置され、クランプ部材７２によって基板５が基板テーブル７の上面に対して押圧された状態で、クランプ部材７２がボルトやねじりばねの付勢力等により基板テーブル７の上面に固定されることで、基板５が基板テーブル７の上面に保持される。

また、超音波振動接合装置１には、部品テーブル６および基板テーブル７のそれぞれを矢印Ｘ，Ｙ方向に駆動する駆動機構（図示省略）が設けられている。そして、部品テーブル６および基板テーブル７がそれぞれ駆動機構により駆動されることによって、部品テーブル６および基板テーブル７のそれぞれに保持された部品集合体４および基板５のそれぞれが矢印Ｘ，Ｙ方向に位置調整される。したがって、例えば図示省略された撮像手段により撮像された部品集合体４および基板５の撮像画像に基づいて算出された位置情報に基づいて、部品テーブル６および基板テーブル７のそれぞれが矢印Ｘ，Ｙ方向に駆動されることにより、部品テーブル６に保持された部品集合体４が有する一の薄膜キャパシタ４１と、基板テーブル７に保持された基板５の当該薄膜キャパシタ４１が接合される位置と、共振器２およびアンビル３の押圧面２１，３１との相対的な位置がアライメントされる。

具体的には、部品テーブル６が駆動機構により駆動されることにより、部品テーブル６に保持された部品集合体４が有する複数の薄膜キャパシタ４１のうちの１つが、共振器２の押圧面２１の直下に配置される。また、基板テーブル７が駆動機構により駆動されることにより、基板テーブル７に保持された基板５の上面の薄膜キャパシタ４１が接合される箇所が、アンビル３の押圧面３１の直上に配置される。そして、アンビル３が駆動機構３２により矢印Ｚ方向における上方に駆動され、アンビル３の押圧面３１により基板５の下面が軽く上方に向けて押圧された状態で、共振器２が駆動機構２２により矢印Ｚ方向における下方に駆動されることによって、重ねて配置された薄膜キャパシタ４１および基板５が共振器２の押圧面２１およびアンビル３の押圧面３１により挟持されて加圧される。

また、共振器２またはアンビル３に圧力センサ（図示省略）が設けられており、共振器２の押圧面２１とアンビル３の押圧面３１との間に挟持された薄膜キャパシタ４１および基板５に対する加圧力が圧力センサにより検出される。したがって、圧力センサにより検出された薄膜キャパシタ４１および基板５に対する加圧力に基づいて、共振器２を矢印Ｚ方向に駆動する駆動機構２２およびアンビル３を矢印Ｚ方向に駆動する駆動機構３２の少なくともいずれか一方がフィードバック制御されることにより、薄膜キャパシタ４１および基板５に対する加圧力が制御される。

また、この実施形態では、アンビル３にセラミックヒータ３３等の加熱手段が設けられている。したがって、図１の超音波振動接合装置１では、共振器２の押圧面２１およびアンビル３の押圧面３１により挟持されて加圧された状態の薄膜キャパシタ４１および基板５に超音波振動が印加される際に、必要に応じて、セラミックヒータ３３により薄膜キャパシタ４１および基板５を局所的に加熱することができる。

なお、共振器２およびアンビル３を駆動する駆動機構２２，３２と、部品テーブル６および基板テーブル７を駆動する駆動機構とは、サーボモータやリニアモータ、ステッピングモータ、エアシリンダ等の周知のアクチュエータにより構成することができる。また、共振器２およびアンビル３に設けられる移動軸の構成については上記した例に限られるものではなく、共振器２およびアンビル３が矢印Ｘ，Ｙ方向に駆動されてもよい。また、共振器２およびアンビル３が矢印Ｚ方向を回転軸とするθ方向に回転駆動されるように構成されてもよい。また、共振器２およびアンビル３と、部品テーブル６および基板テーブル７とに、矢印Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の移動軸やθ方向の移動軸がどのように組み合わされて設けられていてもよい。

また、部品集合体４および基板５のそれぞれが、部品テーブル６および基板テーブル７に吸着等により保持される構成でもよい。すなわち、部品集合体４が部品テーブル６に確実に保持され、基板５が基板テーブル７に確実に保持されていれば、部品集合体４および基板５を保持する構成については特に限定されるものではない。

（部品集合体）
部品集合体４について図２〜図４を参照して説明する。図２は部品集合体を示す平面図、図３は図２の点線で囲まれた領域を示す要部拡大図、図４は図３の縦断面図である。なお、図３に図示されている構成が図４の断面図では紙面に向って下側に図示されている。

図２に示す部品集合体４は、ＢＴレジンやポリイミド樹脂等の樹脂材料により形成された可撓性を有する樹脂シートＳに設けられた複数の部品領域Ａのそれぞれに、コンデンサ４２（回路素子）が形成されて成る複数の薄膜キャパシタ４１を備えている。また、図２中において矩形状の実線で示されるように、各部品領域Ａそれぞれを囲むように切断部４３が樹脂シートＳに形成されている。

コンデンサ４２は、Ｃｕにより樹脂シートＳの表面に形成された第１電極４２ａと、第１電極４２ａの表面にＳＴＯ（チタン酸ストロンチウム）が成膜されて形成された誘電層４２ｂと、Ｃｕにより誘電層４２ｂの表面に形成された第２電極４２ｃとを備えている。また、図３および図４に示すように、第１電極４２ａの一端部側が第２電極４２ｃと平面視で重ならず、第２電極４２ｃの他端部側が第１電極４２ａと平面視で重ならないように、第１電極４２ａおよび第２電極４２ｃは、それぞれ、平面視における位置をずらした状態で形成されている。

また、第１電極４２ａは、その一端部側が外部接続用の金属パッド４２ａ１として形成され、第２電極４２ｃは、その他端部側が外部接続用の金属パッド４２ｃ１として形成されている。なお、コンデンサ４２の構成としては上記した例に限定されるものではなく、ＡｕやＰｔ、Ａｇ、Ａｌ等のその他の金属材料により第１電極４２ａおよび第２電極４２ｃが形成されていてもよいし、その他の絶縁材料により誘電層４２ｂが形成されていてもよい。また、樹脂シートＳを形成する樹脂材料も上記した例に限定されるものではない。

薄膜キャパシタ４１を囲む切断部４３は、部品領域Ａを囲んで樹脂シートＳに形成された切込部４３ａと、部品領域Ａと該部品領域Ａを囲む樹脂シートＳとを切込部４３ａ内において橋絡する橋絡部４３ｂとを備えている。そして、共振器２の押圧面２１およびアンビル３の押圧面３１により挟持されて加圧された状態の薄膜キャパシタ４１および基板５に対して共振器２から超音波振動が印加されることにより、橋絡部４３ｂが破断されて薄膜キャパシタ４１が部品集合体４から切り離されると共に、薄膜キャパシタ４１が基板５の所定位置に接合される。

なお、切込部４３は、レーザ加工により樹脂シートＳに形成したり、金型を用いて樹脂シートＳに形成するとよい。

（接合処理）
接合処理の一例について図５および図６を参照して説明する。図５および図６は接合工程を示す図であって、それぞれ異なる工程を示す。

この実施形態では、以下に説明する接合処理において薄膜キャパシタ４１が接合される基板５は、各種部品を内蔵する樹脂多層基板のコア基板を構成するものであり、図５および図６に示すように、その表面にＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属材料により金属ランド５１が形成されている。また、基板５の金属ランド５１の薄膜キャパシタ４１の金属パッド４２ａ１，４２ｃ１が接続される位置にめっき等により金属バンプ５２が形成されている。そして、薄膜キャパシタ４１に形成された金属パッド４２ａ１，４２ｃ１と、基板５に形成された金属ランド５１とが、金属ランド５１に形成された金属バンプ５２が超音波振動が印加され押しつぶされることにより接合されて接続される。

また、その表面の金属ランド５１に薄膜キャパシタ４１を含む各種の部品が実装（接合）された基板５に、適宜、樹脂層が積層されることにより樹脂多層基板が形成される。また、必要に応じて、樹脂多層基板の表面にＩＣチップ等の機能部品を含む各種の電子部品が実装されて、各種のモジュールが形成される。

なお、金属バンプ５２は、金属パッド４２ａ１，４２ｃ１および金属ランド５１の少なくともいずれか一方に形成されていればよく、金属パッド４２ａ１，４２ｃ１に金属バンプ５２が形成されていれもよい。また、金属バンプ５２は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の種々の金属材料により形成されていればよい。

接合処理において、まず、シート状の部品集合体４が準備されて（準備工程）、部品テーブル６に保持される。また、接合対象物としての基板５が準備されて、基板テーブル７に保持される。次に、図５に示すように、図示省略された撮像手段により撮像された部品集合体４および基板５の撮像画像に基づいて算出された位置情報に基づいて、部品テーブル６が駆動機構により駆動されることにより、部品テーブル６に保持された部品集合体４が有する複数の薄膜キャパシタ４１のうちの１つが、共振器２の押圧面２１の直下に配置される。また、基板テーブル７が駆動機構により駆動されることにより、基板テーブル７に保持された基板５の上面の薄膜キャパシタ４１が接合される箇所が、アンビル３の押圧面３１の直上に配置される（アライメント工程）。

続いて、アンビル３が駆動機構３２により矢印Ｚ方向における上方に駆動され、アンビル３の押圧面３１により基板５の下面が軽く上方に向けて押圧された状態で、共振器２が駆動機構２２により矢印Ｚ方向における下方に駆動されることによって、重ねて配置された薄膜キャパシタ４１および基板５が共振器２の押圧面２１およびアンビル３の押圧面３１により挟持されて加圧される。次に、図６に示すように、連結された振動子（図示省略）の振動に共振して超音波振動する共振器２から超音波振動が印加されることによって、薄膜キャパシタ４１の周囲の切断部４３の橋絡部４３ｂが破断する。続いて、橋絡部４３ｂが破断することにより薄膜キャパシタ４１が部品集合体４から切り離されつつ、切り離された薄膜キャパシタ４１の金属パッド４２ａ１，４２ｃ１が基板５の金属ランド５１に金属バンプ５２を介して接合される（接合工程）。そして、共振器２およびアンビル３が駆動機構２２，３２によって待機位置に復帰移動されることにより、接合処理が終了する。

なお、部品集合体４が有する複数の薄膜キャパシタ４１が基板５に対して連続的に接合されるときは、上記したアライメント工程と接合工程とが繰り返し連続的に実行される。

以上のように、この実施形態では、可撓性を有する樹脂シートＳに設けられた複数の部品領域Ａのそれぞれにコンデンサ４２が形成されて成る複数の薄膜キャパシタ４１を有し、樹脂シートＳの各部品領域Ａそれぞれを囲んで切断部４３が形成されたシート状の部品集合体４が準備される。そして、超音波振動を利用して一の薄膜キャパシタ４１が基板５に対して接合されるときに、当該薄膜キャパシタ４１が基板５に接合されつつその周囲の切断部４３において超音波振動により当該薄膜キャパシタ４１が部品集合体４から切り離される。

したがって、超音波振動を利用して薄膜キャパシタ４１が基板５に接合される際に、一の薄膜キャパシタ４１がシート状の部品集合体４から超音波振動により切り離されるようにしたことにより、シート状の部品集合体４を保持して複数の薄膜キャパシタ４１を容易にハンドリングすることができるので効率がよい。また、超音波振動を利用することにより、室温、もしくは、はんだを用いた接合と比較すると非常に低い加熱温度で、薄膜キャパシタを基板５に接合することができるので、薄膜キャパシタ４１が加熱されることにより破損するおそれがない。

また、超音波振動を利用して薄膜キャパシタ４１が基板５に接続されるので、リフロー等の加熱サイクルにおいて再溶融したはんだにより薄膜キャパシタに設けられたコンデンサ４２（金属パッド４２ａ１，４２ｃ１）が短絡して破損するおそれがない。したがって、超音波振動を利用して薄膜キャパシタ４１を破損することなく基板５に効率よく接合することができる。

また、部品領域Ａを囲んで樹脂シートＳに切込部４３ａが形成され、部品領域Ａと該部品領域Ａを囲む樹脂シートＳとが切込部４３ａ内において橋絡部４３ｂで橋絡されることにより切断部４３が形成されているので、接合工程において、橋絡部４３ｂを超音波振動を利用して破断することにより薄膜キャパシタ４を部品集合体４から容易に切り離すことができる。

また、薄膜キャパシタ４１が例えばバイパスコンデンサとして基板５に接続された場合に、基板５に樹脂層が積層されてなる樹脂多層基板の低背化を図ることができる。

また、接合工程において、薄膜キャパシタ４に形成された金属パッド４２ａ１，４２ｃ１と、基板５に形成された金属ランド５１とを、金属バンプ５２が超音波振動が印加されて押しつぶされることにより確実に接続することができる。また、金属バンプ５２が押しつぶされることにより、薄膜キャパシタ４１に形成された金属パッド４２ａ１，４２ｃ１および基板５に形成された金属ランド５１にかかる超音波振動の負荷が小さくなるので、金属パッド４２ａ１，４２ｃ１および金属ランド５１が接合工程において超音波振動が印加されることにより破損するのを防止することができる。

＜他の実施形態＞
この発明の他の実施形態について図７および図８を参照して説明する。図７は本発明の他の実施形態にかかる接合工程を示す図、図８は図７の接合工程が終了した状態を示す図である。

この実施形態が上記した実施形態と異なるのは、図７および図８に示すように、接合工程において、薄膜キャパシタ４１に形成された金属パッド４２ａ１，４２ｃ１と、基板５の金属ランド５１とが、金属パッド４２ａ１，４２ｃ１と金属ランド５１との間に配置された複数の金属微小粒子５３を介して接続される点である。金属微粒子５３は、数ｎｍ〜数百ｎｍの粒径を有し、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ等の電極を形成するのに一般的に使用される金属材料により形成される。その他の構成は、上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

この実施形態における接合処理においても、まず、シート状の部品集合体４が準備されて（準備工程）、部品テーブル６に保持される。また、接合対象物としての基板５が準備されて、基板テーブル７に保持される。次に、図７に示すように、図示省略された撮像手段により撮像された部品集合体４および基板５の撮像画像に基づいて算出された位置情報に基づいて、部品テーブル６が駆動機構により駆動されることにより、部品テーブル６に保持された部品集合体４が有する複数の薄膜キャパシタ４１のうちの１つが、共振器２の押圧面２１の直下に配置される。また、基板テーブル７が駆動機構により駆動されることにより、基板テーブル７に保持された基板５の上面の薄膜キャパシタ４１が接合される箇所が、アンビル３の押圧面３１の直上に配置される（アライメント工程）。

続いて、アンビル３が駆動機構３２により矢印Ｚ方向における上方に駆動され、アンビル３の押圧面３１により基板５の下面が軽く上方に向けて押圧された状態で、共振器２が駆動機構２２により矢印Ｚ方向における下方に駆動されることによって、重ねて配置された薄膜キャパシタ４１および基板５が共振器２の押圧面２１およびアンビル３の押圧面３１により挟持されて加圧される。次に、図８に示すように、連結された振動子（図示省略）の振動に共振して超音波振動する共振器２から超音波振動が印加されることによって、薄膜キャパシタ４１の周囲の切断部４３の橋絡部４３ｂが破断する。続いて、橋絡部４３ｂが破断することにより薄膜キャパシタ４１が部品集合体４から切り離されつつ、切り離された薄膜キャパシタ４１の金属パッド４２ａ１，４２ｃ１が基板５の金属ランド５１に金属微小粒子５３を介して接合される（接合工程）。そして、共振器２およびアンビル３が駆動機構２２，３２によって待機位置に復帰移動されることにより、接合処理が終了する。

この実施形態では、上記した実施形態と同様の効果を奏することができると共に、次のような効果を奏することができる。すなわち、接合工程において、薄膜キャパシタ４に形成された金属パッド４２ａ１，４２ｃ１と、基板５に形成された金属ランド５１とを、金属微小粒子５３が超音波振動が印加されて押しつぶされることにより確実に接続することができる。また、金属微小粒子５３が押しつぶされることにより、薄膜キャパシタ４１に形成された金属パッド４２ａ１，４２ｃ１および基板５に形成された金属ランド５１にかかる超音波振動の負荷が小さくなるので、金属パッド４２ａ１，４２ｃ１および金属ランド５１が接合工程において超音波振動が印加されることにより破損するのを防止することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、超音波振動接合装置の構成は上記した例に限らず、薄膜部品および接合対象物の構成に応じて、適宜、薄膜部品および接合対象物を接合するのに最適な構成を採用すればよい。例えば、上記した矩形枠状の基板テーブル７に換えて、通常のステージテーブルを採用し、当該ステージテーブルに基板５が載置されるようにしてもよい。

また、薄膜部品が接合される接合対象物は上記した例に限定されるものではなく、剛性を有するガラスエポキシ基板や可撓性を有するフレキシブル基板などの有機基板、ガラスインターポーザ、セラミック基板、ウエハなどの基板に形成された金属ランド等の金属接合部に、薄膜部品の金属パッド等の金属接合部が超音波振動により接合されるようにしてもよい。また、接合対象物としてリードフレームに薄膜部品が超音波振動により接合されるようにしてもよい。

また、本発明の薄膜部品としては上記した薄膜キャパシタ４１に限らず、図９に示すように、回路素子として抵抗１４２が樹脂シートＳに設けられて形成された薄膜抵抗１４１や、図１０に示すように、回路素子としてインダクタ２４２が樹脂シートＳに設けられて形成された薄膜インダクタ２４１が本発明の薄膜部品として接合対象物に接合されるようにしてもよい。

薄膜抵抗１４１の部品集合体は例えば次のように形成されている。すなわち、図９に示すように、樹脂シートＳに設けられた複数の部品領域Ａのそれぞれに、Ｎｉ−Ｐ合金、Ｔｉ−Ｆｅ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ合金等により、抵抗１４２を形成する配線電極が形成されている。配線電極の断面積を小さくし、配線電極を長くして高抵抗の抵抗１４２を形成するために、配線電極は例えばミアンダ状に形成されている。また、ミアンダ状の配線電極は、各種ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、イオンプレーティング、スパッタ、めっき等により樹脂シートＳの各部品領域Ａのそれぞれに直接形成される。また、ミアンダ状の配線電極の両端部に、金属パッド１４２ａ，１４２ｂが形成されている。なお、図９は薄膜抵抗を示す図である。

薄膜インダクタ２４１の部品集合体は例えば次のように形成されている。すなわち、図１０に示すように、樹脂シートＳに設けられた複数の部品領域Ａのそれぞれの表面に、渦巻き状の配線電極２４２ａが設けられている。また、部品領域Ａの表面には、配線電極２４２ａの外周側の一端に形成された金属パッド２４２ａ１と、渦巻き状の配線電極２４２ａを挟んで金属パッド２４２ａ１と反対側に形成された金属パッド２４２ｂとが設けられている。また、部品領域Ａの裏面には、配線電極２４２ｃが設けられている。そして、部品領域Ａの裏面に形成された配線電極２４２ｃの一端は、樹脂シートＳに設けられたビア導体２４２ｄにより、部品領域Ａの表面に形成された渦巻き状の配線電極２４２ａの中心側の一端と接続されている。また、部品領域Ａの裏面に形成された配線電極２４２ｃの他端は、樹脂シートＳに設けられたビア導体２４２ｅにより、部品領域Ａの表面に形成された金属パッド２４２ｂと接続されている。なお、図１０は薄膜インダクタを示す図である。

なお、図示省略されているが、上記した薄膜抵抗１４１および薄膜インダクタ２４１の部品集合体においても、上記した薄膜キャパシタ４１の部品集合体４と同様に、樹脂シートＳに各部品領域Ａを囲むように切断部が設けられている。

また、部品集合体が有する複数の薄膜部品が同時に部品集合体から切り離されつつ、接合対象物に接合されるようにしてもよい。

そして、超音波振動を利用した薄膜部品の接合方法に本発明を広く適用することができる。

４…部品集合体
４１…薄膜キャパシタ（薄膜部品）
４２…コンデンサ（回路素子）
４２ａ１，４２ｃ１，１４２ａ，１４２ｂ，２４２ａ１，２４２ｂ…金属パッド
４３…切断部
４３ａ…切込部
４３ｂ…橋絡部
５…基板（接合対象物）
５１…金属ランド
５２…金属バンプ
５３…金属微小粒子
１４１…薄膜抵抗（薄膜部品）
１４２…抵抗（回路素子）
２４１…薄膜インダクタ（薄膜部品）
２４２…インダクタ（回路素子）
Ａ…部品領域
Ｓ…樹脂シート

Claims (5)

1. 可撓性を有する樹脂シートに設けられた複数の部品領域のそれぞれに回路素子が形成されて成る複数の薄膜部品を有し、前記各部品領域それぞれを囲む切断部が前記樹脂シートに形成されたシート状の部品集合体を準備する準備工程と、
   超音波振動を利用して一の前記薄膜部品をその周囲の前記切断部において前記部品集合体から切り離しつつ当該薄膜部品を接合対象物に対して接合する接合工程と
   を備えることを特徴とする接合方法。
2. 前記切断部は、前記部品領域を囲んで前記樹脂シートに形成された切込部と、前記部品領域と該部品領域を囲む前記樹脂シートとを前記切込部内において橋絡する橋絡部とを備え、前記接合工程において、前記橋絡部を破断することにより前記薄膜部品を前記部品集合体から切り離すことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
3. 前記薄膜部品は、薄膜キャパシタ、薄膜抵抗および薄膜インダクタのいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の接合方法。
4. 前記接合工程において、前記薄膜部品に形成された金属パッドと、前記接合対象物に形成された金属ランドとが、前記金属パッドおよび前記金属ランドの少なくともいずれか一方に形成された金属バンプを介して接続され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接合方法。
5. 前記接合工程において、前記薄膜部品に形成された金属パッドと、前記接合対象物に形成された金属ランドとが、前記金属パッドと前記金属ランドとの間に配置された金属微小粒子を介して接続され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接合方法。
   

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