(57)【要約】【課題】安定した接着状態を維持することで、接続信頼性を向上させることが可能な電子部品の接合装置を提供する。【解決手段】フレキシブル基板１０を搭載する搭載面を有するガラスステージ２１と、ガラスステージ２１を底面から支持するステンレス製の支持台２２とを有する部品搭載ステージ２と、フレキシブル基板１０に、熱硬化性接着剤であるＡＣＦ１２を介在させてＩＣチップ１１の上から加熱および加圧する熱圧着ツール３とを有する半導体実装装置１において、支持台２２を加熱するヒーター４を備え、このヒーター４は温度調整装置５で温度調整される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電子部品が配置される部品搭載ステージと、
前記第１の電子部品に、熱硬化性接着剤を介在させて第２の電子部品の上から加熱および加圧する熱圧着ツールとを有する電子部品の接合装置において、
前記部品搭載ステージを加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする電子部品の接合装置。
【請求項２】
前記部品搭載ステージは、前記第１の電子部品を搭載する搭載面を有するガラスステージと、前記ガラスステージを底面から支持する金属製の支持台とを備え、
前記加熱手段は、前記支持台に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の接合装置。
【請求項３】
前記部品搭載ステージは、前記第１の電子部品を搭載する搭載面を有する金属製ステージを備え、
前記加熱手段は、前記金属製ステージに設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品同士を、熱硬化性の接着剤を介在させ、加圧および加熱によって接合する電子部品の接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品同士の接合は、例えば、液晶モジュールに代表されるように、液晶表示パネルのガラス基板にＩＣチップを搭載したり、フレキシブル基板にＩＣチップを搭載したり、ガラス基板とフレキシブル基板とを接合したりと、さまざまな組み合わせで、ＣＯＧ（Chip on Glass）実装や、ＦＯＧ（Film on Glass）実装や、ＣＯＦ（Chip on Film）実装などの技術を用いて行われている。この接合には、電子部品同士の間に熱硬化性接着剤を介在させて、加熱および加圧により接合する接合装置が用いられている。
【０００３】
従来の電子部品の接合装置として、特許文献１に記載された熱圧着装置が知られている。この特許文献１に記載の熱圧着装置は、熱圧着ツールが垂直に上下移動して、ガラスステージとの間の液晶パネルに載せられたＴＣＰ（Tape Carrier Package）を挟んで熱圧着するものである。この熱圧着には、熱硬化性接着剤の一つである異方導電性フィルム（Anisotropic Conductive Film：以下、ＡＣＦと称す。）が用いられている。
【特許文献１】特開２００１−１９６４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電子部品の接合装置では、熱圧着ツールで、順次、繰り返し、電子部品を熱圧着するのに、当初は熱圧着ツールによる加熱が、電子部品を搭載しているガラスステージに伝熱してしまうので、ＡＣＦを硬化させるために必要な温度を確保するために熱圧着ツールの加熱温度を高めに設定する必要がある。そして、次々と熱圧着するうちに、熱圧着の余熱でガラスステージが暖まってくるので、熱圧着ツールの温度が、高めに設定したことによりＡＣＦを硬化させるのに最適な温度に対して高くなり過ぎてしまう。
【０００５】
このように、従来の電子部品の接合装置は、稼働当初と、熱圧着を繰り返した後では、ＡＣＦを硬化させる温度変化の幅が、例えば１０℃以上も大きく変化してしまうので、ＡＣＦの接着状態が安定せず、接着強度が低下した状態、またはＡＣＦ硬化反応率が低下した状態で電子部品同士が熱圧着されてしまうおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、安定した接着状態を維持することで、接続信頼性を向上させることが可能な電子部品の接合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接合装置は、第１の電子部品が配置される部品搭載ステージと、前記第１の電子部品に、熱硬化性接着剤を介在させて第２の電子部品の上から加熱および加圧する熱圧着ツールとを有する電子部品の接合装置において、前記部品搭載ステージを加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電子部品の接合装置は、第１の電子部品と第２の電子部品との接合を、稼働当初から熱圧着を充分行った後まで、均一な温度条件で行うことができるので、安定した接着状態を維持することで、接続信頼性を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願の第１の発明は、第１の電子部品が配置される部品搭載ステージと、第１の電子部品に、熱硬化性接着剤を介在させて第２の電子部品の上から加熱および加圧する熱圧着ツールとを有する電子部品の接合装置において、部品搭載ステージを加熱する加熱手段を備えたことを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の電子部品の接合装置は、部品搭載ステージを加熱する加熱手段を備えていることで、第１の電子部品と第２の電子部品とを熱硬化性接着剤を介在させて熱圧着するのに、事前に加熱手段で部品搭載ステージを加熱した状態とすることができる。従って、熱圧着ツールから部品搭載ステージへ伝熱して、熱硬化性接着剤を硬化させるのに必要な熱が不足してしまうことを防止することができる。よって、第１の電子部品と第２の電子部品との接合を、稼働当初や、熱圧着を繰り返した後でも、均一な温度条件で行うことができる。
【００１１】
本願の第２の発明は、部品搭載ステージは、第１の電子部品を搭載する搭載面を有するガラスステージと、ガラスステージを底面から支持する金属製の支持台とを備え、加熱手段は、支持台に設けられていることを特徴としたものである。
【００１２】
加熱手段を支持台に備えることで、加熱された支持台がガラスステージを加熱する。支持台は金属製なのでガラスと比較して熱伝導率が高い。従って、支持台全体を加熱手段として機能させることができるので、ガラスステージの底面全体を均一に加熱することができる。
【００１３】
本願の第３の発明は、部品搭載ステージは、第１の電子部品を搭載する搭載面を有する金属製ステージを備え、加熱手段は、金属製ステージに設けられていることを特徴としたものである。
【００１４】
加熱手段を金属製ステージに備えることで、加熱手段からの熱は直接金属製ステージを加熱することになる。金属は高い熱伝導率を有しているので、加熱手段の熱は金属製ステージ全体に素早く伝熱する。従って、金属製ステージを所望とする温度とするために、加熱手段の温度調整を行えば、金属製ステージ全体に迅速に反映させることができるので、温度の調整を容易に行うことができる。また、金属製ステージは剛性が高いので耐久性に優れている。
【００１５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る電子部品の接合装置を、半導体実装装置を例に、図１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体実装装置を示す概略図である。
【００１６】
図１に示すように、半導体実装装置１は、フレキシブル基板１０（第１の電子部品）と、ＩＣチップ１１（第２の電子部品）とを、ＡＣＦ１２を介在させて熱圧着により接合して、フレキシブル基板１０上にＩＣチップ１１をＣＯＦ実装するものである。
【００１７】
フレキシブル基板１０は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを制御する表示制御ボードとを接続する配線ケーブルとして機能するものである。また、ＩＣチップ１１は、液晶表示パネルのドライバーＩＣである。
【００１８】
このフレキシブル基板１０とＩＣチップ１１とを接合するＡＣＦ１２は、フィルム状の熱硬化性を有する絶縁樹脂材料の中に微細な導電性粒子を分散させた接着剤である。本実施の形態１では、硬化温度が約２００℃のものを使用しているが、この硬化温度は、接合する部材などに応じて、適宜、選択することが可能である。
【００１９】
半導体実装装置１は、部品搭載ステージ２と、熱圧着ツール３と、ヒーター４と、温度調整装置５と、モニタカメラ６とを備えている。部品搭載ステージ２は、ガラスステージ２１と、支持台２２と、載置テーブル２３とを備えている。
【００２０】
ガラスステージ２１は、上部に向かうに従って徐々に幅が狭くなるような傾斜面が形成された略切頭四角錐状のガラス製のブロックである。ガラスステージ２１は、底面の一辺が３０ｍｍ程度の大きさに形成され、搭載面となる上面にフレキシブル基板１０の接続部分が配置される。ガラスステージ２１は、ガラス製であるため透明である。
【００２１】
支持台２２は、ステンレスで形成され、ガラスステージ２１を底面から支持し、内部にヒーター４が配置されている。載置テーブル２３は、ガラスステージ２１の上部を囲うような矩形状の開口が設けられており、ガラスステージ２１の上面を露出させている。
【００２２】
熱圧着ツール３は、図示しない昇降手段により上下に移動して、ＩＣチップ１１を上側から押圧すると共に加熱する。
【００２３】
ヒーター４は、棒状の金属体で支持台２２内に配置されることで、支持台２２を介してガラスステージ２１を底面から加熱するものである。ヒーター４は、温度調整装置５から電源が供給される。
【００２４】
温度調整装置５は、ヒーター４による加熱温度の調整を行うもので、加熱しない状態から２００℃までの温度設定が無段階に設定可能である。ヒーター４と温度調整装置５とによって加熱手段が構成される。
【００２５】
モニタカメラ６は、ガラスステージ２１の干渉縞を斜め下方からモニタすることで、ガラスステージ２１の上面（搭載面）の水平度を測定したり、フレキシブル基板１０とＩＣチップ１１との接合具合を確認したりするために設けられている。
【００２６】
以上のように構成される本発明の実施の形態に係る半導体実装装置１の使用状態について、図１に基づいて説明する。
【００２７】
まず、ガラスステージ２１の上方に位置する熱圧着ツール３を、約２００℃程度まで加熱すると共に、ヒーター４を温度調整装置５により１００℃程度まで加熱する。このヒーター４の温度は、熱圧着ツール３により加熱されるフレキシブル基板１０やＩＣチップ１１にヒーター４からの熱が加わることで、破損や劣化が生じない程度に設定されるのが望ましい。また、ＡＣＦ１２が硬化するに適した温度範囲となるように設定されるのが望ましい。
【００２８】
ヒーター４が加熱されることで、支持台２２が加熱される。支持台２２が加熱されることで、支持台２２の熱は、ガラスステージ２１へ伝わる。支持台２２と比較して熱伝導率が低いガラスステージ２１は、ゆっくり下面から上面に向かって均一に加熱されていく。
【００２９】
支持台２２は、熱伝導率の高い金属製であるので、棒状に形成されたヒーター４からの熱を、支持台２２全体へ素早く伝わらせることができる。従って、支持台２２全体で、ガラスステージ２１の底面全体を均一に加熱することができ、所定温度で安定させることができる。
【００３０】
次に、フレキシブル基板１０とＩＣチップ１１とをＡＣＦ１２で仮圧着した状態のものを、載置テーブル２３上に配置する。
【００３１】
次に、熱圧着ツール３を昇降装置によりＩＣチップ１１上に降下させて押圧する。熱圧着ツール３からの熱は、ＩＣチップ１１を加熱することで、ＩＣチップ１１からＡＣＦ１２へ伝熱する。ＩＣチップ１１およびＡＣＦ１２への熱は、フレキシブル基板１０を介してガラスステージ２１にも伝わるが、予めガラスステージ２１はヒーター４によって加熱されているので、加熱されているＡＣＦ１２からガラスステージへの伝熱がないため、ＡＣＦ１２の温度が低下してしまい、接続強度の低下が発生するほどの損失はない。従って、熱圧着ツール３からの熱が損失することなく、予め設定された温度でフレキシブル基板１０とＩＣチップ１１とを熱圧着することが可能なので、稼働当初からＡＣＦ１２による接合を確実に行うことができる。
【００３２】
熱圧着ツール３の加熱および押圧によりＡＣＦ１２が硬化することで、仮圧着状態のフレキシブル基板１０とＩＣチップ１１とを接合して固定する本加圧が完了する。
【００３３】
本加圧が完了すると、次に新たなフレキシブル基板１０とＩＣチップ１１とがＡＣＦ１２で仮圧着された状態のものが、載置テーブル２３上に配置される。前回と同様に本加圧が行われるが、ガラスステージ２１は、ヒーター４によって既に加熱された状態であるので、余熱時間は不要である。そして、熱圧着ツール３によりＩＣチップ１１を押圧すると共に加熱することでＡＣＦ１２が加熱されるが、前回と同様にガラスステージ２１が加熱されているので、熱圧着ツール３の温度設定を同じ条件にして行うことができる。
【００３４】
従って、安定した温度状態で、ＡＣＦ１２の硬化を行うことができるので、稼働当初から熱圧着を繰り返した後でも、安定した接着状態を得ることができる。よって、半導体実装装置１は、接続信頼性の高い接合装置とすることができる。
【００３５】
また、半導体実装装置１は、従来の半導体実装装置と同様にガラスステージ２１を採用しているので、モニタカメラ６からガラスステージ２１を観察することで干渉縞による平行度の確認が可能である。また、モニタカメラ６からフレキシブル基板１０とＩＣチップ１１との接合状態を観察することができるので、より接続信頼性の高い接合装置とすることができる。
【００３６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る電子部品の接合装置を、ＣＯＦで実装する半導体実装装置を例に、図２に基づいて説明する。図２は、本発明の実施の形態２に係る半導体実装装置を示す概略図である。なお、図２においては、図１と同じ構成のものは、同符号を付して説明は省略する。
【００３７】
図２に示すように、本実施の形態２に係る半導体実装装置７は、ガラスステージ２１（図１参照）の代わりに、金属製のステージとしたものである。
【００３８】
半導体実装装置７は、仮圧着されたフレキシブル基板１０とＩＣチップ１１とが搭載される部品搭載ステージ８として、ステンレスステージ８１と、載置テーブル８２とを備えている。
【００３９】
ステンレスステージ８１は、上面が矩形状に形成されたステンレス製のブロックである。ステンレスステージ８１の内部には、棒状のヒーター４が配置されている。載置テーブル８２は、ステンレスステージ８１の上部を囲うような矩形状の開口が設けられており、ステンレスステージ８１の上面を露出させている。
【００４０】
このようにフレキシブル基板１０が配置されるステンレスステージ８１が金属で形成されることにより、ヒーター４からの熱は直接ステンレスステージ８１を加熱することになる。ステンレスは高い熱伝導率を有しているので、ヒーター４の熱はステンレスステージ８１全体に素早く伝熱する。従って、ステンレスステージ８１を所望とする温度とするために、温度調整装置５での温度調整を行えば、ステンレスステージ８１全体に迅速に反映させることができるので、温度の調整を容易に行うことができる。また、ステンレスステージ８１は剛性が高いので耐久性に優れている。
【００４１】
なお、本実施の形態２に係る半導体実装装置７は、金属製ステージとしてステンレスステージ８１としたが、更に熱伝導率の高い銅製としたり、アルミ製としたり、他の金属製とすることができる。しかし、耐腐食性に優れ、安価であるので、ステンレス製とするのが望ましい。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態１，２では、部品搭載ステージのガラスステージまたはステンレスステージに、ヒーター４を配置しているが、温風をステージの一方から、またはステージの周囲全体から吹き付けるようにして、加熱するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、安定した接着状態を維持することで、接続信頼性を向上させることが可能なので、電子部品同士を、熱硬化性の接着剤を介在させ、加圧および加熱によって接合する電子部品の接合装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体実装装置を示す概略図
【図２】本発明の実施の形態２に係る半導体実装装置を示す概略図
【符号の説明】
【００４５】
１  半導体実装装置
２  部品搭載ステージ
３  熱圧着ツール
４  ヒーター
５  温度調整装置
６  モニタカメラ
７  半導体実装装置
８  部品搭載ステージ
１０  フレキシブル基板
１１  ＩＣチップ
１２  ＡＣＦ
２１  ガラスステージ
２２  支持台
２３  載置テーブル
８１  ステンレスステージ
８２  載置テーブル
【図１】
2009194282.tif 000003
【図２】
2009194282.tif 000004