(57)【要約】【課題】接着テープに損傷を与えることなく、また接着テープを劣化させることなく、受動部品が実装された回路基板に半導体素子を実装する実装システムを提供する。【解決手段】実装システム１００は、半導体素子１０２が実装される実装予定領域１０３の周囲に受動部品１０５が実装された回路基板１０１に半導体素子１０２を実装する実装システムであって、実装予定領域１０３に半導体素子１０２を仮固定する接着テープ１１５を実装予定領域１０３に案内するガイドローラ１１３と、接着テープ１１５から切り分けた接着シート１０４を実装予定領域１０３に加熱・加圧で貼付する貼付ツール１１１とを備え、ガイドローラ１１３が実装予定領域１０３の周囲上方に配置され、接着テープ１１５において接着シート１０４に隣接する部分に対面する貼付ツール１１１の側面に断熱材１１１ｂが取り付けられている。【選択図】図１
2010003856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電子部品が実装される実装予定領域の周囲に第２の電子部品が実装された回路基板に前記第１の電子部品を実装する実装システムであって、
前記実装予定領域に前記第１の電子部品を仮固定する接着テープを前記実装予定領域に案内する案内部材と、
前記接着テープから切り分けた接着シートを前記実装予定領域に加熱・加圧で貼付する貼付ツールとを備え、
前記案内部材が前記実装予定領域の周囲上方に配置され、前記接着テープにおいて前記接着シートに隣接する部分に対面する前記貼付ツールの側面に断熱材が取り付けられている
ことを特徴とする実装システム。
【請求項２】
前記断熱材において前記接着テープに対面する部分がＲ面取りされている
ことを特徴とする請求項１に記載の実装システム。
【請求項３】
請求項１に記載の実装システムを使用して、前記実装予定領域に前記接着シートを貼付する貼付工程を含む、
ことを特徴とする実装方法。
【請求項４】
前記実装予定領域に貼付された前記接着シートの上に前記第１の電子部品を設置する設置工程と、
前記接着シートの上に設置された前記第１の電子部品を前記回路基板に加熱・加圧で固定する圧着工程とを含む
ことを特徴とする請求項３に記載の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を回路基板に実装する実装システムに関し、特に、抵抗やコンデンサーなどの電子部品が表面実装技術で実装された回路基板に半導体素子などの電子部品をフリップチップ実装技術で実装する実装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やデジタルカメラなどのように、小型化・軽量化が求められている製品では、回路基板の薄型化や小型化へのニーズが高まっている。これに伴い、これまで以上に高密度実装が要求されている。このような状況のなか、表面実装技術とフリップチップ実装技術とが併用される場合が増えてきている。
【０００３】
ここで、表面実装技術とは、パッケージされた電子部品に形成された電極と回路基板の表面に形成された電極とを直接半田付けする実装技術である。フリップチップ実装技術とは、パッケージされていない電子部品（ベアチップ）に形成された突起電極（バンプ）と回路基板の表面に形成された電極とを直接接合する実装技術である。
【０００４】
例えば、抵抗やコンデンサーなどの電子部品（以下、受動部品と総称する。）を表面実装技術で回路基板に実装し、半導体素子などの電子部品（以下、半導体素子と総称する。）をフリップチップ実装技術で回路基板に実装するとする。この場合において、接着シートを使用して、半導体素子を回路基板に固定する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
具体的には、下記（工程１）〜（工程４）に従って、半導体素子と受動部品とを回路基板に実装する。
（工程１）まず、図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に示す回路基板１を準備する（準備工程）。ここで、回路基板１は、フリップチップ実装技術に対応した回路基板である。回路基板１の表面には、受動部品（不図示）が実装される位置に合わせて基板電極６が形成されている。また、半導体素子（不図示）が実装される位置に合わせて基板電極７が形成されている。回路基板１において半導体素子（不図示）が実装される実装予定領域３の周囲に受動部品（不図示）が実装される。
【０００６】
（工程２）次に、図１２（Ａ），図１２（Ｂ）に示すように、実装予定領域（図１１（Ｂ）に示す実装予定領域３）に接着テープ１５を送り出す。接着テープ１５の接着フィルム１５ｂから、半導体素子（不図示）よりも一回り大きいサイズの接着シート４を切り分ける。切り分けた接着シート４を貼付ツール１１で加熱・加圧して、実装予定領域（図１１（Ｂ）に示す実装予定領域３）に接着シート４を貼付する（貼付工程）。ここで、接着テープ１５は、表面剥離ライナ１５ａと、６０〜８０℃で粘着性が増加するエポキシ樹脂製の接着フィルム１５ｂとから構成される２層構造のテープである。
【０００７】
（工程３）次に、図１３（Ａ），図１３（Ｂ）に示すように、実装予定領域（図１１（Ｂ）に示す実装予定領域３）に貼付された接着シート４からはみ出さずに、半導体素子２を接着シート４の上に設置する（設置工程）。ここで、半導体素子２には、ワイヤボンディング工法やメッキ工法などで、先の尖った突起電極９が形成されている。
【０００８】
（工程４）次に、図１４（Ａ），図１４（Ｂ）に示すように、接着シート４の上に設置された半導体素子２を回路基板１に圧着で固定する。このとき、半導体素子２に熱と荷重とを加えて、突起電極９と基板電極７とを強固に接合する（圧着工程）。
【０００９】
そして、半導体素子２が実装された周囲に形成された基板電極６の上にクリームはんだ８を印刷で形成する。クリームはんだ８が形成された基板電極６の位置に合わせて受動部品５を実装する。場合によっては、受動部品５が実装された後に半導体素子２が実装されることもある。
【特許文献１】特開２００７−１２６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の技術においては、受動部品５が実装された後に半導体素子２が実装される場合には、先に実装された受動部品５が、半導体素子２を実装するときの妨げになり、不具合が生じる場合がある。
【００１１】
例えば、回路基板を小型化するために高密度で実装するとする。この場合において、受動部品５と半導体素子２との間に十分なクリアランスが確保され難い。このため、受動部品５が先に実装されると、図１５（Ａ），図１５（Ｂ）に示すように、接着フィルム１５ｂが受動部品５と接触し易くなり、それによって接着フィルム１５ｂが破れ易くなる。
【００１２】
具体的には、接着フィルム１５ｂが受動部品５と接触した状態で、貼付ツール１１が下降すれば、接着フィルム１５ｂにおいて受動部品５と接触する接触部分１５ｃが折れ曲がったり、破れたりする。また、貼付ツール１１の角で表面剥離ライナ１５ａが傷ついたり削れたりし、ゴミが生じて散乱する。
【００１３】
また、十分なクリアランスを確保しようとして、接着テープ１５を貼付ツール１１に近づけると、貼付ツール１１からの輻射熱で、接着フィルム１５ｂにおいて接着シート４に隣接する隣接部分１５ｄが軟化する。そして、軟化した隣接部分１５ｄが冷えることによって硬化反応が起こり、隣接部分１５ｄが劣化する。
【００１４】
このような問題については、半導体素子２を実装した後に受動部品５を実装することによって、解決することができる。しかし、その場合には、別の問題が生じる。
例えば、製品の小型化・軽量化に伴い、受動部品５が、１００５サイズの部品から０６０３サイズの部品に、さらに０６０３サイズの部品から０４０２サイズの部品に移行してきている。これに伴い、高精度のメタルマスクでクリームはんだを回路基板１に印刷する必要性が高まってきている。このような状況のなか、半導体素子２が実装された後に受動部品５が実装される場合においては、先に実装された半導体素子２が、高精度のメタルマスクを使用するときの妨げになり、高精度のメタルマスクを使用することができない。
【００１５】
これは、実装されている半導体素子２の位置・形状に合わせてエンボス加工を施したメタルマスクよりは、フラットのメタルマスクの方が、実装密度の高さや印刷バラツキの少なさで有利であり、印刷精度を高めることができる。このことから、大抵の高精度のメタルマスクがフラットであるからである。
【００１６】
このため、半導体素子２が妨げにならないように、受動部品５が実装された後に半導体素子２が実装される必要がある。しかし、受動部品５が実装された後に半導体素子２が実装される場合においては、上記の問題が生じる。
【００１７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、高密度で実装する場合のように、フリップチップ実装技術で実装される第１の電子部品と表面実装技術で実装される第２の電子部品との間に十分なクリアランスが確保され難い場合においても、接着テープに損傷を与えることなく、また接着テープを劣化させることなく、第２の電子部品が実装された回路基板に第１の電子部品を実装する実装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明に係わる実装システムは、下記に示す特徴を備える。
（ＣＬ１）実装システムは、（ａ）第１の電子部品が実装される実装予定領域の周囲に第２の電子部品が実装された回路基板に前記第１の電子部品を実装する実装システムであって、（ｂ）前記実装予定領域に前記第１の電子部品を仮固定する接着テープを前記実装予定領域に案内する案内部材と、（ｃ）前記接着テープから切り分けた接着シートを前記実装予定領域に加熱・加圧で貼付する貼付ツールとを備え、（ｄ）前記案内部材が前記実装予定領域の周囲上方に配置され、前記接着テープにおいて前記接着シートに隣接する部分に対面する前記貼付ツールの側面に断熱材が取り付けられている。
【００１９】
（ＣＬ２）上記（ＣＬ１）に記載の実装システムは、前記断熱材において前記接着テープに対面する部分がＲ面取りされているとしてもよい。
なお、本発明は、実装システムとして実現されるだけではなく、実装システムを使用した実装方法として実現されるとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、実装予定領域の周囲上方に案内部材（ガイドローラ）が配置される。これによって、接着テープが第２の電子部品（受動部品）と接触することを回避することができる。断熱材において接着テープに対面する部分がＲ面取りされているので、接着テープ（表面剥離ライナ）が傷ついたり削れたりすることを回避することができる。貼付ツールからの輻射熱が断熱材で遮断されるので、隣接部分が軟化することを抑止することができる。硬化反応が起こり難くなり、隣接部分が劣化することを回避することができる。
【００２１】
これらのことから、第２の電子部品（受動部品）と第１の電子部品（半導体素子）との間に十分なクリアランスが確保され難い場合においても、接着テープに損傷を与えることなく、また接着テープを劣化させることなく、第２の電子部品（受動部品）が実装された回路基板に第１の電子部品（半導体素子）を実装することができる。限られた領域内を最大限に使用して、実装密度を高くすることができる。特に、小型化・軽量化が要求される携帯電話装置やデジタルカメラなどの製品に使用される半導体パッケージに対して非常に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態）
以下、本発明に係わる実施の形態について説明する。
＜概要＞
図１に示すように、実装システム１００は、回路基板１０１に半導体素子１０２をフリップチップ実装技術で実装するシステムである。回路基板１０１において半導体素子１０２が実装される実装予定領域１０３に接着シート１０４を加熱・加圧で貼付する貼付装置１１０を備える。
【００２３】
図２（Ａ），図２（Ｂ）に示すように、回路基板１０１は、フリップチップ実装技術に対応した回路基板である。ここでは、実装予定領域１０３の周囲に形成された基板電極１０６の上にクリームはんだ１０８を印刷で形成する。クリームはんだ１０８が形成された基板電極１０６の位置に合わせて受動部品１０５が表面実装技術で実装されている。図３（Ａ），図３（Ｂ）に示すように、回路基板１０１の表面には、半導体素子１０２が実装される位置に合わせて基板電極１０７が形成されている。受動部品１０５と同一の平面上に半導体素子１０２がフリップチップ実装技術で実装される。
【００２４】
図４に示すように、貼付装置１１０は、実装予定領域（図２（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に半導体素子（図３（Ｂ）に示す半導体素子１０２）を仮固定する接着テープ１１５を実装予定領域（図２（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に案内するガイドローラ１１３と、接着テープ１１５から切り分けた接着シート１０４を実装予定領域（図２（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に加熱・加圧で貼付する貼付ツール１１１とを備える。ガイドローラ１１３が実装予定領域（図２（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）の周囲上方に配置され、接着テープ１１５において接着シート１０４に隣接する隣接部分１１５ｄに対面する貼付ツール１１１の側面に断熱材１１１ｂが取り付けられている。さらに、断熱材１１１ｂの下部において接着テープ１１５に対面する部分がＲ面取りされている。隣接部分１１５ｄが断熱材１１１ｂと接触している。
【００２５】
これによって、ガイドローラ１１３が受動部品１０５の上方に配置されるので、接着テープ１１５が受動部品１０５と接触することを回避することができる。断熱材１１１ｂにおいて接着テープ１１５に対面する部分がＲ面取りされているので、接着テープ１１５が傷ついたり削れたりすることを回避することができる。貼付ツール１１１からの輻射熱が断熱材１１１ｂで遮断されるので、隣接部分１１５ｄが軟化することを抑止することができる。それによって、硬化反応が起こり難くなり、隣接部分１１５ｄが劣化することを回避することができる。
【００２６】
これらのことから、受動部品１０５と半導体素子１０２との間に十分なクリアランスが確保され難い場合においても、接着テープ１１５に損傷を与えることなく、また接着テープ１１５を劣化させることなく、受動部品１０５が実装された回路基板１０１に半導体素子１０２を実装することができる。
【００２７】
＜実装システム１００＞
ここでは、一例として、図１に示すように、実装システム１００は、貼付装置１１０と、設置装置１２０と、圧着装置１３０とを備える。
【００２８】
貼付装置１１０は、実装予定領域１０３に接着シート１０４を貼付する装置である。制御装置１４１に設定された設計データに基づいて、制御装置１４１によって制御される。
設置装置１２０は、実装予定領域１０３に貼付された接着シート１０４の上に半導体素子１０２を設置する装置である。制御装置１４２に設定された設定データに基づいて、制御装置１４２によって制御される。
【００２９】
圧着装置１３０は、接着シート１０４の上に設置された半導体素子１０２を回路基板１０１に圧着で固定する装置である。制御装置１４３に設定された設定データに基づいて、制御装置１４３によって制御される。
【００３０】
＜貼付装置１１０＞
ここでは、一例として、図１，図４に示すように、貼付装置１１０は、貼付ツール１１１と、搬送台１１２と、ガイドローラ１１３と、剥離ローラ１１４とを備える。
【００３１】
貼付ツール１１１は、実装予定領域１０３に接着シート１０４を貼付するツールである。回路基板１０１よりも上方に配置され、垂直方向（Ｚ方向）に昇降可能である。実装予定領域１０３に接着シート１０４を貼付するときには、接着シート１０４が実装予定領域１０３に接触するまで下降し、接着シート１０４を加熱・加圧する。実装予定領域１０３に接着シート１０４を貼付した後には、上昇する。
【００３２】
また、貼付ツール１１１は、少なくとも接着テープ１１５を送り出す方向（Ｘ方向）の下部両端部がＲ面取りされた直方体である。下面の平坦領域の縦横寸法が、実装予定領域１０３の周囲に実装された受動部品１０５に下部が接触しない範囲内で、実装予定領域１０３に貼付される接着シート１０４の縦横寸法以上である。
【００３３】
また、貼付ツール１１１は、貼付ツール１１１を熱するヒータ１１１ａが内蔵されている。側面から下面にかけて丸みを帯びた断熱材１１１ｂが接着テープ１１５に対面する両側に取り付けられている。
【００３４】
搬送台１１２は、回路基板１０１が吸着で固定される台である。回路基板１０１の裏面側に配置され、水平方向（Ｚ方向に直交する方向）に移動可能である。貼付ツール１１１が下降するよりも先に、実装予定領域１０３が貼付ツール１１１の下方に来るように移動する。実装予定領域１０３に接着シート１０４が貼付されるまで待機する。
【００３５】
ガイドローラ１１３は、接着テープ１１５を実装予定領域１０３に送り出すローラである。回路基板１０１よりも上方に配置され、Ｘ方向とＺ方向とに直交する方向を軸方向として回転可能であり、Ｘ方向に移動可能である。実装予定領域（図２（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に接着シート１０４を貼付するときには、実装予定領域（図２（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）の左方に実装された受動部品１０５の上方に配置される。
【００３６】
剥離ローラ１１４は、接着シート１０４（接着フィルム１１５ｂ）から表面剥離ライナ１１５ａを引き剥がすローラである。回路基板１０１よりも上方に配置され、Ｘ方向とＺ方向とに直交する方向を軸方向として回転可能であり、Ｘ方向に移動可能である。実装予定領域（図２（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に接着シート１０４を貼付するときには、ガイドローラ１１３と剥離ローラ１１４との間隙に貼付ツール１１１が出入りできるように、実装予定領域１０３の右方に実装された受動部品１０５の上方に配置される。実装予定領域１０３に接着シート１０４を貼付した後には、ガイドローラ１１３の方へと移動し、実装予定領域１０３の上方に配置される。
【００３７】
接着テープ１１５は、表面剥離ライナ１１５ａと、接着フィルム１１５ｂと、裏面剥離ライナ１１５ｃとから構成される３層構造のテープである。
表面剥離ライナ１１５ａと裏面剥離ライナ１１５ｃとは、外部から接着フィルム１１５ｂを保護するテープである。剥離可能な状態で接着フィルム１１５ｂに貼付されている。
【００３８】
接着フィルム１１５ｂは、６０〜８０℃で粘着性が増加するエポキシ樹脂製のテープである。表面剥離ライナ１１５ａと裏面剥離ライナ１１５ｃとで挟まれている。
また、接着テープ１１５は、表面剥離ライナ１１５ａを上にして先端がガイドローラ１１３に掛けられ、ガイドローラ１１３の右方に位置する裏面剥離ライナ１１５ｃの部分が捲られ、捲られた裏面剥離ライナ１１５ｃの部分がガイドローラ１１３の左方に送り出される。裏面剥離ライナ１１５ｃが捲られた接着テープ１１５の部分に、カッターユニット（不図示）で切れ込みが入れられる。このとき、表面剥離ライナ１１５ａが切り離されずに、実装予定領域（図２（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に実装される半導体素子（図３（Ｂ）に示す半導体素子１０２）の横寸法よりも少し長めに接着フィルム１１５ｂが切り分けられる。
【００３９】
また、接着テープ１１５は、接着シート１０４から引き剥がされた表面剥離ライナ１１５ａの部分が剥離ローラ１１４に掛けられ、剥離ローラ１１４の右方に送り出される。ここで、ガイドローラ１１３よりも剥離ローラ１１４の方が軸の位置が高く、接着シート１０４の右側から表面剥離ライナ１１５ａが剥がれ易くなっている。
【００４０】
また、接着テープ１１５は、接着シート１０４が実装予定領域１０３に接触するまで貼付ツール１１１が下降したときには、Ｕ字状に撓む。このとき、裏面剥離ライナ１１５ｃは、ガイドローラ１１３の円周の右側半分（０時から６時までの円周部分）と接触する。
表面剥離ライナ１１５ａは、剥離ローラ１１４の円周の左上（９時から１２時までの円周部分）と接触する。
【００４１】
このように、貼付装置１１０は、下面の平坦領域の縦横寸法が接着シート１０４の縦横寸法以上であるので、接着シート１０４に熱・荷重を均一に加えることができる。また、貼付ツール１１１の側面に断熱材１１１ｂが取り付けられているので、接着フィルム１１５ｂにおいて接着シート１０４に隣接する隣接部分１１５ｄが軟化することを抑止することができる。硬化反応が起こり難くなり、隣接部分１１５ｄが劣化することを回避することができる。断熱材１１１ｂにおいて接着テープ１１５に対面する部分がＲ面取りされているので、表面剥離ライナ１１５ａが傷ついたり削れたりし難くなり、接着テープ１１５が損傷することを回避することができる。
【００４２】
なお、断熱材１１１ｂとして、厚み２ｍｍのマイカセラミックスを使用するとしてもよい。ここで、マイカセラミックスは、熱伝導率が、レーザーフラッシュ法で、０．０００５〜０．０１ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃である。耐熱温度が、最大１２００℃である。旋盤、フライス、穴あけ等で精密加工したときの加工精度が１０μｍである。
【００４３】
例えば、ヒータ１１１ａで１３０℃に温度調整された貼付ツール１１１で、１秒間、接着テープ１１５が加熱・加圧されたとする。この場合において、接着シート１０４の温度が１３０℃ぐらいまで上昇し、接着テープ１１５において断熱材１１１ｂと接触する部分の温度が６０℃手前ぐらいまで上昇した。このように、接着テープ１１５と接触する両側に断熱材１１１ｂを備えるので、接着テープ１１５の温度上昇を抑えることができる。
【００４４】
＜設置装置１２０＞
ここでは、一例として、図１，図５に示すように、設置装置１２０は、設置ツール１２１と、搬送台１２２とを備える。
【００４５】
設置ツール１２１は、接着シート１０４の上に半導体素子１０２を設置するツールである。回路基板１０１よりも上方に配置され、垂直方向（Ｚ方向）に昇降可能である。接着シート１０４の上に半導体素子１０２を設置するときには、半導体素子１０２の突起電極１０９が接着シート１０４に突き刺さるまで下降する。
【００４６】
ここで、半導体素子１０２には、ワイヤボンディング工法やメッキ工法などで、先の尖った突起電極１０９が形成されている。また、半導体素子１０２として、電気検査で良品と判定されたものを使用する。
【００４７】
また、設置ツール１２１は、上段１２１ａと下段１２１ｂとからなる段状の柱体である。下段１２１ｂの下面の縦横寸法が、接着シート１０４の周囲に実装された受動部品１０５に下段が接触しない範囲内で、接着シート１０４の上に設置される半導体素子１０２の縦横寸法以上である。
【００４８】
また、設置ツール１２１は、下段１２１ｂの下面中央に形成された吸引口１２１ｃから垂直方向（Ｚ方向）に下段１２１ｂと上段１２１ａとを貫通した吸引路１２１ｄが形成されている。接着シート１０４の上に半導体素子１０２を設置するときには、突起電極１０９が形成されている面を下にして半導体素子１０２を吸引し、半導体素子１０２を下段１２１ｂの下面に密着する。接着シート１０４の上に半導体素子１０２を設置した後には、吸引を解除することによって、半導体素子１０２を下段１２１ｂの下面から遊離し、設置ツール１２１だけ上昇する。
【００４９】
搬送台１２２は、回路基板１０１が吸着で固定される台である。回路基板１０１の裏面側に配置され、水平方向（Ｚ方向に直交する方向）に移動可能である。設置ツール１２１が下降するよりも先に、接着シート１０４が設置ツール１２１の下方に来るように移動する。接着シート１０４に半導体素子１０２が設置されるまで待機する。
【００５０】
＜圧着装置１３０＞
ここでは、一例として、図１，図６に示すように、圧着装置１３０は、圧着ツール１３１と、搬送台１３２と、基板押さえ１３３とを備える。
【００５１】
圧着ツール１３１は、半導体素子１０２を回路基板１０１に圧着で固定するツールである。回路基板１０１よりも上方に配置され、垂直方向（Ｚ方向）に昇降可能である。半導体素子１０２を回路基板１０１に圧着で固定するときには、保護テープ１３４を介して、半導体素子１０２に接触するまで下降し、半導体素子１０２を加熱・加圧する。
【００５２】
また、圧着ツール１３１は、上段１３１ａと下段１３１ｂとからなる段状の柱体である。下段１３１ｂの下面の縦横寸法が、半導体素子１０２の周囲に実装された受動部品１０５に下段１３１ｂが接触しない範囲内で、回路基板１０１に固定される半導体素子１０２の縦横寸法以上である。
【００５３】
また、圧着ツール１３１は、圧着ツール１３１を熱するヒータ１３１ｃが上段１３１ａに内蔵されている。ダイヤモンドチップ１３１ｄが下段１３１ｂの下面に取り付けられている。
【００５４】
このように、圧着ツール１３１は、ダイヤモンドチップ１３１ｄによってヘッド剛性が確保されているので、圧着ツール１３１に高荷重を加えたときに、ヘッド剛性負けによる横ずれが起こり難く、半導体素子１０２に高荷重を均一に加えることができる。
【００５５】
搬送台１３２は、回路基板１０１が吸着で固定される台である。回路基板１０１の裏面側に配置され、水平方向（Ｚ方向に直交する方向）に移動可能である。基板押さえ１３３が下降するよりも先に、半導体素子１０２が圧着ツール１３１の下方に来るように移動する。半導体素子１０２が回路基板１０１に圧着で固定されるまで待機する。
【００５６】
基板押さえ１３３は、回路基板１０１を押さえて回路基板１０１の反りを直すツールである。回路基板１０１よりも上方に配置され、垂直方向（Ｚ方向）に昇降可能である。圧着ツール１３１よりも先に、足部１３３ａ，１３３ｂが回路基板１０１に接触するまで下降し、回路基板１０１に下向きの力を加える。これによって、回路基板１０１と搬送台１３２とが密着し、回路基板１０１の反りを抑えることができる。
【００５７】
また、基板押さえ１３３は、足部１３３ａ，１３３ｂと手部１３３ｃ，１３３ｄとからなるフレームである。足部１３３ａ，１３３ｂの下部に切欠き１３３ｅ，１３３ｆが形成されている。手部１３３ｃ，１３３ｄに、Ｘ方向とＺ方向とに直交する方向を軸方向として回転可能な軸１３３ｇ，１３３ｈが取り付けられている。切欠き１３３ｅ，１３３ｆを通過するようにして軸１３３ｇ，１３３ｈの間に保護テープ１３４が張られている。切欠き１３３ｅ，１３３ｆのＸ方向とＺ方向とに直交する方向の寸法が、保護テープ１３４の幅（Ｘ方向とＺ方向とに直交する方向の長さ）以上である。切欠き１３３ｅ，１３３ｆのＺ方向の寸法が、半導体素子１０２の表面と回路基板１０１の表面との距離（Ｚ方向の間隔）以下である。軸１３３ｇ，１３３ｈに巻き取られた保護テープ１３４が半導体素子１０２の周囲に実装された受動部品１０５と接触しない範囲内で軸１３３ｇ，１３３ｈが配置されている。
【００５８】
また、基板押さえ１３３は、足部１３３ａ，１３３ｂと手部１３３ｃ，１３３ｄとによって、圧着ツール１３１が出入り可能な通路１３３ｉが形成されている。通路１３３ｉの縦横寸法が、半導体素子１０２の周囲に実装された受動部品１０５に足部１３３ａ，１３３ｂが接触しない範囲内で、半導体素子１０２の縦横寸法以上である。さらに、半導体素子１０２の縦横寸法に応じて、通路１３３ｉの縦横寸法が変更可能である。
【００５９】
なお、保護テープ１３４として、弾性率が５５０ＭＰａであって１２．５μｍ厚のポリイミドフィルムと、弾性率が３９２ＭＰａであって５．０μｍ厚のフッ化樹脂フィルムとの２層構造のテープを使用するとしてもよい。
【００６０】
＜実装方法＞
次に、実装システム１００を使用した実装方法について説明する。ここでは、下記（工程１）〜（工程４）の実装方法によって、半導体素子１０２が回路基板１０１に実装される。
【００６１】
＜準備工程＞
（工程１）まず、図２（Ａ），図２（Ｂ）に示すように、実装予定領域１０３の周囲に受動部品１０５が実装された回路基板１０１を準備する（準備工程）。ここで、実装予定領域１０３の周囲に受動部品１０５が実装された回路基板１０１は、下記（手順１）〜（手順６）に従って作製される。
【００６２】
（手順１）図７（Ａ），図７（Ｂ）に示す回路基板１０１の上にメタルマスク（不図示）を設置する。
ここで、回路基板１０１は、フリップチップ実装技術に対応した基板である。受動部品（図２（Ａ），図２（Ｂ）に示す受動部品１０５）が配置される位置に合わせて基板電極１０６が形成されている。また、半導体素子（図３（Ａ），図３（Ｂ）に示す半導体素子１０２）が配置される位置に合わせて基板電極１０７が形成されている。ここでは、回路基板１０１として、４〜６層のアリブＢ基板や６〜８層のビルドアップ基板などを使用する。
【００６３】
また、基板電極１０６，１０７には、金メッキが施されている。これによって、加熱したときに酸化膜が形成されること無く、良好な接合が得られる。ここでは、基板電極１０６，１０７として、回路基板１０１に形成された銅電極の上に無電解ニッケルメッキが施されて３〜７μｍの薄膜が形成され、さらに、その上に無電解金メッキが施されて０．０３〜０．１０μｍの薄膜が形成された電極である。
【００６４】
メタルマスク（不図示）は、基板電極１０６の位置に合わせて開口が形成された金属製の印刷版である。
（手順２）メタルマスク（不図示）の上からクリームはんだを塗布し、受動部品（図２（Ａ）に示す受動部品１０５）が配置される基板電極１０６の上にクリームはんだ（図２（Ａ）に示すクリームはんだ１０８）を形成する。
【００６５】
（手順３）クリームはんだ（図２（Ａ）に示すクリームはんだ１０８）が形成された基板電極１０６の位置に合わせて受動部品（図２（Ａ）に示す受動部品１０５）を配置する。
【００６６】
（手順４）受動部品（図２（Ａ）に示す受動部品１０５）が配置された回路基板１０１を、リフロー炉（不図示）に投入して２４０〜２６５℃で加熱し、基板電極１０６の上に形成されたクリームはんだ（図２（Ａ）に示すクリームはんだ１０８）を溶融させる。その後、加熱した回路基板１０１を冷却し、溶融させたクリームはんだ（図２（Ａ）に示すクリームはんだ１０８）を凝固させる。これによって、受動部品（図２（Ａ）に示す受動部品１０５）が、基板電極１０６と電気的に接続された状態で、回路基板１０１の上に固定される。
【００６７】
（手順５）有機溶剤や水などによるウェット洗浄を行い、実装予定領域（図３（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に形成された基板電極１０７に付着している有機物を除去する。
【００６８】
（手順６）紫外線（ＵＶ）や減圧プラズマなどによるドライ洗浄を行い、ナノメートルレベルで形成されたニッケルの酸化膜やスズの酸化膜などを除去する。
＜貼付工程＞
（工程２）次に、図８（Ａ），図８（Ｂ）に示すように、下記（手順１）〜（手順４）に従って、実装予定領域（図３（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に接着シート１０４を貼付する（貼付工程）。
【００６９】
（手順１）まず、接着テープ１１５を、表面剥離ライナ１１５ａを上にして、ガイドローラ１１３の上側に設置する。図中において時計回りにガイドローラ１１３を回転させ、剥離ローラ１１４が配置する方に、接着テープ１１５を送る。このとき、接着テープ１１５から裏面剥離ライナ１１５ｃを捲り、捲った裏面剥離ライナ１１５ｃをガイドローラ１１３の左方に送り出す。裏面剥離ライナ１１５ｃが捲られた接着テープ１１５の部分を、剥離ローラ１１４の方に送り出す。
【００７０】
（手順２）次に、裏面剥離ライナ１１５ｃを捲った接着テープ１１５の部分に、カッターユニット（不図示）で切れ込みを入れる。このとき、半導体素子１０２よりも一回り大きいサイズの接着シート１０４が接着フィルム１１５ｂから切り分けられ、また表面剥離ライナ１１５ａが切り離されないように切れ込みが入れられる。
【００７１】
なお、複数の半導体素子１０２を実装する場合においては、各半導体素子１０２のサイズに合わせて、接着テープの幅とカットする長さを変化させ、貼付シートのサイズを変更する。
【００７２】
（手順３）次に、貼付ツール１１１の下方を横切るようにして、表面剥離ライナ１１５ａに貼付した接着フィルム１１５ｂを供給する。回路基板１０１の実装予定領域（図３（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に接着シート１０４が供給される頃合を見計らって、貼付ツール１１１を下降させる。ガイドローラ１１３と剥離ローラ１１４とに掛けられた接着テープ１１５に、下降中の貼付ツール１１１を接触させ、そのまま、貼付ツール１１１を下降させ、接着シート１０４を実装予定領域（図３（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に接触させる。これによって、貼付ツール１１１から表面剥離ライナ１１５ａを介して接着シート１０４に熱が伝わり、接着シート１０４が加熱される。同時に、貼付ツール１１１から表面剥離ライナ１１５ａを介して接着シート１０４に荷重が掛かり、接着シート１０４が加圧される。接着シート１０４が実装予定領域（図３（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に貼付される。このとき、貼付ツール１１１の温度が１３０℃であり、押圧時間が１秒であり、接着シート１０４が８０℃以下であり、接着シート１０４の隣接部分１１５ｄが６０℃以下である。
【００７３】
（手順４）次に、貼付ツール１１１を上昇させる。剥離ローラ１１４をガイドロール１１３の方へと移動させる。これによって、表面剥離ライナ１１５ａが剥離ローラ１１４の右方に送り出され、表面剥離ライナ１１５ａと接着シート１０４とが接触する部分に上方の力が加わり、表面剥離ライナ１１５ａが接着シート１０４から引き剥がされる。
【００７４】
＜設置工程＞
（工程３）次に、図９（Ａ），図９（Ｂ）に示すように、下記（手順１）〜（手順４）に従って、実装予定領域（図３（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に貼付された接着シート１０４の上に半導体素子１０２を設置する（設置工程）。
【００７５】
（手順１）突起電極１０９が形成された面を下にして、設置ツール１２１で半導体素子１０２を吸引する。
（手順２）回路基板１０１に印刷されている認識マーク（不図示）を画像処理で特定する。特定した認識マーク（不図示）から回路基板１０１の位置を割り出す。割り出した位置から半導体素子１０２の位置を調整する。このとき、接着シート１０４が貼付された実装予定領域（図３（Ｂ）に示す実装予定領域１０３）に形成された基板電極１０７に対して、回路基板１０１の面方向に沿って、±５μｍ以内に突起電極１０９の位置を調整する。
【００７６】
（手順３）突起電極１０９の数に応じて異なるが、１０〜２０Ｎの範囲内で、設置ツール１２１で荷重を掛けながら、常温で半導体素子１０２を接着シート１０４の上に設置する。これによって、突起電極１０９が接着シート１０４に突き刺さり、半導体素子１０２が接着シート１０４に固定される。
【００７７】
（手順４）接着シート１０４の上に半導体素子１０２を設置した後、半導体素子１０２を吸引することを止めて、半導体素子１０２を下段１２１ｂの下面から遊離し、設置ツール１２１だけ上昇させる。
【００７８】
＜圧着工程＞
（工程４）次に、図１０（Ａ），図１０（Ｂ）に示すように、下記（手順１）〜（手順２）に従って、接着シート１０４の上に設置された半導体素子１０２を回路基板１０１に圧着で固定する（圧着工程）。
【００７９】
（手順１）図１０（Ａ）に示すように、足部１３３ａ，１３３ｂが回路基板１０１に接触するまで、基板押さえ１３３を下降させる。このとき、切欠き１３３ｅ，１３３ｆを通過するようにして軸１３３ｇ，１３３ｈの間に張られている保護テープ１３４が半導体素子１０２と接触する。保護テープ１３４と接触する半導体素子１０２の表面に下向きの力が加わる。これによって、回路基板１０１に対して反りを直す方向に力が働き、搬送台１３２と回路基板１０１とが密着する。また、回路基板１０１と半導体素子１０２とが平行になる。
【００８０】
（手順２）次に、図１０（Ｂ）に示すように、基板押さえ１３３で回路基板１０１に下向きの力を加えたまま、圧着ツール１３１の下面が保護テープ１３４に接触するまで、通路１３３ｉの内壁に沿って圧着ツール１３１を下降させる。このとき、圧着ツール１３１の温度が１８０〜２００℃であり、圧着ツール１３１で半導体素子１０２に荷重を掛ける時間が１０〜２０秒間であり、圧着ツール１３１で半導体素子１０２に掛ける荷重が２９５〜６８５Ｎである。圧着ツール１３１から保護テープ１３４を介して半導体素子１０２に荷重と熱とが加えられる。これによって、突起電極１０９が、基板電極１０７の上で変形しながら、突起電極１０９と基板電極１０７との接触面積を増加させて、基板電極１０７と電気的に接続される。
【００８１】
同時に、半導体素子１０２を介して接着シート１０４にも熱が伝わり、接着シート１０４が温度上昇し、温度上昇によってエポキシ樹脂の粘度が低下し、圧着ツール１３１からの荷重で半導体素子１０２が接着シート１０４に沈み込み、突起電極１０９の先端がつぶれながら回路基板１０１の基板電極１０７に接触する。突起電極１０９が基板電極１０７と接触した状態で、接着シート１０４が冷めて樹脂硬化反応を起こし、軟化状態から硬化状態になり、電気的な導通が維持されたまま、半導体素子１０２が回路基板１０１に固定される。
【００８２】
さらに、圧着ツール１３１が半導体素子１０２に荷重を掛けている１０〜２０秒間に注目すると、半導体素子１０２に隣接する受動部品１０５と圧着ツール１３１との間に、足部１３３ａ，１３３ｂが介在している。足部１３３ａ，１３３ｂによって、半導体素子１０２に隣接する受動部品１０５に対する熱輻射が遮蔽されている。これによって、高密度実装の場合であっても、受動部品１０５に過剰な熱ストレスを加えることなく、電子部品の実装状態に与える影響を小さくすることができる。
【００８３】
（手順３）接着シート１０４が硬化し、半導体素子１０２と回路基板１０１とが電気的に接続され、かつ固定された状態になると、圧着ツール１３１を上昇させる。加熱・加圧することを終了させる。その後に、基板押さえ１３３を上昇させ、１つの半導体素子１０２の実装を終了する。
【００８４】
＜まとめ＞
以上、本実施の形態によれば、ガイドローラ１１３が受動部品１０５の上方に配置されるので、接着テープ１１５が受動部品１０５と接触することを回避することができる。断熱材１１１ｂにおいて接着テープ１１５と接触する部分がＲ面取りされているので、接着テープ１１５（表面剥離ライナ１１５ａ）が傷ついたり削れたりすることを回避することができる。貼付ツール１１１からの輻射熱が断熱材１１１ｂで遮断されるので、隣接部分１１５ｄが軟化することを抑止することができる。硬化反応が起こり難くなり、隣接部分１１５ｄが劣化することを回避することができる。
【００８５】
これらのことから、受動部品１０５と半導体素子１０２との間に十分なクリアランスが確保され難い場合においても、接着テープ１１５に損傷を与えることなく、また接着テープ１１５を劣化させることなく、受動部品１０５が実装された回路基板１０１に半導体素子１０２を実装することができる。限られた領域内を最大限に使用して、実装密度を高くすることができる。特に、小型化・軽量化が要求される携帯電話装置やデジタルカメラなどの製品に使用される半導体パッケージに対して非常に有効である。
【００８６】
（その他）
なお、実装システム１００としては、貼付装置１１０と、設置装置１２０と、圧着装置１３０とを備えるシステムの代わりに、貼付装置１１０と、設置装置１２０と、圧着装置１３０とを統合した実装装置を備えるシステムとしてもよい。
【００８７】
なお、半導体素子１０２としては、平面形状が矩形である半導体素子の代わりに、平面形状がＬ字形状や六角形である半導体素子としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、電子部品を回路基板に実装する実装システムなどとして、特に、抵抗やコンデンサーなどの電子部品が表面実装技術で実装された回路基板に半導体素子などの電子部品をフリップチップ実装技術で実装する実装システムなどとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】実施の形態における実装システムの概要を示す図である。
【図２】実施の形態における実装システムで使用される回路基板を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図３】実施の形態における実装システムで半導体素子が実装された回路基板を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図４】実施の形態における貼付装置の概要を示す図である。
【図５】実施の形態における設置装置の概要を示す図である。
【図６】実施の形態における圧着装置の概要を示す図である。
【図７】実施の形態における実装システムで使用される回路基板を作製するにあたって使用される基板を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図８】実施の形態における実装方法の貼付工程を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図９】実施の形態における実装方法の設置工程を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図１０】実施の形態における実装方法の圧着工程を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、断面図である。
【図１１】従来の技術における実装方法で使用される回路基板を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図１２】従来の技術における実装方法の貼付工程を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図１３】従来の技術における実装方法の設置工程を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図１４】従来の技術における実装方法の圧着工程を示す図であり、（Ａ）は、断面図であり、（Ｂ）は、上から見たレイアウト図である。
【図１５】（Ａ），（Ｂ）は、従来の技術における実装方法で、受動部品が実装された回路基板に接着シートが貼付されるときの問題点を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  回路基板
２  半導体素子
３  実装予定領域
４  接着シート
５  受動部品
６  基板電極
７  基板電極
１１  貼付ツール
１５  接着テープ
１５ａ  表面剥離ライナ
１５ｂ  接着フィルム
１００  実装システム
１０１  回路基板
１０２  半導体素子
１０３  実装予定領域
１０４  接着シート
１０５  受動部品
１０６  基板電極
１０７  基板電極
１０８  クリームはんだ
１０９  突起電極
１１０  貼付装置
１１１  貼付ツール
１１１ａ  ヒータ
１１１ｂ  断熱材
１１２  搬送台
１１３  ガイドローラ
１１４  剥離ローラ
１１５  接着テープ
１１５ａ  表面剥離ライナ
１１５ｂ  接着フィルム
１１５ｃ  裏面剥離ライナ
１２０  設置装置
１２１  設置ツール
１２１ａ  上段
１２１ｂ  下段
１２１ｃ  吸引口
１２１ｄ  吸引路
１２２  搬送台
１３０  圧着装置
１３１  圧着ツール
１３１ａ  上段
１３１ｂ  下段
１３１ｃ  ヒータ
１３２  搬送台
１３３  基板押さえ
１３３ａ，１３３ｂ  足部
１３３ｃ，１３３ｄ  手部
１３３ｅ，１３３ｆ  切欠き
１３３ｇ，１３３ｈ  軸
１３３ｉ  通路
１３４  保護テープ
１４１，１４２，１４３  制御装置
【図１】
2010003856.tif 000003
【図２】
2010003856.tif 000004
【図３】
2010003856.tif 000005
【図４】
2010003856.tif 000006
【図５】
2010003856.tif 000007
【図６】
2010003856.tif 000008
【図７】
2010003856.tif 000009
【図８】
2010003856.tif 000010
【図９】
2010003856.tif 000011
【図１０】
2010003856.tif 000012
【図１１】
2010003856.tif 000013
【図１２】
2010003856.tif 000014
【図１３】
2010003856.tif 000015
【図１４】
2010003856.tif 000016
【図１５】
2010003856.tif 000017