JPH11126796A - ベアチップ実装方法及び実装装置 - Google Patents
ベアチップ実装方法及び実装装置Info
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Abstract
とや、単位設備あたりの生産性が低く、チップ・基板等
の部材が非常に高価となるばかりでなく、接続部に応力
が発生する。 【解決手段】フリップチップ実装機3の前後に配された
ローダ1,アンローダ2とアンローダにマガジン4を包
含するように配されたヒータ5とで構成し、ローダより
供給された基板は、フリップチップ実装機でベアチップ
を基板上に実装し、アンローダには予めマガジンがセッ
トされ、ヒータで高温状態に温度保持しておき、ベアチ
ップ実装が終了した基板はフリップチップ実装機内外に
配されたヒータにより任意設定温度以上を保ちアンロー
ダに収納し、マガジンごと高温保持し、1マガジン分の
基板収納が完了するとマガジンは排出バッファへ収納さ
れる。
Description
及び実装装置に関し、特にベアチップと接続対象である
基板との実装方法とその実装装置に関する。
ては、ベアチップの電極上に形成した金属突起と基板の
電極とを半田等で溶融接合する工法や、ベアチップの電
極上に金突起を形成し、金メッキを施した基板の電極と
を高温で熱圧着する工法などが一般的である。
アチップ及び基板を高温に加熱し接続が終わった後常温
まで自然冷却するが、この冷却の際チップと基板の熱膨
張率の差によって接続部へ多大な応力が加わる。特に基
板にガラスエポキシ等の有機基材を使用する場合には熱
膨張率の差は顕著であり、冷却時の基板の収縮量が大き
いことによる接続部への多大な応力のため、接続部の破
壊発生率が高く効果的な応力緩和策が求められている。
張差に起因する冷却後の応力を如何に低減し、接続品質
・信頼性を確保できるかが課題となっており、この応力
を緩和しようとするいくつかの提案がなされている。
公報にある接続に樹脂の膨張収縮を利用し接続時の温度
の低温化により熱膨張量の差を抑えようという方式で、
冷却時には既に樹脂が硬化しているため熱膨張率差によ
る接続部への応力は分散され接続部の破壊発生を抑制で
きる反面、接続を樹脂の収縮だけで得ようとするため、
耐温度サイクル性などの信頼性確保が難しいことや、急
激に昇温すると樹脂内にボイドが発生するため昇温時間
を長く必要とし、樹脂の硬化とこの昇温に要する時間を
合わせると、接続に半田などを用いた樹脂を実装後封入
する方式の数倍時間を要することから単位設備あたりの
生産性が低いなど多々の問題がある。
36号公報や特開平7−7042号公報に見られるベア
チップや実装構造上で熱膨張率差を抑制しようとする方
式においては、チップ・基板等の部材が非常に高価とな
るばかりでなく、実質的に熱膨張率差をゼロとはできな
いため多かれ少なかれ接続部に応力が発生するという課
題が残る。本発明では、市場に出回っている一般的なワ
イヤボンディング等の接続を目的としたチップや基材に
ガラスエポキシを使用した安価な基板等適用範囲が広
く、効果的な応力の緩和を安価で実現できるという特徴
を有する。
ップ実装方法及び実装装置は、第1の問題点は、耐温度
サイクル性などの信頼性確保が難しいことや、昇温時間
を長く必要とし、樹脂の硬化とこの昇温に要する時間を
合わせると、接続に半田などを用いた樹脂を実装後封入
する方式の数倍時間を要することから単位設備あたりの
生産性が低い。
いることや、急激に昇温すると樹脂内にボイドが発生す
るために樹脂の硬化と昇温に長時間要するためである。
非常に高価となるばかりでなく、接続部に応力が発生す
る。
膨張率差を抑制されたものが必要になることと、実質的
に熱膨張率差をゼロとはできないため多かれ少なかれ接
続部に応力が発生するからである。
的なワイヤボンディング等の接続を目的としたチップや
基材にガラスエポキシを使用した安価な基板等適用範囲
が広く、効果的な応力の緩和を安価で実現できるベアチ
ップ実装方法及び実装装置を提供することにある。
方法及び実装装置は、ベアチップの基板へのフリップチ
ップ実装において、フリップチップ実装機と、前記フリ
ップチップ実装機の前後に配置されたローダと,アンロ
ーダと、前記アンローダにマガジンを包含するように配
置したヒータとを含んで構成し、前記ローダより供給さ
れた基板は、前記フリップチップ実装機でベアチップを
基板上に実装し、前記アンローダには予めマガジンをセ
ットし、前記ヒータで高温状態に温度保持し、ベアチッ
プ実装が終了した基板は前記フリップチップ実装機内外
に配されたヒータにより任意設定温度以上を保ち前記ア
ンローダに収納され、前記マガジンごと高温保持され、
基板収納の完了後マガジンが排出バッファへ収納され、
ベアチップと接続対象である基板との熱膨張係数の差に
よって発生する接続部への応力緩和を実施する。
て図面を参照して説明する。
装装置の第1の一実施の形態を示す構成図である。
すように、フリップチップ実装機3の前後に配されたロ
ーダ1,アンローダ2と前記アンローダ2にマガジン4
を包含するように配されたヒータ5とを含んで構成され
る。
て詳細に説明する。ローダ1より供給された基板は、フ
リップチップ実装機3でベアチップを基板上に実装す
る。一方アンローダ2には予めマガジン4がセットさ
れ、ヒータ5で高温状態に温度保持されている。ベアチ
ップ実装が終了した基板はフリップチップ実装機3内外
に配されたヒータ5により任意設定温度以上を保ちアン
ローダ2に収納され、マガジン4ごと高温保持される。
1マガジン分の基板収納が完了するとマガジン4は排出
バッファへ収納される。
装装置のアンローダヒータ部の構成図(側面図)であ
り、アンローダヒータ部の構成について側面より見た図
である。マガジン4は昇降機構7で任意段に基板を収納
できる。また、この昇降時の上下限においてマガジン4
全体を加熱できるように、ヒータ5は上下限にあるマガ
ジン4を包含するサイズとしている。また、マガジン4
の温度コントールは、マガジン4直下に配した温度計測
センサ6からの温度データを温度コントローラ8に入力
し、マガジン4の温度が所望温度となるようヒータ5を
コントロールする方式としている。
装装置のアンローダヒータ部の構成図(上面図)であ
り、アンローダヒータ部の構成について上面より見た図
である。予備バッファに次マガジン4がセットできる構
成とし、ヒータ5で事前加熱することでマガジン切り替
え時の昇温時間を必要としない。また、排出バッファを
備え、排出されたマガジン4をそのまま高温保持状態を
保ち次工程(樹脂封止工程)へ流すことで、高温状態で
の樹脂封止・硬化が可能となり、冷却時の収縮時には樹
脂が硬化しているため接続部への応力集中が防止でき
る。あるいは、マウント後常温まで冷却する場合におい
ても排出バッファのヒータコントロール機能を用い、マ
ガジン4ごと製品の冷却速度をコントロール(徐冷)す
ることでマウント後の急冷による衝撃を最小限とするこ
とが可能である。
装装置の第2の一実施の形態を示す構成図であり、フリ
ップチップ実装機3に後工程設備である樹脂封止装置を
連結した図である。ベアチップ実装が終了した基板はフ
リップチップ実装機3、装置間連結コンベア、後工程設
備の基板搬送系に配されたヒータ5により各工程間を任
意設定温度以上を保ち樹脂硬化まで実施することが可能
である。
プ実装方法及び実装装置は、第1の効果は、低コストで
接続部の破壊を抑制できる。
実装した後樹脂で封止するフリップチップ実装工法にお
いて、ベアチップ実装後常温まで冷却する際に発生する
チップと基板の熱膨張率の差で生じる接続部への応力に
対し、ベアチップ実装後の温度コントロール機構を付加
したことにより、応力の発生自体を抑制できる高温保持
状態での樹脂封止や、マウント後の冷却速度に起因する
収縮による衝撃力を低下させることが可能となるからで
ある。
1の一実施の形態を示す構成図である。
ンローダヒータ部の構成図(側面図)である。
ンローダヒータ部の構成図(上面図)である。
2の一実施の形態を示す構成図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ベアチップの基板へのフリップチップ実
装において、フリップチップ実装機と、前記フリップチ
ップ実装機の前後に配置されたローダと,アンローダ
と、前記アンローダにマガジンを包含するように配置し
たヒータとを含んで構成し、前記ローダより供給された
基板は、前記フリップチップ実装機でベアチップを基板
上に実装し、前記アンローダには予めマガジンをセット
し、前記ヒータで高温状態に温度保持し、ベアチップ実
装が終了した基板は前記フリップチップ実装機内外に配
されたヒータにより任意設定温度以上を保ち前記アンロ
ーダに収納され、前記マガジンごと高温保持され、基板
収納の完了後マガジンが排出バッファへ収納され、ベア
チップと接続対象である基板との熱膨張係数の差によっ
て発生する接続部への応力緩和を実施することを特徴と
するベアチップ実装装置。 - 【請求項2】 ベアチップ実装後、材料のもつ熱容量で
室温により自然冷却されたときに比し冷却勾配を下げ冷
却速度をコントロールすることを特徴とするベアチップ
実装方法。 - 【請求項3】 ベアチップ実装後、熱膨張率差に起因す
る冷却時の接続部への応力集中により破壊が発生する温
度以上の高温状態を保ったまま樹脂を封入・硬化するこ
とを特徴とするベアチップ実装方法。 - 【請求項4】 フリップチップ実装機以降の基板搬送経
路に配置したヒータにより温度コントロールを行うこと
を特徴とする請求項1記載のアチップ実装装置。 - 【請求項5】 フリップチップ実装機に連結したアンロ
ーダ装置で温度コントロールを行うことを特徴とする請
求項1記載のベアチップ実装装置。 - 【請求項6】 フリップチップ実装機に連結した樹脂塗
布機の基板搬送経路に配置したヒータにより温度コント
ロールを行うことを特徴とする請求項1記載のベアチッ
プ実装装置。 - 【請求項7】 マガジンの前後に排出バッファと予備バ
ッファを配置し、予備バッファに次マガジンをセット
し、ヒータで事前加熱し、ベアチップ実装終了後、マガ
ジンを排出バッファに排出し、排出された高温状態のマ
ガジンを高温保持状態を保持したまま次工程へ流すよう
構成したことを特徴とする請求項1記載のベアチップ実
装装置。
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