(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＣＰ型ＩＣパッケージの印刷回路基板（ＰＣＢ）への実装方法において、
ＰＣＢ上の異物を除去する段階と、
ＩＣパッケージの半導体チップが位置する部分に伝導性ボンドを塗布する段階と、
ＰＣＢ上に形成されたリードパタンにフラックスを塗布する段階と、
ＩＣパッケージのリードをフラックスが塗布されたＰＣＢ上のリードパタン上に揃える段階と、
揃えたＩＣパッケージの半導体チップ部分をホールディングブロックでカバーして全面に光ビームを照射して前記リードと前記リードパタンとをソルダリングする段階と、
ソルダリングされたＰＣＢ及びホールディングブロックを冷却する段階と
を含むことを特徴とするＩＣパッケージ実装方法。
【請求項２】
伝導性ボンドは、半導体チップサイズの６０％の面積にわたって塗布される請求項１記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項３】
伝導性ボンドは、ＰＣＢに形成されたビアホールを通してＰＣＢの裏面にも塗布される請求項１に記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項４】
ＰＣＢの裏面に塗布された伝導性ボンドを介在してヒートシンクを付着する請求項３記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項５】
フラックスは、ノズルにより塗布する請求項１記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項６】
フラックスは、リードパタンが刻印されたスタンプを利用して塗布する請求項１記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項７】
ＰＣＢを磁石固定治具を利用して固定する請求項１記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項８】
ホールディングブロックに付着した磁性体と磁石固定治具の磁石によりＰＣＢが固定される請求項７記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項９】
ＰＣＢ上の認識マークを基準にしてＩＣパッケージをＰＣＢ上に取り付ける請求項１記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項１０】
キセノン（Ｘｅ）光ビームによりソルダリングを行う請求項１記載のＩＣパッケージ実装方法。
【請求項１１】
ホールディングブロックを介在してＩＣパッケージを吸着した後、ＩＣパッケージのリードをＰＣＢ上のリードパタン上に揃える請求項１記載のＩＣパッケージ実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は印刷回路基板（ＰＣＢ）にテープキャリアパッケージ（Tape Carrier Package：ＴＣＰ）を実装する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体技術の発展により、電子製品に使用されるＩＣは高機能、高集積化が進んでいる。これに伴い、ＩＣの熱対策のためのＩＣパッケージも発展している。ＩＣは、高機能になるとパッド数が増加し、パッケージのリード数も増加してリード密度が高くなるため、ＰＣＢにパッケージを実装する技術の研究も進んでいる。
【０００３】
最近は、ノート型コンピュータのような小型コンピュータでも高性能が要求されている。ノート型コンピュータの場合は小型／軽量が製品の特徴であるため、実装するＩＣパッケージが小さいほど良いが、小さくなると熱対策が困難になる。
【０００４】
ＴＣＰは、リード間隔が０．２５ｍｍである高微細部品であり、一般の半導体チップで用いられるワイヤボンディングが無く、小さくできるのでＰＣＢを小さく形成することができる。
【０００５】
図７はＴＣＰの一部破断した斜視図である。
【０００６】
ＴＣＰは、ポリイミドフィルム１０３の中心に、半導体チップ１００がポリイミドフィルム１０３に対して上下に突出して置かれる。半導体チップ１００に接着されたリード１０２は、ポリイミドフィルム１０３のチップ表面側にパタン形成されてリード間の絶縁を維持し、外部の衝撃から保護される。また、ポリイミドフィルム１０３において、半導体チップ１００の各エッジから所定間隔離れた位置にエッジに対向してスロット１０６が開けられリード１０２の一部を露出させている。
【０００７】
このような構成のＴＣＰを、ＰＣＢ上に実装する従来の方法について説明すると次のようになる。
【０００８】
まず、ＰＣＢを固定した状態で、ＴＣＰのリードが実装されるＰＣＢのリードパタン上にフラックスを均一に塗布する。ここに、別の工程で切断／整形されたＴＣＰを、リードとＰＣＢ上のリードパタンが対応するように置いた後、ＴＣＰのリードを加熱及び加圧することによりＰＣＢ上のリードパタンにＴＣＰのリードを実装する。次に、ソルダリング後のＰＣＢを冷却して、トレーから取り外す。
【０００９】
一方、ＴＣＰのリードを切断／整形する工程は、ＴＣＰを切断／整形部に取り込んでＰＣＢ上のリードパタンに適合するように切断／整形装置により切断する。具体的に説明すると、切断／整形部に移送されたＴＣＰを切断／整形装置により図７のＡ−Ａ’線に沿って切断する。
【００１０】
図８は図７のＡ−Ａ’線に沿って切断されてソルダリングされた状態のＴＣＰの断面図で、図９はＴＣＰにヒートシンクを付着する方法について説明する断面図である。
【００１１】
図８を参照すると、スロット１０６の外側にあるポリイミドフィルム１０３’を含んで切断が行われる。その後、切断されたリードはすぐ切断／整形装置により所定形態に整形されてＰＣＢ内のリードパタンに適合するリード形態になる。
【００１２】
また、図９を参照すると従来の実装方法では、ＰＣＢは半導体チップ１００動作時の熱を外部に放出するヒートシンク１３０を付着するために、ＴＣＰの装着位置に半導体チップ１００の大きさの開口部１１６を持つ。半導体チップ１００の裏面はポリイミドフィルム１０３から突出しているので、この突出部分とヒートシンク１３０に伝導性接着パッド１１３、１１３’を付着し、ＰＣＢの開口部１１６に半導体チップ１００の突出部分（裏面）を挿入し、逆方向からヒートシンク１３０を半導体チップ１００に装着する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の実装方法によると、ソルダリング段階でＴＣＰのリードを圧着する際にリードの整列状態が乱れる場合があり、これによって隣接リード間のショートが多発する問題がある。また、ホットバーによりリードに直接圧力が加わることによりリード自体が薄いために損傷して、ソルダリングされてもリードの寿命が短くなったり接触不良が発生することがあった。また、従来の構造でヒートシンクを装着するのは長時間必要で作業が困難である。
【００１４】
前記の目的を達成するために本発明は、ＴＣＰ型ＩＣパッケージの印刷回路基板（ＰＣＢ）への実装方法において、ＰＣＢ上の異物を除去する段階と、ＩＣパッケージの半導体チップが位置する部分に伝導性ボンドを塗布する段階と、ＰＣＢ上に形成されたリードパタンにフラックスを塗布する段階と、ＩＣパッケージのリードをフラックスが塗布されたＰＣＢ上のリードパタン上に揃える段階と、揃えたＩＣパッケージの半導体チップ部分をホールディングブロックでカバーして全面に光ビームを照射して前記リードと前記リードパタンとをソルダリングする段階と、ソルダリングされたＰＣＢ及びホールディングブロックを冷却する段階とを含むことを特徴とするＩＣパッケージ実装方法を提供する。伝導性ボンドは、半導体チップサイズの６０％の面積にわたって塗布され、伝導性ボンドは、ＰＣＢに形成されたビアホールを通してＰＣＢの裏面にも塗布され。このＰＣＢの裏面に塗布された伝導性ボンドを介在してヒートシンクを付着する。フラックスは、ノズルにより塗布する。フラックスは、リードパタンが刻印されたスタンプを利用して塗布する。ホールディングブロックに付着した磁性体と磁石固定治具の磁石によりＰＣＢが固定される。ＰＣＢ上の認識マークを基準にしてＩＣパッケージをＰＣＢ上に取り付ける。キセノン（Ｘｅ）光ビームによりソルダリングを行う。ホールディングブロックを介在してＩＣパッケージを吸着した後、ＩＣパッケージのリードをＰＣＢ上のリードパタン上に揃える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、  本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るＴＣＰ実装システムを示すブロック図である。本実装システムは、ＰＣＢを実装システムに取り込むロ−ダ部１０と、取り込んだＰＣＢのＴＣＰ裏面に対応する部分に伝導性ボンドを塗布するディスペンサ部２０と、ＴＣＰを所定の大きさに切断してリードを整形する切断／整形部３０と、伝導性ボンドが塗布されたＰＣＢのＴＣＰリードパタンにフラックスを塗布して整形したＴＣＰのリードがＰＣＢのリードパタンと一致するように揃えるマウント部４０と、ＰＣＢに装着したＴＣＰをキセノン（Ｘｅ）光ビームでソルダリングするソルダリング部５０と、ソルダリングされたＰＣＢを冷却する冷却部６０とからなる。
【００１７】
図２はＴＣＰ実装工程のフロ−チャート、図３はＴＣＰのリード切断工程図、図４Ａはホールディングブロックの斜視図、図４ＢはホールディングブロックがＴＣＰ上に位置したときの一部破断した斜視図、図５ＡはＰＣＢを装着した磁石固定治具の断面図、図５Ｂは磁石固定治具の斜視図、図６はＴＣＰを装着したＰＣＢにヒートシンクを取り付けたときの図である。
【００１８】
以下、ＴＣＰを実装する工程を詳細に説明する。以下の実施形態において、ＰＣＢは４枚のＰＣＢがアレイ状に組合わされている。
【００１９】
図２のフローで示されるように、Ｓ２００段階でロ−ダ部１０に供給された４枚のＰＣＢ１１０は、Ｓ２１０段階で表面に付着している汚染物質を除去される。次に、ＰＣＢ１１０は図５Ａ及び図５Ｂに図示された磁石固定治具１２０上に置かれる。
【００２０】
磁石固定治具１２０は平板プレート１２２と、この平板プレート１２２の各頂点に形成された支持脚１２４とで構成される。平板プレート１２２上には４枚のＰＣＢ１１０に対応して、４個の開口部１２８があり、この開口部１２８はＰＣＢ１１０のリードパタン部に対応する。また、各開口部１２８の四隅には、ホールディングブロック１５０を固定するための磁石１２６が平板プレート１２２の表面と同一面になるような深さに埋設されている。この開口部に置かれるＰＣＢ１１０は、図４Ｂに図示されるように、対角線方向に一対の認識マーク１１５があり、ホールディングブロック１５０をＰＣＢ１１０上に取り付ける時の基準マークとなる。
【００２１】
ＰＣＢ１１０を磁石固定治具１２０上に固定後、Ｓ２２０段階でディスペンサ部２０に設置されたディスペンサにより、伝導性ボンド１１４がＰＣＢ１１０上のＴＣＰ半導体チップ１００が安着される領域の中央部から一定面積だけ塗布される。塗布する面積は、半導体チップ１００の面積の６０％の面積に該当する部分に塗布することが好ましい。
【００２２】
図６に図示されるように、ＰＣＢ１１０上の伝導性ボンド１１４が塗布される部分には、ビアホ−ル（スルーホール）１１８が形成され、伝導性ボンド１１４はビアホ−ル１１８を通じてＰＣＢ１１０の裏面にも塗布される。ＰＣＢ１１０の裏面に塗布された伝導性ボンド１１４’は、ヒートシンク１３０をＰＣＢ１１０の裏面に付着させて半導体チップ１１０の動作時に発生する熱を放熱する。
【００２３】
つまり本発明によると、ヒートシンク１３０を付着するためにＰＣＢ１１０内に開口部を形成する必要がなく、裏面に塗布された伝導性ボンド１１４’によりヒートシンク１３０をＰＣＢ１１０に付着することが可能になるため作業が容易になる。また、塗布された伝導性ボンド１１４は、整形時に曲げるＴＣＰのリード１０２のためにＴＣＰの半導体チップ１００とＰＣＢ１１０との間隔を補償するのでＴＣＰの装着安定性を高める。同一方法で他の３個のＰＣＢ１１０にも伝導性ボンド１１４を塗布する。
【００２４】
次にＳ２３０段階で、固形粉のフラックスをノズルでＰＣＢ１１０上のリードパタンに均一に塗布する。この時、ＴＣＰのリードパタンを刻印したスタンプにフラックスを付けＰＣＢ１１０上のリードパタン上に押すことにより迅速かつ均一にフラックスが塗布できる。フラックスは次のソルダリング段階でソルダリングを円滑にするための潤滑剤として使用される。フラックスが塗布されたＰＣＢ１１０は、ＰＣＢ１１０上のリードパタン３３０部分を拡大してモニタできるようにカメラが装着されたマウント部４０に移送される。
【００２５】
一方、Ｓ３００段階で切断／整形部３０に取り込まれたＴＣＰは、Ｓ３１０段階でＰＣＢ１１０上のリードパタン３３０に適合する大きさに切断／整形される。具体的には図３Ａ、３Ｂに図示されるように、切断／整形装置１６０はスロット１０６内の外側端部近傍で多数のリード１０２を一斉に切断する。この時、スロット１０６の外側のポリイミドフィルム１０３は含まない。次に、図３Ｃに図示されるように切断されたリード１０２は、すぐ切断／整形装置１６０によりＰＣＢ１１０に接合されるように所定曲率を持つ形態に整形される。切断／整形が完了したＴＣＰは、Ｓ２４０段階でマウント部４０内に設置したＰＣＢ１１０上のリードパタン３３０上に移され取り付けられる。
【００２６】
このときに、ホールディングブロック１５０が真空ポンプにより吸着されてＴＣＰの上へ移送される。図４Ａに示すように、ホールディングブロック１５０はＴＣＰの半導体チップ１００の形状に対応して四角形状で所定の厚さを持ち、中央部には実装システム内に設置された真空ポンプを利用してホールディングブロック１５０内部に位置したＴＣＰを吸着できるようにホ−ル１５４が開けられる。この時、ホールディングブロック１５０の裏面にはＴＣＰの半導体チップ１００の位置決め溝が形成されておりＴＣＰを安定に吸着できる。また、ホールディングブロック１５０の四隅には支持部１５２が形成され、支持部１５２の下部には、図５Ａに図示されるように、所定の厚さをもつ磁性体１５６が付着する。この磁性体１５６が、取り付け段階で磁石１２６に引っ張られることによりホールディングブロック１５０を固定する。
【００２７】
取り付けは、ＴＣＰとＰＣＢのカメラ映像により、自動あるいは手動で行うことができる。即ち、ＰＣＢ１１０上の認識マーク１１５を利用して、磁石固定治具１２０に固定されたＰＣＢ１１０の位置を確認して、ＴＣＰのリード１０２をＰＣＢ１１０上のリードパタン３３０上に正確に揃える。
【００２８】
リード１０２を揃え終わると、図４Ｂに図示されるように、真空ポンプを操作してＴＣＰを吸着したホールディングブロック１５０と共にＰＣＢ１１０上のリードパタン３３０上に位置させる。すると図５Ａに示されるように、ホールディングブロック１５０の支持部１５２の下部に付着した磁性体１５６と磁石固定治具１２０に埋設された４個の磁石１２６が引き合うので固定され、間に位置するＰＣＢ１１０も固定される。これによって、ＴＣＰをＰＣＢ１１０上に位置させる時発生するホールディングブロック１５０のこじれが防止できる。ＴＣＰのリード１０２がＰＣＢ１１０上のリードパタン３３０に対応して整列した後、ホールディングブロック１５０とＴＣＰが位置するＰＣＢ１１０をソルダリング部５０に移動して、Ｓ２５０段階に移る。
【００２９】
Ｓ２５０段階では、ソルダリング部のホールディングブロック１５０とＴＣＰにキセノン（Ｘｅ）光ビームを照射することにより約３００℃でソルダリングを実行する。この時、光ビームをＰＣＢ１１０上のリードパタン全体に照射するために均一にソルダリングが行われる。
【００３０】
ソルダリングが完了したＰＣＢ１１０は、Ｓ２６０段階で冷却部６０に移送され、ソルダリングにより高温状態になったＰＣＢ１１０とホールディングブロック１５０を冷却する。その後、Ｓ２７０段階でホールディングブロック１５０は、真空ポンプによりＰＣＢ１１０から取り外され、他の３個のＰＣＢに対して前記過程が反復実行される。
【００３１】
【発明の效果】
以上のような本発明の実装方法によると、直接加圧せずにソルダリングするのでリードの損傷が無く、作業後に不良が発生しない。また光ビームソルダリングを実行することにより、ソルダリング品質が向上し、ソルダリング時リードを加圧しないので実装後のＴＣＰの信頼性を向上させる効果がある。また、ソルダリングを行う際に全リードに対して一斉にソルダリングするため作業時間を短縮することができる。また、印刷回路基板のＴＣＰが実装される位置に伝導性ボンドを既塗布することにより、ＴＣＰをＰＣＢ上に装着する時、整形されたリードによるＰＣＢと半導体チップ間の間隔を報償してＴＣＰの装着安定性を高めて、ヒートシンクを付着するための開口部をＰＣＢに形成する必要がなく、裏面上に塗布された伝導性ボンドを介在してヒートシンクをＰＣＢに付着することにより作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実装システムを示すブロック図。
【図２】本発明の工程のフロ−チャートである。
【図３】分図Ａ、Ｂ、Ｃは本発明のＴＣＰリード切断／整形工程図。
【図４】分図Ａはホールディングブロックの斜視図、分図ＢはホールディングブロックがＴＣＰ上に位置した一部破断した斜視図。
【図５】分図ＡはＰＣＢが装着された磁石固定治具の断面図、分図Ｂは磁石固定治具の斜視図。
【図６】本発明のＰＣＢにヒートシンクを装着した断面図。
【図７】ＴＣＰの一部破断の斜視図。
【図８】図７のＡ−Ａ’に沿って切断した、ソルダリングしたＴＣＰの断面図。
【図９】従来のＰＣＢにヒートシンクを装着した断面図。
【符号の説明】
１０  ロ−ダ部
２０  ディスペンサ部
３０  切断及び整形部
４０  マウント部
５０  ソルダリング部
６０  冷却部
１００  半導体チップ
１０２  リード
１０３、１０３’  ポリイミドフィルム
１０６  スロット
１１０  ＰＣＢ
１１３、１１３’  伝導性接着パッド
１１４、１１４’  伝導性ボンド
１１６、１２８  開口部
１１５  認識マーク
１１８  ビアホ−ル
１２０  磁石固定治具
１２２  平板プレート
１２４  支持脚
１２６  磁石
１３０  ヒートシンク
１５０  ホールディングブロック
１５６  磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003699575.tif 000008
【図８】
0003699575.tif 000009
【図９】
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