(57)【要約】      （修正有）【課題】より高精度な電子部品の実装を実現する電子部品実装体を提供する。【解決手段】ＩＣチップ２０が基板３０上に実装された電子部品実装体において、ＩＣチップ２０は、対向面２１の中央のＮ極のＩＣ側第１磁性体２２と、対向面２１の周辺のＳ極の一対のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと、バンプ２４とを有する。基板３０は、対向面３１の中央のＳ極の基板側第１磁性体３２と、対向面３１の周辺のＳ極の一対の基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂと、パッド３４とを有する。ＩＣ側第１磁性体２２と基板側第１磁性体３２とが互いに引き合い、ＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂとが互いに反発し合うことで、ＩＣチップ２０と基板３０とが位置合わせされる。【選択図】図３
2016146405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品と、該電子部品を実装する基板と、を備える電子部品実装体であって、
前記電子部品は、前記基板に実装される面に複数の磁性体を有し、
前記基板は、前記半導体を実装する面に複数の磁性体を有する
ことを特徴とする電子部品実装体。
【請求項２】
前記電子部品は、前記基板に実装される面の中央及び周辺に前記磁性体を有し、
前記基板は、前記電子部品を実装する面の中央と周辺に前記磁性体を有し、
前記電子部品の中央の前記磁性体と前記基板の中央の前記磁性体とは、互いに引き合う磁力を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装体。
【請求項３】
前記電子部品は、前記基板に実装される面の中央及び周辺に前記磁性体を有し、
前記基板は、前記電子部品を実装する面の中央及び周辺に前記磁性体を有し、
前記電子部品の周辺の前記磁性体と前記基板の周辺の前記磁性体は、互いに反発し合う磁力を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品実装体。
【請求項４】
前記基板が有する周辺の前記磁性体は、前記電子部品が有する周辺の前記磁性体より外周に位置する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品実装体。
【請求項５】
前記電子部品が有する中央の前記磁性体は、前記基板が有する中央の前記磁性体より広い面積を有する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品実装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品である半導体（以下、「ＩＣチップ」という）の実装のうち、フリップチップ実装においては、ＩＣチップの配線層などで形成されたアライメントマークが用いられている。このアライメントマークは実装時の位置決め用であり、光学的なカメラ等を用いて位置合わせを行っている。位置合わせ後は機械的な駆動（例えばボールネジによる駆動）によりＩＣチップを所定の位置まで動かして実装することが既に知られている。
【０００３】
しかし、光学カメラと機械駆動とによる位置決めでは、光学カメラの検出精度に加えて、機械的駆動による精度誤差という２つの位置ずれ要因が加算されてしまうため、十分な実装精度を得るのが難しかった。
【０００４】
この手法に対し、磁力を利用してセルフアライメントさせる手法が提言されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、実装位置精度を高める目的で、ＩＣチップと基板とに磁性体からなるアライメントマークを設け、磁性体の互いに引きあう磁力を利用して、セルフアライメントにより実装することが開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明の磁性体では、磁力が絶対的に弱いということ、及び、リフロー炉内でアンダーフィル樹脂が溶解した状態で磁性体の磁力によりＩＣチップの位置合わせを行うため、アンダーフィルによる表面張力が影響することにより、ＩＣチップの実装精度が低下するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、より高精度な電子部品の実装を実現することが可能な電子部品実装体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】
上記の目的を達成するため、本願に係る電子部品実装体は、電子部品と、該電子部品を実装する基板と、を備える電子部品実装体であって、電子部品は、基板に実装される面に複数の磁性体を有し、基板は、半導体を実装する面に複数の磁性体を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、より高精度な電子部品の実装を実現することが可能な電子部品実装体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子部品実装体の全体構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示す電子部品実装体の分解斜視図である。
【図３】図１に示す電子部品実装体の製造工程を説明するための説明図であり、（ａ）はＩＣチップと基板とを対向して配置した状態の側面図を示し、（ｂ）はＩＣチップと基板とを位置合わせした状態の側面図を示し、（ｃ）は加熱及び加圧工程によりＩＣチップと基板とが接合された電子部品実装体の側面図を示す。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電子部品実装体の製造工程において、ＩＣチップと基板とを対向して配置した状態の側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電子部品実装体の製造工程において、ＩＣチップと基板とを対向して配置した状態の側面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電子部品実装体の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第１実施形態に係る電子部品実装体を、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る電子部品実装体の斜視図である。図２は、電子部品実装体の分解斜視図であって、基板に実装される面からＩＣチップを観察し、ＩＣチップを実装する面から基板を観察した状態を示す。
【００１１】
図１、図２に示すように、第１実施形態に係る電子部品実装体１０は、電子部品の一例であるＩＣチップ２０が、電子回路が形成された基板（回路基板）３０上に実装されて構成されている。ＩＣチップ２０には、バンプ２４（図３参照）が形成され、このバンプ２４が基板３０に設けられたパッド３４（図３参照）に接合されている。
【００１２】
ＩＣチップ２０は、基板３０に実装される面（対向面２１）の中央に、Ｎ極のＩＣ側第１磁性体２２を有し、該対向面２１の周辺であってＩＣ側第１磁性体２２の両側に、Ｓ極の一対のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂを有している。
【００１３】
基板３０は、ＩＣチップ２０を実装する面（対向面３１）の中央に、Ｓ極の基板側第１磁性体３２を有し、該対向面３１の周辺であって基板側第１磁性体３２の紙面幅方向の両側に、Ｓ極の一対の基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂを有している。
【００１４】
本実施形態の電子部品実装体１０は、以上のような構成を有することにより、Ｎ極のＩＣ側第１磁性体２２とＳ極の基板側第１磁性体３２とが互いに引き合う。この作用により、ＩＣチップ２０が基板３０の所望の位置に移動して位置合わせされ、セルフアライメント（半導体と基板との位置合わせが自動的に行われる現象をいう）が可能となる。したがって、光学カメラや機械駆動を必要とすることなく、ＩＣチップ２０と基板３０とが高精度に位置合わせされ、高精度なＩＣチップ２０の実装を実現することが可能な電子部品実装体１０を提供することができる。
【００１５】
さらに、ＩＣチップ２０の周辺Ｓ極のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと基板３０の周辺のＳ極の基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂとが互いに反発し合うことで、ＩＣチップ２０が水平方向に位置ズレしていた場合でも、ＩＣチップ２０が基板３０の中央に戻される。そのため、より高精度なセルフアライメント効果を得ることができる。
【００１６】
また、基板３０が有する周辺の基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂは、ＩＣチップ２０が有する周辺のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂより外周に配置されている。この構成により、互いに反発し合う基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂとＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂとが、基板側第１磁性体３２とＩＣ側第１磁性体２２との互いに引き合う作用を阻害するのを抑制することができ、セルフアライメント効果を向上させることができる。
【００１７】
なお、基板側第１磁性体３２とＩＣ側第１磁性体２２との互いに引き合う作用を阻害しなければ、この構成に限定されることはない。他の例として、寸法的に余裕があれば、基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂを、ＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂより内側（ＩＣ側第１磁性体２２とＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂとの間）に設けることもできる。この場合も、優れたセルフアライメント効果を得ることができる。
【００１８】
これに対して、基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂが、それぞれＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと垂直方向においてほぼ同じ位置（直下）に設けられていた場合、これらの反発力が基板側第１磁性体３２とＩＣ側第１磁性体２２とに作用する引き合い力を阻害することがあるため好ましくない。
【００１９】
また、ＩＣチップ２０が有する中央のＩＣ側第１磁性体２２は、基板３０が有する中央の基板側第１磁性体３２より広い面積を有している。この構成により、ＩＣ側第１磁性体２２と基板側第１磁性体３２との強い引き合い力が得られるとともにＩＣチップ２０の位置ズレの抑制効果を高めることができ、セルフアライメント効果を向上させることができる。
【００２０】
本実施形態では、各磁性体２２，２３ａ，２３ｂ，３２，３３ａ，３３ｂは、強磁性等の磁性体（永久磁石）である。磁性材料としては、例えば、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）等を１種または２種類以上組み合わせて用いることができる。また、これらの材料を２種類以上含む合金を用いることもできる。
【００２１】
また、各磁性体２２，２３ａ，２３ｂ，３２，３３ａ，３３ｂは、ＩＣチップ２０の実装時に行われる位置合わせの際に磁化されていればよく、位置合わせ以外のときには磁化されていなくともよい。また、実装後に磁性体をキューリー温度以上に加熱することにより、消磁することもできる。
【００２２】
なお、図１、図２及び以降の説明で参照する図３〜図５では、各磁性体２２，２３ａ，２３ｂ，３２の構成や配置を理解し易くするため、これらの厚み（高さ）等の寸法を大きくする等、概略的に描いている。そのため、実際の寸法や他の構成部品との寸法比とは異なっている。
【００２３】
次に、上述のような構成の電子部品実装体１０の製造方法について、図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照しながら説明する。図３（ａ）はＩＣチップ２０と基板３０とを対向して配置した状態の側面図を示す。図３（ｂ）はＩＣチップ２０と基板３０とを位置合わせした状態の側面図を示す。図３（ｃ）は加熱及び加圧によりＩＣチップ２０と基板３０とが接合された電子部品実装体の側面図を示す。
【００２４】
ＩＣチップ２０と基板３０とは、従来公知の製造方法によってそれぞれ製造されている。また、それぞれの製造工程において、ＩＣチップ２０の対向面２１に、ＩＣ側第１磁性体２２とＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂとを形成し、基板３０の対向面３１に基板側第１磁性体３２と基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂとを形成しておく。各磁性体２２，２３ａ，２３ｂ，３２，３３ａ，３３ｂの形成手法は、特に限定されることはなく、パッド３４や配線等を形成する際の手法等を用いることができる。
【００２５】
また、図３（ａ）に示すように、ＩＣチップ２０の基板３０への実装側の対向面２１には、バンプ２４が形成され、このバンプ２４に対応して、基板３０の対向面３１には、パッド３４が形成されている。バンプ２４とパッド３４との形成材料は、特に限定されることはなく、Ａｕ（金）、錫（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等、従来公知のものを適宜用いることができる。本実施形態では、バンプ２４はＡｕバンプであり、パッド３４はＡｕパッドである。
【００２６】
以下、ＩＣチップ２０と基板３０とを接合する際の工程の一例を説明する。本実施形態では、この接合の際に異方性導電フィルム（以下、「ＡＣＦ」という）４０も用いている。まず、図３（ａ）に示すように、ＩＣチップ２０のバンプ２４と、基板３０のパッド３４とを対向して配置し、これらの間にＡＣＦ４０を介在させる。このＡＣＦ４０は、例えば、ニッケル等からなる導電性粒子４１を分散させたエポキシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂４２から構成される。
【００２７】
次に、図３（ｂ）に示すように、ＡＣＦ４０を介在した状態で、ＩＣチップ２０と基板３０との位置合わせ（アライメント）を行う。この位置合わせは、光学カメラ等を用いなくても、ＩＣチップ２０と基板３０とを対向して近接させるだけで、各々の中央に設けたＩＣ側第１磁性体２２と基板側第１磁性体３２との互いに引き合う力の作用によって自動的に行うことができる。
【００２８】
さらに、ＩＣチップ２０と基板３０との配置に水平方向において多少の位置ズレがあっても、ＩＣチップ２０の周辺のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと基板３０の周辺の基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂとが互いに反発し合うことで、ＩＣチップ２０が基板３０上の適切な位置に戻される。
【００２９】
位置合わせされたＩＣチップ２０と基板３０とに対して、加熱及び加圧を行うことで、Ａｕ製のバンプ２４とＡｕ製のパッド３４とが共晶結合により接合する。これにより、図３（ｃ）に示すように、基板３０にＩＣチップ２０が実装された電子部品実装体１０が形成される。また、バンプ２４とパッド３４との間に、ＡＣＦ４０の導電性粒子４１が捕捉され、バンプ２４とパッド３４とが導通する。この導電性粒子４１が楔状にバンプ２４とパッド３４とに食い込むとともに、ＩＣ側第１磁性体２２と基板側第１磁性体３２との接続部にも食い込むため、接合強度をより向上させることができる。
【００３０】
また、加熱により、ＡＣＦ４０の熱硬化性合成樹脂４２が硬化し、ＩＣチップ２０と基板３０とが相互に電気的に接続された状態で固着される。なお、実装完了後は、必要に応じて、各磁性体２２，２３ａ，２３ｂ，３２，３３ａ，３３ｂの消磁処理を行うこともできる。
【００３１】
以上のような電子部品実装体１０の製造方法では、ＩＣチップ２０と基板３０との位置合わせの際に、ある程度粗い位置合わせ精度で配置した場合でも、磁力の引き合い作用と反発作用とを利用して、ＩＣチップ２０と基板３０との位置が補正される。そのため、高い精度でのセルフアライメント効果を実現することができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、ＩＣチップ２０と基板３０とをＡｕ製のバンプ２４とＡｕ製のパッド３４との共晶結合により接合しているが、本発明がこれに限定されることはない。ＡｕとＳｉ、ＡｕとＡｌによる接合等、従来公知の手法を用いることができる。
【００３３】
また、ＡＣＦ４０に限定されることもなく、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を用いることもできる。または、バンプ２４とパッド３４との接合後に、ＩＣチップ２０と基板３０との間にアンダーフィル樹脂を充填し、これらを接着固定する手法を用いることもできる。この場合も、磁力による高精度な位置合わせを行ってバンプ２４とパッド３４とを接合した後に、アンダーフィル処理を実施するため、アンダーフィルによる表面張力の影響を抑制することができ、高精度な実装が可能となる。また、特許文献１のように表面張力による位置合わせの精度の低下を回避するため、アンダーフィル樹脂の粘度を限定する必要もなく、材料選択の自由度が向上するとともに、実装工程をより容易とすることができる。
【００３４】
また、第１実施形態では、ＩＣチップ２０の周辺に一対のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂを設け、基板３０の周辺に一対の基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂを設けているが、本発明がこの構成に限定されることはない。ＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂの何れか一方のみ、基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂの何れか一方のみ設けた構成とすることもでき、磁性材料の使用量の低減、ＩＣチップ２０や基板３０の製造工程の低減等が可能となる。
【００３５】
また、第１実施形態及び、以降で説明する他の実施形態では、ＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂをＳ極としている。しかし、これらが、互いに反発し合えば、この構成に限定されることはなく、ＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂとをＮ極とすることもできる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電子部品実装体について、図４を参照しながら説明する。第２実施形態の電子部品実装体は、ＩＣ側第１磁性体２２をＳ極、基板側第１磁性体３２をＮ極としたこと以外は、図１等に示す第１実施形態の電子部品実装体１０と同様の基本構成を備えている。そのため、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。以降の実施形態も同様である。
【００３７】
図４は、第２実施形態の電子部品実装体の製造工程において、位置合わせのため、ＩＣチップ２０と基板３０とを対向させた状態の側面図である。ＩＣチップ２０は、対向面２１にＳ極のＩＣ側第１磁性体２２、Ｓ極のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂ及びバンプ２４を有している。基板３０は、対向面３１にＮ極の基板側第１磁性体３２、Ｓ極の基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂ及びパッド３４を有している。
【００３８】
第２実施形態においても、Ｓ極のＩＣ側第１磁性体２２とＮ極の基板側第１磁性体３２とが互いに引き合い、Ｓ極のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂとＳ極の基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂとが互いに反発し合う。これにより、ＩＣチップ２０と基板３０との高精度なセルフアライメント効果を実現することができ、高精度なＩＣチップ２０の実装を実現することが可能な電子部品実装体を提供することができる。
【００３９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る電子部品実装体について、図５を参照しながら説明する。第３実施形態の電子部品実装体は、基板３０側の磁性体を、電磁石で実施したこと以外は、第２実施形態の電子部品実装体１０と同様の基本構成を備えている。
【００４０】
図５は、第３実施形態の電子部品実装体の製造工程において、位置合わせのため、ＩＣチップ２０と基板３０とを対向させた状態の側面図である。ＩＣチップ２０は、対向面２１にＳ極のＩＣ側第１磁性体２２、Ｓ極のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂ及びバンプ２４を有している。
【００４１】
基板３０は、対向面３１にパッド３４を有している。第３実施形態では、基板３０の対向面３１上に磁性体を形成するため、対向面３１とは反対側の裏面３５に臨ませて、該裏面３５の中央にＮ極の電磁石からなる磁性体３２１を配置し、裏面３５の周辺に一対のＳ極の電磁石からなる磁性体３３１ａ，３３１ｂを配置している。これにより、基板３０を介してその対向面３１の中央に、ＩＣ側第１磁性体２２と互いに引き合うＮ極の基板側第１磁性体としての磁力（磁界）３２１’が作用する。また、対向面３１の周辺に、ＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと互いに反発し合うＳ極の基板側第２磁性体としての磁力（磁界）３３１ａ’，３３１ｂ’が作用する。
【００４２】
したがって、第３実施形態においても、Ｓ極のＩＣ側第１磁性体２２とＮ極の磁性体３２１により形成される磁力３２１’とが互いに引き合い、Ｓ極のＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂとＳ極の磁性体３３１ａ，３３１ｂにより形成される磁力３３１ａ’，３３１ｂ’とが互いに反発し合う。これにより、ＩＣチップ２０と基板３０との高精度なセルフアライメント効果を実現することができ、高精度なＩＣチップ２０の実装を実現することが可能な電子部品実装体を提供することができる。
【００４３】
また、ＩＣ側第１磁性体２２と引き合う磁力３２１’とＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂと反発し合う磁力３３１ａ’，３３１ｂ’とを、電磁石への通電のみによって実現できるため、基板３０へ磁性体を形成する必要なく、磁性体材料や製造工程の低減が可能となる。また、電磁石の通電と通電停止によって、磁化と消磁とを簡単に行うことができる。また、電流の向きを変えることで、Ｓ極とＮ極の何れにも簡単に切替えることができるとともに、位置も任意に変更することができ、磁性体の形成位置の自由度も向上する。なお、基板３０側ではなくＩＣチップ２０側に電磁石を用いることもできるし、ＩＣチップ２０側と基板３０側との双方に電磁石を用いることもできる。
【００４４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る電子部品実装体について、図６を参照しながら説明する。第４実施形態の電子部品実装体は、ＩＣチップ２０の周辺と基板３０周辺との磁性体の構成を変えたこと以外は、図１等に示す第１実施形態の電子部品実装体１０と同様の基本構成を備えている。
【００４５】
上記第１実施形態等では、ＩＣチップ２０の周辺であってＩＣ側第１磁性体２２の両側に、それぞれＩＣ側第２磁性体２３ａ，２３ｂを設け、基板３０の周辺であって基板側第１磁性体３２の両側に、それぞれ基板側第２磁性体３３ａ，３３ｂを設けている。
【００４６】
これに対して、第４実施形態では、図６に示すように、ＩＣチップ２０の対向面２１及び基板３０の対向面３１の４方向、つまり、ＩＣチップ２０の周辺全体に亘るＩＣ側第２磁性体２３’を設け、基板３０の周辺全体に亘る基板側第２磁性体３３’を設けている。この構成により、４方向の何れの方向に位置ずれが生じても、ＩＣ側第２磁性体２３’と基板側第２磁性体３３’との反発力により、ＩＣチップ２０が基板３０の中央に自動的に戻され、セルフアライメント効果をより向上させることができる。したがって、高精度なＩＣチップ２０の実装を実現することが可能な電子部品実装体を提供することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記各実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施形態の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  電子部品実装体    ２０  ＩＣチップ（電子部品）    ２１  対向面
２２  ＩＣ側第１磁性体    ２３ａ，２３ｂ，２３’  ＩＣ側第２磁性体
３０  基板    ３１  対向面    ３２  基板側第１磁性体
３３ａ，３３ｂ，３３’  基板側第２磁性体    ３２１  磁性体
３３１ａ，３３１ｂ  磁性体
３２１’，３３１ａ’，３３１ｂ’  磁力（磁性体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開２０１２−２５６７３７号公報
【図１】
2016146405.tif 000003
【図２】
2016146405.tif 000004
【図３】
2016146405.tif 000005
【図４】
2016146405.tif 000006
【図５】
2016146405.tif 000007
【図６】
2016146405.tif 000008