KR101391346B1 - 프린트 기판의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

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KR101391346B1
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노리아키 무카이
마사루 미츠모토
마코토 홈마
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은, 언더필액을 사용하였을 때와 동등한 효과가 얻어져 기판과 반도체 칩 사이의 충전 방법을 실현한다. 프린트 기판(33)의 복수의 전극부에 땜납 범프(39)를 형성하고, 이 복수의 땜납 범프를 통해 반도체 칩(41)을 프린트 기판에 탑재한다. 그 때, 프린트 기판의 땜납 범프가 형성된 면측을 덮는 언더필용의 열가소성 필름(30)을 준비한다. 이 필름은, 땜납 범프 부분이 제거되어 있음과 함께 반도체 칩이 탑재되는 부분의 주연부가 돌기 형상으로 형성되어 있고, 필름으로 프린트 기판을 덮은 후에 필름을 기판에 부착하고, 이어서 반도체 칩을 프린트 기판에 탑재하여 리플로우 노로 반송하고, 이 리플로우 노에서 가열 및 가압(HP)하여, 땜납 범프를 용융시킨다.

Description

프린트 기판의 제조 장치 및 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING PRINTED PLATE BOARD}
본 발명은, 프린트 기판의 제조 장치 및 제조 방법에 관련된 것으로서, 특히 프린트 기판 상에 반도체 칩을 장착하기에 적합한 프린트 기판의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
프린트 기판에 있어서의 플립 칩 본딩에 있어서는, 프린트 기판에 형성된 접속 패드에 솔더 볼을 부착하고, 이 솔더 볼을 통해 반도체 칩을 실장하고 있다. 이 플립 칩 본딩법에 의해 프린트 기판에 반도체 칩을 실장하면, 접속 패드에 부착된 솔더 볼의 높이에 따라, 반도체 칩과 프린트 기판 사이에 갭(G)이 발생한다. 그 때문에, 반도체 칩의 지지력이 낮아져, 솔더 볼의 솔더링 부위에서 크랙이 발생할 우려가 있다. 특히, 큰 온도 변화가 일어나면, 반도체 칩과 프린트 기판 사이의 열팽창 계수가 서로 다르기 때문에, 솔더 볼에 열응력이 발생하고, 이 열응력에 의해 솔더 볼에서 크랙이 발생한다.
그래서 종래, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 반도체 칩을 안정적으로 지지하기 위하여, 반도체 칩과 프린트 기판 사이에서 발생한 갭(G)에, 디스펜서(dispenser)를 이용하여, 액상 물질의 언더필액을 주입하고 있다. 언더필액을 주입하는 것으로 하였으므로, 이 액이 외부로 누출되는 것을 방지할 필요가 있고, 그 때문에 기판의 가장자리부에 흐름 방지용 댐을 형성하고 있다.
일본 공개특허공보 제2010-118634호
상기 특허문헌 1에 기재된 프린트 기판에 있어서는, 흐름 방지용 댐의 형성에 디스펜서를 사용하고 있다. 종래의 범프의 간격은, 디스펜서를 사용하기에 충분한 간격이었다. 그러나, 칩의 미세화에 수반하여 범프 간격이 좁아져, 디스펜서를 사용하여 언더필액을 주입할 수 없게 되었다. 그 때문에, 언더필을 형성할 수 없어, 반도체 칩과 기판 사이에 작용하는 열응력에서 기인하는 크랙의 발생이 곤란해지고 있어, 디스펜서를 사용한 언더필액 주입법의 대체안이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 언더필액을 사용하였을 때와 동등한 효과가 얻어지는 기판과 반도체 칩 사이의 간극을 메워 양자를 고정하는 것에 있다. 또한, 크랙의 발생을 방지한 정밀도가 양호한 프린트 기판을 실현하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 프린트 기판의 복수의 전극부에 땜납 범프를 형성하고, 이 복수의 땜납 범프를 통해 반도체 칩을 상기 프린트 기판에 탑재하는 프린트 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 프린트 기판의 상기 땜납 범프가 형성된 면측을 덮는 언더필용의 열가소성 필름을 준비하고, 이 필름은 상기 땜납 범프 부분이 제거되어 있음과 함께 상기 반도체 칩이 탑재되는 부분의 주연부(周緣部)가 돌기 형상으로 형성되어 있고, 상기 필름으로 상기 프린트 기판을 덮은 후에 상기 필름을 상기 기판에 부착하고, 이어서 상기 반도체 칩을 상기 프린트 기판에 탑재하여 리플로우 노로 반송하고, 이 리플로우 노에서 가열 및 가압하여 상기 땜납 범프를 용융시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 이 특징에 있어서, 상기 필름의 준비 단계에서는, 롤 형상으로 감긴 상기 필름을 소정의 크기로 절단한 후, 필름 반송 지그를 사용하여 필름 천공부로 반송하고, 이 필름 천공부에서 상기 프린트 기판에 형성된 상기 땜납 범프에 상당하는 부분을 천공 가공하고, 이어서 상기 필름 반송 지그와 상기 필름을 함께 반전시키는 것이 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 프린트 기판의 제조 장치는, 언더필용의 열가소성 필름이 롤 형상으로 감긴 필름 공급부와, 이 필름 공급부로부터 공급된 상기 필름에 대해, 프린트 기판에 형성한 땜납 범프의 위치에 상당하는 지점에 천공 가공하는 천공 가공부와, 상기 필름을 유지하는 필름 반송 지그와 상기 필름을 함께 반전시키는 필름 반전부와, 반전된 상기 필름을 상기 프린트 기판에 첩부(貼付)하는 필름 부착부를 구비하고, 상기 필름 부착부는, 반전 후의 필름 반송 지그 및 상기 필름을 유지하는 상(上)테이블과, 상기 프린트 기판을 재치(載置)하여 상기 프린트 기판을 가열하는 히터를 가지는 하(下)테이블과, 상기 상테이블 및 하테이블을 상하 방향으로 이동시키는 구동 장치를 구비한다.
그리고, 이 프린트 기판의 제조 장치는, 상기 필름 부착부에서 상기 필름이 부착된 상기 프린트 기판에 반도체 칩을 탑재하고, 상기 땜납 범프를 용융시켜 상기 반도체 칩을 상기 프린트 기판에 고정하는 리플로우 노를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 언더필을 가소성 필름으로 형성하였기 때문에, 기판과 반도체 칩 사이를, 언더필액을 사용하였을 때와 동등한 효과가 얻어지도록 고정할 수 있다. 또한, 반도체 칩과 프린트 기판 사이를 언더필로 확실하게 고정할 수 있기 때문에, 열응력 등에 의한 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관련된 반도체 칩을 프린트 기판에 장착하는 개략 공정을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 관련된 프린트 기판의 제조 장치의 일부를 나타내는 모식도로서, 언더필에 사용하는 필름을 필름 반송 지그에 주고받는 부분을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 관련된 프린트 기판의 제조 장치의 일부를 나타내는 모식도로서, 언더필에 사용하는 필름을 기판에 부착하는 부분을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 관련된 프린트 기판의 제조 장치 및 제조 방법을, 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관련된 프린트 기판(33)의 제조 방법의 일 실시예를 설명하는 도면으로서, 반도체 칩(41)을 프린트 기판(33)에 장착하는 공정을 나타내고 있다. 도 1에서는 도시를 생략하였으나, 전(前)공정에서 땜납 볼 인쇄기를 사용하여 땜납 범프(39)를 프린트 기판(33)의 표면 상에 인쇄하고, 리플로우하여 프린트 기판(33)면 상에 고정하고 있다.
도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 땜납 범프(39)가 형성된 프린트 기판(33)은, 언더필 형성부에 반입되어, 하테이블(34) 상에 탑재된다(단계 S1). 하테이블(34) 상에 프린트 기판(33)이 탑재되면, 미리 땜납 범프(39)의 형상에 맞추어 CVD 장치로 천공 가공이 실시된 필름 형상의 언더필막(이후, 필름이라고도 칭한다)(30)이, 도시되지 않은 언더필막 공급 장치로부터 공급된다.
또한, 필름(30)의 주연부에는, 돌기(볼록부)(40)가 형성되어 있다. 돌기(40)는, 반도체 칩(41)을 프린트 기판(33) 상에 탑재한 채로 이동시킬 때에, 진동 등이 프린트 기판(33)에 가해져도 반도체 칩(41)이 프린트 기판(33) 상을 이동하지 않도록 형성되어 있다.
필름(30)은, 두께가 5∼20㎛이고, 열가소성이다. 필름(30)에 열을 가하면 점착성이 발생하여, 프린트 기판(33)과 반도체 칩(41)이 접착된다. 필름(30)과 프린트 기판(33)에는, 각각 위치 맞춤용의 마크가 형성되어 있다. 언더필 형성부(50)에는, 이들 마크를 검출하기 위하여 촬상용의 카메라(32)가 설치되어 있고, 카메라(32)로 각각의 마크 위치를 촬상한다. 카메라(32)가 촬상한 화면은, 도시되지 않은 제어부로 보내지고, 제어부에서 화상 처리된다. 그리고, 마크 위치의 어긋남량이 구해지고, 하테이블(35)을 수평 방향으로 이동시켜 위치 맞춤한다.
도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 필름(30)과 프린트 기판(33)의 위치 맞춤이 종료되면, 필름(30)을 프린트 기판(33)면으로 강하시킨다. 그리고, 땜납 범프(39)의 부분을 제외하고, 필름(30)으로 프린트 기판(33)을 덮는다(단계 S2). 도 1(c)에 나타내는 바와 같이, 필름(30)으로 프린트 기판(33)을 덮은 후에는, 땜납 범프(39) 상에 반도체 칩(41)을 탑재한다(단계 S3).
반도체 칩(41)과 땜납 범프(39)를 위치 맞춤할 때에도 카메라(32)로, 위치 맞춤 마크를 촬상한다. 그리고, 필름(30)의 위치 맞춤시와 마찬가지로, 위치 어긋남량을 계측하고, 그 어긋남량에 따라 반도체 칩(41)의 파지부를 수평 이동시켜 위치 맞춤한다. 반도체 칩(41)을 탑재한 후에 프린트 기판(33)을 이동시키면, 반도체 칩(41)은 땜납 범프(39) 상에 단순히 재치되어 있을 뿐이므로, 위치 어긋남을 일으킬 가능성이 크다. 그 때문에, 필름(30)의 반도체 칩(41)을 탑재하는 단부(端部)측에, 볼록부가 형성되어 있다. 이 볼록부를, 필름(30)의 천공 가공시에 함께 형성하는 것도 가능하다.
프린트 기판(33) 상에 반도체 칩(41)을 탑재하여 탑재 상태를 검사 완료하면, 프린트 기판(33)을 리플로우 노로 반송한다. 도 1(d)에 나타내는 바와 같이, 리플로우 노에서는, 언더필막(30)을 화살표 방향으로 위에서 아래로 가압한다. 그와 함께, 가열한다. 이 가열·가압(HP)에 의해, 프린트 기판(33)과 반도체 칩(41)이 접착 고정된다(단계 S4). 프린트 기판(33) 상에 반도체 칩(41)을 고정 완료하면, 프린트 기판(33)을 검사 공정으로 반송한다.
도 2에, 언더필막(필름)(30)의 형성 장치(45)를 나타낸다. 이 도 2에서는, 필름(30)은 시트 형상의 두루마리로서 형성되어 있다. 필름 롤(11)은, 커버 필름(12) 및 언더필막(30)을 가지고 있으며, 내측으로부터 순서대로, 커버 필름(12), 언더필막(30)이 적층되어 있다.
필름 롤(11)로부터 필름(30)을 반송면으로 반송하기 위하여, 필름 롤(11)의 하방에 가이드 롤(13)이 배치되어 있다. 가이드 롤(13)은, 커버 필름(12)을 박리하는 데에 사용된다. 박리된 커버 필름(12)은, 필름 롤(11)에 인접하여 설치된 권취 롤(14)에 권취된다. 필름 롤(11) 및 권취 롤(14)의 구동부에는, 필름(30)의 잔량에 따라 토크를 조정하는 도시되지 않은 토크 조정 장치가 설치되어 있다. 토크 조정 장치의 조정에 의해, 필름(30)의 장력을 일정하게 하여 반송할 수 있게 된다.
가이드 롤(13)의 하측에는, 필름(30)의 선단부의 소정 영역 또는 후단부의 소정 영역을 흡인 흡착하여 반송하는 선단 유지 부재(15)와 후단 유지 부재(16)가 배치되어 있다. 선단 유지 부재(15)의 내부에는 진공실이, 상면에는 흡착 구멍이 형성되어 있다. 진공실은 도시되지 않은 진공 펌프에 접속되어 있다. 진공 펌프를 구동하면, 선단 유지 부재(15)의 상면에 필름 선단이 흡인 흡착된다. 즉, 진공 흡착 기구를 사용하여, 선단 유지 부재(15) 상에 필름(30)을 유지한다.
또한, 선단 유지 부재(15)는, 선단 유지 부재(15)의 하방에 배치된 볼 나사(20)의 가동부(21)에 지지되어 있다. 볼 나사(20)는 서보 모터(19)에 직결되어 있다. 서보 모터(19)를 구동함으로써, 볼 나사(20)의 가동부(21)에 지지된 선단 유지 부재(15)는, 좌우 방향(필름 반송 방향)으로 이동한다. 또한, 가동부(21)에는 에어 실린더(17)가 접속되어 있다. 에어 실린더(17)는, 필름(30) 압착부를 구성하는 1쌍의 압착 롤러(23) 중 일방의 압착 롤러(23)에 인접하는 위치까지, 필름(30)의 선단을 반송시킬 수 있다.
후단 유지 부재(16)에서도 선단 유지 부재(15)의 경우와 마찬가지로, 내부에 진공실이, 상면에 흡착 구멍이 형성되어 있다. 또한, 폭 방향으로 연장되는 홈이 형성되어 있고, 이 홈은 커터 기구(18)를 사용하여 필름(30)을 폭 방향으로 절단할 때의 커터 받이대로도 사용된다. 커터 기구(18)는, 후단 유지 부재(16)의 상측에 설치되어 있고, 로드리스 실린더 등에 의해 폭 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 커터 기구(18)는, 필름(30)을 폭 방향으로 절단하는 데에 사용된다.
볼 나사(20)의 가동부(21)가 선단 유지 부재(15)를 지지하고 있으므로, 필름(30)은 정확하게 반송된다. 또한, 가동부(21)에 설치한 로터리 엑추에이터를 구동하여 연결재(22)를 회전시키고 있으므로, 후단 유지 부재(16)를 필름 반송면으로부터 하측으로 퇴피시킬 수 있다.
압착 롤(23)은, 금속제 롤의 외주(外周)측을 내열성이 우수한 고무(실리콘 고무 등)로 두께 1.2mm 정도로 피복한 구성으로 되어 있다. 또한, 정전기 발생 장치(28)가 구비하는 전극(26)으로부터 필름(30)으로 전압이 인가되면, 압착 롤(23)은 정전 흡착에 의해 표면에 필름(30)을 유지한다. 그 때문에, 외주를 피복하고 있는 고무가 실리콘 고무이면 전기 저항은 커진다. 그러나, 외주 피복 고무의 두께가 1.2mm 정도로 얇으므로, 정전 흡착에 대한 영향은 경미하다. 또한, 내열성이 있는 도전성 고무를 사용하면, 정전 흡착 효과가 증가하는 것은 말할 필요도 없다.
1쌍의 압착 롤(23)은, 반송 롤러(25)에 의해 반송된 필름 반송 지그(24)를 상하 방향으로부터 사이에 두도록 상하에 배치되어 있다. 또한, 상하에 배치한 각 압착 롤(23)에는 도시되지 않은 에어 실린더가 연결되어 있고, 에어 실린더를 구동하면, 압착 롤(23)은 상하 방향으로 이동한다. 여기서, 압착 롤(23)의 금속 부분은, 접지되어 있다.
다음으로, 필름 첩부 동작에 대하여 설명한다. 필름(30)을 첩부하는 준비로서, 수동으로 필름 롤(11)로부터 필름(30)을 인출하여, 가이드 롤(13)에 넘긴다. 상기 서술한 바와 같이, 가이드 롤(13)에서는 커버 필름(12)이 박리된다. 박리된 커버 필름(12)은, 권취 롤(14)에 권취된다. 나머지의 필름(30)은 후단 유지 부재(16)의 선단까지 인출되고, 배면측을 선단 유지 부재(15) 및 후단 유지 부재(16)가 흡인 흡착한다.
이 때, 필름 롤(11) 및 권취 롤(14)에 접속된 구동 수단인 모터를 동작시켜, 필름(30)에 일정한 장력을 작용시킨다. 상기 설명의 상태에서, 후단 유지 부재(16)의 홈 부분을 커터 기구(18)의 커터날이 통과하도록 위치 결정한다. 이어서, 커터 기구(18)를 폭 방향으로 이동시켜, 필름(30)을 절단한다. 필름(30)의 절단 작업이 종료되면, 필름(30)을 흡착하고 있던 후단 유지 부재(16)의 흡인 흡착을 정지하고, 필름(30)의 자투리를 폐기 처분한다. 그 때, 필름(30)의 선단부가 선단 유지 부재(15)의 선단부로부터 10mm 정도 밀려나온 상태에서, 선단 유지 부재(15)가 필름(30)을 흡인 흡착한다. 이에 의해, 필름(30)의 첩부 동작의 준비가 완료된다.
필름(30)의 첩부 준비가 완료된 상태에서는, 기판 반송면의 상하에 위치하는 압착 롤(23)은 모두 상승 위치에 있다. 그리고, 내부에 설치한 히터로 가열된 상태에서 기판 반송 방향으로 회전하고 있다. 또한, 하측의 압착 롤(23)의 상면은, 필름 반송 지그(24)와 접촉되어 있고, 필름 반송 지그(24)를 도 2에서는 좌측에서 우측으로 반송한다.
필름(30)의 첩부 동작에 있어서는, 먼저 서보 모터(19)를 작동시켜, 볼 나사(20)의 가동부(21)를 압착 롤(23) 부근까지 이동시킨다. 후단 유지 부재(16)에 설치한 로터리 액추에이터를 구동하면 연결재(22)가 회전하여, 후단 유지 부재(16)를 필름 반송면으로부터 하측으로 퇴피시킨다.
이어서, 에어 실린더(17)를 작동시켜, 필름(30)의 선단이 압착 롤(23)의 상면 중앙 부근에 위치할 때까지, 선단 유지 부재(15)를 이동시킨다. 필름(30)이 상기 서술한 소정 위치에 위치 결정되면, 도시되지 않은 정전기 발생용 전원으로부터 전극(26)으로 고전압을 인가한다. 이 때, 필름(30)의 선단부는, 전극(26)과 상측의 압착 롤(23) 사이에 위치하고 있다. 그 때문에, 선단 유지 부재(15)로부터 밀려나와 있는 필름 선단 부분이 대전되어, 접지되어 있는 상측의 압착 롤(23)에 흡착된다.
상측의 압착 롤(23)은 필름 반송 지그(24)의 반송 방향으로 회전하고 있고, 흡착한 필름(30)을 하측(반송 지그측)으로 반송한다. 이 때, 선단 유지 부재(15)의 흡인 흡착을 해제하면, 필름(30)은 상측의 압착 롤(23)의 회전과 함께 프린트 기판(33)측으로 반송된다. 이어서, 에어 실린더(17) 및 가동부(21)를 작동시켜, 필름(30)을 압착 롤(23)에 주고받은 선단 유지 부재(15)를, 가이드 롤(13)의 하측 위치로 되돌린다. 그와 함께, 로터리 액추에이터를 구동하여 연결재(22)를 회전시켜, 퇴피되어 있던 후단 유지 부재(16)도 필름 반송면의 위치로 되돌린다.
필름(30)이 압착 롤(23)의 바로 아래[반송되어 온 필름 반송 지그(24)면과 접촉하는 위치]까지 반송되면, 압착 롤(23)의 회전을 정지한다. 그리고, 선단 유지 부재(5) 및 후단 유지 부재(16)의 상측에 위치하는 필름(30)을, 각각의 유지 부재(15, 16)에 흡인 흡착시켜 유지한다. 커터 기구(18)를 구동하여, 필름(30)을 폭 방향으로 절단한다. 이 때, 절단한 필름(30)의 길이가 프린트 기판(33)에 첩부하는 길이가 되도록, 커터 기구(18)의 위치와 후단 유지 부재(16)의 위치를 조정한다.
또한, 압착 롤(23)의 회전을 정지하지 않고, 커터 기구(18) 및 선단 유지 부재(15), 후단 유지 부재(16)를 필름(30)의 반송에 동기시켜, 필름(30)을 흡착 유지하여 절단해도 된다. 필름 반송 지그(24)는, 실제로 필름(30)을 첩부하는 프린트 기판(33)보다 긴 듯하게 형성한다.
필름(30)이 소정 길이로 절단되었으므로, 반송 롤러(25)가 필름 반송 지그(24)를 필름 첩부 위치로 반송한다. 필름 반송 지그(24)가 필름 첩부 위치에 도달하면, 하측의 압착 롤(23)의 높이 방향 위치는 그대로 하고, 상측의 압착 롤(23)만을 하강[하측 압착 롤(23)에 접근]시킨다. 필름(30)이 필름 반송 지그(24)면에 접촉하고 이어서 압착이 개시된다. 이 공정에서는, 필름(30)은 필름 반송 지그(24)와 함께 압착 롤(23)에 의해 반송되는데, 필름(30)의 반송과 동기하여 후단 유지 부재(16)도 압착 롤(23)측으로 이동하므로, 장력이 일정해진다.
압착 롤(23)의 회전에 수반하여, 필름(30)이 필름 반송 지그(24)에 압착되어 간다. 한편, 필름(30)을 흡착하고 있는 후단 유지 부재(16)가 압착 롤(23) 부근에 도달하면, 선단 유지 부재(15)로부터 압착 롤(23)에 필름(30)의 선단을 주고받는 경우와 마찬가지로, 정전기 발생 장치(18)의 전극(26)에 고전압을 인가한다. 고전압이 인가되면, 전극(26)의 하방에 위치하는 필름(30)의 후단이 대전되어, 압착 롤(23)에 정전 흡착된다.
필름(30)의 후단이 모두 압착 롤(23)에 주고받아지면, 후단 유지 부재(16)의 흡인 흡착력을 해제한다. 그리고, 연결재(22)를 회전시켜 하방으로 퇴피시킨다. 한편, 선단 유지 부재(15)는, 다음으로 첩부하는 필름(30)의 선단을 흡인 흡착하고 있고, 필름(30)을 흡인 흡착한 채로 압착 롤(23) 근방까지 이동한다.
필름(30)의 후단은 압착 롤(23)에 정전 흡착되어 있기 때문에, 필름 반송 지그(24)면으로 늘어지지 않고 필름 반송 지그(24)에 밀착시키는 것이 가능하여, 압착에 있어서, 주름이나 기포 등이 첩부 부분에 혼입되는 일은 없다. 또한, 하측의 압착 롤(23)은 접지되어 있으므로, 상측의 압착 롤(23)에 유지되어 있는 필름(30)의 정전기는, 필름 반송 지그(24)에 접촉하면 방전된다.
필름(30)의 전체면을 필름 반송 지그(24)면에 압착한 후에는, 상측의 압착 롤(23)을 상승시키고, 선단 흡착 부재(15)로부터 다음 필름(30)을 주고받는다. 필름(30)의 선단을 압착 롤(23)에 주고받으면, 선단 유지 부재(15)는 가이드 롤(13)의 하방으로 이동한다. 그와 함께, 퇴피되어 있던 후단 유지 부재(16)도 필름 반송면의 위치로 되돌려진다. 이에 의해, 일련의 첩부 동작이 완료된다.
상기 실시예에서는, 필름(30)을 압착 롤(23)에 주고받기 위하여, 필름(30)의 선단부 및 후단부를 정전 흡착하고 있었으나, 필름(30)의 전체면을 정전 대전시켜 압착 롤(23)에 흡착시켜도 된다. 또한, 필름(30)을 압착 롤(23)에 흡착시키는 수단과 마찬가지로, 선단 유지 부재(15) 및 후단 유지 부재(16)의 필름 유지 기구를, 진공 흡착 기구 대신에 정전 흡착 유지 기구로 해도 된다.
필름 반송 지그(24) 상에 장착한 필름(30)은 도시되지 않은 천공 가공부로 보내지고, 천공 가공부에서, 프린트 기판(33) 상의 전극부[땜납 범프(39) 형성부에 상당하는 지점]에 상당하는 지점을 천공 가공한다. 이 천공 가공은 도시되지 않은 천공 장치로 실시한다. 또한, 천공 가공을 행하기 전에, 프레스를 사용하여 필름(30)의 단부에 돌기를 형성한다. 돌기가 형성되어 있으므로, 프린트 기판(33) 상에 반도체 칩(41)을 탑재한 것만으로 고정하지 않아도, 프린트 기판(30)을 이동시킬 때에 반도체 칩(41)이 진동 등으로 이동하지 않는다. 또한, 프린트 기판(33) 상에 필름(30)을 첩부할 때에, 돌기를 가공해도 된다.
천공 가공된 필름(30)을 프린트 기판(30) 상에 탑재하기 위하여, 천공 가공된 필름(30)을 필름 첩부 장치(50)로 반송한다. 도 3에 필름 첩부 장치(50)의 개략 구성을 나타낸다. 필름 첩부 장치(50)에서는, 가대(31) 상에 프린트 기판(33)을 재치하는 하테이블(34)이 배치되어 있다.
하테이블(34)은, 하테이블(34)을 수평면 내에서 이동시키는 도시되지 않은 XYθ 테이블과, 이 XYθ 테이블의 구동 기구(36)를 가지고 있다. 또 가대(31)의 4모퉁이에 지지 기둥이 설치되어 있고, 지지 기둥의 상부에 상테이블(35)을 유지하는 상테이블 지지보(37)가 장착되어 있다. 지지보(37) 상부에는, 상테이블(35)을 상하로 이동시키기 위한 구동 장치(38)가 설치되어 있다. 상테이블(35)은, 구동 장치(38)에 장착되어 있다. 상테이블(35)과 하테이블(34) 사이에는, 상하 2시야 카메라(32)가 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.
필름 첩부 장치(50)에, 필름(30)을 장착한 필름 반송 지그(24)를 반입하기 전에, 도시되지 않은 반전 장치로, 필름 반송 지그(24)째로 필름(30)의 유지면을 반전시킨다. 필름 반송 지그(24)는, 반전된 상태에서 필름 첩부 장치(50)에 반입된다. 그리고, 프린트 기판(33)을 탑재한 하테이블(34)에 대향하여 설치한 상테이블(35)에 필름면을 아래로 향하게 하여 유지된다. 이 때, 도시되지 않은 상테이블(35)면에 부압을 공급하여, 진공 흡착에 의해 필름 반송 지그(24)째로 필름(30)을 상테이블(35)에 유지한다.
필름(30)면과 프린트 기판(33)면에 미리 형성한 위치 맞춤 마크를, 상하 2시야 카메라(32)로 촬상한다. 도시되지 않은 제어부는, 촬상된 화면을 화상 처리하여, 필름(30)면과 기판(33)의 위치 맞춤 마크의 어긋남량을 구한다. 이 어긋남량에 기초하여, 하테이블(34)을 수평 이동시켜 위치 맞춤한다. 또한, 하테이블(34)에는 히터가 설치되어 있기 때문에, 프린트 기판(33)을 소정의 온도로 가열할 수 있다. 하테이블(34)에 프린트 기판(33)이 재치되면, 히터가 온되어 프린트 기판(33)을 따뜻하게 한다. 또한, 위치 맞춤 마크의 촬상이 종료되면, 상하 2시야 카메라(32)를 상하 테이블(34, 35)면으로부터 퇴피시킨다.
위치 맞춤이 종료되면, 테이블 상하 구동 기구(38)를 동작시켜 필름(30)을 지지하고 있는 상테이블(35)을 하강시킨다. 프린트 기판(33)면 상에 소정의 압력을 가하면서, 필름(30)을 프린트 기판(33)면 상에 부착한다. 즉, 가열·가압하여 언더필막(필름)(30)을, 프린트 기판(33)의 전극부를 제외하고 프린트 기판(33)면 상에 가고정한다. 또한, 이상의 설명에서는, 필름(30)의 단부(반도체 칩의 회수에 상당하는 부분)에 돌기(40)를 형성하는 공정을, 필름(30)에 천공하는 공정 전에 실행하고 있으나, 프린트 기판(33)에 필름(30)을 첩부하는 공정시에, 반도체 칩(41) 단부를 고정하는 돌기를 형성해도 된다.
필름(30)의 부착이 완료되면, 프린트 기판(33) 상에 반도체 칩(41)을 탑재하는 공정으로 이동한다. 반도체 칩(41)을 프린트 기판(33) 상에 탑재할 때에는, 반도체 칩(41)의 전극 위치를, 미리 카메라(32)를 사용하여 계측해 둔다. 종래부터 이용되고 있는 로봇 핸드를 구비한 칩 마운터를 사용하여, 언더필막(30)이 형성된 프린트 기판(33)면 상에 반도체 칩(41)을 탑재한다.
반도체 칩(42)을 탑재한 프린트 기판(33)은, 리플로우 노로 반송되어 땜납 칩이 용융·고착된다. 또한, 이 반송시에는 반도체 칩(41)과 프린트 기판(33) 사이는 전혀 고정되어 있지 않으므로, 반도체 칩(41)이 이동하지 않도록 언더필막(30)의 단부에 돌기(40)를 형성하여, 반도체 칩(41)의 단부를 유지하고 있다.
상기 실시예에 있어서는, 프린트 기판 상에 반도체 칩을 탑재하여 그 후에 프린트 기판과 반도체 칩 사이에 언더필액을 주입하는 종래의 방법 대신에, 반도체 칩을 프린트 기판에 압착하기 전에, 프린트 기판 형상으로부터 전극부를 제외한 형상으로 언더필의 필름막을 형성하고, 이 필름막을 프린트 기판면에 첩부하여 반도체 칩을 소정 위치에 탑재하고 있다. 이에 의해, 미세화에 의한 전극 간격의 협소화에 대응할 수 있게 된다. 즉, 액상의 언더필에서 이용하는 모세관 현상도 발생하지 않는 프린트 기판과 반도체 칩 사이의 좁은 간극이어도, 반도체 칩을 프린트 기판에 강고하게 고정할 수 있게 된다.
11 필름 롤
12 커버 필름
13 가이드 롤
14 권취 롤
15 선단 유지 부재
16 후단 유지 부재
17 에어 실린더
18 커터 기구
19 서보 모터
20 볼 나사
21 가동부
22 연결재
23 압착 롤러
24 필름 반송 지그
25 반송 롤러
26 전극
28 정전기 발생 장치
30 언더필막(필름)
31 가대
32 상하 2시야 카메라
33 프린트 기판
34 하테이블
35 상테이블
36 테이블 구동 기구
37 상테이블 지지보
38 (상테이블)구동 장치
39 땜납 범프
40 돌기(볼록부)
41 반도체 칩
45 언더필막 형성 장치
50 필름 첩부 장치

Claims (4)

  1. 프린트 기판의 복수의 전극부에 땜납 범프를 형성하고, 이 복수의 땜납 범프를 통해 반도체 칩을 상기 프린트 기판에 탑재하는 프린트 기판의 제조 방법에 있어서,
    상기 프린트 기판의 상기 땜납 범프가 형성된 면측을 덮는 언더필용의 열가소성 필름을 준비하고, 이 필름은 상기 땜납 범프 부분이 제거되어 있음과 함께 상기 반도체 칩이 탑재되는 부분의 주연부(周緣部)가 돌기 형상으로 형성되어 있고, 상기 필름으로 상기 프린트 기판을 덮은 후에 상기 필름을 상기 기판에 부착하고, 이어서 상기 반도체 칩을 상기 프린트 기판에 탑재하여 리플로우 노로 반송하고, 이 리플로우 노에서 가열 및 가압하여 상기 땜납 범프를 용융시키며,
    상기 필름의 준비 단계에서는, 롤 형상으로 감긴 상기 필름을 소정의 크기로 절단한 후, 필름 반송 지그를 사용하여 필름 천공부로 반송하고, 이 필름 천공부에서 상기 프린트 기판에 형성된 상기 땜납 범프에 상당하는 부분을 천공 가공하고, 이어서 상기 필름 반송 지그와 상기 필름을 함께 반전시키는 것을 특징으로 하는 프린트 기판의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 언더필용의 열가소성 필름이 롤 형상으로 감긴 필름 공급부와, 이 필름 공급부로부터 공급된 상기 필름에 대해, 프린트 기판에 형성한 땜납 범프의 위치에 상당하는 지점에 천공 가공하는 천공 가공부와, 상기 필름을 유지하는 필름 반송 지그와 상기 필름을 함께 반전시키는 필름 반전부와, 반전된 상기 필름을 상기 프린트 기판에 첩부하는 필름 부착부를 구비하고, 상기 필름 부착부는, 반전 후의 필름 반송 지그 및 상기 필름을 유지하는 상(上)테이블과, 상기 프린트 기판을 재치(載置)하여 상기 프린트 기판을 가열하는 히터를 가지는 하(下)테이블과, 상기 상테이블 및 하테이블을 상하 방향으로 이동시키는 구동 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판의 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필름 부착부에서 상기 필름이 부착된 상기 프린트 기판에 반도체 칩을 탑재하고, 상기 땜납 범프를 용융시켜 상기 반도체 칩을 상기 프린트 기판에 고정하는 리플로우 노를 구비한 것을 특징으로 하는 프린트 기판의 제조 장치.
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