(57)【要約】【課題】集合基板に部品を実装するときに、部品の実装不良を抑制する。【解決手段】第１及び第２の主面を有し、個片に分割される個片領域と個片領域を取り囲む周辺領域とに区画される集合基板を準備する。治具２０に形成された吸引孔２２からの真空吸引によって、集合基板の第２の主面を治具に吸着固定した状態で、集合基板の第１の主面の個片領域に部品を実装する。治具２０は、集合基板が配置される集合基板領域２４のうち、集合基板の周辺領域に対応する周辺対応領域２８に、すべての吸引孔２２が形成されている。部品を実装するとき、集合基板の周辺領域のみを治具２０に吸着固定する。【選択図】図２
2015053347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の主面を有し、個片に分割される個片領域と前記個片領域を取り囲む周辺領域とに区画される集合基板を準備する第１の工程と、
治具に形成された吸引孔からの真空吸引によって、前記集合基板の前記第２の主面を前記治具に吸着固定した状態で、前記集合基板の前記第１の主面の前記個片領域に部品を実装する第２の工程と、
を備え、
前記治具は、前記集合基板が配置される集合基板領域のうち、前記集合基板の前記周辺領域に対応する周辺対応領域に、すべての前記吸引孔が形成され、
前記第２の工程において、前記集合基板の前記周辺領域のみを前記治具に吸着固定することと特徴とする、集合基板に部品を実装する方法。
【請求項２】
前記第１の工程で準備する前記集合基板は、前記第２の主面のうち前記周辺領域に形成されためっき部を備え、
前記集合基板の前記めっき部は、前記第２の工程において、前記治具の前記吸引孔に対向し前記吸引孔を覆うことを特徴とする、請求項１に記載の集合基板に部品を実装する方法。
【請求項３】
前記第１の工程で準備する前記集合基板は、常温において、前記第１の主面が凹状に、かつ前記第２の主面が凸状になるように、湾曲させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の集合基板に部品を実装する方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記集合基板の前記第１の主面の前記個片領域に実装される前記部品は、Ａｕスタッドバンプを有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の集合基板に部品を実装する方法。
【請求項５】
前記集合基板の材質が樹脂であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の集合基板。
【請求項６】
前記治具は、互いに対向する一対の主面を有する板状部材であり、
前記吸引孔は、前記主面間を貫通する貫通孔であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の集合基板に部品を実装する方法。
【請求項７】
第１及び第２の主面を有し、個片に分割される個片領域と前記個片領域を取り囲む周辺領域とに区画される集合基板において、
前記第２の主面のうち前記周辺領域に形成され、治具に形成された吸引孔からの真空吸引によって前記第２の主面が前記治具に吸着固定されるときに、前記治具のすべての前記吸引孔に対向し前記吸引孔を覆うめっき部を備えたことを特徴とする、集合基板。
【請求項８】
前記周辺領域の前記第１の主面に塗布され、常温において、前記第１の主面が凹状に、前記第２の主面が凸状になるように、前記基板を湾曲させる樹脂層を、さらに備えたことを特徴とする、請求項７に記載の集合基板。
【請求項９】
前記集合基板の材質が樹脂であることを特徴とする、請求項７又は８に記載の集合基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集合基板に部品を実装する方法及び集合基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＳＰ（chip size package）構造に代表される電子部品は、集合基板に複数個分を加工した後、複数個の個片に分割することによって製造されている。集合基板は、治具で保持した状態で搬送し加工するのが一般的である。
【０００３】
集合基板に部品を実装する工程では、集合基板を保持している治具を、真空吸引によって、部品実装装置のステージに解除可能に吸着固定し、治具に保持された状態の集合基板に部品を実装する。このとき、集合基板の固定状態が実装品位に大きく影響する。そのため、集合基板が部品実装中に移動しないように、治具の吸引孔からの真空吸引によって、集合基板を治具に吸着固定する。（例えば、特許文献１、２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５８０２８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４７４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば図６に示すように、集合基板１０のうち吸引孔２３に対向し撓んでいる部分に、部品１２が実装されると、撓みがない部分に比べ、部品１２の実装不良が発生しやすい。特に、集合基板１０の材質が柔らかい場合に、集合基板１０は撓みやすいため、実装不良が増加する。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み、集合基板に部品を実装するときに、部品の実装不良を抑制することができる、集合基板に部品を実装する方法及び集合基板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した集合基板に部品を実装する方法を提供する。
【０００８】
集合基板に部品を実装する方法は、（ｉ）第１及び第２の主面を有し、個片に分割される個片領域と前記個片領域を取り囲む周辺領域とに区画される集合基板を準備する第１の工程と、（ii）治具に形成された吸引孔からの真空吸引によって、前記集合基板の前記第２の主面を前記治具に吸着固定した状態で、前記集合基板の前記第１の主面の前記個片領域に部品を実装する第２の工程とを備える。前記治具は、前記集合基板が配置される集合基板領域のうち、前記集合基板の前記周辺領域に対応する周辺対応領域に、すべての前記吸引孔が形成されている。前記第２の工程において、前記集合基板の前記周辺領域のみを前記治具に吸着固定する。
【０００９】
上記方法によれば、治具には、集合基板の第２の主面が治具に吸着固定されるときに集合基板の個片領域に対向する吸引孔は、形成されていないため、集合基板の個片領域は、部品が実装されるときに、治具の吸引孔による撓みが生じない。したがって、集合基板の第２の主面を治具に吸着固定した状態で、集合基板の個片領域の第１の主面に部品を実装するときに、部品の実装不良を抑制することができる。
【００１０】
好ましくは、前記第１の工程で準備する前記集合基板は、前記第２の主面のうち前記周辺領域に形成されためっき部を備えている。前記集合基板の前記めっき部は、前記第２の工程において、前記治具の前記吸引孔に対向し前記吸引孔を覆う。
【００１１】
この場合、集合基板の吸着固定が安定する。
【００１２】
好ましくは、前記第１の工程で準備する前記集合基板は、常温において、前記第１の主面が凹状に、かつ前記第２の主面が凸状になるように、湾曲させる。
【００１３】
この場合、湾曲した集合基板を治具に載せて吸着を開始すると、集合基板は平面状に矯正されるようにすることができ、部品の実装不良をより抑制することができる。
【００１４】
すなわち、治具に集合基板を載せたときに、湾曲している集合基板は、個片領域が治具に接し、治具に吸着固定される周辺領域は治具から浮いた状態となる。この状態で吸着を開始すると、集合基板の周辺領域が治具に吸着され、集合基板の湾曲は治具に沿って平面状に矯正される。そのため、部品の実装不良をより抑制することができる。
【００１５】
これとは逆に、集合基板の第２の主面が凹状であれば、第２の主面は、個片領域が治具から浮いた状態のまま、周辺領域が吸着固定され、集合基板は湾曲したままとなり、平面状には矯正されない。そのため、吸着固定された集合基板の個片領域に部品を実装するとき、部品の実装不良が発生しやすい。
【００１６】
好ましくは、前記第２の工程において、前記集合基板の前記第１の主面の前記個片領域に実装される前記部品は、Ａｕスタッドバンプを有する。
【００１７】
Ａｕスタッドバンプは柔らかく、集合基板の撓みによる接合不良が発生しやすいため、部品の実装不良を抑制する効果が特に高い。
【００１８】
好ましくは、前記集合基板の材質が樹脂である。
【００１９】
この場合、集合基板は撓みやすいため、部品の実装不良を抑制する効果が特に高い。
【００２０】
好ましくは、前記治具は、互いに対向する一対の主面を有する板状部材である。前記吸引孔は、前記主面間を貫通する貫通孔である。
【００２１】
この場合、治具の形状を簡単にすることができる。
【００２２】
また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した集合基板を提供する。
【００２３】
集合基板は、第１及び第２の主面を有し、個片に分割される個片領域と前記個片領域を取り囲む周辺領域とに区画される。集合基板は、前記第２の主面のうち前記周辺領域に形成され、治具に形成された吸引孔からの真空吸引によって前記第２の主面が前記治具に吸着固定されるときに、前記治具のすべての前記吸引孔に対向し前記吸引孔を覆うめっき部を備えている。
【００２４】
上記構成によれば、治具には、集合基板の第２の主面が治具に吸着固定されるときに、集合基板の個片領域に対向する吸引孔が形成されていない。集合基板の個片領域は、治具の吸引孔によって撓みが生じることがないため、集合基板の第２の主面が治具に吸着固定された状態で個片領域の第１の主面に部品が実装されるときに、部品の実装不良を抑制することができる。
【００２５】
好ましくは、前記周辺領域の前記第１の主面に塗布され、常温において、前記第１の主面が凹状に、前記第２の主面が凸状になるように、前記基板を湾曲させる樹脂層を、さらに備えている。
【００２６】
この場合、湾曲した集合基板を治具に載せて吸着を開始すると、集合基板は平面状に矯正されるようにすることができ、部品の実装不良をより抑制することができる。
【００２７】
好ましくは、前記集合基板の材質が樹脂である。
【００２８】
この場合、集合基板は撓みやすいため、部品の実装不良を抑制する効果が特に高い。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、集合基板に部品を実装するときに、部品の実装不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】集合基板の（ａ）表面図、（ｂ）裏面図である。（実施例１）
【図２】治具の平面図である。（実施例１）
【図３】集合基板に部品が実装されるときの要部断面図である。（実施例１）
【図４】集合基板に部品が実装されるときの要部断面図である。（変形例１）
【図５】治具の平面図である。（比較例１）
【図６】部品の実装状態を示す説明図である。（比較例１）
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００３２】
＜実施例１＞  実施例１の集合基板１０について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００３３】
図１（ａ）は、集合基板１０の表面図である。図１（ｂ）は、集合基板１０の裏面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、集合基板１０は、個片領域１６と、個片領域１６を取り囲む周辺領域１８とに区画される。
【００３４】
集合基板１０の材質は、セラミックや樹脂等である。集合基板１０の第１の主面である表面１０ａのうち個片領域１６に、部品を実装するためのパッド（図示せず）が形成されている。集合基板１０の第２の主面である裏面１０ｂのうち周辺領域１８には、めっき部１４が形成されている。裏面１０ｂのうち個片領域１６には、外部電極（図示せず）が形成されている。
【００３５】
集合基板１０は、例えば、第１の主面１０ａのうち個片領域１６に部品が実装された後、第１の主面１０ａに樹脂が塗布され、部品が樹脂で被覆される。そして、個片領域１６が格子状に切断され、複数個のＣＳＰ（chip size package）の個片に分割される。
【００３６】
図２は、集合基板１０を保持する治具２０の平面図である。図２に示すように、治具２０には、集合基板１０が配置される集合基板領域２４のうち、集合基板１０の周辺領域１８に対応する周辺対応領域２８に、吸引孔として機能する貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２は、集合基板１０のめっき部１４に対応する位置に形成されている。集合基板領域２４のうち、集合基板１０の個片領域１６に対応する個片対応領域２６には、貫通孔が形成されていない。治具２０は、一対の主面を有する板状の部材であり、貫通孔２２は、治具２０の主面間を貫通している。治具２０の材質は、例えばステンレス鋼である。
【００３７】
なお、図２では図示を省略しているが、治具２０には、集合基板１０を位置決めするための位置決め部材や、治具２０に配置された集合基板１０を弾力的に押さえるクリップ部材などが設けられている。
【００３８】
図３は、集合基板１０に部品１２がフリップチップ実装されるとき状態を示す要部断面図である。
【００３９】
図３に示すように、集合基板１０の裏面１０ｂが治具２０の表面２０ａに対向し、集合基板１０の裏面１０ｂに形成されためっき部１４が治具２０のすべての貫通孔２２に対向する状態で、集合基板１０は治具２０に保持される。
【００４０】
治具２０は、集合基板１０を保持した状態のまま、部品実装装置のステージ２に載置される。載置された治具２０は、ステージ２の表面２ａに形成された溝４からの真空吸引によって、ステージ２に解除可能に吸着固定される。
【００４１】
治具２０は、治具２０の貫通孔２２がステージ２の溝４に重なるように、部品実装装置のステージ２に載置され、治具２０の貫通孔２２は、ステージ２の溝４に連通する。そのため、ステージ２の溝４が真空吸引されると、治具２０の貫通孔２２からの真空吸引によって、集合基板１０は、めっき部１４が治具２０に吸着固定される。
【００４２】
このとき、集合基板１０のめっき部１４は、治具２０の貫通孔２２に対向する。集合基板１０のめっき部１４は、集合基板１０の第２の主面１０ｂに形成された外部電極（図示せず）と同じ高さで形成されており、治具２０の貫通孔２２を、隙間なく覆うことができる。そのため、集合基板１０の吸着固定が安定する。
【００４３】
部品実装装置のステージ２に、治具２０を介して固定された集合基板１０の表面１０ａの個片領域１６に、バンプ１２ａを有する部品１２をフリップチップ実装する。必要に応じて、ステージ２の内部又は外部に設けられた加熱手段によって、集合基板１０を所定温度（例えば、２００〜２４０℃）に加熱する。
【００４４】
部品１２が実装される集合基板１０の個片領域１６は、治具２０の個片対応領域２６に貫通孔が形成されていないため、撓まない。平面状の集合基板１０のランド（図示せず）に部品１２のバンプ１２ａを良好に接合することができ、部品の実装不良を抑制することができる。
【００４５】
＜変形例１＞  図５の要部断面図に示すように、集合基板１０ｐの材質が樹脂の場合、表面１０ａの周辺領域１８のみに樹脂層１５を形成し、この樹脂層１５により、常温において、表面１０ａが凹状に、裏面１０ｂが凸状に湾曲した集合基板１０ｐを、吸着固定し、平面状に矯正する。
【００４６】
樹脂層１５は、例えば一般にはキズ防止のため基板の表裏面に塗布されるソルダーレジスト等の樹脂を、集合基板１０ｐの表面１０ａの周辺領域１８のみに塗布することによって形成する。塗布する樹脂には、集合基板１０ｐの線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有するものを用いる。
【００４７】
樹脂層１５によって常温では湾曲している集合基板１０ｐを治具２０に保持した状態で真空吸引による吸着を開始すると、集合基板１０ｐは湾曲が平面状に矯正された状態で吸着固定される。これによって、部品の実装不良をより抑制することができる。
【００４８】
すなわち、治具２０に集合基板１０ｐを載せたときに、湾曲している集合基板１０ｐは、個片領域１６が治具２０に接し、治具２０に吸着固定されるべき周辺領域１８は、治具２０から浮いた状態となる。この状態で吸着を開始すると、集合基板１０ｐの周辺領域１８が治具２０に吸着され、集合基板１０ｐの湾曲が平面状に矯正されるため、部品を良好に実装することができる。
【００４９】
これとは逆に、仮に集合基板１０ｐの裏面１０ｂが凹状であれば、個片領域１６が治具２０から浮いた状態のまま、周辺領域１８が吸着固定され、集合基板１０ｐは湾曲したままとなり、平面状には矯正されない。湾曲し浮いた状態の個片領域１６に部品を実装すると、実装が不安定になり、実装不良が発生しやすい。
【００５０】
集合基板１０ｐの製造のばらつきによって湾曲が生じても、樹脂層１５を形成しておくと、集合基板１０ｐが必ず所望の湾曲となるように、すなわち、表面１０ａが凹状、裏面１０ｂが凸状になるように湾曲させることができる。そのため、部品の実装不良をより抑制することができる。
【００５１】
なお、集合基板の表面のめっき面積を、裏面のめっき面積よりも多くするなどの方法で、集合基板の周辺領域のみに形成された樹脂層を用いずに、常温において、表面が凹状に、裏面が凸状になるように、集合基板を湾曲させることも可能である。
【００５２】
＜比較例１＞  図５は、比較例１の治具２０ｘの平面図である。図５に示すように、治具２０ｘは、周辺対応領域２８の貫通孔２２に加え、個片対応領域２６にも、吸引孔として機能する貫通孔２３が形成されている。
【００５３】
図６（ａ）及び（ｂ）の説明図に模式的に示すように、部品１２が実装されるとき、集合基板１０が撓んでいると、部品１２の実装不良が発生しやすい。すなわち、図５（ａ）に示すように、治具２０ｘの貫通孔２３の上に部品１２が実装されると、集合基板１０の撓みのため、部品１２のバンプ１２ａが本来の加工完了形状まで変形が進まない状態となる。図５（ｂ）に示すように、部品１２のバンプ１２ａの一部が治具２０ｘの貫通孔２３の上に配置された状態で実装されると、部品１２が傾き、バンプ１２ａは本来の加工完了形状まで変形が進まない状態となる。そのため、治具２０ｘの貫通孔２３に対向する部分に部品１２を実装すると、バンプ１２ａの接合強度が不足したり、接合強度のばらつきが大きくなったりして、部品１２の実装不良が発生しやすい。
【００５４】
＜実験例＞  集合基板の周辺領域のみが治具に吸着固定された状態で、集合基板の表面に部品を実装した実施例１の試料と、周辺領域に加え個片対応領域にも貫通孔が形成された治具を用い、図５（ａ）のように治具の貫通孔の上に部品を実装した比較例１の試料を準備し、接合強度と、圧着径のばらつきを計測した。
【００５５】
接合強度として、集合基板の表面に実装された部品に、集合基板の表面と平行な方向に力を加え、部品が集合基板から剥がれるときの力（せん断力）を計測した。圧着径として、部品剥離後の集合基板の表面のランドに形成されたバンプ圧着痕の直径を計測した。圧着径のばらつきは、試料ごとの圧着径の最大値と最小値との差である。
【００５６】
試料の集合基板には、厚さ０．１３４ｍｍのガラスエポキシ樹脂基板を用いた。実装する部品は、寸法が１．１×０．９ｍｍであり、外径が約１００μｍのＡｕスタッドバンプが４個形成されている。治具の貫通孔の内径は１ｍｍである。
【００５７】
次の表１に、実施例１の３４個の試料と、比較例１の９０個の試料についての計測値の平均値を示す。
【表１】
2015053347.tif 000003
【００５８】
表１から、実施例例１は、比較例１よりも、接合強度が向上し、圧着径のばらつきが減少していることが分かる。
【００５９】
＜まとめ＞  以上に説明したように、集合基板の周辺領域のみを吸着固定して部品を実装すると、部品の実装不良を抑制することができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
２  ステージ
２ａ  表面
４  溝
１０，１０ｐ  集合基板
１０ａ  表面（第１の主面）
１０ｂ  裏面（第２の主面）
１２  部品
１２ａ  バンプ
１４  めっき部
１５  樹脂層
１６  個片領域
１８  周辺領域
２０，２０ｘ  治具
２０ａ  表面
２２，２３  貫通孔（吸引孔）
２４  集合基板領域
２６  個片対応領域
２８  周辺対応領域
【図１】
2015053347.tif 000004
【図２】
2015053347.tif 000005
【図３】
2015053347.tif 000006
【図４】
2015053347.tif 000007
【図５】
2015053347.tif 000008
【図６】
2015053347.tif 000009