(57)【要約】【課題】            ボンディングヘッドの設けられた加熱手段への給電線からの輻射熱が、実装前の熱効果性樹脂に熱影響を与えない実装方法を提供すること。【解決手段】        予め熱硬化性樹脂が充填された複数の実装箇所を備える基板にチップを順次、実装する実装方法であって、基板を吸着保持する基板ステージと、チップを吸着保持し、基板に加圧および加熱するツールと、ツールを加熱する加熱手段が設けられたボンディングヘッドと、を備え、ボンディングヘッドの一方から加熱手段への給電線が設けられている実装装置を用いて、ツールに吸着保持されたチップを、順次、基板に加圧および加熱していく際に、ボンディングヘッドの給電線の向きを、チップが実装済みの実装箇所の方向、もしくは実装箇所が基板の外縁の場合、基板の外側の方向に向けて実装する実装方法【選択図】          図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め熱硬化性樹脂が充填された複数の実装箇所を備える基板にチップを順次、実装する実装方法であって、
基板を吸着保持する基板ステージと、
チップを吸着保持し、基板に加圧および加熱するツールと、
ツールを加熱する加熱手段が設けられたボンディングヘッドと、を備え、
ボンディングヘッドの一方から加熱手段への給電線が設けられている実装装置を用いて、
ツールに吸着保持されたチップを、順次、基板に加圧および加熱していく際に、ボンディングヘッドの給電線の向きを、チップが実装済みの実装箇所の方向、もしくは実装箇所が基板の外縁の場合、基板の外側の方向に向けて実装する実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップを基板に熱圧着する実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フリップチップ（以下、チップと呼ぶ）を基板に熱圧着する場合、基板に設けられたアライメントマークとチップに設けられたアライメントマークを画像認識手段で認識し、基板を保持する基板ステージもしくはチップを保持するツールをＸＹ方向（水平方向）およびθ方向（回転方向）に位置合わせし、チップを基板の所定位置に押圧および加熱している。
【０００３】
基板には熱硬化性樹脂が予め充填されており、熱圧着により樹脂を加熱硬化させることでチップと基板が接合されている。基板には、複数の実装箇所があり、基板ステージもしくはツールを移動させながら、順次、実装作業が行われている。なお、熱硬化性樹脂を充填する代わりに、シート状の熱硬化性樹脂フィルムを基板に載置している場合もある。
【０００４】
チップを保持するツールは、チップの大きさや品種毎に複数種類が用意されており、実装対象のチップに適合したツールが、昇降機構を備えたボンディングヘッドに脱着可能に吸着保持されている。ボンディングヘッドにはチップと基板を加熱するヒータなどの加熱手段が備えられている。加熱手段によりツールが加熱され、チップと基板を押圧する際に、熱硬化性樹脂を加熱するようになっている。
【０００５】
基板の実装箇所には全て熱硬化性樹脂が充填されている状態から、順次、チップを一つずつ実装していくので、対象となる実装箇所にチップを加圧および加熱している際に、周辺のまだチップを実装していない実装箇所の熱硬化性樹脂に、加熱されたツールの輻射熱が及び、影響を与えてしまう問題がある。これに対して、特許文献１では、ツールのチップを吸着する部分の位置を、ツールの中心から端にずらして、ツールの輻射熱が実装前の熱硬化性樹脂に及ばないようにしている。
【０００６】
また、加熱手段とツールのサイズを、隣接する実装箇所の熱硬化性樹脂に影響を与えないような大きさにすることで、輻射熱の影響を防ぐことが出来る。例えば、加熱手段とツールのサイズを、実装するチップのサイズとほぼ等価な大きさにするなどである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４５３９４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ツールの輻射熱が実装前の熱硬化性樹脂に及ばないように実装しても、ボンディングヘッドに設けられた加熱手段への給電線からの輻射熱が、実装前の熱硬化性樹脂に熱影響を与える問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、ボンディングヘッドの設けられた加熱手段への給電線からの輻射熱が、実装前の熱硬化性樹脂に熱影響を与えない実装方法を提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
予め熱硬化性樹脂が充填された複数の実装箇所を備える基板にチップを順次、実装する実装方法であって、
基板を吸着保持する基板ステージと、
チップを吸着保持し、基板に加圧および加熱するツールと、
ツールを加熱する加熱手段が設けられたボンディングヘッドと、を備え、
ボンディングヘッドの一方から加熱手段への給電線が設けられている実装装置を用いて、
ツールに吸着保持されたチップを、順次、基板に加圧および加熱していく際に、ボンディングヘッドの給電線の向きを、チップが実装済みの実装箇所の方向、もしくは実装箇所が基板の外縁の場合、基板の外側の方向に向けて実装する実装方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ツールに吸着保持されたチップを、順次、基板に加圧および加熱していく際に、ボンディングヘッドの給電線の向きが、チップの実装済みの実装箇所の方向になるように実装するので、給電線からの輻射熱が、未実装箇所の熱硬化性樹脂に影響を与えることが無い。また、基板の外縁の実装箇所に実装する場合は、基板の外側には実装箇所がないので、その方向に給電線を向けても、未実装箇所の熱硬化性樹脂に影響を与えることが無い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実装装置の概略側面図である。
【図２】本発明で用いる基板の概略平面図である。
【図３】本発明の加熱手段の概略平面図である。
【図４】本発明の動作フローチャートである。
【図５】基板へのチップ実装順を説明する概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実装装置１の概略側面図である。図１において、実装装置１に向かって左右方向をＸ軸、前後方向をＹ軸、Ｘ軸とＹ軸で構成されるＸＹ平面に直交する軸をＺ軸（上下方向）、Ｚ軸周りをθ軸とする。
【００１４】
実装装置１は、基板６を吸着保持する基板ステージ１０と、チップ２を吸着保持するボンディングヘッド８と、チップ２と基板６に設けられた位置合わせマークを認識する２視野カメラ１３と、実装装置１全体を制御する制御部２０とから構成されている。
【００１５】
基板ステージ１０は、図示していない吸引ポンプなどの吸引手段と配管が接続されており、基板ステージ１０上の基板６を吸着保持することが出来る。また、基板ステージ１０は、水平方向（ＸＹ方向）に移動可能になっている。
【００１６】
基板６には、複数の実装箇所が設けられている。１例として図２に基板の概略平面図を示す。図２の例は、実装箇所が１２カ所の例で、各実装箇所は１０１、１０２，〜１１２で示す部分となる。実装箇所１０１〜１１２には、予め、熱硬化性樹脂４が所定の部分に充填されている。各実装箇所には、チップ２のバンプ３と接続する電極５が設けられている。
【００１７】
ボンディングヘッド８は、上下方向（Ｚ方向）及び回転方向（θ方向）に移動可能で、ボンディングヘッド８の先端のツール９に吸着保持されたチップ２を、基板６に加圧および加熱することが出来るようになっている。ボンディングヘッド８の下部には加熱手段１２が取り付けられている。図３に加熱手段１２の概略平面図を示す。加熱手段１２は、加熱部１５とリード引き出し部１６の２つの部分から構成されている。加熱部１５にはリード引き出し部１６から導入した抵抗線１７がつづら折り状態で埋め込まれている。つづら折り状態の部分は、図３の点線で囲まれた加熱有効エリア１８となっている。加熱部１５は、ボンディングヘッド８およびツール９の取り付け面と一致している。リード引き出し部１６は、ボンディングヘッド８から側方に突き出した部分となっており、抵抗線１７への給電線１９が上部から接続されている。加熱手段１２の下側には、ツール９が取り付けられている。
【００１８】
加熱手段１２の熱は、ツール９に伝わり、ツール９に吸着保持されているチップ２を加熱する。リード引き出し部１６は、ボンディングヘッド８から側方に突出しているため、リード引き出し部１６からの輻射熱が隣接する基板６の実装箇所に影響を与えてしまう問題が発生する。そのため、本発明では以下に説明する実装方法を行う。
【００１９】
図４に本発明の実装方法の動作フローチャートと、図５に基板６の平面図を示す。
【００２０】
まず、基板ステージ１０に熱硬化性樹脂４が充填済みの基板６を吸着保持する（ＳＰ０１）。
【００２１】
次に、チップ搬送手段からチップ２をボンディングヘッド８が受け取り、ツール９に吸着保持する（ＳＰ０２）。
【００２２】
次に、ボンディングヘッド８を所定の高さまで下降させ、基板６とチップ２との間に、２視野カメラ１３を挿入する（ＳＰ０３）。
【００２３】
次に、２視野カメラ１３で認識した基板６の実装対象箇所のアライメントマークとチップ２のアライメントマークに基づいて、基板ステージ１０を水平方向（ＸＹ方向）に、およびボンディングヘッド８を回転方向（θ方向）に移動させて、位置合わせを行う（ＳＰ０４）。位置合わせが完了すると、２視野カメラ１３は、基板６とチップ２の間から退避する。
【００２４】
次に、ボンディングヘッド８の加熱手段１２の通電を開始し、ツール９を所定の温度まで昇温する（ＳＰ０５）。
【００２５】
次に、ボンディングヘッド８を下降させて所定の荷重で所定時間、図５（ａ）に示す実装箇所１０１の電極５に加圧する（ＳＰ０６）。加圧および加熱にともない、実装箇所１０１の熱硬化性樹脂４が加熱硬化する。図５の実装箇所１０１には、加熱手段１２の向きがわかるように、点線で加熱手段１２の形状を示した。加熱手段１２の加熱部１５が実装箇所１０１の上部となり、リード引き出し部１６は、基板６の外縁側になるように加熱手段１２の方向が向けられている。
【００２６】
次に、ボンディングヘッド８を上昇させ、加熱手段１２の通電を切り、基板６に次の実装箇所があるかどうか確認する（ＳＰ０７）。
【００２７】
実装箇所が残っている場合（ＳＰ０７で「あり」の場合）、基板ステージ１０を移動させ隣の実装箇所１０２の上にボンディングヘッド８が来るように位置決めする（ＳＰ０８）。ボンディングヘッド８と基板６の実装箇所１０２の位置関係を図５（ｂ）に示す。加熱手段１２のリード引き出し部１６は、既に実装が完了した実装箇所１０１の方向に向けられている。そのため、リード引き出し部１６からの輻射熱は、実装箇所１０１に影響を与えるが、熱硬化性樹脂４が充填済みのチップ未実装箇所には影響を与えることが無い。
【００２８】
次に、ＳＴ０２に戻り、チップ２の実装を続行する。実装が完了する毎に、基板ステージ１０を、ボンディングヘッド８が実装箇所１０３，１０４，・・１１２の順になるように位置合わせし、加熱手段１２のリード引き出し部１６が、チップ実装が完了した方向に向けられるようにする。なお、チップ実装箇所が基板６の外縁部（例えば、実装箇所１０５、１０９）の場合は、引き出し部１６が基板６の外側の向きになるように位置合わせされる。このボンディングヘッド８の移動順を図５（ｂ）に矢印で示す。
【００２９】
上記のような実装方法を行うことにより基板６の未実装箇所に充填された熱硬化性樹脂４に加熱手段１２のリード引き出し部１６からの輻射熱の影響を与えること無く、実装を完了することが出来る。
【符号の説明】
【００３０】
１    実装装置
２    チップ
３    バンプ
４    熱硬化性樹脂
５    電極
６    基板
８    ボンディングヘッド
９    ツール
１０    基板ステージ
１２    加熱手段
１３    ２視野カメラ
１５    加熱部
１６    リード引き出し部
１７    抵抗線
１８    加熱有効エリア
１９    給電線
２０    制御部
１０１〜１１２    実装箇所
【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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