WO2004003993A1 - Packaging method and packaging system - Google Patents

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WO2004003993A1
WO2004003993A1 PCT/JP2003/008051 JP0308051W WO2004003993A1 WO 2004003993 A1 WO2004003993 A1 WO 2004003993A1 JP 0308051 W JP0308051 W JP 0308051W WO 2004003993 A1 WO2004003993 A1 WO 2004003993A1
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electrode
metal layer
conductive adhesive
mounting method
solder
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PCT/JP2003/008051
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Yamauchi
Toshihiro Mori
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Toray Engineering Co., Ltd.
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Abstract

A packaging method and a packaging system arranged such that when objects being bonded, i.e. electrodes, are bonded by fusing solder thermally in a nonconductive adhesive, at least one object being bonded, i.e. electrode A, is formed of a projecting metal layer unfusible at the melting point of solder and a solder layer formed thereon prior to packaging and, at the time of packaging, the electrode A is abutted against the other object being bonded, i.e. electrode B, the solder layer is fused thermally and then the electrodes A and B are bonded while pressing the objects being bonded against each other or controlling the height thereof. High-accuracy, low-damage packaging can be ensured with a low pressure even for an object being bonded having electrodes arranged at a fine pitch and a target packaging height can be ensured with high accuracy while eliminating the need for delicate pressure control, resulting in a desired bonding state.

Description

曰月 糸田 β  Satsuki Itoda β
実装方法および実装装置  Mounting method and mounting device
技 術 分 野  Technical field
本発明は、 ハンダ接合による被接合物の実装方法および実装装置に関し、 とく に、 ファインピッチ化された電極やバンプを備えた被接合物を低圧力で高精度に 接合でき、 かつ、 実装高さ （実装される被接合物間の間隙）'を容易に高精度に決 めることができる実装方法および実装装置に関する。  The present invention relates to a method and an apparatus for mounting an object to be bonded by solder bonding, and more particularly, to an object to be bonded having electrodes and bumps having fine pitches, which can be bonded with low pressure and high accuracy, and a mounting height. The present invention relates to a mounting method and a mounting apparatus capable of easily determining (a gap between objects to be mounted) ′ with high accuracy.
背 景 技 術  Background technology
非導電性接着剤中にて、 被接合物の電極同士を、 たとえばチップと基板の電極 同士を、 加熱によるハンダ溶融を介して接合する技術が知られている。 このよう な実装方法においては、 従来、 被接合物の電極、 たとえばチップの電極は、 ボー ル状のバンプに形成されていたが、 非導電性接着剤中で加熱接合する際には、 非 導電性接着剤の粘度が低下しかつハンダが溶融しているため、 接合用加圧力につ いては微妙な圧力コントロールが要求される。 圧力が高すぎると、 ハンダが押し つぶされて広がりすぎ、 隣接する電極がショートするおそれがあり、 逆に圧力が 低すぎると、 ハンダが適切に回り込めず、 信頼性の高い電気的接合状態が得られ ないおそれがある。  2. Description of the Related Art There is known a technique in which electrodes of an object to be joined, for example, electrodes of a chip and a substrate, are joined in a non-conductive adhesive via solder melting by heating. Conventionally, in such a mounting method, the electrodes of the object to be bonded, for example, the electrodes of the chip, are formed on ball-shaped bumps. Since the viscosity of the conductive adhesive decreases and the solder melts, delicate pressure control is required for the welding pressure. If the pressure is too high, the solder will be crushed and spread too much, and adjacent electrodes may be short-circuited.On the other hand, if the pressure is too low, the solder will not be able to wrap around properly and a reliable electrical connection will be obtained. It may not be obtained.
従来は、 最初から高い圧力 （たとえば、 5 0 g /バンプ程度） で実装していた c しかし、 近年の半導体に対する多機能化や高性能化の要求の高まりから、 一つの パッケージの高度なシステム機能を詰め込んだ S i P (System In Package)が注 目を集めており、 このような S i Pを実現するための C 0 C (Chip On Chip)実装 形態では一層の薄型、 小型化、 高密度化 （ファイ ンピッチ化） が要求されている このような薄型フアインピッチ C O Cでは、 周辺バンプから回路上へのエリアバ ンプとなり、 回路上のダメージの問題から従来のような高い圧力での実装では達 成が困難になっており、 より低圧力での実装が必要となっている。 また、 より低 ダメージとするため、 実装条件として、 より低圧力であることに加え、 より低温 化も求められ、 さらには、 より低コストでの実装も要求されるようになってきた c また、 ハンダ接合による実装においては、 被接合物の電極を、 ハンダ付けの際 には溶融しない金属からなる基層と、 その基層上に形成されたハンダバンプとか ら構成した、 二重構造のバンプ構成にすることも知られている （たとえば、 特開 平 9 _ 9 7 7 9 1号公報） 。 しかしこの提案構造では、 大気中でハンダを加熱溶 融させているため、 加熱による酸化防止のためフラックスを塗布する必要がある。 ま こ、 ハンダ接合後に両被接合物間に接着剤を注入し、 該接着剤にて接合部を封 止する接合方法となっているため、 ハンダバンプを加熱する際に、 両被接合物間 の熱膨張差を溶融ハンダで吸収するようにしている。 この熱膨張差の、吸収のため、 ハンダバンプをあるレベル以上に高く形成しておかなければならず （たとえば、 少なく とも高さ 3 0〜6 0 mを確保しておかなければならず） 、 かつ、 接着剤 で封止されるまで比較的ボリュ一ムのあるハンダ部分でクラック等を生じさせ ことなく接合状態を維持しておかなければならないので、 結局、 接合される両被 接合物間の実装間隙を大幅に縮めることは困難であつた。 Conventionally, first from a high pressure (e.g., 5 0 g / about bumps) c was implemented, however, the increasing of multi-functional and higher performance requirements for recent semiconductor, advanced system features a single package (System In Package) that is packed with SoCs is attracting attention, and the C0C (Chip On Chip) mounting form for realizing such SIP is even thinner, smaller, and denser. In such a thin fine pitch COC, area bumps from the peripheral bumps to the circuit are required, and due to the problem of circuit damage, it can be achieved by conventional mounting under high pressure. It has become difficult and requires lower pressure mounting. Further, in order to lower the damage, as a mounting condition, in addition to being lower pressure, lower temperature of also required, further, c also have come to be required also implemented at lower cost, In mounting by soldering, the electrodes of the object to be bonded are connected to a base layer made of a metal that does not melt during soldering and solder bumps formed on the base layer. It is also known to adopt a double-structured bump configuration (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-97771). However, in this proposed structure, solder is heated and melted in the atmosphere, so it is necessary to apply a flux to prevent oxidation due to heating. In addition, since a bonding method is used in which an adhesive is injected between the two bonded objects after the solder bonding and the bonded portion is sealed with the adhesive, when the solder bumps are heated, the distance between the two bonded objects is reduced. The difference in thermal expansion is absorbed by the molten solder. In order to absorb this difference in thermal expansion, the solder bumps must be formed to be higher than a certain level (for example, the height must be at least 30 to 60 m), and However, the joint must be maintained without causing cracks, etc., in the solder part with the relatively volume until it is sealed with the adhesive, and eventually, the mounting between the two joined objects It has been difficult to significantly reduce the gap.
発 明 の 開 示  Disclosure of the invention
そこで、 本発明の目的は、 とくに非導電性接着剤中にて被接合物の電極同士を 加熱によるハンダ溶融を介して接合するに際し、 ファインピッチ化された被接合 物に対しても、 低圧力、 さらには低温での高精度、 低ダメージ実装を可能ならし め、 かつ、 微妙な圧力コントロールを不要化しつつ、 目標とする実装高さに、 と くに従来高さに比べより低い実装高さに、 容易にかつ高精度に決めることができ、 望ましい電気的接合状態を確実に得ることができる実装方法および実装装置を提 供することにある。  Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-pressure bonding method for a fine-pitch bonded object, particularly when the electrodes of the bonded object are bonded to each other in a non-conductive adhesive via solder melting by heating. In addition, it enables high-precision, low-damage mounting at low temperatures, and eliminates the need for delicate pressure control, while achieving a target mounting height, especially a lower mounting height than conventional heights. It is an object of the present invention to provide a mounting method and a mounting apparatus which can be easily and accurately determined, and which can reliably obtain a desired electrical connection state.
すなわち、 本発明者らは、 従来、 ボール状のバンプを形成することにより、 接 合時に熱膨張差等によってかかる応力を該ボール状バンプで緩和できるようにし ていたが、 非導電性接着剤中での接合であれば、 必ずしもボール状のバンプに形 成することは必要ないという点と、 応力を緩和させるだけのハンダ量も必要がな いという点とに鑑み、 とくに電極を従来のボール状バンプとは異なった構成とす ることにより、 ファイ ンピッチ化された電極同士を容易にかつ高精度に低ダメ一 ジで接合できるとともに、 微妙な圧力コン トロールなしで、 目標とする実装高さ に容易にかつ高精度に決めることが可能であることを見出し、 本発明を完成する に至ったものである。  That is, the present inventors have conventionally formed a ball-shaped bump so that stress applied due to a difference in thermal expansion or the like at the time of joining can be reduced by the ball-shaped bump. In this connection, the electrodes are not necessarily formed into ball-shaped bumps, and it is not necessary to use a sufficient amount of solder to relieve stress. By adopting a configuration different from that of bumps, electrodes with fine pitch can be easily and accurately bonded with low damage, and the target mounting height can be achieved without delicate pressure control. The present inventors have found that it is possible to determine easily and with high accuracy, and have completed the present invention.
上記目的を達成するために、 本発明に係る実装方法は、 対向する被接合物の電 極同士を、 非導電性接着剤中にて、 加熱によるハンダ溶融を介して接合する実装 方法であって、 実装前に、 少なくとも一方の被接合物の電極 Aを、 ハンダ溶融温 度では溶融しない突出した金属層と、 該金属層上に積層されたハンダ層とから形 成し、 実装時に、 該電極 Aを他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて当 接させ、 加熱により前記ハンダ層を溶融させた後、 被接合物同士をより近接させ る方向の加圧力を上げて前記電極 Aを相対的に電極 B側に押し込むことを特徴と する方法からなる。 ここで電極 Aを相対的に電極 B側に押し込むとは、 加圧のた めの実際の移動動作は、 電極 A側でも、 電極 B側でも、 それら両側でもよいとい うことである。 In order to achieve the above object, a mounting method according to the present invention provides a method of mounting a device on an object to be joined. This is a mounting method in which the electrodes are joined together in a non-conductive adhesive via solder melting by heating, and before mounting, at least one electrode A of the workpiece is not melted at the solder melting temperature. A protruding metal layer and a solder layer laminated on the metal layer, and at the time of mounting, the electrode A is brought into contact with the electrode B of the other object to be bonded in a non-conductive adhesive, After the solder layer is melted by heating, the electrode A is relatively pushed toward the electrode B by increasing the pressing force in a direction in which the objects to be joined are brought closer to each other. Here, relatively pushing the electrode A toward the electrode B means that the actual moving operation for applying pressure may be on the electrode A side, on the electrode B side, or on both sides.
また、 本発明に係る実装方法は、 対向する被接合物の電極同士を、 非導電性接 着剤中にて、 加熱によるハンダ溶融を介して接合する実装方法であって、 実装前 に、 少なく とも一方の被接合物の電極 Aを、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出 した金属層と、 該金属層上に積層されたハンダ層とから形成し、 実装時に、 該電 極 Aを他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて当接させ、 加熱により前 記ハンダ層を溶融させた後、 被接合物間の間隙が予め定めた目標値となるように 前記電極 Aを相対的に電極 B側に押し込むことを特徵とする方法からなる。  Further, the mounting method according to the present invention is a mounting method of bonding electrodes of opposed objects to each other through solder melting by heating in a non-conductive adhesive. The electrode A of one of the objects is formed from a protruding metal layer that does not melt at the solder melting temperature and a solder layer laminated on the metal layer, and the electrode A is bonded to the other object during mounting. After the solder layer is melted by heating and brought into contact with the electrode B of the object in a non-conductive adhesive, the electrode A is relatively moved so that the gap between the objects to be joined becomes a predetermined target value. The method is characterized in that it is specifically pushed into the electrode B side.
これら本発明に係る実装方法においては、 上記電極 Aを相対的に電極 B側に押 し込む際に、 被接合物間に存在している非導電性接着剤を適量押し出して、 被接 合物の外縁側に非導電性接着剤のフィ レツ トを形成することが可能である。 また、 本発明に係る実装方法は、 対向する被接合物の電極同士を、 非導電性接 着剤中にて、 加熱によるハンダ溶融を介して接合する実装方法であって、 実装前 に、 少なく とも一方の被接合物の電極 Aを、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出 した金属層と、 該金属層上に積層されたハンダ層とから形成し、 実装時に、 該電 極 Aを他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて当接させ、 加熱により前 記ハンダ層を溶融させた後、 被接合物同士をより近接させる方向に加圧して、 前 記電極 Aにおける金属層の高さと、 前記電極 Bの高さまたは前記電極 Bも金属層 を備えている場合にはその金属層の高さとにより、 被接合物同士の実装間隙を決 めることを特徵とする方法からなる。  In the mounting method according to the present invention, when the electrode A is relatively pressed into the electrode B side, an appropriate amount of the non-conductive adhesive existing between the objects is extruded, and the object A is pressed. It is possible to form a fillet of a non-conductive adhesive on the outer edge side of this. Further, the mounting method according to the present invention is a mounting method of bonding electrodes of opposed objects to each other through solder melting by heating in a non-conductive adhesive. The electrode A of one of the objects is formed from a protruding metal layer that does not melt at the solder melting temperature and a solder layer laminated on the metal layer, and the electrode A is bonded to the other object during mounting. After the solder layer is melted by heating and brought into contact with the electrode B of the object in a non-conductive adhesive, the metal layer in the electrode A is pressed by pressing the objects to be joined closer to each other. And the height of the electrode B or, if the electrode B also has a metal layer, the height of the metal layer to determine the mounting gap between the objects to be bonded. Become.
上記金属層上のハンダ層は、 上記実装間隙が決められた状態における、 上記電 極 Aの金属層と上記電極 Bとの間の隙間の容積の 5 (！〜 1 5 0 %のハンダ量を有 する層に、 および または、 上記金属層上のハンダ層が、 厚さ ：！〜 3 0 mの層 に形成されることが好ましい。 すなわち、 従来のボール状バンプに比べ、 はるか に少ないハンダ量の、 あるいははるかに薄い層に形成できる。 なお、 上記電極 A の金属層と上記電極 Bとの間の隙間の容積とは、 電極 Aの金属層と電極 Bとの間 に面積の大小がある場合には、 狭い方の面積に対応する容積のこと ある。 また、 上記電極 Aの金属層または Zおよび上記電極 Bあるいは上記電極 Bも金 属層を備えている場合のその金属層の頂面が、 凸状に形成されていることが好ま しい。 金属層の頂面を凸状に形成しておく ,ことにより、 接触部は、 頂面の一部の み、 つまり、 頂面の中央部のみとなり、 この金属層と相手方の電極または金属層 との間に十分に高い接合信頼性を得るに足るだけのハンダ量を含んだ形態での接 合が可能になる。 The solder layer on the metal layer is provided with The layer having a solder amount of 5 (! To 150% of the volume of the gap between the metal layer of the pole A and the electrode B, and / or the solder layer on the metal layer has a thickness:! It is preferable that the metal layer of the electrode A and the metal layer of the electrode A be formed in a layer having a much smaller amount of solder or a much thinner layer than a conventional ball-shaped bump. When the area between the metal layer of the electrode A and the electrode B is large or small, the volume of the gap between the electrode B and the electrode B means the volume corresponding to the smaller area. When the metal layer or Z and the electrode B or the electrode B also include a metal layer, the top surface of the metal layer is preferably formed in a convex shape. In this way, the contact part is only a part of the top surface, that is, the top surface Only at the center, it is possible to make a connection between the metal layer and the counterpart electrode or metal layer in a form that includes a sufficient amount of solder to obtain sufficiently high bonding reliability.
上記金属層は、 電解メツキまたは無電解メツキにより形成することができ、 と くに無電解メツキが好ましい。 メツキであるから、 基本的に熱履歴を受けず、 表 面に酸化膜が形成されないか、 たとえ形成されても問題のないごく薄い層に抑え ることができる。 この金属層は、 ハンダ層に対してアンダーバリア層を形成し、 この金属層としては、 たとえば、 ニッケルの単層や、 ニッケル Z金の二層構造に 形成できる。  The metal layer can be formed by electroplating or electroless plating, with electroless plating being particularly preferred. Since it is a metal, it is basically free from heat history and does not form an oxide film on the surface, or it can be suppressed to a very thin layer that does not have any problem even if it is formed. This metal layer forms an under-barrier layer with respect to the solder layer, and can be formed as a single layer of nickel or a two-layer structure of nickel Z gold, for example.
上記ハンダ層は、 上記金属層上に、 電解メツキ、 無電解メツキ、 蒸着、 ディ ッ プ法のいずれかの方法により形成することができる。 とくに、 ディ ップ法では、 簡単なプロセスで極めて容易に形成できる。 また、 これらの方法では、 基本的に 熱履歴を受けないか、 影響の出る'ような熱履歴を受けないので、 ハンダ層の表面 にも酸化膜が形成されないか、 たとえ形成されても問題のないごく薄い層に抑え ることができる。 したがって、 従来の熱履歴を伴うボール状ハンダバンプの形成 に比べ、 酸化膜除去のための一次洗浄は基本的に不要となる。  The solder layer can be formed on the metal layer by any one of electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, and dipping. In particular, the dip method can be formed very easily by a simple process. In addition, since these methods basically do not receive a heat history or receive a heat history that has an influence on the solder layer, an oxide film is not formed on the surface of the solder layer. It can be suppressed to a very thin layer. Therefore, the primary cleaning for removing the oxide film is basically unnecessary compared to the conventional method of forming a ball-shaped solder bump with a thermal history.
このハンダ層を構成するハンダの材質としては、 上記金属層よりも低い溶融温 度を有するものであればとくに限定されず、 鉛ゃ鍚を主体にしたものに限らず、 ビスマスや銀などを含む材質であってもよく、 特に金属種を限定せずに溶融させ て接合を行うものの全てを含む。 また、 上記金属層としても、 厚さ 3 0 m以下の層に形成することができる。 したがって、 このような金属層と上記ハンダ層を足しても、 従来のボール型バン プに比べはるかに高さの低い電極構造に構成できる。 すなわち、 従来の接合方法 では、 前述したように、 溶融ハンダ部分で、 接着剤で封止されるまで両被接合物 間の熱膨張差を吸収して熱膨張差に起因する応力を吸収し、 不都合を生じさせる ことなく接合形態を維持しておかなければならなかったため、 バンプ全体の高さ を高く しておかなければならなかった。 し力、し、 本発明に係る方法では、 非導電 性接着剤中にて加熱接合されるので、 つまり、 接合と同時に封止も行われている ので、 周囲に存在する封止非導電性接着剤により溶融ハンダ部分の強度、 自己形 状保持性が確保されることとなり、'従来のようなバンプ高さにする必要はなくな り、 電極 Aを低く、 より具体的には、 金属層とハンダ層をともに低く設定するこ とが可能となる。 その結果、 最終的な実装高さも、 従来に比べはるかに低くする ことが可能になる。 したがって、 例えば三次元実装の場合のように、 より低い実 装高さが要求される場合、 特に有利になる。 The material of the solder constituting the solder layer is not particularly limited as long as it has a lower melting temperature than the above-mentioned metal layer, and is not limited to a lead-based material, but includes bismuth and silver. The material may be used, and includes all materials that are joined without being limited to a metal type by melting. Also, the metal layer can be formed as a layer having a thickness of 30 m or less. Therefore, even if such a metal layer and the above-mentioned solder layer are added, an electrode structure having a height much lower than that of a conventional ball type bump can be formed. That is, in the conventional joining method, as described above, the molten solder absorbs the stress caused by the difference in thermal expansion between the two joined objects until it is sealed with the adhesive, and absorbs the stress caused by the difference in thermal expansion. Since the bonding configuration had to be maintained without causing inconvenience, the overall height of the bump had to be increased. In the method according to the present invention, since the bonding is performed by heating in the non-conductive adhesive, that is, the sealing is performed simultaneously with the bonding, so that the sealing non-conductive bonding existing around the bonding is performed. The strength of the molten solder and the self-shape retention of the molten solder are ensured by the agent, and it is no longer necessary to make the bump height as in the past, and the electrode A is low, and more specifically, the metal A Both solder layers can be set low. As a result, the final mounting height can be much lower than before. Therefore, it is particularly advantageous when a lower mounting height is required, such as in the case of three-dimensional mounting.
また、 本発明に係る実装方法においては、 前記金属層上のハンダ層の量により、 非導電性接着剤中における被接合物の電極同士の接合の際に少なくとも一方の被 接合物の外側に向けて押し出される非導電性接着剤の量を制御し、 それによつて その被接合物の外側に形成される非導電性接着剤のフィ レツ 卜の形伏を所定形状 に制御することが可能である。 従来は、 たとえばチップと基板の間隙を決めよう としても、 チップや基板に厚みのばらつきがあることから実際には決めることが 難しく、 圧力で樹脂の飛び出す量をコントロールするしかなかった。 しかし本発 明に係る実装方法においては、 溶融しない下層の金属層の高さでチップと基板の 間隙を決めることができるので、 事前に塗布する接着剤の量を制御しておけば、 はみ出しにより形成されるフィ レツ ト形成用接着剤量は一定になり、 安定したフ ィ レツ トを形成することが可能になる。 特に印刷や非導電性フィルムによりチッ プ形状に応じて塗布しておけば、 全周にわたって均一なフィ レツ トも形成しやす くなる。  Further, in the mounting method according to the present invention, when the electrodes of the article to be joined in the non-conductive adhesive are bonded to the outside of at least one article to be joined, It is possible to control the amount of the non-conductive adhesive extruded and thereby to control the shape of the non-conductive adhesive filler formed on the outside of the object to be formed into a predetermined shape. . In the past, it was difficult to determine the gap between the chip and the substrate, for example, due to the variation in the thickness of the chip and the substrate. However, in the mounting method according to the present invention, the gap between the chip and the substrate can be determined by the height of the lower metal layer that does not melt, so if the amount of the adhesive applied is controlled in advance, it will protrude. The amount of the filler-forming adhesive formed is constant, and a stable fillet can be formed. In particular, if a coating is applied according to the chip shape by printing or a non-conductive film, a uniform fillet can be easily formed over the entire circumference.
また、 本発明に係る実装方法においては、 前記非導電性接着剤として、 特殊な 特性を有するものを使用できる。 すなわち、 前記非導電性接着剤として、 常温で は塗布された状態にて自己形状を保持可能な第 1の粘度を有し、 温度上昇に伴い 粘度が前記第 1の粘度から第 2の粘度に低下するとともに予め設定された所定の 温度と時間範囲で実質的に前記第 2の粘度に維持され、 該所定の温度範囲で所定 の時間経過後に粘度が前記第 2の粘度から上昇し硬化が進行する接着剤を用いる ことができる。 Further, in the mounting method according to the present invention, a non-conductive adhesive having special characteristics can be used. That is, at room temperature as the non-conductive adhesive, Has a first viscosity capable of maintaining a self-shape in an applied state, and the viscosity decreases from the first viscosity to the second viscosity as the temperature increases, and a predetermined temperature and time set in advance. It is possible to use an adhesive that maintains the second viscosity substantially within the range, and after the lapse of a predetermined time in the predetermined temperature range, the viscosity increases from the second viscosity and the curing proceeds.
このような非導電性接着剤を用いる場合、 たとえば、 前記電極 Aを他方の被接 合物の電極 Bに当接させた後、 ハンダ溶融温度に加熱する。 また、 ハンダ溶融温 度に加熱した後、 さらに昇温させて非導電性接着剤を硬化させることができる。 また、 このような非導電性接着剤として、 硬化開始の誘発点となる トリガ温度 を有し、 接着剤の温度が一旦トリガ温度に到達した後には、 接着剤の温度にかか わらず硬化が進行する接着剤を用いることもできる。 このようなトリガ温度を有 する非導電性接着剤を用いれば、 該非導電性接着剤が完全に硬化する前に、 加熱 を停止あるいは加熱手段を離間させることが可能になる。  When such a non-conductive adhesive is used, for example, the electrode A is brought into contact with the electrode B of the other object to be bonded, and then heated to a solder melting temperature. Further, after heating to the solder melting temperature, the non-conductive adhesive can be cured by further raising the temperature. In addition, such a non-conductive adhesive has a trigger temperature that triggers the start of curing, and after the temperature of the adhesive once reaches the trigger temperature, the curing is performed regardless of the temperature of the adhesive. A progressive adhesive can also be used. If a non-conductive adhesive having such a trigger temperature is used, it is possible to stop heating or separate the heating means before the non-conductive adhesive is completely cured.
また、 本発明で使用する被接合物、 とくに半導体としては、 対向する他方の被 接合物の電極と接合される電極が、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出した金属 層と、 該金属層上に積層されたハンダ層とから形成されており、 該ハンダ層の体 積あるいは厚みが、 前述の如き本発明に係る実装方法の実施に好適な値に設定さ れた半導体を使用する。  Further, as the object to be bonded used in the present invention, in particular, as a semiconductor, an electrode to be bonded to an electrode of the other object to be bonded is a protruding metal layer which does not melt at a solder melting temperature, and is laminated on the metal layer. A semiconductor is used which has a volume or thickness set to a value suitable for implementing the mounting method according to the present invention as described above.
上記のような実装方法を実施するための、 本発明に係る実装装置は、 対向する 被接合物の電極同士を、 非導電性接着剤中にて、 加熱によるハンダ溶融を介して 接合する実装装置であって、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出した金属層と、 該金属層上に積層されたハンダ層とから形成した少なく とも一方の被接合物の電 極 Aを他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて当接させるためのより低 い加圧力と、 加熱により前記ハンダ層を溶融させた後前記電極 Aを相対的に電極 B側に押し込むためのより高い加圧力とに制御可能な加圧制御手段を備えたこと を特徴とするものからなる。  The mounting apparatus according to the present invention for implementing the mounting method as described above is a mounting apparatus that joins electrodes of opposed objects to each other through solder melting by heating in a non-conductive adhesive. And an electrode A of at least one of the objects to be formed formed of a protruding metal layer that does not melt at the solder melting temperature and a solder layer laminated on the metal layer is an electrode B of the other object to be bonded. And a higher pressing force for pressing the electrode A relatively to the electrode B side after melting the solder layer by heating. And controllable pressurization control means.
また、 本発明に係る実装装置は、 対向する被接合物の電極同士を、 非導電性接 着剤中にて、 加熱によるハンダ溶融を介して接合する実装装置であって、 一方の 被接合物の他方の被接合物に対する相対的な高さを、 ハンダ溶融温度では溶融し ない突出した金属層と、 該金属層上に積層されたハンダ層とから形成した少なく とも一方の被接合物の電極 Aを他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて 当接させるためのより高い高さと、 加熱により前記ハンダ層を溶融させた後前記 電極 Aを相対的に電極 B側に押し込むためのより低い高さとに制御可能な高さ制 御手段を備えたことを特徴とするものからなる。 Further, the mounting apparatus according to the present invention is a mounting apparatus for bonding electrodes of opposed objects to each other through solder melting by heating in a non-conductive adhesive, wherein one of the objects At the solder melting temperature. The electrode A of at least one of the objects to be bonded, which is formed from the protruding metal layer and the solder layer laminated on the metal layer, is applied to the electrode B of the other object by applying a non-conductive adhesive. A height control means that can be controlled to a higher height for contacting and a lower height for pressing the electrode A relatively to the electrode B side after melting the solder layer by heating. It is characterized by the following.
上記のような本発明に係る実装方法および実装装置においては、 基本的に、 非 導電性接着剤中での接合に際し、 電極 Aが電極 Bに当接された後、 加熱によりハ ンダ層が溶融され、 加圧力を上げて電極 Aをさらに押し込む方法、 および、 ハン ダ層が溶融された後、 高さ （被接合物同士の実装間隙） をコントロールして電極 Aをさらに所定量押し込む方法のいずれも採用できる。 このような方法において は、 非導電性接着剤中にて被接合物の電極同士を加熱によるハング溶融を介して 接合するに際し、 少なくとも一方の電極をハンダ溶融温度では溶融しない突出し た金属層と、 該金属層上に積層されたハンダ層とから形成し、 実装時に、 ハンダ 層を溶融させた後、 加圧または高さコントロールしながら被接合物を押し込むよ うにしたので、 低圧力で実装することが可能になる。 つまり、 金属層上に薄く形 成されたハンダ層が溶融した後に、 電極を押し込むことにより接合するので、 低 圧力での実装が可能になり、 回路上にエリァバンプ化された被接合物の場合にも 低ダメージで高精度の実装が可能となる。  In the mounting method and the mounting apparatus according to the present invention as described above, basically, at the time of bonding in the non-conductive adhesive, after the electrode A is in contact with the electrode B, the solder layer is melted by heating. The electrode A is pushed further by increasing the applied pressure, or the electrode A is pushed further by a predetermined amount by controlling the height (mounting gap between the workpieces) after the solder layer is melted. Can also be adopted. In such a method, when joining electrodes of a workpiece in a non-conductive adhesive via hang melting by heating, a protruding metal layer that does not melt at least one electrode at a solder melting temperature; It is formed from a solder layer laminated on the metal layer, and at the time of mounting, after the solder layer is melted, the object to be bonded is pushed in while controlling the pressure or height, so mounting at low pressure Becomes possible. In other words, after the solder layer thinly formed on the metal layer is melted, it is bonded by pressing the electrode, so mounting at low pressure is possible, and in the case of a bonded object that is formed into an area bump on the circuit. It also enables high-precision mounting with low damage.
上記のうち実装間隙を決める方法の範疇に入る、 本発明の一形態に係る実装方 法においては、 非導電性接着剤中での接合に際し、 被接合物同士の実装間隙、 つ まり実装高さを決めるために、 ハンダ層が溶融した状態にて、 電極 Aにおける金 属層と電極 Bあるいは電極 Bも金属層を備えている場合にはその金属層とが実質 的に当接されて、 該電極 Aにおける金属層の高さと、 電極 Bの高さまたは該電極 Bも金属層を備えている場合にはその金属層の高さとにより、 被接合物同士の実 装間隙 （実装高さ） が決められる。 このとき、 両者の間には溶融ハンダが膜状に 薄く残ってはいる。 また、 複数の電極同士が接合される場合には、 必ずしも全て の金属層が当接される必要はなく、 少なく とも一つの金属層が当接されれば、 実 装高さは決まる。 このように、 機械的な当接によって実装高さが決められること になるので、 実装高さ決定上不安定な流動性を有する溶融ハンダは、 実装高さを 決める動作上は入り込む余地がなくなり、 単に上記当接動作 （あるいは加圧動 作） を行わせるだけで、 初期設定された所定の実装高さに正確に決められること になる。 したがって、 従来のような微妙な圧力コント口一ルを必要とせず、 ハン ダ層溶融後に適切な押し込み圧力さえ加えられれば、 容易にしかも高精度に所定 の実装高さに決めることができる。 したがって、 実装の容易化と制御の容易化の 両方を達成できる。 また、 非導電性接着剤中での加熱接合により、 7ラックスレ スでの実装が可能になる。 In the mounting method according to an embodiment of the present invention, which is included in the category of the method for determining the mounting gap among the above, the bonding gap between the objects to be bonded, that is, the mounting height when bonding in a non-conductive adhesive is performed. When the solder layer is in a molten state, the metal layer of the electrode A and the metal layer of the electrode B or the electrode B are substantially brought into contact with each other when the metal layer is provided. The mounting gap (mounting height) between objects to be bonded is determined by the height of the metal layer at the electrode A and the height of the electrode B or the height of the metal layer when the electrode B also has a metal layer. I can decide. At this time, a thin layer of molten solder remains between them. Further, when a plurality of electrodes are joined, it is not always necessary to contact all metal layers. If at least one metal layer contacts, the mounting height is determined. As described above, the mounting height is determined by the mechanical contact, so that the molten solder with unstable fluidity in determining the mounting height requires the mounting height. There is no room for entry in the operation to be determined, and simply by performing the contact operation (or the pressurizing operation), the mounting height can be accurately determined to the initially set predetermined mounting height. Therefore, it is not necessary to use a delicate pressure control as in the past, and if a proper pushing pressure is applied after the solder layer is melted, the mounting height can be easily and accurately determined to a predetermined mounting height. Therefore, both easy implementation and easy control can be achieved. Heat bonding in a non-conductive adhesive enables mounting at 7 racks.
また、 ハンダ層のハンダ量としては、 上記金属層が当接した状態で相手方電極 との隙間を埋めて信頼性の高い電気的接合を得るに十分な量さえ確保しておけば よく、 ごく少量あるいはごく薄い層でよい。 このハンダの量を適切にコントロー ノレしておくことにより、 接合時の加圧により （適切な押し込み圧力により） 、 溶 融ハンダが金属層と相手電極との隙間を埋めるとともに適切に押し出されて金属 層と電極の周りに余剰を生じることなく回り込むことができる。 その結果、 隣接 電極との間にショ一卜などの不都合を生じることなく、 良好に回り込むことが可 能になり、 信頼性の高い接合状態が得られる。 すなわち、 ハンダ層の厚みやハン ダ量さえ適切に設定しておけば、 ボンディ ング条件に影響されることなく最適な ハングの回り込みを達成でき、 容易に所望の接合状態が得られる。 とくに、 低い 実装高さが要求される場合に、 極めて好適な方法を提供できる。  In addition, the solder amount of the solder layer is sufficient if it is sufficient to fill a gap with the counter electrode in a state where the above-mentioned metal layer is in contact with each other and to obtain a reliable electrical connection. Alternatively, a very thin layer may be used. By appropriately controlling the amount of this solder, the molten solder fills the gap between the metal layer and the counter electrode and is appropriately extruded by the pressurization during joining (with an appropriate indentation pressure). It is possible to wrap around the layer and the electrode without any excess. As a result, it is possible to satisfactorily go around without causing inconvenience such as a short between the adjacent electrodes, and a highly reliable bonding state can be obtained. That is, if the thickness of the solder layer and the amount of solder are properly set, an optimum wraparound of the hang can be achieved without being affected by the bonding conditions, and a desired bonding state can be easily obtained. Particularly when a low mounting height is required, a very suitable method can be provided.
また、 本発明に係る実装方法および実装装置では、 非導電性接着剤中で被接合 物の電極同士を接合するので、 基本的にフラックスレスで実装を行うことができ る。 すなわち、 従来方法では、 たとえハンダ積層構造を採用していたとしても、 非導電性接着剤中で加熱する方法ではないため、 とくに相手方の電極の酸化が問 題となり、 フラックスを使用しないと現実的には酸化防止をはかった接合は難し い。 しかし本発明では、 非導電性接着剤中で加熱するので、 このような酸化の問 題が発生せず、 フラックスレスにて酸化を生じさせることなく所望の接合を行う ことが可能になる。 そして前述したように、 非導電性接着剤中で溶融ハンダが捕 強された状態で接合することになるので、 ハンダ層の高さを低く設定でき、 最終 的な実装高さも小さく抑えることができる。  Further, in the mounting method and the mounting apparatus according to the present invention, since the electrodes of the object to be bonded are bonded in the non-conductive adhesive, the mounting can be basically performed without flux. In other words, in the conventional method, even if a solder laminate structure is adopted, since it is not a method of heating in a non-conductive adhesive, oxidation of the partner electrode is a problem, and it is practical to use no flux. It is difficult to form a joint that prevents oxidation. However, in the present invention, since heating is performed in a non-conductive adhesive, such a problem of oxidation does not occur, and a desired joining can be performed without causing oxidation in a fluxless manner. And, as described above, since the joining is performed while the molten solder is strengthened in the non-conductive adhesive, the height of the solder layer can be set low, and the final mounting height can also be kept small. .
さらに、 特殊な特性挙動を示す非導電性接着剤を使用すれば、 溶融ハンダの挙 動や接着剤の硬化についても最適な状態とすることが可能となり、 一層望ましい 接合状態を得ることが可能になるとともに、 実装タク 卜の短縮をはかることも可 肯 gとなる。 In addition, the use of non-conductive adhesives that exhibit special characteristic behavior can improve the melting solder. It is possible to optimize the movement and the curing of the adhesive, and it is possible to obtain a more desirable bonding state, and it is also possible to shorten the mounting time.
図 面 の 簡 単 な 説 明  Brief explanation of drawings
図 1は、 本発明の一実施態様に係る実装方法および実装装置におけるチップ実 装前の状態を示す概略側面図である。 、  FIG. 1 is a schematic side view showing a state before mounting a chip in a mounting method and a mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. ,
図 2は、 図 1の実装方法および実装装置において非導電性接着剤を展延させ該 非導電性接着剤中で電極同士を当接させた状態を示す概略縦断面図である。  FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a state in which a non-conductive adhesive is spread in the mounting method and the mounting apparatus of FIG. 1 and electrodes are brought into contact with each other in the non-conductive adhesive.
図 3は、 図 1の実装方法および実装装置におけるチップ電極の構成を示す拡大 縦断面図である。 ―  FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing a configuration of a chip electrode in the mounting method and the mounting apparatus of FIG. ―
図 4は、 図 1の実装方法およぴ実装装置における金属層と他方の電極が溶融ハ ンダを介して接合された状態を示す拡大部分縦断面図である。  FIG. 4 is an enlarged partial longitudinal sectional view showing a state in which the metal layer and the other electrode in the mounting method and the mounting apparatus of FIG. 1 are joined via molten solder.
図 5は、 図 1の実装方法および実装装置における図 4のステップ後の実装状態 を示す概略縦断面図である。  FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a mounting state after the step of FIG. 4 in the mounting method and the mounting apparatus of FIG.
図 6は、 本発明の別の実施態様に係る実装方法におけるチップ電極の構成を示 す部分縦断面図である。  FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view showing a configuration of a chip electrode in a mounting method according to another embodiment of the present invention.
図 7は、 図 6の金属層と他方の電極が溶融ハンダを介して接合された状態を示 す拡大部分縦断面図である。  FIG. 7 is an enlarged partial longitudinal sectional view showing a state in which the metal layer and the other electrode of FIG. 6 are joined via molten solder.
図 8は、 本発明の一実施態様に係る実装方法に使用する非導電性接着剤の温度 一粘度特性の一例を示す特性図である。  FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of temperature-viscosity characteristics of the non-conductive adhesive used in the mounting method according to one embodiment of the present invention.
図 9は、 従来の非導電性接着剤の温度 -粘度特性の一例を示す特性図である。 図 1 0は、 本発明の一実施態様に係る実装方法における非導電性接着剤の挙動 の一例を示す特性図である。  FIG. 9 is a characteristic diagram showing an example of a temperature-viscosity characteristic of a conventional non-conductive adhesive. FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of the behavior of the non-conductive adhesive in the mounting method according to one embodiment of the present invention.
図 1 1は、 本発明の一実施態様に係る実装方法を試験した場合の高さ、 温度、 圧力の制御特性図である。  FIG. 11 is a control characteristic diagram of height, temperature, and pressure when the mounting method according to one embodiment of the present invention is tested.
発明 を実施す る た め の最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下に、 本発明の望ましい実施の形態を、 図面を参照しながら説明する。  Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図 1は、 本発明の一実施態様に係る実装方法および実装装置を示しており、 基 板 2 (たとえば、 回路基板や液晶基板、 ウェハ一） に半導体チップ 1 (たとえば、 I cチップやウェハ一） を実装する塲合の、 チップ実装直前の状態を示している。 チップ 1には電極 3が、 基板 2には電極 4が、 それぞれ設けられており、 対応す る電極同士が接合される。 チップ 1は、 チップボンディ ングマシ のチップ保持 ツール 5の下面に、 たとえば吸着により保持されている。 基板 2は、 チップ 1の 下方で、 ボンディ ングマシンの基板保持ツール 6上に保持固定されている。 この ボンディ ングマシンでは、 チップ保持ツール 5の下面に吸着保持さ たチップ 1 の位置に対し、 基板保持ツール 6上に保持固定された基板 2の位置が制御される ようになつており、 とくに、 対応する電極同士が位置合わせされるようになって いる。 電極同士の接合は、 図 1に示したようにいずれか一方の被接合物に （本実 施態様では基板 2上に） 塗布された非導電性接着剤 7が、 図 2に示すように展延 され、 その非導電性接着剤 7中にて、 加熱によるハンダ溶融を介して、 行われる c このハンダ溶融のための加熱および後述の如く展延された非導電性接着剤 7の加 熱硬化のために、 本実施態様では、 ヒ一タ 8が基板保持ツール 6に内蔵されてお り、 とくに本実施態様では、 ヒータ 8は急速加熱が可能なセラミ ックヒータに構 成されている。 また、 加熱のために、 基板保持ツール 6側に代えてチップ保持ッ —ル 5側にヒータ 9が内蔵されていてもよく、 また、 基板保持ツール 6側とチッ プ保持ツール 5側の両方にヒータが内蔵されていてもよい。 FIG. 1 shows a mounting method and a mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a semiconductor chip 1 (for example, a circuit board, a liquid crystal substrate, and a wafer) is mounted on a substrate 2 (for example, a wafer). This shows the state immediately before mounting the chip when mounting the IC chip or wafer). An electrode 3 is provided on the chip 1 and an electrode 4 is provided on the substrate 2, and the corresponding electrodes are joined. The chip 1 is held on the lower surface of the chip holding tool 5 of the chip bonding machine, for example, by suction. The substrate 2 is held and fixed below the chip 1 on a substrate holding tool 6 of a bonding machine. In this bonding machine, the position of the substrate 2 held and fixed on the substrate holding tool 6 is controlled with respect to the position of the chip 1 sucked and held on the lower surface of the chip holding tool 5. Electrodes to be aligned with each other. As shown in FIG. 1, the non-conductive adhesive 7 applied to one of the objects (on the substrate 2 in this embodiment) is spread as shown in FIG. Is performed in the non-conductive adhesive 7 by means of solder melting by heating.c. Heating for the solder melting and heat curing of the spread non-conductive adhesive 7 as described later. For this reason, in the present embodiment, the heater 8 is built in the substrate holding tool 6, and in this embodiment, the heater 8 is particularly configured as a ceramic heater capable of rapid heating. For heating, a heater 9 may be built in the chip holding tool 5 instead of the substrate holding tool 6, and the heater 9 may be built in both the board holding tool 6 and the chip holding tool 5. A heater may be built in.
なお、 本実施態様では、 チップ保持ツール 5側 （チップ保持へッ ド側） が、 本 発明で言う加圧制御手段あるいは高さ制御手段に構成されているが、 加圧力ある いは高さの制御は、 チップ 1と基板 2との間で相対的に行われればよいので、 基 板保持ツール 6側あるいはチップ保持ツール 5側と基板保持ツール 6側の両方を 加圧制御手段あるいは高さ制御手段に構成することも可能である。  In this embodiment, the tip holding tool 5 side (tip holding head side) is configured as the pressurization control means or the height control means according to the present invention. Since the control only needs to be performed relatively between the chip 1 and the substrate 2, the pressure holding means or the height control is applied to the substrate holding tool 6 or both the chip holding tool 5 and the substrate holding tool 6 side. It is also possible to configure as means.
上記非導電性接着剤 7は、 非導電性ペース卜とともに非導電性フィルムを含む 概念である。 図 1に示した状態では、 非導電性接着剤 7を凸状に盛り上がるよう に塗布してある。 このような凸状の塗布は、 たとえばデイスペンザによる塗布で 行うことができる。 この他、 スクリーン印刷により、 たとえば、 部分的に平板状 に塗布することも可能である。 ただし、 非導電性接着剤 7の展延の際にボイ ドの 卷き込みを防止するためには、 上記の如く凸状に盛り上がるように塗布すること が好ましい。 また、 スクリーン印刷等により非導電性接着剤を平板状に塗布した 場合でも凸状に塗布した場合でも、 基板保持ツールに内蔵されたヒータにより非 導電性接着剤を加熱することで該接着剤の粘度を下げ巻き込んだボイ ドを抜けや すくすることにより、 最終的にボイ ドレスとすることも有効である。 The non-conductive adhesive 7 is a concept including a non-conductive film together with a non-conductive paste. In the state shown in FIG. 1, the non-conductive adhesive 7 is applied so as to protrude in a convex shape. Such a convex coating can be performed, for example, by a dispenser. In addition, it is also possible, for example, to apply a partially flat plate by screen printing. However, in order to prevent winding of the void when the non-conductive adhesive 7 is spread, it is preferable that the non-conductive adhesive 7 is applied so as to be raised in a convex shape as described above. In addition, a non-conductive adhesive was applied in a flat plate by screen printing or the like. Even in the case where the adhesive is applied in a convex shape, the heater built in the substrate holding tool heats the non-conductive adhesive to lower the viscosity of the adhesive and make it easier to remove the entrained voids. It is also effective to use a void dress.
チップ 1の電極 3は、 本実施態様では図 3に示すように形成されている。 すな わち、 チップ 1の一面上に設けられた、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出した 金属層 1 1と、 該金属層 1 1上に積層されたハンダ層 1 2とから形成されている。 ハンダ層 1 2は、 1〜 3 0 mの厚さで薄く形成されている。 このような金属層 1 1とハンダ層 1 1とからなる電極構成は、 一方の被接合物の電極 A (本実施態 様ではチップ 1の電極.3 ) だけでなく、 他方の被接合物の電極 B (本実施態様で は基板 2の電極 4 ) に対しても適用されてもよい。  The electrode 3 of the chip 1 is formed as shown in FIG. 3 in this embodiment. That is, it is formed of a protruding metal layer 11 that is provided on one surface of the chip 1 and that does not melt at the solder melting temperature, and a solder layer 12 laminated on the metal layer 11. The solder layer 12 is formed thin with a thickness of 1 to 30 m. Such an electrode configuration composed of the metal layer 11 and the solder layer 11 includes not only the electrode A of one object to be bonded (the electrode 1 of the chip 1 in this embodiment) but also the electrode of the other object. The present invention may be applied to the electrode B (the electrode 4 of the substrate 2 in the present embodiment).
本実施態様では、 金属層 1 1は無電解メツキにより基本的に熱履歴を受けるこ となく形成されており、 その上に、 ハンダ層 1 2がメ ツキ、 蒸着あるいはディ ッ プ法により、 基本的に大きな熱履歴を受けないか、 影響の出るような熱履歴を受 けることなく形成されている。 したがって、 実装前に形威された電極 3は、 基本 的に熱履歴を受けておらず、 実装前には加熱に伴う一次酸化膜は実質的に生じて いないか、 たとえ生じたとしても問題がない程度に微量であり、 その状態で非導 電性接着剤 7中にて大気に触れない状態で実装されるから、 実装前に敢えて酸化 膜を洗浄除去するための処理は不要である。  In this embodiment, the metal layer 11 is basically formed without receiving heat history by electroless plating, and the solder layer 12 is further formed thereon by plating, vapor deposition or dipping. It is formed without receiving a large thermal history or receiving any influential thermal history. Therefore, the electrode 3 formed before mounting does not basically receive a thermal history, and before mounting, there is substantially no primary oxide film due to heating. Since it is very small, it is mounted in the non-conductive adhesive 7 in such a state that it does not come into contact with the air, so that no treatment for cleaning and removing the oxide film is required before mounting.
上記のような金属層 1 1とハンダ層 1 2とからなる電極 3が、 図 2に示したよ うに非導電性接着剤 7中で基板 2の電極 4に当接され、 加熱によりハンダ層 1 2 が溶融された後、 チップ 1がさらに基板 2に近接する方向に押し込まれる。 この ときの加熱温度は、 ハンダ層 1 2は溶融させるが、 金属層 1 1は溶融させない温 度とされているので、 金属層 1 1は対向する電極 4に当接し、 金属層 1 1と電極 との間に存在していた溶融ハンダはその一部がその間で薄い膜を形成するとと もに、 残りが金属層 1 1と電極 4の周囲に回り込み、 図 4に示すような接合状態 を形成する。  The electrode 3 composed of the metal layer 11 and the solder layer 12 as described above is brought into contact with the electrode 4 of the substrate 2 in the non-conductive adhesive 7 as shown in FIG. After the chips are melted, the chip 1 is further pushed in a direction closer to the substrate 2. The heating temperature at this time is such that the solder layer 12 is melted but the metal layer 11 is not melted, so that the metal layer 11 contacts the opposing electrode 4 and the metal layer 11 and the electrode A part of the molten solder existing between the metal layer and the thin layer is formed between them, and the rest goes around the metal layer 11 and the electrode 4 to form a bonding state as shown in Fig. 4. I do.
このとき、 金属層 1 1が対向する電極 4に当接することにより、 チップ 1 と基 板 2の実装間隙 （実装高さ） は、 金属層 1 1の高さと電極 4の高さとの合計高さ によって機械的にかつ自然に決められることになる。 したがって、 これら金属層 1 1の高さと電極 4の高さが所定の高さに形成されている限り、 微妙な圧力コン トロールを行うことなく、 容易に実装高さが高精度で決められることになる。 た とえば、 適切な大きさの圧力でチップ 1を基板 2に向けて押し込めば、 実装高さ は自然に高精度で決められることになる。 このとき、 押し込みのためには加圧力 を少し上げるようにすればよい。 また、 高さをコントロールして所定量押し込む ようにしてもよい。 At this time, the mounting gap (mounting height) between the chip 1 and the substrate 2 is determined by the contact between the metal layer 11 and the opposing electrode 4, so that the total height of the height of the metal layer 11 and the height of the electrode 4 is obtained. Will be determined mechanically and naturally. Therefore, these metal layers As long as the height of 11 and the height of the electrode 4 are formed at a predetermined height, the mounting height can be easily determined with high precision without performing delicate pressure control. For example, if the chip 1 is pushed toward the substrate 2 with an appropriate amount of pressure, the mounting height is naturally determined with high accuracy. At this time, it is only necessary to slightly increase the pressing force for pushing. Alternatively, the height may be controlled so as to be pushed in a predetermined amount.
また、 上記加圧により非導電性接着剤 7の展延状態もより適切なものとされ、 たとえば図 5に示すように、 周囲に適当な大きさのフィ レッ ト 1 3が形成された 状態とすることができる。 そして、 上記加熱とともに、 あるいは加熱を続行する ことにより、 非導電性接着剤 7の硬化が進行し、 所望の実装が完了する。 上記フ ィ レッ ト 1 3の大きさは、 前述したように、 金属層 1 1上のハンダ層 1 2の量に より、 非導電性接着剤 7中における電極同士の接合の際に少なくとも一方の被接 合物の外側に向けて押し出される非導電性接着剤 7の量を制御し、 それによつて その被接合物の外側に形成される非導電性接着剤 7のフィ レツ ト 1 3の形状を所 定形状に制御することができる。  In addition, the spread state of the non-conductive adhesive 7 is also made more appropriate by the above-described pressurization. For example, as shown in FIG. 5, a state in which a fillet 13 of an appropriate size is formed around the periphery is obtained. can do. Then, by heating or by continuing the heating, the curing of the non-conductive adhesive 7 progresses, and the desired mounting is completed. As described above, the size of the fillet 13 depends on the amount of the solder layer 12 on the metal layer 11 when at least one of the electrodes is joined in the non-conductive adhesive 7. Controls the amount of non-conductive adhesive 7 extruded toward the outside of the object to be bonded, and thereby the shape of the fillet 13 of the non-conductive adhesive 7 formed outside the object to be bonded Can be controlled to a predetermined shape.
このように、 本実施態様に係る実装方法では、 ボンディ ング条件に影響されず に、 とくに微妙な圧力コントロールを行うことなく、 最初に設定するハンダ層 1 2におけるハンダ量さえ所定の量にコントロールしておけば、 最適なハンダの回 り込みが可能となり、 高精度でしかも信頼性の高い接合状態が容易に得られる。 金属層上に形成した薄いハンダ層を溶融させた後に、 押し込みのために低圧力を 加えればよいので、 従来のような高加圧力は不要であり、 低ダメージで高精度の 実装が可能である。  As described above, in the mounting method according to the present embodiment, the solder amount in the solder layer 12 initially set is controlled to a predetermined amount without being affected by the bonding conditions and without performing delicate pressure control. By doing so, it is possible to optimally insert the solder, and a highly accurate and highly reliable bonding state can be easily obtained. After the thin solder layer formed on the metal layer is melted, a low pressure should be applied for indentation, so high pressure is not required as before, and low damage and high precision mounting is possible. .
また、 本発明に係る実装方法においては、 金属層または Zおよび他方の電極あ るいは該他方の電極も金属層を備えている場合のその金属層の頂面を、 凸状に形 成しておくことが好ましい。 たとえば、 図 6に別の実施態様を示すように、 チッ プ 2 1の電極 2 2を、 頂面が凸面 2 3に形成された金属層 2 4と、 その金属層 2 4上に薄く積層された適切なハンダ量のハンダ層 2 5とから形成することができ このような頂面が凸状に形成された金属層 2 4を備えた電極 2 2を有するチッ プ 2 1を、 たとえば図 7に示すように非導電性接着剤 2 6中にて基板 2 7に実装 する場合には、 図 7に示すように、 適切な大きさの加圧力により凸状の金属層 2 4の頂面と基板 2 7の電極 2 8の頂面とが当接され、 該当接状態にて両頂面間に 適切な隙間が形成されるので、 溶融したハンダがこの隙間を十分に埋めるととも に、 金属層 2 4と電極 2 8の周囲に適切に回り込むことができる。 したがって、 金属層 2 4と電極 2 8の、 より信頼性の高い接合が可能となる。 もちろん、 金属 層 2 4の高さと電極 2 8の高さを適切に設定しておく ことにより、 実装高さは容 易に高精度に決められる。 このように少なく とも一方の頂面を凸状に形成してお けば、 より望ましい実装が可能になる。 Further, in the mounting method according to the present invention, when the metal layer or Z and the other electrode or the other electrode also includes the metal layer, the top surface of the metal layer is formed in a convex shape. Preferably. For example, as shown in another embodiment in FIG. 6, the electrode 22 of the chip 21 is formed by laminating a metal layer 24 having a convex surface 23 on the top surface and a thin layer on the metal layer 24. A chip having an electrode 22 provided with a metal layer 24 having such a top surface formed in a convex shape can be formed from a solder layer 25 having an appropriate amount of solder. When the substrate 21 is mounted on the substrate 27 in a non-conductive adhesive 26 as shown in FIG. 7, for example, as shown in FIG. The top surface of the metal layer 24 is in contact with the top surface of the electrode 28 of the substrate 27, and an appropriate gap is formed between the top surfaces in the contact state. The metal layer 24 and the electrode 28 can be properly wrapped around while being sufficiently filled. Therefore, more reliable bonding between the metal layer 24 and the electrode 28 can be achieved. Of course, by appropriately setting the height of the metal layer 24 and the height of the electrode 28, the mounting height can be easily and accurately determined. If at least one of the top surfaces is formed in a convex shape as described above, more desirable mounting becomes possible.
さらに本発明に係る実装方法においては、 非導電性接着剤として特殊な特性挙 動を示すものを使用することができる。 すなわち、 非導電性接着剤として、 熱硬 化性のものであって、 塗布された状態にて図 1に示したような凸状に隆起した自 己形状を保持可能な、 比較的高い第 1の粘度を有し、 温度上昇に伴い粘度が第 1 の粘度から比較的低い第 2の粘度に低下するとともに予め設定された所定の温度 範囲内で所定時間、 実質的にその第 2の粘度に維持され、 その所定時間経過後に、 第 2の粘度に到達した時点から時間遅れをもって、 硬化開始のためのトリガ温度 の設定により、 粘度が第 2の粘度から上昇し硬化が進行する特性を有しているも のを使用できる。  Further, in the mounting method according to the present invention, a non-conductive adhesive exhibiting a special behavior can be used. That is, as a non-conductive adhesive, a thermosetting adhesive, which can maintain a self-shaped convexly protruding shape as shown in FIG. The viscosity decreases from the first viscosity to a relatively low second viscosity as the temperature rises, and substantially increases to the second viscosity within a predetermined temperature range for a predetermined time. It is maintained, and after a lapse of a predetermined time, with a time delay from the point of time when the second viscosity is reached, by setting the trigger temperature for starting the curing, the viscosity rises from the second viscosity and the curing proceeds. Can be used.
上記第 1の粘度、 第 2の粘度は、 非導電性接着剤の自己形状保持性能、 ハンダ 層の溶融温度等に応じて、 適切に設定され、 実質的に第 2の粘度に維持される上 記所定の温度範囲および所定の時間は、 溶融ハンダが確実に所望の形態にまで展 延、 回り込みできる時間を考慮して、 適切に設定される。 すなわち、 第 1の粘度 は、 塗布された状態にて、 図 1に示したような凸状に隆起した自己形状や、 たと えばスクリーン印刷で塗布された所定の自己形状を保持可能な粘度で、 かつ、 図 2に示したようにチップ 1と基板 2の間で押し拡げられて展延される際、 比較的 高粘度を維持してボイ ドを巻き込まないように雰囲気気体を周囲に押し出してい く ことのできる粘度に設定される。 第 2の粘度は、 たとえばハンダ層が溶融開始 した際の溶融ハンダの流動性との関係で定められ、 それが押し拡げられる際に大 きな抵抗とならないように十分に低い粘度に設定される。 そして、 実質的に第 2 の粘度に維持される上記所定の温度範囲あるいは所定の時間は、 少なくともハン ダ接合のために必要な時間内は非導電性接着剤の硬化が開始されないか、 あるい は硬化が進行せず、 溶融ハンダが所望の形状に押し拡げられるに必要な時間を確 保できる範囲に設定される。 The first viscosity and the second viscosity are appropriately set in accordance with the self-shape retention performance of the non-conductive adhesive, the melting temperature of the solder layer, and the like, and are substantially maintained at the second viscosity. The predetermined temperature range and the predetermined time are appropriately set in consideration of the time during which the molten solder can be surely spread to the desired form and run around. In other words, the first viscosity is a viscosity that can maintain a convex self-shape as shown in FIG. 1 or a predetermined self-shape applied by screen printing as shown in FIG. Also, as shown in Fig. 2, when it is spread and spread between the chip 1 and the substrate 2, the atmosphere gas is pushed out to the surrounding so as to maintain a relatively high viscosity and not to entrap the void. Is set to a viscosity that allows The second viscosity is determined, for example, in relation to the fluidity of the molten solder when the solder layer starts to melt, and is set to a sufficiently low viscosity so as not to cause a large resistance when the solder layer is spread. . And in effect the second In the above-mentioned predetermined temperature range or the predetermined time maintained at the viscosity of the non-conductive adhesive, the curing of the non-conductive adhesive does not start or the curing does not progress at least within the time required for solder bonding, It is set to a range that can secure the time required for the molten solder to be spread to the desired shape.
このような時間の確保は、 とくにトリガ温度に応じて次のように行うことがで きる。 すなわち、 トリガ温度をハングの融点以下に設定した場合は、、 トリガがか かってから非導電性接着剤の硬化に至るまでの時間で設定することができる。 ま た、 トリガ温度をハンダの融点よりも高い温度に設定した場合には、 ハンダの融 点に達した後その温度に維持するかトリガ温度よりも低い温度に維持することに より、 硬化がそれほど進行しない上記の時間を自由に設定でき、 所望の接合が行 われた後に再度温度を げトリガ温度以上に上昇させることにより、 非導電性接 着剤を急速硬化させることができる。  Such time can be ensured as follows, particularly in accordance with the trigger temperature. That is, when the trigger temperature is set to be equal to or lower than the melting point of the hang, it can be set by the time from when the trigger is applied to when the non-conductive adhesive is cured. Also, if the trigger temperature is set higher than the melting point of the solder, it will be hardened by maintaining the temperature after reaching the melting point of the solder or by maintaining it at a temperature lower than the trigger temperature. The above-mentioned time during which the process does not proceed can be freely set, and the non-conductive adhesive can be rapidly cured by increasing the temperature again after the desired bonding is performed and raising the temperature to or above the trigger temperature.
このような非導電性接着剤の特性挙動は、 温度との関係では、 たとえば図 8に 示すように表され、 時間との関係では、 後述の図 1 0 ( C ) に示すように表され る。 図 8に示す特性においては、 常温では比較的高い第 1の粘度を示し、 温度上 昇に伴って徐々に粘度が低下し、 やがて比較的低い第 2の粘度に至り、 所定の温 度範囲内にある間は、 実質的にその低い第 2の粘度に維持され、 所定の温度範囲 よりも温度が上昇すると、粘度が上昇し比較的急速に硬化していく特性として表 すことができる。 この所定の温度範囲は、 チップ実装の際の昇温特性等に応じて 適切に設定すればよい。 このような非導電性接着剤の特性は、 非導電性接着剤を 構成する樹脂とその硬化剤の組み合わせおよび組成を調整することにより達成で きる。 たとえば、 図 8に示したような特性を、 比較的大きな自由度をもって、 所 望の特性に調整するためには、 液状のビスマレイミ ド樹脂と、 過酸化物の硬化剤 を用いることが好ましい。 この液状のビスマレイミ ド樹脂と過酸化物の硬化剤か らなる非導電性接着剤は、 常温では上記の如く比較的高い粘度を示し、 温度が上 昇すると、 樹脂と硬化剤との反応が開始し、 温度上昇に伴ってまず粘度が低下す る。 温度が上昇すると、 粘度は上記のような第 2の粘度まで低下し、 その後温度 が上昇しても所定の温度範囲内では実質的に第 2の粘度に維持され、 その間にハ ンダ接合のために必要な時間が確保される。 さらに温度が上昇し、 設定されたト リガ温度に到達すると、 比較的急速に粘度が上昇し比較的急速に硬化する。 この トリガ温度は、 硬化剤の調合により比較的任意に設定可能であり、 トリガ温度が 高いほど急速に硬化する。 The characteristic behavior of such a non-conductive adhesive is expressed in relation to temperature, for example, as shown in FIG. 8, and in relation to time, as shown in FIG. 10 (C) described later. . In the characteristics shown in FIG. 8, the first viscosity at room temperature shows a relatively high first viscosity, the viscosity gradually decreases as the temperature rises, and eventually reaches a relatively low second viscosity, which is within a predetermined temperature range. , The second viscosity is substantially maintained at the low second viscosity, and when the temperature rises above a predetermined temperature range, the viscosity increases and the property hardens relatively quickly. This predetermined temperature range may be set appropriately according to the temperature rise characteristics during chip mounting. Such characteristics of the non-conductive adhesive can be achieved by adjusting the combination and composition of the resin constituting the non-conductive adhesive and its curing agent. For example, in order to adjust the characteristics shown in FIG. 8 to desired characteristics with a relatively large degree of freedom, it is preferable to use a liquid bismaleimide resin and a peroxide curing agent. The non-conductive adhesive composed of this liquid bismaleimide resin and peroxide curing agent exhibits a relatively high viscosity at room temperature as described above, and when the temperature rises, the reaction between the resin and the curing agent starts. However, the viscosity first decreases with increasing temperature. When the temperature rises, the viscosity decreases to the second viscosity as described above, and thereafter, even if the temperature rises, the viscosity is substantially maintained at the second viscosity within a predetermined temperature range, and during that time the soldering is performed. Required time is secured. The temperature rises further and the set When the rig temperature is reached, the viscosity rises relatively quickly and cures relatively quickly. This trigger temperature can be set arbitrarily arbitrarily by mixing the curing agent, and the higher the trigger temperature, the faster the curing.
ちなみに従来の非導電性接着剤として用いていた樹脂は、 図 9に示すような粘 度-温度特性を有している。 すなわち、 常温からの温度上昇により非導電性接着 剤の粘度は低下するが、 低下した粘度を維持できる温度範囲が実質旳に存在せず、 温度上昇により粘度が直ちに上昇し始め、 硬化が開始する。 したがって、 本発明 におけるハンダの押し拡げおよびそのハンダによる接合のための必要な粘度低下 時間が十分に確保されない。 また、 硬化の進行が遅いため、 硬化が開始してから 完全硬化に近い状態になるまで長時間を要し、 その間、 金属層と電極の接合状態 が不良にならないよう、 チップを加圧した状態に保持し続ける必要がある。 チッ プの加圧を解除できるまでの時間が長いので、 タク トタイムの短縮が困難である c 本発明ではこのような問題も解消される。 Incidentally, the resin used as a conventional non-conductive adhesive has a viscosity-temperature characteristic as shown in FIG. In other words, although the viscosity of the non-conductive adhesive decreases as the temperature rises from room temperature, there is substantially no temperature range in which the reduced viscosity can be maintained, and the viscosity immediately starts to increase due to the temperature rise, and curing starts. . Therefore, the time required for the spread of the solder and the decrease in the viscosity required for joining by the solder in the present invention is not sufficiently ensured. In addition, since the curing progresses slowly, it takes a long time from the start of curing to a state close to complete curing, during which time the chip is pressed so that the bonding state between the metal layer and the electrode does not deteriorate. Need to keep it. Since a long time to be released pressurization of chips, such a problem is also solved in c present invention shorten the Taku part-time is difficult.
上記のような特性挙動を示す非導電性接着剤を用いたチップ実装の一連の工程 を図示すると、 たとえば図 1 0 ( A ) 、 （B ) 、 （C ) に示すようになる。 各図 の横軸は時間軸であり、 図 0 ( A ) は、 チップ保持ツール 5のへッ ドの上下方 向の位置を示しており、 チップ保持ッ一ル 5を下降させてチップ 1を基板 2に対 し加圧し、 ある時間加圧した後その加圧を解除する動作を示している。 図 1 0 ( B ) は、 非導電性接着剤の温度の挙動を示しており、 徐々に加熱されて第 2の 粘度に対応する温度に達した後、 本例では、 その後も緩やかに温度上昇され、 所 定の温度範囲内で非導電性接着剤の粘度が実質的に前述の第 2の粘度あるいはそ の近傍の低粘度に維持される。 温度が非導電性接着剤のトリガ温度に到達すると、 非導電性接着剤の硬化が開始され、 適当な温度にて加熱を停止し、 非導電性接着 剤を自然硬化させる。 また、 非導電性接着剤の硬化開始後適当な時間経過後、 チ ップ 1の加圧が解除される。  A series of steps of chip mounting using a non-conductive adhesive exhibiting the above-described characteristic behavior is illustrated in, for example, FIGS. 10 (A), (B), and (C). In each figure, the horizontal axis is the time axis, and FIG. 0 (A) shows the position of the head of the chip holding tool 5 in the upward and downward direction.The chip holding tool 5 is lowered to remove the chip 1. This shows an operation of pressing the substrate 2, pressing the substrate for a certain period of time, and then releasing the pressing. Figure 10 (B) shows the temperature behavior of the non-conductive adhesive, which is gradually heated to reach the temperature corresponding to the second viscosity, and then gradually rises in this example. Thus, the viscosity of the non-conductive adhesive is substantially maintained at the above-mentioned second viscosity or a low viscosity near the second viscosity within a predetermined temperature range. When the temperature reaches the trigger temperature of the non-conductive adhesive, the curing of the non-conductive adhesive is started, heating is stopped at an appropriate temperature, and the non-conductive adhesive is naturally cured. Further, after an appropriate time has elapsed after the start of the curing of the non-conductive adhesive, the pressure of the chip 1 is released.
このような本発明に係る実装方法による効果を、 とくにフアインピッチ化され た被接合物の実装における、 低加圧力化の効果およびその場合の実装の信頼性を、 試験により確認した。 試験は、 東レエンジニアリング （株） 製ボンダ一 O F— 2 0 0 0を用いて行った。 従来は、 多数の電極 （バンプ） を有する被接合物を実装 する場合、 最初から高い圧力 （5 0 g/バンプ程度） で実装していた。 し力、し、 本発明に係る実装方法では、 以下の試験結果の如く、 極めて低い圧力にて所望の 実装を行うことが可能となった。 The effect of such a mounting method according to the present invention was confirmed by a test, in particular, the effect of lowering the pressure and the reliability of the mounting in the case of mounting an object to be bonded having a fine pitch. The test was performed using Bonder OF-20000 manufactured by Toray Engineering Co., Ltd. Conventionally, a bonded object with many electrodes (bumps) is mounted In this case, mounting was performed under high pressure (about 50 g / bump) from the beginning. With the mounting method according to the present invention, desired mounting can be performed at an extremely low pressure as shown in the following test results.
4 mm口、 ノ、ンプピッチ 1 5〃m、 バンプサイズ 1 0 /m口、 バンプ数 8 0 0 のチップを、 対応する数の電極を備えた基板に実装した。 チップのバンプ高さの 平均は 4. 8 4 mで、 バンプ高さのばらつきは ± 1 0〜1 3 %で*った。 バン プは、 N i金属層上に、 低温ハンダを溶融させたハンダ槽にディ ップしてハンダ 槽を形成した。 試験においては、 0. 2 gZバンプ、 0. 4 gZバンプ、 1. 0 g/バンプで加圧を行ったが、 0. 2 g/バンプの加圧の場合では、 導通がとれ ないバンプが生じた。 0. 4 g/バンプの加圧の場合、 導通はとれるものの高さ 制御できないものがあった。 1. 0 バンプの加圧の場合、 すべてのバンプで 優れた導通が得られるとともに、 高さもすベて望ましい高さに制御できた。 この 1. 0 gZバンプという加圧力は、 従来の加圧力に比べ、 はるかに低圧力であり、 低ダメージで高精度の実装が可能であることが確認できた。 この試験において行 つた、 高さ制御 （チップ側へッ ドの高さ制御） 、 温度制御、 圧力制御の特性図を 図 1 1に示した。  A chip with a 4 mm port, a hole, a pump pitch of 15 ピ ッ チ m, a bump size of 10 / m, and a number of bumps of 800 was mounted on a board with a corresponding number of electrodes. The average bump height of the chip was 4.84 m, and the bump height variation was ± 10 to 13% *. The bump was dipped in a solder bath in which low-temperature solder was melted on the Ni metal layer to form a solder bath. In the test, pressure was applied at 0.2 gZ bump, 0.4 gZ bump, and 1.0 g / bump, but when 0.2 g / bump was applied, bumps that could not conduct were generated. Was. In the case of 0.4 g / bump pressurization, conduction could be obtained but height could not be controlled. In the case of 1.0 bump pressurization, excellent conductivity was obtained for all bumps, and all heights could be controlled to the desired height. This 1.0 gZ bump pressure was much lower than the conventional pressure, confirming that high precision mounting with low damage was possible. Figure 11 shows the characteristics of the height control (height control on the chip side), temperature control, and pressure control performed in this test.
産 業 上 の 利 用 可 能 性  Industrial availability
本発明に係る実装方法および実装装置は、 とくに、 ファインピッチ化された電 極やバンプを備えた被接合物を低圧力で高精度にかつ低ダメージにて接合するこ とが要求される実装に好適なものである。 また、 実装高さ （実装される被接合物 間の間隙） を高精度に決めることが要求される実装にも好適なものである。  The mounting method and the mounting apparatus according to the present invention are particularly suitable for mounting that requires a high-precision and low-damage bonding of a workpiece having fine-pitched electrodes and bumps with low pressure. It is suitable. It is also suitable for mounting where it is required to determine the mounting height (gap between the objects to be mounted) with high accuracy.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . 対向する被接合物の電極同士を、 非導電性接着剤中にて、 加熱によるハンダ 溶融を介して接合する実装方法であって、 実装前に、 少なくとも一方の被接合物 の電極 Aを、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出した金属層と、 該金属層上に積 層されたハンダ層とから形成し、 実装時に、 該電極 Aを他方の被接合物の電極 B に非導電性接着剤中にて当接させ、 加熱により前記ハンダ層を溶融さ、せた後、 被 接合物同士をより近接させる方向の加圧力を上げて前記電極 Aを相対的に電極 B 側に押し込むことを特徵とする実装方法。 1. A mounting method in which electrodes of opposed objects are joined together in a non-conductive adhesive via solder melting by heating, and before mounting, at least one electrode A of the object is connected. A protruding metal layer that does not melt at the solder melting temperature, and a solder layer laminated on the metal layer, and when mounting, the electrode A is attached to the electrode B of the other object to be bonded by a non-conductive adhesive. After the solder layer is melted and heated by heating, the pressure is increased in a direction in which the objects are brought closer to each other, and the electrode A is relatively pushed into the electrode B side. And implementation method.
2 . 前記電極 Aを相対的に電極 B側に押し込む際に、 被接合物の外縁側に非導電 性接着剤のフィ レツ トを形成する、 請求項 1実装方法。 2. The mounting method according to claim 1, wherein when the electrode A is relatively pushed toward the electrode B, a non-conductive adhesive fillet is formed on the outer edge side of the article to be joined.
3 . 前記金属層上のハンダ層を、 厚さ 1〜3 0 /z mの層に形成する、 請求項 1の 実装方法。 3. The mounting method according to claim 1, wherein the solder layer on the metal layer is formed as a layer having a thickness of 1 to 30 / zm.
4 . 前記電極 Aの金属層または/および前記電極 Bあるいは前記電極 Bも金属層 を備えている場合のその金属層の頂面を、 凸状に形成する、 請求項 1の実装方法 c 4. The mounting method c according to claim 1, wherein a top surface of the metal layer of the electrode A and / or the electrode B or the electrode B when the electrode B is also provided with a metal layer is formed in a convex shape.
5 . 前記金属層を、 電解メツキまたは無電解メツキにより形成する、 請求項 1の 実装方法。 5. The mounting method according to claim 1, wherein the metal layer is formed by electrolytic plating or electroless plating.
6 . 前記ハンダ層を、 電解メツキ、 無電解メツキ、 蒸着、 ディ ップ法のいずれか の方法により形成する、 請求項 1の実装方法。 6. The mounting method according to claim 1, wherein the solder layer is formed by any one of electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, and dipping.
7 . 前記金属層を、 厚さ 3 0 以下の層に形成する、 請求項 1の実装方法。 7. The mounting method according to claim 1, wherein the metal layer is formed as a layer having a thickness of 30 or less.
8 . 前記金属層上のハンダ層の量により、 非導電性接着剤中における被接合物の 電極同士の接合の際に少なくとも一方の被接合物の外側に向けて押し出される非 導電性接着剤の量を制御し、 それによつてその被接合物の外側に形成される非導 電性接着剤のフィ レツ トの形状を所定形状に制御する、 請求項 1の実装方法。 8. Depending on the amount of the solder layer on the metal layer, the non-conductive adhesive extruded toward the outside of at least one of the bonded objects when the electrodes of the bonded object in the non-conductive adhesive are bonded to each other. The amount of non-conductive material formed outside the workpiece 2. The mounting method according to claim 1, wherein the shape of the fillet of the conductive adhesive is controlled to a predetermined shape.
9 . 前記非導電性接着剤として、 常温では塗布された状態にて自己形状を保持可 能な第 1の粘度を有し、 温度上昇に伴い粘度が前記第 1の粘度から第 2の粘度に 低下するとともに予め設定された所定の温度と時間範囲で実質的に前記第 2の粘 度に維持され、 該所定の温度範囲で所定の時間経過後に粘度が前記箄 2の粘度か ら上昇し硬化が進行する接着剤を用いる、 請求項 1の実装方法。 9. The non-conductive adhesive has a first viscosity capable of maintaining its self-shape in a state of being applied at normal temperature, and the viscosity changes from the first viscosity to the second viscosity as the temperature increases. The viscosity decreases and is substantially maintained at the second viscosity at a predetermined temperature and time range set in advance. After a predetermined time has elapsed within the predetermined temperature range, the viscosity increases from the viscosity of the 箄 2 and is cured. The mounting method according to claim 1, wherein an adhesive that progresses is used.
1 0 . 前記電極 Aを他方の被接合物の電極 Bに当接させた後、 ハング溶融温度に 加熱する、 請求項 9の実装方法。 10. The mounting method according to claim 9, wherein the electrode A is brought into contact with the electrode B of the other object, and then heated to a hang melting temperature.
1 1 . ハンダ溶融温度に加熱した後、 さらに昇温させて前記非導電性接着剤を硬 化させる、 請求項 1 0の実装方法。 11. The mounting method according to claim 10, wherein after heating to the solder melting temperature, the temperature is further increased to harden the non-conductive adhesive.
1 2 . 前記非導電性接着剤として、 硬化開始の誘発点となるトリガ温度を有し、 接着剤の温度が一旦トリガ温度に到達した後には、 接着剤の温度にかかわらず硬 化が進行する接着剤を用いる、 請求項 9の実装方法。 12. The non-conductive adhesive has a trigger temperature that triggers the start of curing, and after the temperature of the adhesive once reaches the trigger temperature, curing proceeds regardless of the temperature of the adhesive. 10. The mounting method according to claim 9, wherein an adhesive is used.
1 3 . 前記非導電性接着剤が完全に硬化する前に、 加熱を停止あるいは加熱手段 を離間させる、 請求項 1 2の実装方法。 13. The mounting method according to claim 12, wherein heating is stopped or a heating unit is separated before the non-conductive adhesive is completely cured.
1 . 対向する被接合物の電極同士を、 非導電性接着剤中にて、 加熱によるハン ダ溶融を介して接合する実装方法であって、 実装前に、 少なく とも一方の被接合 物の電極 Aを、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出した金属層と、 該金属層上に 積層されたハンダ層とから形成し、 実装時に、 該電極 Aを他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて当接させ、 加熱により前記ハンダ層を溶融させた後、 被接合物間の間隙が予め定めた目標値となるように前記電極 Aを相対的に電極 B 側に押し込むことを特徵とする実装方法。 1. A mounting method in which electrodes of opposed objects are joined together in a non-conductive adhesive via solder melting by heating. Before mounting, the electrodes of at least one of the objects are bonded. A is formed from a protruding metal layer that does not melt at the solder melting temperature, and a solder layer laminated on the metal layer. At the time of mounting, the electrode A is non-conductively bonded to the electrode B of the other object to be bonded. The method is characterized in that the electrode A is relatively pressed into the electrode B side such that the solder layer is melted by heating after being brought into contact with the agent, so that the gap between the objects to be joined becomes a predetermined target value. And implementation method.
1 5 . 前記電極 Aを相対的に電極 B側に押し込む際に、 被接合物の外縁側に非導 電性接着剤のフィ レツ トを形成する、 請求項 1 4の実装方法。 15. The mounting method according to claim 14, wherein when the electrode A is relatively pressed into the electrode B side, a fillet of a non-conductive adhesive is formed on an outer edge side of the object to be bonded.
1 6 . 前記金属層上のハンダ層を、 厚さ 1〜3 0 mの層に形成する、 請求項 1 4の実装方法。 16. The mounting method according to claim 14, wherein the solder layer on the metal layer is formed as a layer having a thickness of 1 to 30 m.
1 7 . 前記電極 Aの金属層または および前記電極 Bあるいは前記電極 Bも金属 層を備えている場合のその金属層の頂面を、 凸状に形成する、 請求項 1 4の実装 方法。 17. The mounting method according to claim 14, wherein a top surface of the metal layer of the electrode A or the metal layer when the electrode B or the electrode B also includes a metal layer is formed in a convex shape.
1 8 . 前記金属層を、 電解メツキまたは無電解メ ツキにより形成する、 請求項 1 4の実装方法。 18. The mounting method according to claim 14, wherein the metal layer is formed by electrolytic plating or electroless plating.
1 9 . 前記ハンダ層を、 電解メツキ、 無電解メツキ、 蒸着、 ディ ップ法のいずれ かの方法により形成する、 請求項 1 4の実装方法。 19. The mounting method according to claim 14, wherein the solder layer is formed by any one of electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, and dipping.
2 0 . 前記金属層を、 厚さ 3 0 m以下の層に形成する、 請求項 1 4の実装方法 c 20. The mounting method c according to claim 14, wherein the metal layer is formed as a layer having a thickness of 30 m or less.
2 1 . 前記金属層上のハンダ層の量により、 非導電性接着剤中における被接合物 の電極同士の接合の際に少なく とも一方の被接合物の外側に向けて押し出される 非導電性接着剤の量を制御し、 それによつてその被接合物の外側に形成される非 導電性接着剤のフィ レツ 卜の形状を所定形状に制御する、 請求項 1 4の実装方法 c 2 1. Depending on the amount of the solder layer on the metal layer, the non-conductive adhesive is extruded at least to the outside of one of the objects when the electrodes of the object are bonded in the non-conductive adhesive. 15. The mounting method c according to claim 14, wherein the amount of the adhesive is controlled, and thereby, the shape of the non-conductive adhesive filler formed outside the object is controlled to a predetermined shape.
2 2 . 前記非導電性接着剤として、 常温では塗布された状態にて自己形状を保持 可能な第 1の粘度を有し、 温度上昇に伴い粘度が前記第 1の粘度から第 2の粘度 に低下するとともに予め設定された所定の温度と時間範囲で実質的に前記第 2の 粘度に維持され、 該所定の温度範囲で所定の時間経過後に粘度が前記第 2の粘度 から上昇し硬化が進行する接着剤を用いる、 請求項 1 4の実装方法。 22. The non-conductive adhesive has a first viscosity capable of maintaining its self-shape in a state of being applied at normal temperature, and the viscosity changes from the first viscosity to the second viscosity as the temperature increases. The viscosity decreases and is substantially maintained at the second viscosity at a predetermined temperature and time range set in advance, and after a predetermined time elapses within the predetermined temperature range, the viscosity rises from the second viscosity and curing proceeds. 15. The mounting method according to claim 14, wherein an adhesive is used.
2 3 . 前記電極 Aを他方の被接合物の電極 Bに当接させた後、 ハンダ溶融温度に 加熱する、 請求項 2 2の実装方法。 23. The mounting method according to claim 22, wherein the electrode A is brought into contact with the electrode B of the other object to be joined, and then heated to a solder melting temperature.
2 4 . ハンダ溶融温度に加熱した後、 さらに昇温させて前記非導電性接着剤を硬 化させる、 請求項 2 3の実装方法。 24. The mounting method according to claim 23, wherein after heating to the solder melting temperature, the temperature is further increased to harden the non-conductive adhesive.
2 5 . 前記非導電性接着剤として、 硬化開始の誘発点となる トリガ温度を有し、 接着剤の温度が一旦トリガ温度に到達した後には、 接着剤の温度にかかわらず硬 化が進行する接着剤を用いる、 請求項 2 2の実装方法。 25. The non-conductive adhesive has a trigger temperature that triggers the start of curing, and after the temperature of the adhesive once reaches the trigger temperature, curing proceeds regardless of the temperature of the adhesive. The mounting method according to claim 22, wherein an adhesive is used.
2 6 . 前記非導電性接着剤が完全に硬化する前に、 加熱を停止あるいは加熱手段 を離間させる、 請求項 2 5の実装方法。 26. The mounting method according to claim 25, wherein heating is stopped or a heating means is separated before the non-conductive adhesive is completely cured.
2 7 . 対向する被接合物の電極同士を、 非導電性接着剤中にて、 加熱によるハン ダ溶融を介して接合する実装方法であって、 実装前に、 少なくとも一方の被接合 物の電極 Aを、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出した金属層と、 該金属層上に 積層されたハンダ層とから形成し、 実装時に、 該電極 Aを他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて当接させ、 加熱により前記ハンダ層を溶融させた後、 被接合物同士をより近接させる方向に加圧して、 前記電極 Aにおける金属層の高 さと、 前記電極 Bの高さまたは前記電極 Bも金属層を備えている場合にはその金 属層の高さとにより、 被接合物同士の実装間隙を決めることを特徴とする実装方 法。 27. This is a mounting method in which electrodes of opposed objects are joined via solder melting by heating in a non-conductive adhesive, and at least one electrode of the object is mounted before mounting. A is formed from a protruding metal layer that does not melt at the solder melting temperature, and a solder layer laminated on the metal layer. At the time of mounting, the electrode A is non-conductively bonded to the electrode B of the other object to be bonded. After the solder layer is melted by heating, the pressure is applied in a direction in which the objects to be joined are brought closer to each other, and the height of the metal layer in the electrode A and the height of the electrode B or When the electrode B also has a metal layer, a mounting gap between objects to be bonded is determined according to the height of the metal layer.
2 8 . 前記金属層上のハンダ層を、 前記実装間隙が決められた状態における、 前 記電極 Aの金属層と前記電極 Bとの間の隙間の容積の 5 0〜1 5 0 %のハンダ量 を有する層に形成する、 請求項 2 7の実装方法。 28. The solder layer on the metal layer is soldered at 50 to 150% of the volume of the gap between the metal layer of the electrode A and the electrode B in a state where the mounting gap is determined. 28. The mounting method according to claim 27, wherein the layer is formed in a layer having an amount.
2 9 . 前記金属層上のハンダ層を、 厚さ 1〜3 0 の層に形成する、 請求項 2 7の実装方法。 29. The mounting method according to claim 27, wherein the solder layer on the metal layer is formed as a layer having a thickness of 1 to 30.
3 0 . 前記電極 Aの金属層または Zおよび前記電極 Bあるいは前記電極 Bも金属 層を備えている場合のその金属層の頂面を、 凸状に形成する、 請求項 2 7の実装 方法。 30. The mounting method according to claim 27, wherein when the metal layer or Z of the electrode A and the electrode B or the electrode B also include a metal layer, the top surface of the metal layer is formed in a convex shape.
3 1 . 前記金属層を、 電解メツキまたは無電解メツキにより形成する、 請求項 2 7の実装方法。 31. The mounting method according to claim 27, wherein the metal layer is formed by electrolytic plating or electroless plating.
3 2 . 前記ハンダ層を、 電解メツキ、 無電解メツキ、 蒸着、 ディ ップ法のいずれ かの方法により形成する、 請求項 2 7の実装方法。 32. The mounting method according to claim 27, wherein the solder layer is formed by any one of electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, and dipping.
3 3 . 前記金属層を、 厚さ 3 0 /z m以下の層に形成する、 請求項 2 7の実装方法。 33. The mounting method according to claim 27, wherein the metal layer is formed as a layer having a thickness of 30 / zm or less.
3 4 . 前記金属層上のハンダ層の量により、 非導電性接着剤中における被接合物 の電極同士の接合の際に少なくとも一方の被接合物の外側に向けて押し出される 非導電性接着剤の量を制御し、 それによつてその被接合物の外側に形成される非 導電性接着剤のフィ レツ 卜の形状を所定形状に制御する、 請求項 2 7の実装方法 c 3 4. Depending on the amount of the solder layer on the metal layer, the non-conductive adhesive is extruded toward the outside of at least one of the objects when the electrodes of the objects are bonded in the non-conductive adhesive. 28. The mounting method ( c ) according to claim 27, wherein the amount of the non-conductive adhesive formed on the outside of the object is controlled to a predetermined shape by controlling the amount of the non-conductive adhesive.
3 5 . 前記非導電性接着剤として、 常温では塗布された状態にて自己形状を保持 可能な第 1の粘度を有し、 温度上昇に伴い粘度が前記第 1の粘度から第 2の粘度 に低下するとともに予め設定された所定の温度と時間範囲で実質的に前記第 2の 粘度に維持され、 該所定の温度範囲で所定の時間経過後に粘度が前記第 2の粘度 から上昇し硬化が進行する接着剤を用いる、 請求項 2 7の実装方法。 3 6 . 前記電極 Aを他方の被接合物の電極 Bに当接させた後、 ハンダ溶融温度に 加熱する、 請求項 3 5の実装方法。 35. The non-conductive adhesive has a first viscosity capable of maintaining its self-shape in a state of being applied at room temperature, and the viscosity changes from the first viscosity to the second viscosity as the temperature increases. The viscosity decreases and is substantially maintained at the second viscosity at a predetermined temperature and time range set in advance, and after a predetermined time elapses within the predetermined temperature range, the viscosity rises from the second viscosity and curing proceeds. 28. The mounting method according to claim 27, wherein an adhesive is used. 36. The mounting method according to claim 35, wherein after the electrode A is brought into contact with the electrode B of the other object, the electrode A is heated to a solder melting temperature.
3 7 . ハンダ溶融温度に加熱した後、 さらに昇温させて前記非導電性接着剤を硬 化させる、 請求項 3 6の実装方法。 37. The mounting method according to claim 36, wherein after heating to the solder melting temperature, the temperature is further increased to harden the non-conductive adhesive.
3 8 . 前記非導電性接着剤として、 硬化開始の誘発点となるトリガ温度を有し、 接着剤の温度が一旦トリガ温度に到達した後には、 接着剤の温度にかかわらず硬 化が進行する接着剤を用いる、 請求項 3 5の実装方法。 38. The non-conductive adhesive has a trigger temperature that triggers the start of curing, and once the temperature of the adhesive reaches the trigger temperature, curing proceeds regardless of the temperature of the adhesive. The mounting method according to claim 35, wherein an adhesive is used.
3 9 . 前記非導電性接着剤が完全に硬化する前に、 加熱を停止あるいは加熱手段 を離間させる、 請求項 3 8の実装方法。 39. The mounting method according to claim 38, wherein heating is stopped or a heating means is separated before the non-conductive adhesive is completely cured.
4 0 . 対向する被接合物の電極同士を、 非導電性接着剤中にて、 加熱によるハン ダ溶融を介して接合する実装装置であつて、 ハンダ溶融温度では溶融しない突出 した金属層と、 該金属層上に積層されたハンダ層とから形成した少なく とも一方 の被接合物の電極 Aを他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて当接させ るためのより低い加圧力と、 加熱により前記ハンダ層を溶融させた後前記電極 A を相対的に電極 B側に押し込むためのより高い加圧力とに制御可能な加圧制御手 段を備えたことを特徴とする実装装置。 1 . 対向する被接合物の電極同士を、 非導電性接着剤中にて、 加熱によるハン ダ溶融を介して接合する実装装置であつて、 一方の被接合物の他方の被接合物に 対する相対的な高さを、 ハング溶融温度では溶融しない突出した金属層と、 該金 属層上に積層されたハンダ層とから形成した少なくとも一方の被接合物の電極 A を他方の被接合物の電極 Bに非導電性接着剤中にて当接させるためのより高い高 さと、 加熱により前記ハンダ層を溶融させた後前記電極 Aを相対的に電極 B側に 押し込むためのより低い高さとに制御可能な高さ制御手段を備えたことを特徴と する実装装置。 40. A mounting device for joining electrodes of opposed objects to each other through solder melting by heating in a non-conductive adhesive, a protruding metal layer that does not melt at a solder melting temperature, A lower electrode for contacting at least one electrode A of the object to be formed with the solder layer laminated on the metal layer to the electrode B of the other object in a non-conductive adhesive. A pressurizing control means capable of controlling a pressurizing force and a higher pressurizing force for relatively pressing the electrode A toward the electrode B after the solder layer is melted by heating. Mounting device. 1. A mounting device that joins the electrodes of opposing workpieces in a non-conductive adhesive via solder melting by heating, with one workpiece facing the other workpiece The relative height of the electrode A of at least one of the objects formed from the protruding metal layer that does not melt at the hang melting temperature and the solder layer laminated on the metal layer A higher height for abutting the electrode B in the non-conductive adhesive, and a lower height for pressing the electrode A relatively toward the electrode B after the solder layer is melted by heating. A mounting device comprising a controllable height control means.
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