(57)【要約】    【課題】  粘度が低いペーストであっても、電子部品に均一な厚みにかつ安定に転写することを可能とする電子部品へのペースト転写方法を提供する。    【解決手段】  転写ステージ１の上面１ａに凹部１ｂが設けられており、凹部１ｂ内にペースト３を供給し、上面１ａ上においてスキージ２を移動させて凹部１ｂ内にペースト３を充填するとともに余分なペーストを掻き取り、しかる後電子部品４の一部を凹部１ｂ内のペーストに浸漬し、引き上げることにより、電子部品４にペーストを転写する、電子部品へのペースト転写方法。【選択図】      図１
2005175372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に凹部が設けられた転写ステージの該凹部内にペーストを供給する工程と、
前記転写ステージの上面において、スキージを移動させて前記凹部内にペーストを充填させるとともに、凹部外のペーストを掻き取る工程と、
前記転写ステージの凹部内のペーストに電子部品の一部を浸漬し、電子部品の一部にペーストを転写する工程と、
前記電子部品を前記凹部から引き上げる工程とを備える、電子部品へのペースト転写方法。
【請求項２】
前記凹部内に、残りの部分よりも相対的に深さが深い溝が形成されている請求項１に記載の電子部品へのペースト転写方法。
【請求項３】
前記溝として、深さが異なる複数種の溝が設けられている、請求項２に記載の電子部品へのペースト転写方法。
【請求項４】
前記ペーストが、半田による接合前に付与されるフラックスである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品へのペースト転写方法。
【請求項５】
上面に凹部が設けられた転写ステージと、
前記転写ステージの上面において余剰のペーストを掻き取るためのスキージと、
前記転写ステージの凹部内のペーストに電子部品の一部を浸漬し、引き上げる電子部品駆動部材とを備えることを特徴とする、ペースト転写装置。
【請求項６】
前記凹部内に、残りの部分よりも相対的に深さが深い溝が形成されている、請求項５に記載のペースト転写装置。
【請求項７】
前記溝として、深さが異なる複数種の溝が設けられている、請求項６に記載のペースト転写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品に導電ペーストやフラックスなどのペーストを付与するための方法、並びに装置に関し、より詳細には、転写ステージ上おいて電子部品にペーストを転写法により塗布する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品に導電ペーストを転写法により付与する方法が知られている。転写法により導電ペーストを付与するに際しては、導電ペーストを均一な厚みに転写することが望まれる。
【０００３】
図９（ａ）〜（ｅ）は、下記の特許文献１に記載の導電ペーストの転写方法を説明するための部分切欠断面図である。この転写方法では、図９（ａ）に示すように、転写ステージ５１の上方に吸着ヘッド５２が配置されている。吸着ヘッド５２は、上下方向に移動可能に構成されている。吸着ヘッド５２の下面に電子部品５３が吸着により保持されている。電子部品５３の下面にはバンプ５４，５５が形成されている。ここでは、バンプ５４，５５の表面に導電ペーストが転写方法により塗布される。
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、先ず、吸着ヘッド５２により電子部品５３が吸着保持される。次に、吸着ヘッド５２が降下される。吸着ヘッド５２が所定の高さ位置に到達した際に、降下速度が低められる。そして、低速下降を継続し、図９（ｂ）に示すように、バンプ５４，５５が転写ステージ５１の上面に押圧されると、押圧荷重が検出される。押圧荷重が所定の値になった際に、フラットニング完了と判断して吸着ヘッド５２の降下が停止される。この時点の吸着ヘッド５２の高さが予め記憶される。
【０００５】
次に、図９（ｃ）に示すように、フラットニング後に、吸着ヘッド５２が上方に移動される。この場合、バンプ５４，５５の下端はフラットニングにより平坦化されている。
【０００６】
しかる後、図９（ｄ）に示すように、転写ステージ５１上において、スキージ５６を水平方向に移動させることにより導電ペースト５７が展延される。それによって、図９（ｅ）に示すように、所定の膜厚となるように導電ペースト層５７Ａが形成される。
【０００７】
導電ペースト層５７Ａ上に、吸着ヘッド５２に保持された電子部品が降下され、バンプ５４，５５に導電ペーストが付着され、しかる後、吸着ヘッド５２が上昇される。この場合、前述した吸着ヘッド５２の予め記憶されていた高さ位置に基づいて、導電ペースト転写時の吸着ヘッドの高さ位置が求められ、該転写時高さ位置まで吸着ヘッド５２が降下されて転写が行なわれる。
【特許文献１】特開２００１−２６７７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、特許文献１に記載の導電ペースト転写方法では、バンプ５４，５５のフラットニングを行なうとともに、フラットニング完了時の吸着ヘッド５２の高さ位置に基づいて、転写時の吸着ヘッド５２の高さ位置が求られる。このようにして求められた転写時の吸着ヘッド５２の高さ位置と、導電ペースト層５７Ａの厚みとを制御することにより、バンプ５４，５５の表面に均一な厚みに導電ペーストが転写される。
【０００９】
しかしながら、導電ペーストとは異なり、例えば半田接合の前に電極等に付与されるフラックスなどの粘度の低いペーストを転写法により転写する場合、特許文献１に記載の方法では、高精度にフラックスを塗布することができなかった。すなわち、転写ステージ５１の上面においてスキージ５６を水平方向に移動させてフラックスを展延させたとしても、フラックスの粘度が低いため図９（ｅ）に示す導電ペースト層５７Ａのように厚みの均一なフラックス層を形成することはできない。また、スキージ５６により均一な厚みのフラックス層が形成されたとしても、粘度が低いため、直ちにフラックスが外側に展延し、フラックス層の厚みが薄くならざるを得なかった。
【００１０】
他方、多数の電子部品にフラックスなどのペーストを転写する場合、転写ステージを交換することがあるが、特許文献１に記載の方法では、転写ステージを交換すると、再度、吸着ヘッド５２の転写時高さ位置を求めない限り、吸着ヘッドの停止位置が変動するため、ペースト転写量がばらつくという問題もあった。
【００１１】
また、特許文献１に記載の導電ペーストの転写方法では、図９に示したバンプ５４，５５への導電ペーストの転写による塗布方法が示されていたが、バンプだけでなく、電子部品の他の部分、例えば平板状の電極や電子部品を構成している金属ケースなどにフラックスなどの低粘度のペーストを塗布する場合にも同様の問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、粘度の低いペーストを転写法により電子部品に付与する場合であっても、ペーストを高精度にかつ均一な膜厚に転写することを可能とする電子部品へのペースト転写方法及びペースト転写装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願の第１の発明は、上面に凹部が設けられた転写ステージの該凹部内にペーストを供給する工程と、前記転写ステージの上面において、スキージを移動させて前記凹部内にペーストを充填させるとともに、凹部外のペーストを掻き取る工程と、前記転写ステージの凹部内のペーストに電子部品の一部を浸漬し、電子部品の一部にペーストを転写する工程と、前記電子部品を前記凹部から引き上げる工程とを備える電子部品へのペースト転写方法である。
【００１４】
本発明に係る電子部品へのペースト転写方法では、好ましくは、前記凹部内に、残りの部分よりも相対的に深さが深い溝が形成されている。
【００１５】
また、本発明に係る電子部品へのペースト転写方法の他の特定の局面では、上記溝として深さが異なる複数種の溝が設けられている。
【００１６】
本発明に係る電子部品へのペースト転写方法のさらに他の特定の局面では、上記ペーストとして、半田による接合の前に付与されるフラックスが用いられる。
【００１７】
本発明に係るペースト転写装置は、上面に凹部が設けられた転写ステージと、前記転写ステージの上面において余剰のペーストを掻き取るためのスキージと、前記転写ステージの凹部内のペーストに電子部品の一部を浸漬し、引き上げる電子部品駆動部材とを備えることを特徴とする
本発明に係るペースト転写装置のある特定の局面では、前記凹部内に、残りの部分よりも相対的に深さが深い溝が形成されている。
【００１８】
本発明に係るペースト転写装置のさらに他の特定の局面では、上記溝として深さが異なる複数種の溝が設けられている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る電子部品へのペースト転写方法では、転写ステージの上面に設けられた凹部内にペーストが供給され、スキージを移動させることにより、凹部内にペーストが充填されるとともに、凹部外のペーストが掻き取られ、凹部内のペーストに電子部品の一部が浸漬されて、電子部品の一部にペーストが転写される。従って、ペーストとして、例えば、フラックスのように粘度が低いものを用いた場合であっても凹部内にペーストが確実に保持される。よって、凹部の深さを制御することにより、電子部品の外表面にペーストを均一な厚みにかつ高精度に転写することができる。
【００２０】
本発明に係る電子部品へのペースト転写方法において、凹部内に部分的に深さが相対的に残りの部分よりも深い溝が形成されている場合には、例えば電子部品の一部が下方に突出しており、該突出している部分にもペーストの塗布が求められる場合、本発明に従ってペーストを均一な厚みに塗布することができる。特に、電子部品の一部として、下方に突出した部分を有する金属ケースなどにフラックスなどのペーストを塗布する必要がある場合、本発明に従って、該金属ケースの下方突出部分にペーストを確実にかつ容易に塗布することができる。
【００２１】
溝として、深さが異なる複数種の溝が設けられている場合には、突出長さが異なる複数の下方突出部分を有する電子部品に対して、本発明に従ってペーストを均一な厚みにかつ確実に塗布することができる。
【００２２】
ペーストが半田接合前に用いられるフラックスである場合には、該フラックスが粘度が低くとも、本発明に従ってフラックスを電子部品の外表面に均一に転写することができる。
【００２３】
本発明に係るペースト転写装置では、上面に凹部が設けられた転写ステージと、転写ステージの上面において余剰のペーストを掻き取るためのスキージと、転写ステージの凹部内のペーストに電子部品の一部を浸漬し、引き上げる電子部品駆動部材とを備えるため、ペーストとして粘度が低いフラックスなどを用いた場合であっても、凹部内に確実にペーストが居留される。従って、電子部品の外表面に凹部の深さに応じた厚みにペーストを確実かつ容易に転写することができる。
【００２４】
凹部内に、残りの部分よりも相対的に深さが深い溝が形成されている場合には、例えば電子部品の一部が下方に突出しており、該突出している部分にもペーストの塗布が求められる場合、本発明に従ってペーストを均一な厚みに塗布することができる。特に、電子部品の一部として、下方に突出した部分を有する金属ケースなどにフラックスなどのペーストを塗布する必要がある場合、本発明に従って、該金属ケースの下方突出部分にペーストを確実にかつ容易に塗布することができる。
【００２５】
上記溝として、深さが異なる複数種の溝が設けられている場合には、突出長さが異なる複数の下方突出部分を有する電子部品に対して、本発明に従ってペーストを均一な厚みにかつ確実に塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２７】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品のペースト転写方法を説明するための略図的正面断面図である。
【００２８】
本実施形態では、転写ステージ１と、スキージ２とを有するペースト転写装置が用いられる。転写ステージ１の上面１ａには、凹部１ｂが形成されている。本実施形態では、凹部１ｂは、所定の深さを有するように構成されているが、凹部１ｂ内において、残りの部分よりも深い溝１ｃが形成されている。
【００２９】
スキージ２の下端２ａは、転写ステージ１の上面１ａに当接されている。スキージ２は、下端２ａが転写ステージ１の上面１ａに当接された状態で矢印方向に移動され得るように構成されている。
【００３０】
ペーストを転写するに際しては転写ステージ１の上面に、ペースト３が供給され、スキージ２を矢印方向、すなわち水平方向に移動させることにより、ペースト３が凹部１ｂ内に充填される。また、余分なペースト３はスキージ２により掻き取られることになる。
【００３１】
本実施形態では、ペースト３として半田接合の前に電子部品に付与される粘度の低いフラックスが用いられている。このようなフラックスは、平坦面上において所定の膜厚になるように塗布されたとしても、直ちに外縁部分から外側に展延する。従って、所望の厚みのフラックス層を形成することは困難である。
【００３２】
本実施形態では、上記転写ステージ１及びスキージ２を用いて、図１の電子部品４へのペースト３の転写が行なわれる。電子部品４は、図１では略図的に示されているが、ここでは、電子部品４の金属ケースにペースト３が塗布される。電子部品４の金属ケースは、下方にペーストが転写される接合部４ａを有する。接合部４ａは、本実施形態では、他の部分よりも下方に垂れ下がっており、さらに接合部４ａの中央に、下方に突出している突出部４ｂが形成されている。
【００３３】
上記突出部４ｂの接合部４ａの下端からの下方突出量Ｘに比べて、前述した転写ステージ１側の凹部１ｂから溝１ｃの底までの深さＹの方が大きくされている。
【００３４】
他方、電子部品４は、略図的に示す保持部材５により保持されている。そして、保持部材５は、電子部品駆動装置６により上下方向に移動可能とされている。従って、電子部品４は、保持部材５とともに上下方向に移動され得る。ペーストの転写に際しては、電子部品４が下方に移動され、図１（ｂ）に示すように、凹部１ｂに接合部４ａが挿入される。この場合、突出部４ｂが溝１ｃに嵌まり合う。従って、次に、電子部品４を引き上げることにより、電子部品４の接合部４ａの外表面及び突出部４ｂの外表面にペースト３が転写される。この場合、ペースト３は、凹部１ｂ内に充填されているため、ペースト３の粘度が低い場合であっても、ペースト３は、凹部１ｂの平面形状に従った形状となるように凹部１ｂ内に充填されている。しかも、凹部１ｂの深さに応じた厚みのペーストが確実に形成される。また、溝１ｃ内においても、溝１ｃの深さに応じた厚みとなるようにペーストが充填されている。
【００３５】
従って、本実施形態によれば、接合部４ａの下面及び突出部４ｂの下面に、均一な厚みとなるようにペーストを確実に転写することができる。言い換えれば、ペースト３の粘度が低い場合であっても、凹部１ｂの深さ及び溝１ｃの凹部１ｂの底から下方への深さ方向寸法を制御することにより、電子部品４の接合部４ａ及び突出部４ｂの下面に所望の厚みとなるようにペーストを確実に転写することができる。
【００３６】
図１（ａ），（ｂ）では、電子部品４、及び電子部品４の金属ケースの接合部４ａの形状は略図的に示したが、より具体的には、図２及び図３に示す電子部品１１などに本発明のペースト転写方法を提供することができる。図２及び図３に示す電子部品１１では、ケース基板１２上に、ＩＣ１３や積層セラミックコンデンサ１４などの複数の電子部品素子が搭載されている。ＩＣ１３は、下面に複数のバンプ１５を有する。バンプ１５が、ケース基板１２上の電極ランド１５ａに半田により接合されている。
【００３７】
このようなＩＣ１３のバンプ１５を半田付けにより接合するに先立ち、バンプ１５の表面に、フラックスを塗布する必要がある。このようなフラックスの塗布に図１（ａ），（ｂ）に示したペースト転写方法を用いることができる。すなわち、図１（ａ），（ｂ）に示した凹部１ｂとして、バンプ１５に対応した形状の凹部を形成しておけば、上述した実施形態に従って、各バンプ１５上にフラックスを確実に転写することができる。
【００３８】
また、上記ＩＣ１３や積層セラミックコンデンサ１４などの複数の電子部品が搭載されている部分は、金属ケース１６により覆われている。金属ケース１６は、接合部１６ａ〜１６ｃなどを有する。接合部１６ａ〜１６ｃは、半田により基板１２上の電極ランド１５ｂ〜１５ｄなどに接合されている。このような接合部１６ａ〜１６ｃの先端部分は、図２から明らかなように、他の金属ケース部分よりも下方に突出されている。従って、このような接合部１６ａ〜１６ｃの下面へのフラックスの塗布についても、図１（ａ），（ｂ）に示した実施形態に従って行なわれ得る。すなわち、上記凹部１ｂとして、接合部１６ａ〜１６ｃなどに対応した形状の凹部を形成することにより、接合部１６ａ〜１６ｃの下面に確実に均一な厚みにフラックスを転写することができる。
【００３９】
図４〜図６は、上述した転写ステージ１の一例を示す図である。図４に略図的平面図で示す転写ステージ２１では、複数の凹部２２及び複数の凹部２３が形成されている。凹部２２及び２３は、いずれも、ペーストが充填される部分であるが、異なる電子部品にペーストを転写するために設けられている。
【００４０】
図５は、凹部２２を拡大して示す平面図であり、図６は図５のＺ−Ｚ線に沿う断面を拡大して示す断面図である。
【００４１】
図５及び図６から明らかなように、凹部２２においては、凹部２２の他の部分とは異なる深さを有するように溝２２ａが形成されている。また、図５に示すように、溝２２ｂも形成されており、該溝２２ｂは、溝２２ａよりもさらに深くされている。このように、本発明において用いられる転写ステージ２１における凹部は異なる深さの複数の溝を有するものであってもよい。すなわち、ペーストが転写される電子部品側の突出部の形状に応じて、深さの異なる複数の溝が一つの凹部内に設けられていてもよい。
【００４２】
図７（ａ）〜（ｃ）は、前述したＩＣ１３に本発明に従ってペーストを塗布する工程を説明するための各断面図である。
【００４３】
図７（ａ）〜（ｃ）に示す実施形態では、ＩＣ１３が、吸着ヘッド３１により保持されている。ＩＣ１３の下面には、略図的に示すようにバンプ１５が複数形成されている。
【００４４】
図７（ａ）に示すように転写ステージ３２の上面に凹部３２ａが形成されている。そして、ペースト３３が凹部３２ａに充填されている。凹部３２ａへのペースト３３の充填は、スキージ３４の下端３４ａを転写ステージ３２の上面に当節させた状態で移動させることにより行なわれる。凹部３２ａへのペースト２３の充填と同時に余分なペースト３３がスキージ３４により掻き取られる。
【００４５】
しかる後、吸着ヘッド３１を下降することにより、凹部３２ａ内のペースト３３にバンプ１５を浸漬する。しかる後、図７（ｃ）に示すように、吸着ヘッド３１に保持されたＩＣ１３を引き上げることにより、バンプ１５の下面にペースト３３が均一な厚みに転写される。
【００４６】
このように、本発明に係るペースト転写方法は、図２に示した金属ケース１６やＩＣ１３などの様々な電子部品にフラックスなどのペーストを転写するのに用いられる。従って、本明細書において、電子部品とは、電子部品構成部材である部品を広く含むものとし、上述した金属ケース１６なども電子部品に含めるものとする。
【００４７】
図７に示したように、バンプ表面にフラックスを本発明に従って転写し、しかる後、半田付けにより基板上にＩＣ１３を接合した。この場合、複数種のロットのＩＣに対して同様にしてフラックスを転写しＩＣのバンプを基板上の電極ランドに半田により接合した。フラックスの転写量がばらつくと、ＩＣと基板とのギャップの大きさが変化する。これは、フラックスの塗布量により半田溶融後の半田の濡れ広がり量が変わるためである。
【００４８】
そこで、複数種のロットのＩＣに対して、上記実施形態に従ってフラックスを転写し、半田により基板上に接合した後、ＩＣの特性としてＶＣＯ電圧を測定した。また、比較のために、従来法に従って、すなわち、転写ステージの上面において所定の厚みとなるようにスキージを用いてフラックス層を形成し、しかる後、ＩＣをフラックス層に浸漬した後引き上げることによりフラックスを転写した。そして、この従来法に従ってフラックスが転写されたＩＣについても、上記実施例と同様にして、基板上に半田により接合した。そして、得られた構造におけるＩＣのＶＣＯ電圧を測定した。従来例においても、２種類のロットのＩＣについて、上記測定を行なった。
【００４９】
結果を図８に示す。
【００５０】
図８のＡ１，Ａ２は、従来法において２種類のロットのＩＣについて測定されたＶＣＯ電圧（Ｖ）のばらつきを示す。また、図８の横軸のＢ１〜Ｂ６は、上記実施形態の転写方法に従ってフラックスを塗布した場合の６種類のロットＢ１〜Ｂ６のＩＣにおけるＶＣＯ電圧（Ｖ）のばらつきを示す。
【００５１】
図８から明らかなように、従来法に比べて上記実施形態によれば、ロット間のＶＣＯ電圧（Ｖ）のばらつき及びロット内のばらつきを著しく低減し得ることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品へのペースト転写方法を説明するための略図的断面図。
【図２】図１の実施形態のペースト転写方法に用いられる電子部品の一例を示す斜視図。
【図３】図２に示した電子部品の正面断面図。
【図４】本発明の他の実施形態で用いられる転写ステージを説明するための平面図。
【図５】図４に示した転写ステージの一つの凹部を拡大して示す平面図。
【図６】図５のＺ−Ｚ線に沿う断面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施形態においてＩＣのバンプにフラックスを転写する工程を説明するための各正面断面図。
【図８】図７に示した実施形態でフラックスが転写された後ＩＣが基板上に積層された構造におけるＩＣのＶＣＯ電圧のロット間のばらつきと、比較のために従来法に従ってフラックスが転写されたことを除いては同様にして得られた構造のＩＣのＶＣＯ電圧のロット間のばらつきを示す図。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は、従来の電子部品へのペースト転写方法の一例を説明するための各部分切欠断面図。
【符号の説明】
【００５３】
１…転写ステージ
１ａ…上面
１ｂ…凹部
１ｃ…溝
２…スキージ
２ａ…下端
３…ペースト
４…電子部品
４ａ…接合部
４ｂ…突出部
１１…電子部品
１２…基板
１２ａ〜１２ｄ…電極ランド
１３…ＩＣ
１４…積層セラミックコンデンサ
１５…バンプ
１６…金属ケース
１６ａ〜１６ｃ…接合部
２１…転写ステージ
２２，２３…凹部
２２ａ…溝
２２ｂ…溝
３１…吸着ヘッド
３２…転写ステージ
３２ａ…凹部
３３…ペースト
３４…スキージ
３４ａ…下端
【図１】
2005175372.tif 000003
【図２】
2005175372.tif 000004
【図３】
2005175372.tif 000005
【図４】
2005175372.tif 000006
【図５】
2005175372.tif 000007
【図６】
2005175372.tif 000008
【図７】
2005175372.tif 000009
【図８】
2005175372.tif 000010
【図９】
2005175372.tif 000011