(57)【要約】【課題】樹脂先塗り実装工法でありながら熱硬化性樹脂の流動範囲を制御でき、歩留りの低下を抑制して生産性の向上を図ることができる電子部品の実装方法及び電子部品実装装置を提供することを目的とする。【解決手段】基板２に電子部品３が実装された場合に電子部品３と対向する基板２上の領域であって電子部品３の微小電気機械システム１１と対向する領域Ｒ０以外の領域Ｒ１の一部に熱硬化性樹脂ＪＳを塗布したうえで、加熱した熱圧着ツール２５を電子部品３の上面１２ｂのうち微小電気機械システム１１に対応する領域Ｓ０を除く部分Ｓ１に接触させて電子部品３を保持し、その電子部品３のバンプ１３を基板２上の電極２ａに当接させた後、電子部品３と基板２との間で流動した熱硬化性樹脂ＪＳが微小電気機械システム１１と基板２との間の空間に流入する前に熱圧着ツール２５を電子部品３から離間させる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電気機械システムが形成された第１領域と基板の電極に電気的に接合される複数のバンプが形成された領域を含む第２領域を主面側に有する電子部品を前記基板に実装する電子部品の実装方法であって、
前記基板に前記電子部品が実装された場合に前記電子部品の前記主面と対向する前記基板上の領域の中の、前記第１領域と対向する領域以外の領域の一部に熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、
加熱した熱圧着ツールを前記電子部品の前記主面とは反対側の上面のうち前記第１領域に対応する領域を除く部分に接触させた状態で前記電子部品を保持する電子部品保持工程と、
前記熱圧着ツールにより保持した前記電子部品の前記バンプを前記基板の対応する前記電極に対して位置合せして当接させるとともに前記第２領域を前記樹脂塗布工程で塗布した熱硬化性樹脂に接触させた後、前記第２領域と前記基板との間で流動した前記熱硬化性樹脂が前記微小電気機械システムの下方空間に流入する前に前記熱圧着ツールを前記電子部品から離間させる熱圧着工程とを含むことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
前記樹脂塗布工程において前記熱硬化性樹脂が塗布される前記基板上の領域は、前記基板に前記電子部品が実装された場合における前記微小電気機械システムからみて前記電極よりも遠い側に位置する領域であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装方法。
【請求項３】
微小電気機械システムが形成された第１領域と基板の電極に電気的に接合される複数のバンプが形成された領域を含む第２領域を主面側に有する電子部品を前記基板に実装する電子部品実装装置であって、
前記基板に前記電子部品が実装された場合に前記電子部品の前記主面と対応する前記基板上の領域の中の、前記第１領域と対向する領域以外の領域の一部に熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
加熱された熱圧着ツールにより電子部品を保持し、その保持した前記電子部品の前記バンプを前記基板の対応する前記電極に対して位置合せして当接させるとともに前記第２領域を前記樹脂塗布部で塗布された熱硬化性樹脂に接触させる実装ヘッドとを備え、
前記熱圧着ツールは、前記電子部品の前記主面とは反対側の上面のうち前記第１領域に対応する領域を除く部分に接触する部品接触面を有したことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項４】
前記熱圧着ツールに前記電子部品を真空吸引により保持するための吸引口が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電気機械システムを備えた電子部品を基板に実装する電子部品の実装方法及び電子部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｏｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）と呼ばれる素子を備えたチップ（以下、ＭＥＭＳチップと称する）が実用化され、様々な電子機器や車載機器に使用されるようになってきている。ＭＥＭＳチップの代表的な例としては加速度センサ、ＲＦスイッチ、マイクロホン素子等が知られている。このようなＭＥＭＳチップは電子部品の一種であり、通所の半導体素子と同じように回路パターンを有する基板に実装される。
【０００３】
半導体素子の場合は集積回路が形成された能動領域を補強用の樹脂で封止するように基板実装するが、ＭＥＭＳチップの場合は微小電気機械システムを樹脂で覆うとその機能が失われてしまう。このため補強用の樹脂は、ＭＥＭＳチップを基板に電気・機械的に接合した後で、微小電気機械システムにかからないように基板とＭＥＭＳチップの隙間に塗布するようにしている（樹脂後塗り実装工法。例えば、特許文献１及び２参照）。また、更なる生産性向上のため、ＭＥＭＳチップを基板に接合する前に補強用の樹脂を基板に塗布し、その上からＭＥＭＳチップを基板に実装する、いわゆる樹脂先塗り実装工法も検討されている。この樹脂先塗り実装工法では、ＭＥＭＳチップの熱圧着時に流動した樹脂が微小電気機械システムと基板との間の領域に流入しないようにするために樹脂の流動範囲を制御する必要があるが、その制御は基板上に先塗りする樹脂の塗布量の調節によって行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０３６５０４号公報
【特許文献２】特開２００３−２３４３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記樹脂先塗り実装工法において、樹脂の流動範囲を樹脂の塗布量だけで制御するのには限界があり、微小電気機械システムに樹脂が接触することによる歩留りの低下を防止する有効な対策がなかった。このため、生産性では劣る樹脂後塗り実装工法を採用するしかなかった。
【０００６】
そこで本発明は、樹脂先塗り実装工法でありながら熱硬化性樹脂の流動範囲を制御でき、歩留りの低下を抑制して生産性の向上を図ることができる電子部品の実装方法及び電子部品実装装置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】
【０００７】
本発明の電子部品の実装方法は、微小電気機械システムが形成された第１領域と基板の電極に電気的に接合される複数のバンプが形成された領域を含む第２領域を主面側に有する電子部品を前記基板に実装する電子部品の実装方法であって、前記基板に前記電子部品が実装された場合に前記電子部品の前記主面と対向する前記基板上の領域の中の、前記第１領域と対向する領域以外の領域の一部に熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、加熱した熱圧着ツールを前記電子部品の前記主面とは反対側の上面のうち前記第１領域に対応する領域を除く部分に接触させた状態で前記電子部品を保持する電子部品保持工程と、前記熱圧着ツールにより保持した前記電子部品の前記バンプを前記基板の対応する前記電極に対して位置合せして当接させるとともに前記第２領域を前記樹脂塗布工程で塗布した熱硬化性樹脂に接触させた後、前記第２領域と前記基板との間で流動した前記熱硬化性樹脂が前記微小電気機械システムの下方空間に流入する前に前記熱圧着ツールを前記電子部品から離間させる熱圧着工程とを含む。
【０００８】
本発明の電子部品実装装置は、微小電気機械システムが形成された第１領域と基板の電極に電気的に接合される複数のバンプが形成された領域を含む第２領域を主面側に有する電子部品を前記基板に実装する電子部品実装装置であって、前記基板に前記電子部品が実装された場合に前記電子部品の前記主面と対応する前記基板上の領域の中の、前記第１領域と対向する領域以外の領域の一部に熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布部と、加熱された熱圧着ツールにより電子部品を保持し、その保持した前記電子部品の前記バンプを前記基板の対応する前記電極に対して位置合せして当接させるとともに前記第２領域を前記樹脂塗布部で塗布された熱硬化性樹脂に接触させる実装ヘッドとを備え、前記熱圧着ツールは、前記電子部品の前記主面とは反対側の上面のうち前記第１領域に対応する領域を除く部分に接触する部品接触面を有した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、樹脂先塗り実装工法でありながら熱硬化性樹脂の流動範囲を制御でき、歩留りの低下を抑制して生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の構成図
【図２】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置により基板に実装される電子部品を基板とともに示す斜視図
【図３】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置により製造された電子部品実装体の断面側面図
【図４】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置が備える実装ヘッドを電子部品とともに示す断面側面図
【図５】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の実装ヘッドの下方斜視図
【図６】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の動作系統を示すブロック図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置により電子部品が実装される基板の斜視図
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態における電子部品の実装方法の説明図
【図９】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の熱圧着ツールの他の例を示す実装ヘッドの下方斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態における電子部品実装装置１を示している。電子部品実装装置１は基板２上に電子部品３を実装することにより（図２（ａ）→図２（ｂ））、図２（ｂ）及び図３に示す電子部品実装体４を製造する装置である。図２（ｂ）及び図３において、電子部品実装体４は、基板２、電子部品３及び基板２と電子部品３との間で熱硬化性樹脂ＪＳが熱硬化した樹脂硬化体ＫＪから成る。
【００１２】
図３において、電子部品実装体４を構成する電子部品３は、主面１２ａと上面１２ｂを有する略板状の本体部１２を備える。本体部１２の主面１２ａには加速度センサ、ＲＦスイッチ、マイクロホン素子等として機能する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）１１が形成されている。微小電気機械システム１１は本体部１２の中央部に位置し、その少なくとも一部は外部に露出している。本体部１２の主面１２ａには、微小電気機械システム１１と電気的に繋がった複数のバンプ１３が下方に突出して設けられている（図２（ａ）も参照）。本実施の形態では、電子部品３の主面１２ａのうち、微小電気機械システム１１が形成されている領域が第１領域であり、第１領域以外が第２領域となっている。複数のバンプ１３は電子部品３の主面１２ａの第２領域に形成されている。
【００１３】
図１において、電子部品実装装置１は、基板２を保持する基板保持部２１、電子部品３を供給する電子部品供給部２２、基板２上に熱硬化性樹脂ＪＳを吐出供給する樹脂塗布部２３及び電子部品供給部２２が供給する電子部品３を真空吸引により保持（ピックアップ）して熱硬化性樹脂ＪＳが供給された基板２上に実装する実装ヘッド２４を備えて成る。樹脂塗布部２３は直交座標ロボット等から成る樹脂塗布部移動機構２３Ａによって移動され、樹脂吐出機構２３Ｂにより熱硬化性樹脂ＪＳの吐出動作がなされる。実装ヘッド２４は直交座標ロボット等から成る実装ヘッド移動機構２４Ａによって移動され、真空圧供給部２４Ｂより真空圧の供給がなされる。基板保持部２１には基板２を吸着する基板吸着機構２１Ａと、基板吸着機構２１Ａによって基板保持部２１に保持された基板２を加熱する基板加熱ヒータ２１Ｂが設けられている。
【００１４】
図４（ａ），（ｂ）及び図５において、実装ヘッド２４は熱圧着ツール２５とこの熱圧着ツール２５を加熱するツール加熱ヒータ２６を備えている。熱圧着ツール２５には下面から上方に窪んだ形状の凹部２５ａが設けられており、熱圧着ツール２５の下面のうち電子部品３と接触する部分（部品接触面２５ｂ）は凹部２５ａを取り囲む周回形状を有している。熱圧着ツール２５の内部には真空吸引路２５ｃが設けられており、真空吸引路２５ｃは実装ヘッド２４内を延びる真空圧供給路２４ａに繋がるとともに、熱圧着ツール２５の部品接触面２５ｂに複数の開口（この開口を吸引口２５ｄと称する）を有している。実装ヘッド２４の真空圧供給路２４ａは前述の真空圧供給部２４Ｂに繋がっている。このため真空圧供給部２４Ｂから真空圧供給路２４ａ経由で真空吸引路２５ｃ内に真空圧を供給すると、熱圧着ツール２５の部品接触面２５ｂに設けられた複数の吸引口２５ｄに真空吸引力が発生する。
【００１５】
図６において、基板保持部２１による基板２の吸着保持動作は電子部品実装装置１が備える制御装置３０が基板吸着機構２１Ａの作動制御を行うことによってなされ、基板保持部２１に保持された基板２の加熱動作は制御装置３０が基板加熱ヒータ２１Ｂの作動制御を行うことによってなされる。樹脂塗布部２３の移動動作は制御装置３０が樹脂塗布部移動機構２３Ａの作動制御を行うことによってなされ、樹脂塗布部２３による熱硬化性樹脂ＪＳの吐出動作は制御装置３０が樹脂吐出機構２３Ｂの作動制御を行うことによってなされる。実装ヘッド２４の移動動作は制御装置３０が実装ヘッド移動機構２４Ａの作動制御を行うことによってなされ、実装ヘッド２４による電子部品３の吸引動作は制御装置３０が真空圧供給部２４Ｂの作動制御を行うことによってなされる。また、熱圧着ツール２５の加熱動作は、制御装置３０がツール加熱ヒータ２６の作動制御を行うことによってなされる。
【００１６】
次に、上記電子部品実装装置１により基板２に電子部品３を実装して電子部品実装体４を製造する電子部品実装方法の実行手順を説明する。電子部品実装体４の製造では、先ず、基板保持部２１が基板２を吸着保持し、基板加熱ヒータ２１Ｂが基板２の加熱を行う。
【００１７】
基板保持部２１が基板２を保持して基板２の加熱を開始したら、樹脂塗布部２３が基板２の上方で移動しつつ熱硬化性樹脂ＪＳを吐出させて、基板２上に熱硬化性樹脂ＪＳを塗布する（樹脂塗布工程）。この樹脂塗布工程において樹脂塗布部２３が熱硬化性樹脂ＪＳを塗布する基板２上の領域は、図２（ａ）に示すように、基板２に電子部品３が実装された場合に電子部品３の主面１２ａと対向する基板２上の領域（電子部品３の外形に対応する四角形Ｍ２の内部領域）の中の、微小電気機械システム１１が形成されている第１領域と対向する領域Ｒ０（微小電気機械システム１１の下方露出部の外形に対応する四角形Ｍ１の内部領域）以外の領域Ｒ１の一部である。
【００１８】
ここで、樹脂塗布部２３は、好ましくは、図２（ａ）に示すように、領域Ｒ１の一部であって基板２に電子部品３が実装された場合における電子部品３の微小電気機械システム１１からみて、各電極２ａよりも遠い側に位置する領域に熱硬化性樹脂ＪＳを塗布する。なお、図２（ａ）では、樹脂塗布部２３が、各電極２ａにつき一塊ずつの熱硬化性樹脂ＪＳを塗布した状態を示しているが、樹脂塗布部２３は、図７（ａ）に示すように、各電極２ａにつき複数ずつの熱硬化性樹脂ＪＳの塊を塗布し、或いは図７（ｂ）に示すように、電子部品３を取り囲むように熱硬化性樹脂ＪＳを塗布するのであってもよい。
【００１９】
樹脂塗布部２３が上記のように基板２に熱硬化性樹脂ＪＳを塗布したら、実装ヘッド２４は電子部品供給部２２の電子部品３を真空吸引により保持する（電子部品保持工程）。この電子部品保持工程では、実装ヘッド２４は、ツール加熱ヒータ２６によって加熱された状態の熱圧着ツール２５の凹部２５ａを電子部品３の上面１２ｂであって第１領域に対応する領域Ｓ０（図２（ａ），（ｂ）及び図４（ａ））に対向させ、部品接触面２５ｂを、領域Ｓ０を除く部分Ｓ１（図２（ａ），（ｂ）及び図４（ａ））に接触させた状態で電子部品３を真空吸引により保持する（図４（ｂ）及び図８（ａ））。すなわち本実施の形態において、熱圧着ツール２５は、電子部品３の上面１２ｂのうち第１領域に対応する領域Ｓ０を除く部分Ｓ１に接触する部品接触面２５ｂを有したものとなっている。
【００２０】
上記のように加熱された熱圧着ツール２５は電子部品３を保持するが、熱圧着ツール２５は電子部品３の上面１２ｂのうち微小電気機械システム１１が形成された第１領域に対応する領域Ｓ０には接触しない。このため電子部品３の主面１２ａの温度は第２領域から徐々に高くなる。図８中に示す領域ＲＨは、電子部品３において高温となっている領域を表している。
【００２１】
実装ヘッド２４は上記のようにして電子部品３を保持したら、基板２の上方に移動して熱圧着工程を行う。熱圧着工程では、実装ヘッド２４は、電子部品３のバンプ１３が基板２の対応する電極２ａと上下に対向するように位置合せをした後（図８（ａ））、下降して、各バンプ１３を電極２ａに当接させる（図８（ｂ））。これにより、電子部品３の本体部１２のうち高温となった第２領域（バンプ１３を含む）が基板２上に塗布された熱硬化性樹脂ＪＳと接触する。熱硬化性樹脂ＪＳは高温に加熱された第２領域からの熱によって熱硬化反応を開始するとともに、電子部品３の本体部１２と基板２との間で、言い換えれば第２領域と基板２との間で流動する（図８（ｂ）→図８（ｃ））。熱硬化性樹脂ＪＳは高温な物体に沿って流動し易いので、第２領域における高温領域の広がりとともに領域Ｒ０へ流動する。反対に、微小電気機械システム１１が形成されている第１領域は比較的低温であるので、熱硬化性樹脂ＪＳの微小電気機械システム１１の下方空間への流動は制限される。
【００２２】
その後、熱圧着工程を開始してから所定タイミングになったら、真空圧供給部２４Ｂは熱圧着ツール２５による電子部品３の真空吸引を解除し、実装ヘッド２４は基板２に対して上昇して、熱圧着ツール２５を電子部品３から離間させる（図８（ｄ））。すなわち、流動する熱硬化性樹脂ＪＳが微小電気機械システム１１の下方空間に流入して微小電気機械システム１１に接触する前に熱圧着ツール２５を電子部品３から離間させる。これにより、第２領域における高温領域が縮小又は消滅して熱硬化性樹脂ＪＳの流動も停止する。その後、熱硬化性樹脂ＪＳは基板加熱ヒータ２１Ｂによる加熱によって熱硬化する。
【００２３】
上記のように、本実施の形態における電子部品実装装置１及び電子部品３の実装方法では、加熱された熱圧着ツール２５が電子部品３の本体部１２の上面のうち微小電気機械システム１１が形成された第１領域に対応する領域Ｓ０と接触しないようにし、微小電気機械システム１１の温度を相対的に低くすることで、微小電気機械システム１１が本体部１２に対して相対的に低温となるようにしていることに加え、電子部品３の熱圧着時において、熱圧着ツール２５を電子部品３から離間させるタイミングを調整することで、本体部１２と基板２との間で流動する熱硬化性樹脂ＪＳが微小電気機械システム１１の下方空間に侵入してこれと接触することを阻止している。このように本実施の形態における電子部品実装装置１及び電子部品３の実装方法によれば、樹脂先塗り実装工法でありながら熱硬化性樹脂の流動範囲を制御でき、熱硬化性樹脂ＪＳが微小電気機械システム１１に接触することを回避して歩留りの低下を抑制し、生産性の向上を図ることができる。
【００２４】
なお、図５で示した熱圧着ツール２５の形状は一例であって、電子部品３の本体部１２の上面１２ｂのうち電子部品３の微小電気機械システム１１が形成された第１領域に対応する領域Ｓ０を除く部分Ｓ１に接触する部品接触面２５ｂを有する範囲で、例えば、図９（ａ），（ｂ）に示すような、電子部品３の形状等に対応した変形例が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
樹脂先塗り実装工法でありながら熱硬化性樹脂の流動範囲を制御でき、歩留りの低下を抑制して生産性の向上を図ることができる電子部品の実装方法及び電子部品実装装置を提供する。
【符号の説明】
【００２６】
１  電子部品実装装置
２  基板
２ａ  電極
３  電子部品
１１  微小電気機械システム
１２ａ  主面
１２ｂ  上面
１３  バンプ
２３  樹脂塗布部
２４  実装ヘッド
２５  熱圧着ツール
２５ｂ  部品接触面
２５ｄ  吸引口
ＪＳ  熱硬化性樹脂
【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】
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【図８】
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【図９】
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