(57)【要約】【課題】効率的に部品の基板への実効的な固定力と接合性とを確保し、かつ、高密度な部品実装を実現するための部品実装機および部品実装方法を提供すること。【解決手段】接着剤を塗布する塗布部５と、塗布部５により塗布される接着剤の量である塗布量Ｖを、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する塗布量制御部２８と、部品を、部品と基板との間に接着剤が介在した状態で基板に装着するノズル３とを備え、Ｖ１およびＶ２は、部品が基板に接合された場合の部品と基板との位置関係における、バンプ面の周縁から基板に向かって直線的に伸ばした仮想の面である境界面と、部品と、基板とで囲まれる空間領域の容量であり、Ｖ１は、境界面と基板とのなす部品側の角度が、接着剤の所定の加熱温度における基板に対する接触角と等しい状態での空間領域の容量であり、Ｖ２は、境界面がバンプと交わることなく接している状態での空間領域の容量である。【選択図】図２
2008091724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突出状の端子であるバンプを有する部品を基板に実装する部品実装機であって、
部品のバンプを有する面であるバンプ面、および前記基板の少なくともいずれか一方に接着剤を塗布する塗布手段と、
前記塗布手段により塗布される接着剤の量である塗布量Ｖを、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する塗布量制御手段と、
前記部品を、前記部品と前記基板との間に前記接着剤が介在した状態で前記基板に装着する装着手段とを備え、
前記部品と前記基板とは、前記部品が前記基板に実装された後に所定の加熱温度で加熱されることにより接合されるものであり、
前記Ｖ１およびＶ２は、前記部品が前記基板に接合された場合の前記部品と前記基板との位置関係における、前記バンプ面の周縁から前記基板に向かって直線的に伸ばした仮想の面である境界面と、前記部品と、前記基板とで囲まれる空間領域の容量であり、
前記Ｖ１は、前記境界面と前記基板とのなす前記部品側の角度が、前記接着剤の前記所定の加熱温度における前記基板に対する接触角と等しい状態での前記空間領域の容量であり、
前記Ｖ２は、前記境界面が前記バンプと交わることなく接している状態での前記空間領域の容量である
部品実装機。
【請求項２】
前記塗布手段は、前記バンプ面が上向きの状態で、前記バンプ面に上方から前記接着剤を塗布し、
前記部品実装機はさらに、
前記塗布手段により前記接着剤が塗布された前記部品の上下を反転させる反転手段を備え、
前記装着手段は、前記反転手段により反転された前記部品を、前記部品の下に位置する基板に装着する
請求項１記載の部品実装機。
【請求項３】
前記塗布量制御手段は、
前記部品のサイズおよびバンプの数を含む部品情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記部品情報に基づき、前記部品と前記基板とが接合された場合の、前記部品と前記基板との隙間の容量に相当する量を算出する演算手段とを有し、
前記塗布量Ｖを前記演算手段により算出された量とすることで、前記塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する
請求項１記載の部品実装機。
【請求項４】
さらに、
前記塗布手段により前記接着剤の塗布が開始された後に前記バンプ面に塗布されている前記接着剤の形状が所定の形状になったことを検出する検出手段を備え、
前記塗布量制御手段は、前記検出手段により前記接着剤の形状が所定の形状になったことが検出された場合、前記塗布手段に前記接着剤の塗布を停止させることで、前記塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する
請求項１記載の部品実装機。
【請求項５】
さらに、
前記塗布手段により前記接着剤の塗布が開始された後に前記バンプ面に塗布されている前記接着剤の高さが所定の高さになったことを検出する検出手段を備え、
前記塗布量制御手段は、前記検出手段により前記接着剤の高さが所定の高さになったことが検出された場合、前記塗布手段に前記接着剤の塗布を停止させることで、前記塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する
請求項１記載の部品実装機。
【請求項６】
突出状の端子であるバンプを有する部品を基板に実装する方法であって、
部品のバンプを有する面であるバンプ面、および前記基板の少なくともいずれか一方に接着剤を塗布する塗布ステップと、
前記塗布ステップにおいて塗布される接着剤の量である塗布量Ｖを、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する塗布量制御ステップと、
前記部品を、前記部品と前記基板との間に前記接着剤が介在した状態で前記基板に装着する装着ステップとを含み、
前記部品と前記基板とは、前記部品が前記基板に実装された後に所定の加熱温度で加熱されることにより接合されるものであり、
前記Ｖ１およびＶ２は、前記部品が前記基板に接合された場合の前記部品と前記基板との位置関係における、前記バンプ面の周縁から前記基板に向かって直線的に伸ばした仮想の面である境界面と、前記部品と、前記基板とで囲まれる空間領域の容量であり、
前記Ｖ１は、前記境界面と前記基板とのなす前記部品側の角度が、前記接着剤の前記所定の加熱温度における前記基板に対する接触角と等しい状態での前記空間領域の容量であり、
前記Ｖ２は、前記境界面が前記バンプと交わることなく接している状態での前記空間領域の容量である
部品実装方法。
【請求項７】
前記塗布ステップでは、前記バンプ面が上向きの状態で、前記バンプ面に上方から前記接着剤を塗布し、
前記部品実装方法はさらに、
前記塗布ステップにおいて前記接着剤が塗布された前記部品の上下を反転させる反転ステップを含み、
前記装着ステップでは、前記反転ステップにおいて反転された前記部品を、前記部品の下に位置する基板に装着する
請求項６記載の部品実装方法。
【請求項８】
前記塗布量制御ステップは、
前記部品のサイズおよびバンプの数を含む部品情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された前記部品情報に基づき、前記部品と前記基板とが接合された場合の、前記部品と前記基板との隙間の容量に相当する量を算出する演算ステップとを含み、
前記塗布量制御ステップでは、
前記塗布量Ｖを前記演算ステップにおいて算出された量とすることで、前記塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する
請求項６記載の部品実装方法。
【請求項９】
さらに、
前記塗布ステップにおいて前記接着剤の塗布が開始された後に前記バンプ面に塗布されている前記接着剤の形状が所定の形状になったことを検出する検出ステップを含み、
前記塗布量制御ステップでは、前記検出ステップにおいて前記接着剤の形状が所定の形状になったことが検出された場合、前記塗布ステップにおける前記接着剤の塗布を停止させることで、前記塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する
請求項６記載の部品実装方法。
【請求項１０】
さらに、
前記塗布ステップにおいて前記接着剤の塗布が開始された後に前記バンプ面に塗布されている前記接着剤の高さが所定の高さになったことを検出する検出ステップを含み、
前記塗布量制御ステップでは、前記検出ステップにおいて前記接着剤の高さが所定の高さになったことが検出された場合、前記塗布ステップにおける前記接着剤の塗布を停止させることで、前記塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する
請求項６記載の部品実装方法。
【請求項１１】
突出状の端子であるバンプを有する部品を基板に実装するためのプログラムであって、
部品のバンプを有する面であるバンプ面、および前記基板の少なくともいずれか一方に接着剤を塗布する塗布ステップと、
前記塗布ステップにおいて塗布される接着剤の量である塗布量Ｖを、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する塗布量制御ステップと、
前記部品を、前記部品と前記基板との間に前記接着剤が介在した状態で前記基板に装着する装着ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記部品と前記基板とは、前記部品が前記基板に実装された後に所定の加熱温度で加熱されることにより接合されるものであり、
前記Ｖ１およびＶ２は、前記部品が前記基板に接合された場合の前記部品と前記基板との位置関係における、前記バンプ面の周縁から前記基板に向かって直線的に伸ばした仮想の面である境界面と、前記部品と、前記基板とで囲まれる空間領域の容量であり、
前記Ｖ１は、前記境界面と前記基板とのなす前記部品側の角度が、前記接着剤の前記所定の加熱温度における前記基板に対する接触角と等しい状態での前記空間領域の容量であり、
前記Ｖ２は、前記境界面が前記バンプと交わることなく接している状態での前記空間領域の容量である
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の部品を基板に実装する部品実装機および部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等の部品の回路面を下にして、回路面の電極上に並べられたはんだや金等で形成された突出状の端子であるバンプを基板の電極に接続し部品と基板との電気的な接続を行う実装方式がある。
【０００３】
この実装方式はフリップチップ実装方式と呼ばれ、フリップチップ実装方式を採用する工法として、例えばＣ４（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｏｌｌａｐｓｅ  Ｃｈｉｐ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれる工法が存在する。
【０００４】
図２４は、Ｃ４工法の工程を示す工程図である。図２４に示すように、Ｃ４工法では、基板の電極上にプリコートされたはんだが形成され、部品にははんだのバンプが形成されている。また、部品のはんだバンプにフラックスが転写され、基板上の電極の上に部品のバンプが接触する位置に装着される。
【０００５】
さらに、リフローによりはんだが加熱され溶解することにより部品と基板とが接合され、その後、熱硬化性樹脂である接着剤が部品と基板との間に充填される。つまり、部品と基板との間が封止される。
【０００６】
この状態で再度熱が加えられ、接着剤が硬化することで部品が基板に固定され、部品と基板との接合信頼性が向上される。なお、この接着剤はアンダーフィル、またはアンダーフィル剤とも呼ばれる。
【０００７】
図２５は、接着剤が部品と基板との間に充填される様子を示す図である。
接着剤の充填は、キャピラリーアンダーフィル方式で行われる。キャピラリーアンダーフィル方式とは、部品と基板とを接合した後に、毛細管現象を利用し、部品の周縁部から部品と基板との間に接着剤を浸透させる方式である。
【０００８】
そのため、基板に複数の部品を混載する場合、図２５（Ａ）に示すように、接着剤を充填する対象となる部品以外の部品（図ではドットが付された矩形で表現されている。）に接着剤が付着する可能性がある。
【０００９】
従って、従来の工法においては、図２５（Ｂ）に示すように、接着剤の流し込みのための領域を確保するため、および、他の部品への接着剤の付着を防止するために各部品はある程度の間隔を置いて基板上に配置されることとなる。
【００１０】
また、部品ではなく基板に接着剤を塗布して部品を基板に装着する工法に関する技術も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
図２６は、基板に接着剤を塗布して部品を基板に実装する工法の工程を示す工程図である。
【００１２】
この工法によれば、（１）接着剤が基板に塗布され、（２）部品のバンプの存在する面（以下、「バンプ面」という。）が下向きにされ、部品と基板とが圧着される。その後、部品は基板方向へ加圧されながら加熱され部品が基板に固定される。
【００１３】
なお、このように接着剤を基板に塗布した後に部品と基板とを接合する方式をノーフローアンダーフィル方式という。
【００１４】
この工法において、部品の基板への固定に適した量の接着剤を、例えば図２７（Ａ）に示すように、部品の幅と同等の幅（Ｗ１）で基板に塗布した場合、実装後の部品の周縁部に接着剤が行き渡らないことがある。
【００１５】
そのため、図２７（Ａ）の場合よりも少し多い量の接着剤を、図２７（Ｂ）に示すように、部品の幅より広い幅（Ｗ２）で基板に塗布することで、部品の周縁部まで接着剤を行き渡らせることができ、部品を基板により安定的に固定することができる。
【特許文献１】特許第２８３０８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
近年では、電子機器の小型化や機能向上が一般消費者および産業界から求められており、基板上への高密度な部品実装が望まれている。
【００１７】
しかしながら、上述の第１の従来技術であるＣ４工法においては、図２５（Ｂ）を用いて述べたように、部品間の間隔をある程度確保する必要があり、高密度な部品実装を実現することが難しい。
【００１８】
さらに、部品と基板との隙間の毛細管現象を利用して接着剤を浸透させるため、特に、バンプの数が多い場合などにその浸透に時間が掛かるという問題もある。
【００１９】
また、部品の１辺または隣接する２辺から接着剤を流し込むため、接着剤が部品と基板との間に均等に浸透しない場合がある。この場合、接着剤による部品の基板への固定力が低下することとなる。
【００２０】
ここで、接着剤の浸透の速度および均一性を向上させるために、部品実装機に、接着剤の濡れ性を向上させるための、基板全体を加熱する基板ヒータを備えることが一般的に行われている。
【００２１】
しかし、この場合、接着剤を貯留する容器（シリンジまたはカートリッジ等）および接着剤を基板の上から塗布するノズルが、加熱されている基板の上に位置することになる。また、接着剤の一回の流し込みに３０秒以上かかる場合や、一つの部品に２回以上塗布する場合もあるため、これら容器および塗布ノズルも加熱されることになる。
【００２２】
そのため、基板ヒータのみならず、これら容器および塗布ノズルを冷却する冷却ユニットも必要となる。従って、部品実装に係る装置全体の構造が複雑なものとなる。
【００２３】
また、上述の第２の従来技術である、接着剤が塗布された基板に部品を実装する工法においては、図２７（Ｂ）を用いて述べたように、部品の基板への固定の確実性を高めるために、接着剤の基板への塗布幅を部品の幅に対してある程度広くする必要がある。そのため、毛細管現象を利用した従来の工法と同様に、高密度な部品実装を実現することが難しい。
【００２４】
また、このように、接着剤の基板への塗布幅をある程度広くするということは、１つの部品の基板への実装に必要な接着剤の量が多くなることを意味する。これにより、部品実装基板１枚あたりの生産コストが増加し、また、部品実装基板の重量も増加することとなる。
【００２５】
また、上述の第２の従来技術では、部品を基板に装着する場合１個ずつ加圧力を調整しながら加熱して装着するため、基板１枚あたりの部品実装に要する時間が長くなるという問題もある。
【００２６】
この問題を解決するために、例えば、基板に装着された部品が５個ある場合、５個の部品をそれぞれの位置で押さえる５本の押圧ノズルを設け、５個の部品を一括して加熱することが考えられる。
【００２７】
しかし、この場合、５本の押圧ノズルを精度良く位置決めし、一定の力で押し、５本とも均一な温度で加熱することは極めて困難である。従って、仮にこのような構成で加熱圧着した場合であっても、押圧ノズルの位置ずれ等による接合不良が生じることは避けられない。
【００２８】
また、この問題を解決するために、接着剤が塗布された基板に複数の部品を装着した後に、一括して加熱する工法も開発されている。
【００２９】
しかし、この工法においては、加熱時に部品を押圧しないため、加熱時の部品に働く基板方向の力は部品の自重のみである。そのため、バンプの高さのばらつきの影響等により、接合不良が多発し、量産での実用化はなされていない。
【００３０】
本発明は、上記課題を考慮し、フリップチップ実装方式を採用する部品実装機および部品実装方法であって、効率的に部品の基板への実効的な固定力と接合性とを確保し、かつ、高密度な部品実装を実現するための部品実装機および部品実装方法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】
【００３１】
上記目的を達成するために、本発明の部品実装機は、突出状の端子であるバンプを有する部品を基板に実装する部品実装機であって、部品のバンプを有する面であるバンプ面、および前記基板の少なくともいずれか一方に接着剤を塗布する塗布手段と、前記塗布手段により塗布される接着剤の量である塗布量Ｖを、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する塗布量制御手段と、前記部品を、前記部品と前記基板との間に前記接着剤が介在した状態で前記基板に装着する装着手段とを備え、前記部品と前記基板とは、前記部品が前記基板に実装された後に所定の加熱温度で加熱されることにより接合されるものであり、前記Ｖ１およびＶ２は、前記部品が前記基板に接合された場合の前記部品と前記基板との位置関係における、前記バンプ面の周縁から前記基板に向かって直線的に伸ばした仮想の面である境界面と、前記部品と、前記基板とで囲まれる空間領域の容量であり、前記Ｖ１は、前記境界面と前記基板とのなす前記部品側の角度が、前記接着剤の前記所定の加熱温度における前記基板に対する接触角と等しい状態での前記空間領域の容量であり、前記Ｖ２は、前記境界面が前記バンプと交わることなく接している状態での前記空間領域の容量である。
【００３２】
このように、本発明の部品実装機は、接着剤の塗布量Ｖを、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御する手段を備えている。このような量の接着剤が部品と基板との間に介在した状態で部品が基板に装着されると、接着剤は、部品と基板との間の表面を内側に凸の曲面形状にしながら、基板に対する接触角が所定の加熱温度での自然な接触角になるまで濡れ拡がる。
【００３３】
つまり、部品と基板とに密着した状態の接着剤は内圧が減少し、部品に対して自重以外の押し下げ力を与えることができる。これにより、部品が実装された基板が加熱された場合に、部品と基板との実効的な接合性を確保することができる。
【００３４】
また、塗布量Ｖは、少なくともバンプを含むバンプ面を覆うことのできる量であるため、部品と基板との実効的な固定力は担保される。
【００３５】
さらに、このような範囲の塗布量であれば、接着剤が部品から不要にはみ出すことがないため、高密度な部品実装が可能となる。
【００３６】
また、本発明の部品実装機は、前記塗布手段は、前記バンプ面が上向きの状態で、前記バンプ面に上方から前記接着剤を塗布し、前記部品実装機はさらに、前記塗布手段により前記接着剤が塗布された前記部品の上下を反転させる反転手段を備え、前記装着手段は、前記反転手段により反転された前記部品を、前記部品の下に位置する基板に装着するとしてもよい。
【００３７】
このように、部品のバンプ面の上から接着剤を塗布し、反転して基板に装着することにより、接着剤のバンプ面への塗布時、および、部品の基板への装着時において、接着剤は、下に凸の形状でバンプ面および基板の表面に接触することになる。
【００３８】
これにより、接着剤は、バンプ面の中央付近、および基板上の当該部品が装着される領域の中央付近から外側の方向へ空気を押し出しながら拡がっていく。この拡がりの際、接着剤に作用する重力が空気を外側に押し出す力として効果的に作用する。従って、接着剤と部品との間、および接着剤と基板との間の双方において気泡の残存を抑えることができる。
【００３９】
気泡の残存を抑えることで、加熱時の気泡の膨張による部品の持ち上げ等の不具合の発生を抑えることができ、部品と基板とをより確実に接合させることができる。
【００４０】
また、個々の部品に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された部品を即座に基板に装着することができる。これにより、例えば、接着剤への異物の付着および混入の可能性を低くすることができる。
【００４１】
さらに、バンプ面に接着剤を塗布し、基板に装着するため、基板上において、接着剤塗布のための部品間の領域を確保することが不要である。このことによっても高密度な部品実装が可能となる。
【００４２】
更に、本発明は、本発明の部品実装機における特徴的な構成部が行う動作をステップとする方法として実現したり、それらのステップを含むプログラムとして実現したり、そのプログラムが格納されたＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体として実現したり、集積回路として実現することもできる。プログラムは、通信ネットワーク等の伝送媒体を介して流通させることもできる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明は、接着剤の塗布量を所定の範囲内の量に制御することで、部品と基板との実効的な固定力と接合性とを確保することができる。つまり、効率的な手法によりこのような効果を生み出すことができる。
【００４４】
また、無駄のない量の接着剤で部品を基板に安定的に固定することができ、部品から接着剤が不要にはみ出すことがない。そのため、高密度な部品実装が可能となる。
【００４５】
また、接着剤の塗布量が少なくて済むため、部品実装基板の生産コストおよび重量を不要に増加させることがない。
【００４６】
このように、本発明は、効率的に部品の基板への実効的な固定力と接合性とを確保し、かつ、高密度な部品実装を実現するための部品実装機および部品実装方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、図１および図２を用いて、実施の形態の部品実装機１の構成を説明する。
【００４８】
図１は、実施の形態の部品実装機１の概観を示す斜視図である。
図１に示す、部品実装機１は、フリップチップ実装方式により半導体素子等の部品を基板に実装する部品実装機である。
【００４９】
部品実装機１は、移載部２と、ビーム９と、部品供給部２２と、コンベア３０とを備える。
【００５０】
ビーム９は、自身がＸ軸方向に移動するとともに移載部２をＹ軸方向に移動させる構成部である。
【００５１】
移載部２は、部品の吸着および基板への装着等を行う構成部であり、ノズル３が２つ取り付けられたヘッド４と、移動台６と、塗布部５とタンク５ａとを有する。
【００５２】
ノズル３は、本発明の部品実装機における装着手段の一例であり、部品２０の吸着および吸着した部品２０の基板２３への装着を行う構成部である。
【００５３】
２つのノズル３は、互いに逆方向に向いてヘッド４に取り付けられており、一方のノズル３が上向きにされると同時に他方のノズル３が下向きにされる位置関係にある。また、交互に部品２０の吸着等の動作を行うことができる。なお、ノズル３はヘッド４に対しＺ軸方向に平行に移動することで、部品供給部２２からの部品２０の吸着と、基板２３への部品２０の装着を行う。
【００５４】
移動台６は、ビーム９にＹ軸方向に平行に移動可能にビーム９に取り付けられている。また、移動台６には、ヘッド４と、塗布部５と、タンク５ａとが取り付けられている。移動台６は、ヘッド４をθ軸を中心に反転させる機能を有している。
【００５５】
この構成により、ヘッド４はＸＹ平面を移動することができ、かつ、θ軸を中心に反転することができる。また、ノズル３は、ヘッド４の移動および反転に伴い移動し反転する。
【００５６】
塗布部５は、ノズル３に吸着され反転された部品２０に接着剤を塗布する構成部である。接着剤はタンク５ａから補充される。
【００５７】
また、塗布部５により部品２０に塗布される接着剤の量、つまり接着剤の塗布量は、塗布量制御部（図１に図示せず）により制御されている。塗布量制御部が塗布量をどのような量に制御するか、および、その塗布量の接着剤が発する効果については図５〜図１０を用いて後述する。
【００５８】
部品供給部２２は、移載部２に部品２０を供給する構成部である。複数の部品２０が、それぞれバンプ面を下にして部品供給部２２に置かれている。
【００５９】
コンベア３０は、部品を実装する対象である基板２３を移送する構成部である。基板２３は、移載部２により部品２０が装着されると、コンベア３０により、部品実装機１に連結された下流の装置、例えばリフロー炉へ搬送され投入される。または、基板２３は、コンベア３０により部品実装機１から排出された後に、別途設けられたリフロー炉等へ運ばれ投入される。
【００６０】
リフロー炉に投入された基板２３は加熱され、部品２０は基板２３に接合され、固定される。
【００６１】
具体的には、リフロー炉において、接着剤と、部品２０のバンプおよび基板２３の電極上に形成されたプリコート部２４の少なくとも一方を構成するはんだとが加熱される。
【００６２】
加熱により、はんだが溶解し部品２０上の電極とその電極に対応する基板２３上の電極とがはんだを通して接合される。
【００６３】
また、この接合とともに、後述する塗布部５により部品２０に塗布された接着剤が硬化し部品が基板に固定される。
【００６４】
なお、本実施の形態において塗布部５が部品に塗布する接着剤は、部品に塗布され反転された時点では、部品から落下しない粘度と濡れ性とを有している。
【００６５】
具体的に、本実施の形態の部品実装機１に使用する接着剤の粘度は、０．００１パスカルセカンド（Ｐａ・ｓ）〜２００Ｐａ・ｓの範囲に含まれる値であればよい。
【００６６】
さらに、粘度が０．１Ｐａ・ｓ〜３Ｐａ・ｓの範囲内であれば、部品実装機１に使用する接着剤として、より適している。さらに、０．５Ｐａ・ｓ〜１Ｐａ・ｓの範囲内であれば、部品実装機１に使用する接着剤として最適である。
【００６７】
また、接着剤の濡れ性については、室温において接着剤が部品のバンプ面に滴下された場合、接着剤と部品のバンプ面との接触角が９０度以下となる濡れ性を有していればよい。
【００６８】
なお、ここでいう「接触角」とは、固体と液体とが接する点における液体表面に対する接線がなす角であり、液体を含む方の角度で定義される。また、このような固体と液体との接触角は液体の固体に対する濡れ性に関係することから「濡れ角」とも呼ばれる。
【００６９】
部品実装機１に使用する接着剤として最適な熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂等がある。
【００７０】
このように、少なくとも０．００１Ｐａ・ｓ〜２００Ｐａ・ｓの範囲に含まれる粘度の熱硬化性樹脂であれば、部品を基板に固定する接着剤として部品実装機１で使用することが可能である。つまり、部品実装機１は、様々な種類の熱硬化性樹脂を接着剤として使用することが可能なことにより、無駄なコストの発生を抑えることができる。
【００７１】
図２は、部品実装機１の機能的な構成の概要を示す機能ブロック図である。なお、図２において上記の部品供給部２２等の部品実装機が本来備える構成については省略し、本発明の特徴的な構成について図示および説明を行う。また、２つのノズル３は機能的には同じであるため１つのノズル３についてのみ図示および説明を行う。
【００７２】
図２に示すように、ビーム９、塗布部５、移動台６、およびコンベア３０は実装制御部１０により制御される。また、ノズル３の部品の吸着等の動作も、移動台６を介して実装制御部１０により制御される。
【００７３】
また、移動台６は、ヘッド４を反転させる反転部７を有している。反転部７は、実装制御部１０の制御に従い、２つのノズル３の一方が下向きに、他方が上向きになる位置にヘッド４を反転させる。
【００７４】
また、上述のように、塗布部５による部品に対する接着剤の塗布量は、塗布量制御部２８により制御される。
【００７５】
なお、実装制御部１０および塗布量制御部２８の動作は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、記憶装置、および情報の入出力を行うインターフェース等を有するコンピュータにより実現することができる。
【００７６】
次に、図３および図４を用いて、部品実装機１の動作について説明する。
図３は、部品実装機１における部品実装に係る工程の流れを示すフロー図であり、図４は、図３に示す工程の概要を図示した工程図である。
【００７７】
なお、図３は、１つのノズル３に着目し、そのノズル３が部品を吸着し基板に装着する動作の流れを示すフロー図である。２つのノズル３が交互に部品の吸着等を行う動作については図１５を用いて後述する。
【００７８】
図３に示すように、まず、ノズル３が部品供給部２２に置かれた部品２０を吸着する（Ｓ１）。この状態では、ノズル３に吸着された部品２０のバンプ面は下を向いている。その後、反転部７がヘッド４を反転させることにより、部品を吸着した状態のノズルが上向にされ、部品の上下が反転される。つまり、バンプ面が上向きとなる（Ｓ２）。
【００７９】
塗布量制御部２８は、塗布部５により部品２０のバンプ面へ塗布される接着剤の塗布量を所定の塗布量に制御する（Ｓ３）。
【００８０】
塗布部５は、塗布量制御部２８の制御に従った量の接着剤を、バンプ面の上方から塗布する（Ｓ４）。
【００８１】
接着剤が塗布された部品２０は、反転部７がヘッド４を反転させることにより上下が反転し、接着剤が塗布されたバンプ面が下向きとなる（Ｓ５）。
【００８２】
バンプ面を下向きにされた部品２０は、ノズル３が下降することにより下方にある基板２３に装着される（Ｓ６）。これにより部品２０のバンプ部と基板２３の電極部とは位置合わせされた状態になる。
【００８３】
部品２０が装着された基板２３は、コンベア３０によって移送される。その後、リフロー炉によって加熱され、はんだが溶解した後に固化することで部品２０と基板２３とが接合される。また、接着剤が硬化する。
【００８４】
なお、接着剤の硬化に必要な温度は接着剤の種類により異なるが、おおよそ１５０℃〜２４０℃程度である。
【００８５】
また、はんだのリフローに必要な温度ははんだの種類により異なるが、おおよそ１３０℃〜２３０℃程度である。このような中で、はんだが溶けた後で接着剤が硬化するような接着剤を選ぶと同時に、リフローの温度プロファイルを決定した場合には、接着剤の硬化およびはんだのリフローが一度の加熱で可能である。
【００８６】
上記工程を図４を用いて簡単に説明すると、図４に示すように、（１）部品２０のバンプ２１が存在するバンプ面を上向きにして塗布量制御部２８により制御された所定の量だけ接着剤を塗布する。また、この塗布は、バンプ面の中央の上方から行われ、図に示すように、接着剤は中央付近を頂点とする山型に形成される。
【００８７】
（２）部品を反転する。これにより、接着剤が塗布されたバンプ面は下向きとなり、基板２３の、電極上に形成されたプリコート部２４を有する面と対向する。（３）部品２０を吸着しているノズル３により、部品２０が基板２３に装着される。
【００８８】
部品２０が装着された基板２３は、リフロー炉で加熱されることで、はんだのリフローと接着剤の硬化とが同時に行われる。
【００８９】
ここで、部品実装機１において塗布部５が部品２０に塗布する接着剤の所定の塗布量とは、自重以外の押し下げ力を部品２０に与える効果を生じる量である。
【００９０】
そのため、部品実装機１において部品２０が装着された基板２３が、リフロー炉において加熱された場合、より安定的に部品２０のバンプと基板２３の電極とが接合されることとなる。
【００９１】
そこで、次に、塗布部５が部品に接着剤を塗布する塗布量およびその効果について図５〜図９を用いて説明する。
【００９２】
塗布量制御部２８は、上述のように塗布量を制御する処理部である。塗布量制御部２８により塗布部５が１つの部品に塗布する塗布量Ｖは、具体的には下記の（式１）を満たす値として求められる値である。
Ｖ１≧Ｖ＞Ｖ２      （式１）
【００９３】
これらＶ１およびＶ２について、図５を用いて説明する。
【００９４】
図５は、部品実装機１において塗布部５が部品に塗布する接着剤の塗布量を説明するための図である。なお、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）ともに、部品が基板に接合された場合の部品２０と基板２３との位置関係における、部品２０および基板２３を側面から見た図である。
【００９５】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、Ｖ１およびＶ２は、部品２０が基板２３に接合された場合の部品２０と基板２３との位置関係における、バンプ面の周縁から基板２３に向かって直線的に伸ばした境界面と、部品２０と、基板２３とで囲まれる空間領域の容量として規定される。
【００９６】
なお、上記の「境界面」とは、Ｖ１およびＶ２を規定するための接着剤と大気との仮想的な境界面である。
【００９７】
例えば、バンプ面の形状がｎ角形である場合、ｎ個の辺のそれぞれから基板２３に向かって直線的に伸ばした面により境界面が形成される。
【００９８】
また、このように仮想される境界面と部品２０と基板２３とで閉じた空間領域が形成され、その空間領域の容量でＶ１およびＶ２は規定される。つまり、この空間領域に充填可能な容量としてＶ１およびＶ２は規定される。
【００９９】
具体的にＶ１について説明すると、Ｖ１は、図５（Ａ）に示すように、境界面と基板２３とのなす部品２０側の角度がαとなる状態での空間領域の容量である。
【０１００】
この角度αは、リフロー炉で加熱される際の加熱温度における接着剤の基板２３に対する自然な接触角である。以下、αを「自然角α」とも呼ぶ。
【０１０１】
また、Ｖ２について説明すると、Ｖ２は、図５（Ｂ）に示すように、境界面がバンプ２１と交わることなく接している状態での空間領域の容量である。言い換えると、接着剤が全てのバンプ２１を含むバンプ面を覆うことができ、かつ、接着剤の表面積（部品２０および基板に接触している面も含む。）が最小となる量である。また、このときの境界面と基板２３とがなす角をγとする。
【０１０２】
部品実装機１では、このようにして求められる、Ｖ１≧Ｖ＞Ｖ２を満たす量であるＶの接着剤を部品に塗布する。
【０１０３】
また、塗布量Ｖに対応する、境界面と基板２３とのなす角をβとし、Ｖ１≧Ｖ＞Ｖ２を境界面と基板２３とのなす角で表現すると、α＞β≧γとなる。
【０１０４】
これらＶ１およびＶ２は、部品の幅等の各種のサイズ等の幾何学的条件から算出してもよく、なんらかの流動体を用いて実測することにより求めても良い。
【０１０５】
本実施の形態においては、塗布量制御部２８は、例えば、図５（Ｃ）に示すように、接合後の部品２０と基板２３との隙間の容量に相当する量の接着剤を塗布するように塗布部５を制御する。
【０１０６】
つまり、境界面と基板２３とのなす角βが略９０度となるような塗布量を塗布するように塗布部５を制御する。この場合の塗布量Ｖは、当然にＶ１≧Ｖ＞Ｖ２を満たす量である。
【０１０７】
また、接合後の部品２０と基板２３との隙間の容量に相当する量は、部品２０の各部位のサイズ等から簡易に算出することができる。
【０１０８】
図６は、接合後の部品２０と基板２３との隙間の容量に相当する量の簡易な求め方を説明するための図である。
【０１０９】
図６に示すように、部品２０の長さをＬ１、幅をＬ２、部品２０と基板２３との距離をＬ３、バンプ２１の１つあたりの体積をＢとする。
【０１１０】
なお、Ｌ３は、部品２０が基板２３に接合された場合の距離であり、例えば、実測することで求められる。また、Ｌ３を実測ではなく、例えば、バンプ２１の高さそのままの値をＬ３として用いてもよい。または、バンプ２１の高さから所定の値を引いた値をＬ３として用いてもよい。
【０１１１】
このように、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＢを定義し、部品２０における全てのバンプ２１の体積の合計をΣＢと表すとすると、塗布量Ｖは、下記の（式２）により求められる。
Ｖ＝Ｌ１×Ｌ２×Ｌ３−ΣＢ      （式２）
【０１１２】
つまり、バンプ２１がないとした場合の部品２０と基板２３との隙間の体積から部品２０が有するバンプ２１の体積の総和を引くことで、塗布量Ｖを求めることができる。
【０１１３】
なお、基板２３側の電極が比較的大きく、その体積が無視できない場合は、１つの部品２０のバンプ２１と接合する基板２３側の電極の体積の総和を求め、(式２)の右辺から引けばよい。
【０１１４】
塗布量制御部２８は、このようにして求められた塗布量Ｖを所定の記憶領域に記憶しており、塗布部５に対し、塗布量Ｖの接着剤を部品２０に塗布するように制御する。
【０１１５】
このように塗布量を制御された接着剤は、部品２０に塗布され、部品２０が基板２３に装着されることにより基板２３上を濡れ拡がる。
【０１１６】
以下に、接着剤の濡れ拡がりによる形状の変化について具体的に説明する。上記の（式１）を満たす塗布量Ｖの接着剤を部品２０に塗布し、基板２３に装着した後に加熱工程を経て部品２０と基板２３とを接合した場合を想定する。
【０１１７】
この場合、接着剤の基板２３に対する接触角をδとすると、部品２０を基板２３に装着した後に、接着剤は基板２３上を濡れ拡がり始める。そして、遅くとも加熱工程では、δは自然角であるαに近づく。
【０１１８】
つまり、上記の（式１）を満たす塗布量Ｖの接着剤を部品２０に塗布し、基板２３に装着した場合、接着剤は、図７に示すように、次第に基板２３上に濡れ拡がることとなる。
【０１１９】
図７は、本実施の形態における、接着剤の基板２３上の濡れ拡がり方を示す概要図である。
【０１２０】
図７に示すように、本実施の形態の部品実装機１は、（１）部品２０のバンプ面に上記の（式１）を満たす塗布量Ｖの接着剤を塗布する。例えば、図５（Ｃ）を用いて説明した接合後の部品２０と基板２３との隙間の容量に相当する量の接着剤を塗布すると想定する。
【０１２１】
（２）部品２０を反転し、基板２３に装着する。装着直後には、接着剤の基板２３に対する接触角δは自然角αよりも大きな角度である。
【０１２２】
（３）部品２０の基板２３への装着後、接着剤は基板２３上を濡れ拡がり始め、（４）部品２０の基板２３への装着からリフロー炉における加熱工程を経るまでの間に、接触角δが自然角αに近づく。また、接着剤の部品２０と基板２３との間の表面は内側に凸の曲面形状となる。
【０１２３】
このように、本実施の形態の部品実装機１は、部品２０と基板２３との接合の前に部品２０に接着剤を塗布し、部品２０を基板２３に装着する。装着後、接着剤は基板２３上を濡れ拡がり、基板２３に対する接触角が自然角と等しいところまで拡がろうとする力が働き、接触角が自然角と等しくなる所で濡れ拡がりの力はバランスが取れることになる。
【０１２４】
ここで、部品２０の基板２３に対する固定力を向上させるためには、図２７（Ｂ）を用いて述べたように、接着剤の塗布量を増やすことがまず考えられる。
【０１２５】
しかし、接着剤の塗布量を必要以上に増やすと、高密度な部品実装は不可能となるばかりでなく、部品２０に対して、接着剤の表面張力を要因とする基板２３とは反対方向の力が働くこととなる。
【０１２６】
具体的には、部品と基板とが加熱により接合される時に、接着剤の部品と基板との間の表面形状が外側に凸である場合、表面張力が液状の接着剤に内部圧力を発生させることになる。そのために部品は、基板とは離れる方向の力を受けながら基板に接合されることを意味する。
【０１２７】
つまり、部品は、基板との接合を不確実なものとする方向の力を受けながら基板に対する接合工程を経ることになり、これは接合不良発生の要因ともなる。
【０１２８】
そのため、本発明の実施の形態の部品実装機１は、塗布量Ｖを上記のＶ１未満の量に制御する。これにより、接着剤の表面の上端はバンプ面の周縁に位置しつつ、接着剤の基板２３に対する接触角を、自然角αより大きい状態から自然角αに変化させることができる。
【０１２９】
つまり、接着剤の表面形状に着目すると、接着剤の部品２０と基板２３との間の表面が内側に凸の曲面形状に変化しながら部品２０と基板２３とが接合されることになる。
【０１３０】
これは、表面張力が液状の接着剤に負の内部圧力として働くことになり、その結果、部品２０と基板２３との隙間を狭くする方向に表面張力が作用している状態で、部品２０と基板２３とが接合されることを意味する。つまり、接着剤に密着し向かい合って存在する部品２０と基板２３とは、互いに近づく方向に、接着剤から力を受けながら接合される。
【０１３１】
言い換えると、部品２０は、見かけ上、接着剤が基板上を濡れ拡がることを要因とする押し下げ力を受けながら基板２３と接合される。
【０１３２】
このように、部品実装機１は、塗布量ＶをＶ１以下の量に制御することにより、自重以外の押し下げ力を部品２０に与えることができる。これにより部品２０と基板２３との接合をより確実に行わせることができる。
【０１３３】
また、本発明の実施の形態の部品実装機１は、塗布量Ｖを上述のＶ２より多い量に制御する。このＶ２は、全てのバンプを含むバンプ面を覆うことのできる量である。従って、部品２０に自重以外の押し下げ力を与える効果は発揮され、かつ、実効的な固定力は確保される。
【０１３４】
また、接着剤の部品２０からのはみ出し量に着目すると、塗布量Ｖは、上述のＶ１よりも少ない量であるため、図８に示すように、部品２０から接着剤がはみ出す距離をＬ３／ｔａｎα以内に収めることができる。そのため、部品の基板への高密度な実装が可能となる。
【０１３５】
ここで、上述の押し下げ力のおおよその値を、接着剤の表面張力を用いた計算から求めることができる。
【０１３６】
以下、図９および図１０を用いて、接着剤の濡れ拡がりによる押し下げ力の計算例について説明する。
【０１３７】
図９に示すように、液体の固体に対する接触角は、液体、固体、気体の相互間の界面張力のつりあいにより説明される。なお、一般に、表面張力とは、自身が液相で相手が気相のときの両者間ではたらく界面張力のことを意味している。
【０１３８】
図９に示すように、固体気体間の界面張力をｆａ、液体気体間の界面張力をｆｂ、固体液体間の界面張力をｆｃとし、液体の濡れ拡がり完了後の接触角をαとすると下記の（式３）が成り立つ。
ｆａ−ｆｃ＝ｆｂｃｏｓα            （式３）
【０１３９】
つまり、液体の外部方向の力“ｆａ−ｆｂ”が働くことにより、接着剤の表面張力による液体の内部方向の力“ｆｂｃｏｓα”が相殺され、接触角がαに保たれていることを意味する。
【０１４０】
ここで、部品実装機１において、部品２０が基板２３に装着された後のある瞬間の接着剤の基板２３に対する接触角をδとする。
【０１４１】
図１０（Ａ）は、接着剤の基板２３に対する接触角がδである状態の部品２０および基板２３の側面からの概要図である。また、図１０（Ｂ）は、接着剤の濡れ拡がりによる押し下げ力を算出するための想定値を示す図である。
【０１４２】
δは自然角αより大きな角度であり、接着剤には、見かけ上、接触角δをαに近づけようとする力（ｆδ）が働くことになる。この力は、基板２３に平行な方向であるが、接着剤は液体であり、その表面張力、粘性および流動性により、接着剤に密着している部品２０を押し下げる力（Ｆ）として働くことになる。
【０１４３】
以下に、この見かけ上の押し下げ力Ｆがおおよそどれくらいの値になるかを、具体的な計算例を挙げて説明する。
【０１４４】
図１０（Ｂ）に示すように長さＬ１および幅Ｌ２ともに４ｍｍであり、重量が２９．６ｍｇｆである部品２０を、基板２３に接合する場合を想定する。
【０１４５】
また、一般的に使用されているエポキシ樹脂の表面張力は０．０４５ｍＮ／ｍｍ程度である。そこで、アンダーフィルに使用する接着剤として、フッ素系界面活性剤を約０．２％添加したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を想定して用い、また、環境温度は約２５℃であると想定する。この場合、接着剤の表面張力ｆｂは、約０．０２９ｍＮ／ｍｍである。また、この接着剤の基板２３に対する自然角αは４５度であると想定する。
【０１４６】
ここで、ｆδは、接着剤の外部方向の力であり、以下の（式４）が成り立つ。
ｆδ＝ｆｂｃｏｓα                          （式４）
【０１４７】
上記の各物性値および（式４）から、ｆδを求めると以下のように求まる。
【０１４８】
ｆδ＝０．０２０５０６ｍＮ／ｍｍ            （式５）
【０１４９】
つまり、部品の外周部に長さ１ｍｍ当たり、外側に向けて約０．０２０５ｍＮの張力が働くことになる。
【０１５０】
このｆδに、部品２０の外周長さ（２×（Ｌ１＋Ｌ２））を乗じた力が接着剤にかかることになる。その力をＦとする。
【０１５１】
Ｆ＝０．３２８０９８ｍＮ                    （式６）
【０１５２】
ここで、上記の力程度では体積は一定としてよいので、上記の力Ｆが部品の押し下げ力として働くことになる。
【０１５３】
これを重量単位系に変換すると押し下げ力Ｆは（式７）のように表される。
Ｆ＝３３．５ｍｇｆ                          （式７）
【０１５４】
従って、部品２０は、接着剤が濡れ拡がることによる押し下げ力として、おおよそ自重と同程度の力を受けることになる。
【０１５５】
また、上記計算結果は、約２５℃の環境での計算結果である。そのため、リフロー炉で加熱された場合は、条件が変化すると考えられる。しかし、キャピラリーアンダーフィル方式の場合でも、加熱することで隙間への充填速度を早くしていることから、加熱により粘度が低下すると同時に、空気と接着剤の界面張力は低下しても、基板と接着剤間の界面張力は、温度によって大きく変化はしないと考えられる。つまり、押し下げ力Ｆの変化も小さいと考えてよいことになる。
【０１５６】
このように、本発明の実施の形態の部品実装機１では、部品と基板との間に介在させる接着剤の量を、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量であるＶに制御する。言い換えると、部品と基板とを接合した後の、部品と基板との間の接着剤の表面が内側に凸の曲面形状となる量に制御する。
【０１５７】
これにより、上述のように、基板に装着された部品には自重以外の接着剤の濡れ拡がりによる押し下げ力が働くことになる。
【０１５８】
これにより、例えば、部品を装着した基板をリフロー炉で加熱する場合、部品をノズル等で加圧することなく、実効的な接合性を確保することができる。
【０１５９】
また、このように、部品を加圧するノズルが不要であるため、１枚の基板に装着された複数の部品を一括して加熱することができる。さらには、それぞれ複数の部品が装着された複数の基板を一括して加熱することができる。
【０１６０】
従って、例えば、図２６に示した、部品を加圧しながら加熱する工程を有する従来の工法よりも、効率よく部品実装基板の生産を行うことができる。
【０１６１】
また、上述のように、接着剤の量は、全てのバンプを含むバンプ面を覆うことのできる量であるＶ２以上である。従って、接合性だけでなく実効的な固定力も確保されることになる。
【０１６２】
また、接着剤の部品からのはみ出し量を抑えることができ、基板への高密度な部品実装が可能となる。
【０１６３】
また、本発明の実施の形態の部品実装機１では、図３および図４を用いて説明したように、部品のバンプ面を上向きにして接着剤をバンプ面に塗布している。また、接着剤が塗布された部品を下向きにして基板に装着している。
【０１６４】
このことによって、部品の基板に対する固定力と接合性とを向上させることができる。
具体的には、部品実装機１は、このような工程で動作することにより、接着剤と部品および接着剤と基板との間に気泡を残存し難くすることができる。その結果として、部品の基板に対する固定力と接合性とを向上させることができる。
【０１６５】
以下に、上述の第２の従来技術のように基板に接着剤を塗布する場合と、部品のバンプ面を上向きにして接着剤を塗布する場合との気泡発生の違いについて説明する。
【０１６６】
まず、基板に接着剤を塗布して部品を装着する場合の部品と接着剤との間の気泡発生のメカニズムと、気泡を要因とする部品と基板との接合不良の発生について図１１を用いて説明する。
【０１６７】
図１１は、接着剤を基板に塗布して部品を基板に装着することにより、部品と接着剤との間に気泡が残存する様子を示す模式図である。
【０１６８】
図１１の（１）に示すように、接着剤の基板上の塗布高さ（ｈ）は、部品のバンプ高さ（Ｈ）より大きくする必要がある。つまり、ｈ＞Ｈとなるように接着剤を基板に塗布する必要がある。
【０１６９】
そこで、その塗布高さを維持するために、接着剤の粘度を高くし基板上に濡れ拡がりにくくする必要がある。具体的には、このようなノーフローアンダーフィル方式に用いられる接着剤の粘度はおおよそ２０Ｐａ・ｓ〜１４０Ｐａ・ｓ程度である。
【０１７０】
従って、基板上の接着剤の曲率半径Ｒと接着剤のバンプ面に対する濡れ性との関係から、部品と基板との位置関係が、図１１の（２）に示す状態から（３）に示す状態へ瞬時に移行した場合、部品のバンプ近傍に気泡が残存し易くなる。
【０１７１】
これは、接着剤の濡れ性が低く、かつ、曲率半径Ｒが大きいことから、接着剤が、バンプ面を不完全に濡らしながら拡がるためである。言い換えると、接着剤が、接着剤とバンプ面との間に存在する空気を外側に完全には押し出すことができないままに拡がるためである。
【０１７２】
この状態で加熱すると、残存した気泡が熱により膨張し、部品には、上方向の力が加えられる傾向となる。なお、空気の熱膨張係数は、接着剤の約１００倍である。また、上述のように、部品に働く基板方向の力は部品の自重のみである。
【０１７３】
これにより、半導体チップ等の部品のバンプには、高さのばらつきがあることから、高さの低いバンプは、リフローによりバンプが溶解しても基板の電極とは接触せず接合されにくい傾向となる。結果として部品と基板とは不完全な接合状態となる。
【０１７４】
そのため、部品実装基板の生産において、このような工程を採用する場合、上述のように、部品をノズル等で押圧しながら加熱することで、接合不良を発生させないようにする必要がある。
【０１７５】
次に、本実施の形態の部品実装機１において、部品に接着剤を塗布することにより、部品と接着剤との間の気泡の発生を抑制できるメカニズムについて説明する。
【０１７６】
図１２は、塗布部５から接着剤が吐出される際の接着剤の形状を示す図である。
図１２に示すように、接着剤は、塗布部５の先端部から吐出されると、表面張力により球状になる。または、少なくとも接着剤の下端は下に凸の曲線状になる。
【０１７７】
下に凸の曲線状となった接着剤は水平な平面上に垂らされると、最初に平面に接した点を中心に、図１３に示すように外側に空気を押し出しながら当該平面へ拡がることになる。
【０１７８】
つまり、ある粘度および濡れ性の接着剤を使用することを想定すると、このように、部品のバンプ面に上から接着剤を塗布する場合の、接着剤がバンプ面に接触する際の接着剤の曲率半径は、図１１に示した、接着剤が塗布された基板に部品を装着する場合よりも小さなものとなる。
【０１７９】
そのため、接着剤は、バンプ面を濡らしながら拡がっていき易くなり、部品と接着剤との間に気泡が残存し難くなる。
【０１８０】
また、接着剤には重力（Ｇ）により鉛直下方向きに力が加えられる。つまり、接着剤の自重が、平面と接着剤との間の空気を外側に押し出す力として効果的に接着剤に作用することになる。従って、このことによっても部品と接着剤との間に気泡が残存し難くすることができる。
【０１８１】
さらに、接着剤が塗布された部品を反転し、下方の基板に装着するため、接着剤と基板との間の気泡の発生も抑えることができる。
【０１８２】
具体的に説明すると、塗布が完了した後のバンプ面上の接着剤の形状は上述のように中央付近を頂点とする山型の形状となる。そのため、バンプ面を下向きにして部品を基板に装着する際、最初に山型の接着剤の頂点部分が基板に接触する。
【０１８３】
ここで、接着剤の粘性が低い、または表面張力が弱い等の理由により、塗布が完了した後のバンプ面上の接着剤が平面に近いような状態になった場合を想定する。このような場合であっても、部品が反転されると、接着剤は、重力により中央付近を下向きの頂点とする山型となる。
【０１８４】
つまり、部品が基板に近接してくるに従い、部品と基板との間の接着剤は、バンプ面中央の直下付近から図１３に示すように外側に空気を押し出しながら拡がっていく。この接着剤の拡がりに対しても、当然に重力が影響することになる。
【０１８５】
すなわち、部品２０と基板２３との間の接着剤が基板２３上に拡がる際、部品の重量およびノズル３から下向きに受ける装着時の力だけでなく、接着剤の自重が、基板２３と接着剤との間の空気を外側へ押し出す力として効果的に作用し、基板２３と接着剤との間に気泡が残存し難くすることができる。
【０１８６】
さらに、塗布量は、上述のように、Ｖ１とＶ２との間の量である。これにより、接着剤が部品２０の直下から不要にはみ出すことを防ぐことができる。
【０１８７】
図１４は、部品２０の基板２３への装着の際に接着剤が基板２３上を拡がる様子を示す図である。
【０１８８】
図１４に示すように、部品２０が基板２３へ接近するに伴い、接着剤は、部品２０の中央の直下付近から外側へ向かって拡がる。
【０１８９】
また、図５（Ｂ）を用いて説明したように、部品実装機１は、少なくとも、全てのバンプを含むバンプ面を覆うだけの量の接着剤を塗布する。そのため、図１４に示すように、部品２０のバンプ面の周縁部まで接着剤が行き渡っている状態で部品２０を基板２３に装着することが可能となる。この場合、接着剤の粘性によりバンプ面の周縁部から接着剤が垂れ落ちることなく、周縁部まで接着剤が行き渡ったままの状態で部品２０が基板２３に装着される。
【０１９０】
つまり、図２７（Ａ）に示したように、基板側に部品の幅と同等の幅に接着剤を塗布した場合と異なり、図１４に示すように、部品２０の周縁部まで接着剤で固定できる。すなわち、部品２０の基板２３への固定に必要最小限の量の接着剤で、部品２０を基板２３に効率的かつ安定的に固定することが可能となる。
【０１９１】
また、部品を基板に装着した後に接着剤を流し込むキャピラリーアンダーフィル方式ではない。そのため、１つの基板に複数の部品を実装する場合、図２５（Ｂ）に示すような、各部品の間に接着剤の流し込みのための領域を確保する必要がない。
【０１９２】
従って、本実施の形態の部品実装機１で１つの基板に複数の部品を実装する場合、または、他の部品が実装済みの基板に部品を実装する場合、基板上の各部品を従来より近接させることができる。このことによっても高密度な部品実装が可能となる。
【０１９３】
なお、塗布量制御部２８による制御の結果、塗布部５により部品に塗布される接着剤の量は、具体的な数値としては、部品が通常の２ｍｍ×２ｍｍ〜２０ｍｍ×２０ｍｍ程度の大きさのベアチップであれば、０．４マイクロリットル（μｌ）〜１２０μｌ程度である。
【０１９４】
また、大きいもので、６０ｍｍ×６０ｍｍ程度の大きさのＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）であれば、３６００μｌ程度である。
【０１９５】
ここで、接着剤の粘度は、周囲の温度等の環境により変化する。そのため、ある部品に対して上述のようにして決定された量だけ接着剤を塗布した場合であっても、周囲の環境によってバンプ面上の接着剤の拡がり方にも変化が生じる。
【０１９６】
図１５は、バンプ面に塗布された接着剤の状態の例を示す図である。
図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は接着剤がバンプ面に塗布され拡がった状態の例を示す図であり、図１５（Ｃ）はバンプ面の周縁部で接着剤が止まっている状態を示す図である。
【０１９７】
例えば、ある部品に対して、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量だけ接着剤を塗布した場合、図１５（Ａ）に示すように、バンプ面の全域に接着剤が拡がることがある一方、図１５（Ｂ）に示すように、バンプ面の全域には接着剤が拡がらないこともある。
【０１９８】
しかしながら、部品２０上の接着剤は、図１５（Ｃ）に示すように、バンプ面の周縁部で表面張力により接着剤は止まることになる。もちろん、大量の接着剤を塗布すれば接着剤がバンプ面からこぼれることになるが、上述のように、接着剤の塗布量Ｖは、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を用いて説明したように、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量とするため、バンプ面からこぼれ落ちるほどの量になることはない。
【０１９９】
そのため、粘度の低い、つまり、濡れ拡がり易い接着剤を使用することができる。例えば、キャピラリーアンダーフィル方式で使用する接着剤と同等の粘度（０．６５Ｐａ・ｓ〜８．０Ｐａ・ｓ程度）と濡れ性とを持つ接着剤を使用することができる。
【０２００】
ここで、図２５（Ａ）、図２５（Ｂ）および図２６に示すように、基板上に接着剤を塗布する場合には、部品の固定に必要な量だけ基板上に接着剤を塗布したとしても、周囲の環境によっては、必要以上に基板上に拡がることがある。
【０２０１】
しかしながら、本実施の形態の部品実装機１のように、部品に接着剤を塗布する場合は、接着剤の表面張力により、部品の周縁部で接着剤が止められる。また、その状態で、部品を反転して基板に装着した場合であっても、接着剤の塗布量は、上述のように、Ｖ１とＶ２との間の量であり、また、接着剤の表面張力の影響もあり、図１４に示したように、部品から不要にはみ出すことはない。
【０２０２】
つまり、本実施の形態の部品実装機１は、１つの部品をコンパクトに基板に実装することができる。
【０２０３】
また、本実施の形態の部品実装機１によって部品が装着された基板に対しては、上述のように、リフローと硬化とを同時に行うことができる。つまり、部品が装着された状態の基板に対する加熱は１回だけ行えばよい。
【０２０４】
従って、例えば、図２４に示したＣ４工法と比較すると、部品実装に係る工程が少なくて済むとともに、熱による部品および基板の損傷の可能性が低くなることになる。
【０２０５】
また、バンプ面に接着剤が塗布された部品の上下を反転すると、バンプ面の接着剤は、中央付近を下向きの頂点とする山型となる。従って、部品が基板に装着される際、部品と基板とが平行を保ちながら近接していくと、接着剤は最初に基板上の部品の中央の直下付近に接触し、次第にその接触地点から外側へ拡がっていく。
【０２０６】
この接着剤の拡がりの際、接着剤の自重が、接着剤と基板との間の気泡を外側へ押し出す力として効果的に作用する。従って、接着剤と基板との間に気泡が残存しにくくなる。
【０２０７】
また、部品と基板との隙間には、部品の中央付近の直下から周縁部に向かってほぼ均等に接着剤が行き渡るようにして拡がっていく。従って、図２５（Ａ）および、図２５（Ｂ）に示したような、部品の１辺または２辺から接着剤を流し込む場合に比べると、接着剤の偏りが起こり難くなる。このことによっても、部品と基板とが安定的に固定されることになる。
【０２０８】
また、部品実装機１は、部品ごとに接着剤を塗布し、接着剤を塗布した部品を即座に基板へ装着する。そのため、例えば、ウェハの段階で接着剤を塗布した後に、個々の半導体素子に切り分ける工程を含む工法と比較すると、切り分けによる粉塵の発生などが無いので、接着剤への異物の付着および混入の可能性をほぼ無くすことが可能となる。
【０２０９】
また、室温では固形となるような接着剤を用いる必要がないので、例えば、部品の基板への装着を確実なものとするために、装着前に接着剤に熱を加えて溶かすといった工程を要しない。
【０２１０】
このように本実施の形態の部品実装機１は、バンプ面を上向きにして接着剤を塗布し、部品を反転して基板に装着することにより、接着剤と部品および基板との気泡の発生を抑制することができる。これにより、部品の基板に対する固定力と接合性とを向上させることができる。
【０２１１】
次に、図１６を用いて、部品実装機１が２つのノズル３を使用し、１つのノズル３のみを使用する場合より効率的な部品の基板への実装を行う場合について説明する。
【０２１２】
図１６は、本実施の形態の部品実装機１が２つのノズル３を使用して部品を基板に実装する工程を示す工程図である。
【０２１３】
なお、２つのノズル３の一方をノズルＡとし、他方をノズルＢとする。また、ノズルＡにより吸着される部品を部品ａとし、ノズルＢにより吸着される部品を部品ｂとする。また、ノズルＡにより部品ａを装着される基板を基板κとし、ノズルＢにより部品ｂを装着される基板を基板ωとする。これらは図中では、単に、Ａ、Ｂ、ａ、ｂ、κ、およびωと表示されている。
【０２１４】
図１６に示すように、（１）ノズルＡが部品ａを吸着する。（２）ヘッド４が反転し、ノズルＢが下向きとなり、部品ｂを吸着する。（３）この状態では、部品ａのバンプ面が上向きであり、塗布部５により部品ａのバンプ面に接着剤が塗布される。
【０２１５】
（４）ヘッド４が反転し、部品ｂのバンプ面が上向きとなるとともに、部品ａの上下が反転し、バンプ面が基板κと対向する位置に来る。この状態で塗布部５により部品ｂのバンプ面に接着剤が塗布される。また、ノズルＡにより部品ａが基板κに装着される。
【０２１６】
（５）部品ａが装着された基板κは、コンベア３０によってリフロー炉へ移送され加熱される。つまり、はんだのリフローおよび接着剤の硬化の処理がなされる。これにより、基板κに対する部品ａの接合作業が終了する。また、部品ｂのバンプ面に接着剤が塗布され、かつノズルＡにより部品ａが基板κに装着された後に、ノズルＢが下向きにされる。さらに、ノズルＢにより部品ｂが基板ωに装着される。
【０２１７】
部品ｂが装着された基板ωは、コンベア３０によってリフロー炉へ移送され、はんだのリフローおよび接着剤の硬化の処理がなされる。
【０２１８】
なお、リフロー炉で基板ωに対する加熱工程が行われている際、ノズルＡおよびノズルＢには部品が吸着されていない。そのため、実装制御部１０は、ノズルＡおよびノズルＢを備えるヘッド４を部品供給部２２へ移動させ、ノズルＡおよびノズルＢに次の部品の吸着を行わせる。つまり、上記の（１）の工程から始まる一連の工程が開始される。
【０２１９】
部品実装機１は、上記の（１）〜（５）の工程を繰り返すことで、複数の基板に対する部品の装着を順次行うことができる。
【０２２０】
このように、部品実装機１において２つのノズル３を用いた場合、１つのノズル３のみを使用する場合より効率的に部品の基板への接合を進めることができる。
【０２２１】
具体的には、部品実装機１において、１つのノズル３のみを使用する場合、例えば、ノズルＡのみを使用する場合、基板κに部品ａを接合するためには、上記説明および図１６に示す（１）部品ａの吸着、（３）部品ａへの接着剤の塗布、（４）部品ａの基板κへの装着、（５）リフローおよび硬化、の４つの工程を行う必要がある。つまり、ノズルＡだけで２つの部品のそれぞれを２つの基板に接合するためには、８つの工程を行う必要がある。
【０２２２】
しかし、２つのノズル３を用いた場合は、上記説明のように（１）〜（５）の工程と、（５）の工程で部品が装着された基板を加熱する工程の計６つの工程で２つの部品のそれぞれを２つの基板に接合することができる。つまり、部品実装機１は、２つのノズル３を使用することにより、１つのノズル３のみを使用する場合よりも効率的に部品の基板への接合を進めることができる。
【０２２３】
なお、上記説明において、（２）と（３）の工程は同時に行ってもよい。つまり、ノズルＢが部品ｂを吸着する際に、反転されバンプ面が上向きとなっている部品ａに接着剤を塗布してもよい。
【０２２４】
図１に示すように、本実施の形態の部品実装機１において、ヘッド４と塗布部５とはともに、移動台６に取り付けられており移動台６の移動に伴って移動する。
【０２２５】
従って、ノズルＢが部品ｂを吸着する際に、塗布部５は部品ａに接着剤を塗布することができる。
【０２２６】
また、この場合、部品ａに接着剤が塗布された後に、ヘッドは基板の上方の位置に移動するが、移動しながら部品ａのバンプ面を下向きにするための反転を行ってもよい。または、移動しながら部品ａへの接着剤の塗布を行い、塗布の完了後に反転させてもよい。
【０２２７】
ここで、部品への接着剤の塗布後、または、部品へ接着剤を塗布しながらの当該部品の移動は、接着剤の塗布状態に影響を与えると考えられる。しかしながら、接着剤の粘性が低い等の理由により、接着剤が部品からこぼれる等の実質的な問題がなければ、このように、さらに、工程を圧縮することができ、より効率的に部品の基板への実装を行うことができる。
【０２２８】
このように、本実施の形態の部品実装機１は、部品の吸着および部品の基板への装着を行うノズルを２つ使用することにより、部品の基板への実装をさらに効率的に行うことができる。
【０２２９】
さらに、部品実装機１は、３つ以上のノズル３を使用してもよい。例えば、ヘッド４が、図１に示すθ軸回りに放射上に３つ以上のノズル３が取り付けられる形状であればよい。また、実装制御部１０が、各構成部に対し、部品の吸着および接着剤の塗布等を部品ごとに順次行うように制御すればよい。
【０２３０】
なお、本実施の形態において、予め求められた塗布量Ｖが塗布量制御部２８に記憶されており、塗布部５は、塗布量制御部２８の制御の下で、塗布量制御部２８に記憶されている塗布量Ｖの接着剤を部品２０に塗布するとした。
【０２３１】
しかしながら、例えば、塗布量制御部２８が、部品２０の各種のサイズ、バンプの個数等の部品情報を取得し、それら情報に基づいて塗布量Ｖを算出してもよい。この場合、例えば、塗布量制御部２８が、部品情報を取得する処理部と、部品情報に基づいて数値演算を行う処理部とを有していればよい。
【０２３２】
さらに、このような処理部を有する塗布量制御部２８が、例えばユーザ入力等から図６の説明で述べた、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｂ、およびバンプの個数を含む部品情報を取得し、（式２）を用いてＶを算出すればよい。
【０２３３】
これにより、例えば上記Ｌ１等の数値がカタログ等から判明している場合、ユーザは、部品実装機１に各種の数値を入力するだけで、部品実装機１に、上述の接着剤の濡れ拡がりによる部品押し下げ効果を伴う部品実装を行わせることができる。
【０２３４】
また、部品への接着剤の塗布量を、接着剤の塗布状態に基づいて制御してもよい。
図１７は、部品上に山型に形成された接着剤の高さに基づいて部品への接着剤の塗布量を制御するための構成の概要を示す概要図である。
【０２３５】
図１７（Ａ）は、当該構成をＸ軸方向から見た場合の概要図であり、図１７（Ｂ）は、当該構成をＹ軸方向から見た場合の概要図である。
【０２３６】
図１７（Ａ）に示すように、移動台６に、光電管２６を有する検出部２５が備えられている。また、光電管２６の正面の位置に光線を光電管２６に向けて照射する照射部２６ａが設置されている。
【０２３７】
光電管２６は、光センサの一種であり、検出部２５は、照射部２６ａから照射される光線が接着剤の頂点付近に遮断され、途切れることで部品２０上に山型に形成されている接着剤の高さが所定の高さになったことを検出することができる。
【０２３８】
つまり、検出部２５は、実際に山型の頂点の高さを計測しているのではない。しかし、その頂点の近傍の高さを接着剤の高さとして扱うことで、塗布部５から継続的に吐出され、山型に形成される接着剤の高さが所定の高さになったことを検出することができる。
【０２３９】
光電管２６のＸ軸方向の位置は、図１７（Ｂ）に示すように、塗布部５の先端部の中心を通るＺ軸方向に平行な直線上からずらした位置にする。また、光電管２６のＺ軸方向の位置は、接着剤の塗布量が、部品２０に最適な塗布量、例えば、上述の（式２）により求められたＶと等しくなる接着剤の山の高さと同等な位置にする。この部品２０に最適な塗布量となる接着剤の山の高さをＨｐとする。
【０２４０】
このＨｐは、塗布量Ｖの接着剤を部品２０に塗布し、その接着剤の山の高さを実測することで求めてもよい。また、塗布量Ｖと、接着剤の部品２０への塗布時の形状とから計算により求めてもよい。
【０２４１】
この構成により、部品２０に塗布されている接着剤の山の高さがＨｐに達すると、照射部２６ａから照射される光線２６ｂは接着剤に遮られ、光電管２６は、光線２６ｂを受けることができなくなる。検出部２５は、これにより、部品２０に塗布されている接着剤の山の高さがＨｐに達したことを検出することができる。
【０２４２】
そのため、この検出の時点で塗布部５からの接着剤の吐出を止めれば、部品２０上の接着剤の山の高さはほぼＨｐとなる。従って、部品２０に適した接着剤の塗布量となる。
【０２４３】
部品実装機１は、さらに、光電管２６と照射部２６ａとの組をＺ軸方向に複数備えることにより、大きさの異なる複数種の部品に対応して、それぞれの部品に適した量の接着剤を塗布することができる。
【０２４４】
また、部品に塗布されている山型の接着剤の高さではなく、接着剤の形状に基づいて、部品への接着剤の塗布量を制御してもよい。
【０２４５】
図１８は、部品上の接着剤の形状に基づいて部品への接着剤の塗布量を制御するための構成の概要を示す概要図である。
【０２４６】
図１８（Ａ）は、当該構成をＸ軸方向から見た場合の概要図であり、図１８（Ｂ）は、当該構成をＹ軸方向から見た場合の概要図である。
【０２４７】
図１８（Ａ）に示すように、移動台６に、カメラ２７を有する検出部２５が備えられている。具体的には、部品２０に塗布されている接着剤の山の形状を撮像することができる位置にカメラ２７を設置する。
【０２４８】
検出部２５は、部品２０に塗布されている接着剤の山型の形状をカメラ２７に撮像させることにより、当該形状が所定の形状に達したことを検出することができる。
【０２４９】
例えば、上述の（式２）により求められた塗布量Ｖの接着剤を部品２０に塗布し、その形状を測定することで、部品２０に適した塗布量となる接着剤の形状を特定することができる。
【０２５０】
このようにして特定された形状が、例えば、図１８（Ｂ）に点線で示される形状２７ａであると想定する。この場合、塗布部５から吐出される接着剤の形状は、徐々に形状２７ａに近づいてくる。
【０２５１】
検出部２５は、カメラ２７によって撮像された接着剤の山型の形状の底辺以外の輪郭線と、形状２７ａの点線部分とを比較する。この比較により、例えば、形状２７ａの点線部分の長さの９０％において当該輪郭線の方が点線よりも外側に位置した場合、又は、カメラ２７によって撮像された接着剤の山型の形状の面積が、部品２０のバンプ面と形状２７ａの点線部分とで囲まれた部分の面積の９０％になった場合、検出部２５は、塗布中の接着剤の形状が形状２７ａに達したと検出する。
【０２５２】
そのため、この検出の時点で塗布部５からの接着剤の吐出を止めれば、部品２０上の接着剤の形状は形状２７ａとほぼ同じになる。従って、部品２０に適した接着剤の塗布量となる。
【０２５３】
なお、部品２０に適した接着剤の塗布量に対応する形状は、接着剤の部品への塗布時の温度等に応じて接着剤の粘度が変化することにより、異なってくる。そのため、温度に応じた複数の形状を部品実装機１が記憶しておき、その温度に応じて、検出部２５が、部品２０に適した接着剤の塗布量に対応する形状を選択してもよい。
【０２５４】
このように、本実施の形態の部品実装機１は、部品に塗布されている接着剤の山の高さや形状等の接着剤の塗布状態を検出する検出部２５を備えることにより、塗布状態に基づいて、部品への接着剤の塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御することができる。
【０２５５】
図１９は、接着剤の塗布状態を検出する検出部２５を備える部品実装機１の機能的な構成の概要を示すブロック図である。
【０２５６】
図１９に示す部品実装機１は、図２に示す部品実装機１が備える各構成部に加え、検出部２５を備える。
【０２５７】
検出部２５は、上述のように、光電管２６またはカメラ２７を有しており、部品に塗布されている接着剤の高さが所定の高さに達したこと、または、接着剤の形状が所定の形状の近傍に達したことを検出することができる。つまり、部品に塗布中の接着剤の量が部品に適した量になったことを検出することができる。
【０２５８】
塗布量制御部２８は、検出部２５を利用して塗布量を制御する。具体的には、検出部２５から、部品に適した塗布量になったことを示す信号を受け取り、塗布部５に対し接着剤の吐出を止める制御を行う。
【０２５９】
なお、塗布の開始のタイミングは、例えば、実装制御部１０によって制御され、塗布量制御部２８に通知される。または、塗布量制御部２８によって制御され、実装制御部１０に通知される。
【０２６０】
このような構成により、部品実装機１は、部品への接着剤の塗布量Ｖを塗布状態に基づいて、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御することが可能となる。
【０２６１】
また、本実施の形態において、塗布部５が行う接着剤の部品への塗布は、バンプ面の中央の上方から行われるとした。
【０２６２】
しかしながら、塗布部５が行う接着剤の部品への塗布は、バンプ面の中央の上方からでなくてもよく、中央付近の上方からであればよい。
【０２６３】
図２０は、部品のバンプ面上の接着剤の塗布位置の例を示す図である。
図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）の各図において、点線の円はバンプ面の中央付近の領域を表し、その領域内にある斜線が付された円は接着剤の塗布位置を表している。また、その領域の周囲にある８つの白丸はバンプを表現している。
【０２６４】
図２０（Ａ）に示すように、バンプ面の中央上方から接着剤の塗布を行った場合、バンプ面の中央から均等に接着剤が拡がる。また、図２０（Ｂ）および図２０（Ｃ）に示すように、バンプ面の中央からややずれた位置の上方から接着剤の塗布を行った場合、塗布位置に最も近いに辺に接着剤が到達した後に、残りの辺に接着剤が到達することになる。
【０２６５】
このように、拡がり方に違いはあるものの、いずれの場合も、接着剤の塗布量Ｖは、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を用いて説明したように、Ｖ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量であり、かつ接着剤の表面張力の影響もあり、バンプ面から接着剤がこぼれ落ちることはない。
【０２６６】
また、図２０（Ｂ）および図２０（Ｃ）に示すように正確にはバンプ面の中央ではない位置にから接着剤を塗布した場合であっても、バンプ面上に形成される接着剤の山の形状は、中央付近を頂点とする山型となる。
【０２６７】
また、バンプ面が上向きの状態では、接着剤の形状が平面に近いような、つまり、盛り上がりが明確に分からないような状態であっても、部品の基板への装着時には部品は反転され、接着剤は重力の影響を受け、中央付近を下向きの頂点とする山型の形状となる。
【０２６８】
そのため、上述のように、部品を基板に装着する際には、部品の中央直下付近から基板と部品との隙間に存在する空気を外側に押し出しながら接着剤が拡がっていくことになる。また、重力が空気を外側に押し出す力として効果的に作用する。
【０２６９】
なお、図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）に示すバンプ面の中央付近の領域の形状およびバンプ面に対する大きさの比率は一例であり、これら形状および比率は部品のバンプ面の形状、濡れ性、および接着剤の粘度等により変わってくる。つまり、接着剤の塗布位置の許容範囲は実験値、理論値等により決定すればよい。
【０２７０】
また、本実施の形態の部品実装機１は、図３および図４を用いて説明したように、部品に接着剤を塗布して反転し、基板に装着するという機能上および工法上の特徴を有する。この部品実装機１の特徴は、様々な工法に適用することができる。
【０２７１】
例えば、図２４を用いて説明したＣ４工法に上記工法上の特徴を適用することもできる。
【０２７２】
図２１は、Ｃ４工法に部品実装機１の工法上の特徴を適用した例を示す工程図である。
図２１に示すように、（１）部品２０のバンプ面にＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量Ｖの接着剤が塗布される。また、基板２３の電極上に形成されているプリコート部にフラックスが塗布される。（２）部品２０は反転され、基板２３に装着される（３）加熱によりリフローおよび硬化が行われる。
【０２７３】
なお、酸無水物等の、フラックスと同じ機能がある硬化剤を含む接着剤を使用する場合は、上記（１）の工程においてフラックスの塗布工程は不要である。
【０２７４】
このような工程によっても、効率的かつ安定的に部品２０が基板２３に固定される。また、基板に複数の部品が装着されている場合であっても一括してリフローすることができる。
【０２７５】
同様に、半導体素子に形成された金バンプと、基板の電極上に形成された金部とを超音波により加振しながら金属接合する、いわゆる金−金接合に上記工法上の特徴を適用することができる。
【０２７６】
つまり、部品実装機１は、超音波を発生する超音波発生器を備えることで超音波を利用した部品実装を行うことができる。
【０２７７】
図２２は、部品実装機１が超音波発生器３５を備え、金−金接合を行う工程を示す工程図である。
【０２７８】
図２２に示すように、（１）半導体素子である部品２０上には金バンプ２１ａが形成されており、塗布部５によりバンプ面にＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量Ｖの接着剤が塗布される。（２）部品２０は反転され、電極上に金部２４ａが形成された基板と対向する位置に来る。（３）部品２０は超音波発生器３５により振動を加えられながら加圧され、金バンプ２１ａと金部２４ａとが接合される。（４）加熱により接着剤が硬化する。
【０２７９】
このように、超音波による振動を利用して金−金接合を行う実装工法にも、部品に接着剤を塗布して反転し、基板に装着するという部品実装機１が実施する工法上の特徴を適用することができる。
【０２８０】
ここで、このように、部品を加振しながら加圧する場合、加振および加圧するノズルの先端に接着剤が付着すると、例えば、ノズル先端に付着した接着剤が硬化すると、その後に加振および加圧の対象となる部品を傷つけることがある。
【０２８１】
しかし、本実施の形態の部品実装機１では、上述のように、接着剤の塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御している。つまり、接着剤が部品から不要にはみ出すことを防ぐことができる。さらに、接着剤に気泡を混入させない状態で塗布が可能となり、加熱時に気泡が膨張し、部品の横から接着剤が出てくることを無くすことができる。
【０２８２】
そのため、このように、加振しながら加圧する場合に、加圧するノズルに接着剤が付着することを防ぐことができる。すなわち、ノズルに付着した接着剤による不具合の発生を防ぐことができる。
【０２８３】
なお、超音波による振動を利用して金−金接合を行う実装工法を実施する場合、基板の電極上に金部２４ａを形成する代わりに、電極自身を金で形成してもよい。
【０２８４】
また、本実施の形態の部品実装機１は、部品のバンプ面に大気圧プラズマを照射するプラズマ発生器を備えてもよい。部品のバンプ面にプラズマ処理を行うことで、バンプ面の接着剤に対する親和性が向上し、接着剤が濡れ拡がり易くなる。
【０２８５】
図２３は、部品実装機１がプラズマ発生器を備え、部品を基板に実装する工程を示す工程図である。
【０２８６】
図２３に示すように、（１）ノズル３に吸着された部品２０のバンプ面が、プラズマ発生器３６によりプラズマ処理される。（２）部品２０は反転され、塗布部５によりバンプ面にＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量Ｖの接着剤が塗布される。（３）部品２０は反転され、基板２３に装着される（４）加熱によりリフローおよび硬化が行われる。
【０２８７】
なお、プラズマ発生器３６により発生させるプラズマは、少なくとも酸素ガスを含むガスにより発生させたプラズマであれば好適である。
【０２８８】
このように、Ｃ４工法、超音波を利用した実装工法、および、プラズマを利用した実装工法にも、部品に接着剤を塗布して反転し、基板に装着するという部品実装機１が実施する工法上の特徴を適用することができる。
【０２８９】
また、例えば、上述のように、部品の電極上のバンプの素材、およびプリコート部の素材またはプリコートがされない場合の電極自身の素材がともに金である場合のみならず、バンプの素材がはんだであり、かつ、基板上にプリコート部がなく電極上に直接プリフラックスされる場合、バンプおよびプリコート部がともにはんだである場合、バンプが金ワイヤバンプまたは金メッキバンプであり、基板の電極上に形成されたプリコート部の素材がＰｂフリーはんだである場合など、各種組み合わせにおいて、上記工程の実施ができる。
【０２９０】
なお、はんだの種類は上記のＰｂフリーのほか、共晶、高Ｐｂ等があるが、これらはんだの種類がどのようなものであっても、上記工程の実施が妨げられることはない。
【０２９１】
このように、部品実装機１が実施する工法上の特徴である、部品に接着剤を塗布して反転し、基板に装着するという工程の適用の可否は、実装工法、部品と基板との接合態様、接着剤の種類、および付加的な処理内容等に依存せず、部品と基板との間の接着剤を硬化させることで部品を基板に固定する工程を含む全ての工法に適用できる。
【０２９２】
すなわち、これら全ての工法において、効率的かつ安定的に部品を基板に固定するという効果が発揮される。
【０２９３】
ここで、基板の電極またはプリコート部、および部品のバンプの少なくとも一方の素材がはんだであれば、はんだのリフローにより部品と基板とが接合される。そのため、このリフローの際に部品に基板方向の力を与えることは、部品と基板との接合性を向上させる効果をもたらす。
【０２９４】
従って、上述の、塗布量ＶをＶ１＞Ｖ≧Ｖ２を満たす量に制御することによる、部品に自重以外の押し下げ力を与える効果は、このように、基板の電極またはプリコート部、および部品のバンプの少なくとも一方の素材がはんだである場合に、最も顕著に発揮される。
【０２９５】
また、本実施の形態における部品実装機１は、部品のバンプ面に接着剤を塗布した後に部品を基板に装着するとした。
【０２９６】
しかしながら、塗布量制御部２８により制御された量の接着剤を部品のバンプ側と基板側の両方に分けて塗布した後に、部品を基板に装着してもよい。
【０２９７】
例えば、基板側に形成してあるはんだプリコートの厚みが厚く、基板の凹凸が大きい場合などである。
【０２９８】
この場合基板側にも塗布することで、気泡の混入を無くすことができ、効果がある。
また、塗布量制御部２８により制御された量の接着剤を基板に塗布した後に、部品を基板に装着してもよい。
【０２９９】
例えば、室温程度では、基板に対する接触角が大きく、例えば９０度前後の値で、且つ粘度が高く先端が突き出る形状であり、部品装着後も接触角が自然角αより大きい状態を保つような接着剤であり、かつ、リフロー炉における加熱温度では接触角が自然角αに近づくような接着剤を使用した場合を想定する。
【０３００】
この場合、室温での部品の基板への装着後から加熱前までの間には、部品と基板との間の接着剤の表面は、図７に示すような内側に凸の形状にならないことも考えられる。
【０３０１】
しかし、バンプ面の周縁にまで接着剤が行き渡った状態で、かつ、接着剤の基板への塗布量ＶがＶ１≧Ｖ＞Ｖ２を満たしていれば、加熱されている間に、部品と基板との間の接着剤の表面が内側に凸の形状に変化していき、接触角が次第に自然角αに近づいていくことになる。
【０３０２】
すなわち、この過程において、部品には接着剤の濡れ拡がりによる押し下げ力が働くことになり、部品と基板との接合をより確実なものとすることができる。
【０３０３】
つまり、部品実装機１は、部品のバンプ面および基板の少なくともいずれか一方に接着剤を塗布すればよい。
【０３０４】
また、本実施の形態において用いた接着剤は、少なくとも０．００１Ｐａ・ｓ〜２００Ｐａ・ｓの範囲に含まれる粘度の熱硬化性樹脂であるとした。
【０３０５】
しかしながら、接着剤の粘度が上記範囲に含まれているか否かに関わらず、部品実装機１が接着剤の粘度に応じた処理を行ってもよく、その処理のための構成部を備えても良い。
【０３０６】
例えば、部品へ接着剤を塗布した後に部品を反転させる際、接着剤の粘度が低いため、慣性または遠心力により接着剤が部品からこぼれる可能性がある場合、粘度を向上させるために接着剤を冷却する構成部を有しても良い。また、反転部７が反転の速度を遅くしてもよい。
【０３０７】
また、上記冷却を行う構成部は、冷風等により積極的に冷却してもよく、室温により部品上の接着剤が所定の温度に低下するまで部品を反転させないことにより冷却してもよい。
【０３０８】
また、例えば、粘度が高く、部品のバンプ面または基板上での濡れ拡がりが悪い場合、粘度を低下させるために接着剤を加熱する構成部を有してもよい。この加熱を行う構成部は、温風等により積極的に加熱してもよく、室温により部品上の接着剤が所定の温度に上昇するまで部品を反転させないことにより加熱してもよい。
【０３０９】
なお、接着剤を冷却または加熱する場合、接着剤が塗布された部品が反転されるまでに冷却または加熱を行えばよい。
【０３１０】
さらに、部品のバンプ面または基板上での濡れ拡がりを良くするために、塗布部５が移動しながら接着剤を吐出することで、部品のバンプ面の形状に合わせた描画塗布を行ってもよい。
【０３１１】
描画塗布の例としては、「×」、「＊」等である。またその他の形状であっても、バンプ面に塗布した際に接着剤に囲まれた領域がない形状であればよい。つまり、接着剤が基板の表面を拡がる際に、バンプ面の中央付近から外側に向かって空気を押し出し易い形状であればよい。
【０３１２】
また、部品実装機１は、機能的な構成として移動台６に反転部７を備え、反転部７がヘッド４を反転させ、部品を吸着しているノズル３の上下を反転させることにより、部品の上下を反転させるとした。しかしながら、他の手段により部品を反転させてもよい。
【０３１３】
例えば、ヘッド４が反転するためのモータ等を備えることでヘッド４自体が反転する機能を有しても良い。つまり、接着剤が塗布された部品を基板に装着する際に部品の上下を反転させる機能を部品実装機１が有していればよい。
【０３１４】
また、部品実装機１において部品が装着された基板は、リフロー炉へ搬送され、加熱されるとした。しかしながら、部品実装機１がはんだのリフローおよび接着剤の硬化を行う構成部を備えていてもよい。
【０３１５】
例えば、ノズル３に加熱機能を持たせ、ノズル３に、はんだのリフローおよび接着剤の硬化を行わせてもよい。
【０３１６】
また、塗布部５およびタンク５ａは移動台６に取り付けられており、移動台６の移動に伴って移動するとした。この構成により、例えば、図１６を用いて述べたように、一方のノズル３が部品供給部２２から部品を吸着している際に、塗布部５は、他方のノズル３に吸着されている部品に接着剤を塗布することができる。しかしながら、移動台６に取り付けられていなくてもよい。
【０３１７】
塗布部５およびタンク５ａは、上向きにされた状態のバンプ面に接着剤を塗布することができれば、部品実装機１においてどのような位置に取り付けられていてもよい。
【０３１８】
また、部品供給部２２では、複数の部品２０は、それぞれバンプ面を下にして置かれているとした。しかしながら、複数の部品２０は、それぞれバンプ面を上にして置かれていてもよい。この場合、部品供給部２２から部品２０のバンプ面を吸着保持し、反転させるユニットを設け、そのユニットに反転させた部品２０の電極面でない面をノズル３により吸着してもよい。
【０３１９】
また、ノズル３が２つ取付けられたヘッド４において、ノズル３はヘッド４に対しＺ軸方向に平行に移動するように構成されているとした。しかしながら、ヘッド４に対してノズル３が移動できないように構成し、ヘッド４全体が移動台６に対してＺ軸方向に移動できるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０３２０】
本発明は、半導体素子等の部品を基板に実装する部品実装機に適用できる。特に、部品と基板との間の接着剤を硬化させることで部品を基板に固定する工法を採用する部品実装機および部品実装方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０３２１】
【図１】実施の形態の部品実装機の概観を示す斜視図である。
【図２】実施の形態の部品実装機の機能的な構成の概要を示す機能ブロック図である。
【図３】実施の形態の部品実装機における部品実装に係る工程の流れを示すフロー図である。
【図４】図３に示す工程の概要を図示した工程図である。
【図５】（Ａ）は、実施の形態におけるＶ１を説明するための図であり、（Ｂ）は、実施の形態におけるＶ２を説明するための図であり、（Ｃ）は、実施の形態における、Ｖ１≧Ｖ＞Ｖ２を満たす塗布量Ｖの一例を説明するための図である。
【図６】接合後の部品と基板との隙間の容量に相当する量の簡易な求め方を説明するための図である。
【図７】実施の形態における、接着剤の基板上の濡れ拡がり方を示す概要図である。
【図８】実施の形態の部品実装機が部品を基板に装着した場合の、接着剤の部品からのはみ出し距離の最大値を示す図である。
【図９】液体の固体に対する接触角を説明するための図である。
【図１０】（Ａ）は、接着剤の基板に対する接触角がδである状態の部品および基板の側面からの概要図であり、（Ｂ）は、接着剤の濡れ拡がりによる押し下げ力を算出するための想定値を示す図である。
【図１１】接着剤を基板に塗布して部品を基板に装着することにより、部品と接着剤との間に気泡が残存する様子を示す模式図である。
【図１２】塗布部から接着剤が吐出される際の接着剤の形状を示す図である。
【図１３】接着剤が空気を押し出しながら面上を拡がる様子を示す模式図である。
【図１４】部品の基板への装着の際に接着剤が基板上を拡がる様子を示す図である。
【図１５】（Ａ）は、接着剤がバンプ面に拡がった状態の一例を示す図であり、（Ｂ）は、接着剤がバンプ面に拡がった状態の他の一例を示す図であり、（Ｃ）はバンプ面の周縁部で接着剤が止まっている状態を示す図である。
【図１６】本実施の形態の部品実装機が２つのノズルを使用して部品を基板に実装する工程を示す工程図である。
【図１７】（Ａ）は、部品上に山型に形成された接着剤の高さに基づいて部品への接着剤の塗布量を制御するための構成をＸ軸方向から見た場合の概要図であり、（Ｂ）は、当該構成をＹ軸方向から見た場合の概要図である。
【図１８】（Ａ）は、部品上の接着剤の形状に基づいて部品への接着剤の塗布量を制御するための構成をＸ軸方向から見た場合の概要図であり、（Ｂ）は、当該構成をＹ軸方向から見た場合の概要図である。
【図１９】接着剤の塗布状態を検出する検出部を備える部品実装機の機能的な構成の概要を示すブロック図である。
【図２０】（Ａ）は、部品のバンプ面上の接着剤の塗布位置の第１の例を示す図であり、（Ｂ）は、当該位置の第２の例を示す図であり、（Ｃ）は、当該位置の第３の例を示す図である。
【図２１】Ｃ４工法に本実施の形態の部品実装機の工程上の特徴を適用した例を示す工程図である。
【図２２】本実施の形態の部品実装機が超音波発生器を備え、金−金接合を行う工程を示す工程図である。
【図２３】本実施の形態の部品実装機がプラズマ発生器を備え、部品を基板に実装する工程を示す工程図である。
【図２４】従来のＣ４工法の工程を示す工程図である。
【図２５】（Ａ）は、従来のＣ４工法において、接着剤が部品に付着する様子を示す図であり、（Ｂ）は、接着剤の流し込みのために確保された領域から接着剤が流し込まれている様子を示す図である。と基板との間に充填される工程を示す図である。
【図２６】基板に接着剤を塗布して部品を基板に実装する従来の工法の工程を示す工程図である。
【図２７】（Ａ）は、図２６に示す工法における接着剤の塗布幅の一例を示す図であり、（Ｂ）は、図２６に示す工法における接着剤の塗布幅の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０３２２】
１    部品実装機
２    移載部
３    ノズル
４    ヘッド
５    塗布部
５ａ  タンク
６    移動台
７    反転部
９    ビーム
１０    実装制御部
２０    部品
２１    バンプ
２１ａ  金バンプ
２２    部品供給部
２３    基板
２４    プリコート部
２４ａ  金部
２５    検出部
２６    光電管
２６ａ  照射部
２７    カメラ
２８    塗布量制御部
３０    コンベア
３５    超音波発生器
３６    プラズマ発生器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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