JP2003008182A - 電気回路部品の実装方法 - Google Patents
電気回路部品の実装方法Info
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高密度実装に対応可能であり、且つ実装の信頼
性を高めることができる電気回路部品の実装方法を提供
する。 【解決手段】回路基板5上に電気回路部品3を加熱圧着
するための電気回路部品の実装方法であって、球状物1
2を円錐状溝部14a,14bで挟んだ構造を有する加
圧部により電気回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、
電気回路部品を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具
備する。
性を高めることができる電気回路部品の実装方法を提供
する。 【解決手段】回路基板5上に電気回路部品3を加熱圧着
するための電気回路部品の実装方法であって、球状物1
2を円錐状溝部14a,14bで挟んだ構造を有する加
圧部により電気回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、
電気回路部品を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具
備する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板上へ搭載
される電気回路部品の実装方法に関するものである。
される電気回路部品の実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、回路基板に搭載される電気実装部
品等の電気回路装置は電気信号の高速化と共に高密度集
積化と小型化が進み、信号配線の微細化(ファインピッ
チ)と多ピン化が著しくなってきている。
品等の電気回路装置は電気信号の高速化と共に高密度集
積化と小型化が進み、信号配線の微細化(ファインピッ
チ)と多ピン化が著しくなってきている。
【0003】それに伴い、回路基板上での電気回路部品
の実装方法も搭載位置精度と共にファインピッチ化及び
多ピン化に対応した接続信頼性を得ることがますます厳
しくなっている。
の実装方法も搭載位置精度と共にファインピッチ化及び
多ピン化に対応した接続信頼性を得ることがますます厳
しくなっている。
【0004】現在、微細パターン用セラミック基板やシ
リコン基板、また液晶用ガラス基板など回路基板上への
ベアチップICやセラミックコンデンサなどの電気回路
部品の実装方法としては、ベアチップICは、ワイヤー
ボンディング法やはんだバンプ、スタッドバンプ法、異
方性導電膜(ACF:Anisotropic Con
ductive Film)、異方性導電ペースト(A
CP:Anisotropic conductive
Paste)、非導電性膜(NCF:Noncond
uctive Film)、非導電性ペースト(NC
P:Non conductive Paste)等を
併用してCOB(Chip On Board)装置で
の実装を行っている。
リコン基板、また液晶用ガラス基板など回路基板上への
ベアチップICやセラミックコンデンサなどの電気回路
部品の実装方法としては、ベアチップICは、ワイヤー
ボンディング法やはんだバンプ、スタッドバンプ法、異
方性導電膜(ACF:Anisotropic Con
ductive Film)、異方性導電ペースト(A
CP:Anisotropic conductive
Paste)、非導電性膜(NCF:Noncond
uctive Film)、非導電性ペースト(NC
P:Non conductive Paste)等を
併用してCOB(Chip On Board)装置で
の実装を行っている。
【0005】主なCOB装置は上下ツールでICと基板
を挟み加熱圧着を行うが、上下ツールの加熱圧着箇所が
1ヶ所固定タイプと上下ツールどちらか一方(たとえば
上ツール)が固定でもう一方(基板搭載側ステージ)が
移動する複数箇所移動タイプがある。セラミックコンデ
ンサ等の表面実装型電気回路部品もリフロー方式からフ
ァインピッチ対応として、たとえば特開2000−68
633号公報に記載されているようにACFによる実装
が行われつつある。この公報では、高さバラツキによる
圧力不均一を低減するため弾性シートを介在させる方法
が提案されている。
を挟み加熱圧着を行うが、上下ツールの加熱圧着箇所が
1ヶ所固定タイプと上下ツールどちらか一方(たとえば
上ツール)が固定でもう一方(基板搭載側ステージ)が
移動する複数箇所移動タイプがある。セラミックコンデ
ンサ等の表面実装型電気回路部品もリフロー方式からフ
ァインピッチ対応として、たとえば特開2000−68
633号公報に記載されているようにACFによる実装
が行われつつある。この公報では、高さバラツキによる
圧力不均一を低減するため弾性シートを介在させる方法
が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
実装方法には以下のような問題点があった。
実装方法には以下のような問題点があった。
【0007】COB装置の場合、図1に示すような圧着
位置が1ヶ所固定タイプと、図2に示すような例えば基
板5のステージ側が移動する複数箇所移動タイプがあ
る。どちらの場合もバンプ4及びIC3を矢印8で示す
方向に均一に加圧するために設けられた、上下ツール
1,2の平行度を調整する機構(図1及び図2の矢印
6,7で示す方向に移動する)が少なくとも上下どちら
か一方に付いている。
位置が1ヶ所固定タイプと、図2に示すような例えば基
板5のステージ側が移動する複数箇所移動タイプがあ
る。どちらの場合もバンプ4及びIC3を矢印8で示す
方向に均一に加圧するために設けられた、上下ツール
1,2の平行度を調整する機構(図1及び図2の矢印
6,7で示す方向に移動する)が少なくとも上下どちら
か一方に付いている。
【0008】図3は、圧着位置が1ヶ所固定タイプの場
合で、下ツール2の圧着面の傾きに対応して、上ツール
1の平行度調整を行った後、IC3の圧着をしている状
態を示している。
合で、下ツール2の圧着面の傾きに対応して、上ツール
1の平行度調整を行った後、IC3の圧着をしている状
態を示している。
【0009】しかしながら、この平行度調整機構は上下
ツール圧着面同士の平行度を調整するためのものであ
り、各IC及び各基板それぞれに対応しての調整機構は
持っていない。
ツール圧着面同士の平行度を調整するためのものであ
り、各IC及び各基板それぞれに対応しての調整機構は
持っていない。
【0010】従って第1の問題点は、図4に示すよう
に、個々の基板5の厚み及びバンプ4の高さバラツキ
や、IC3の厚み及びバンプ4の高さバラツキに応じた
加圧面の調整機構が無いため、片当たりや加圧力の不均
一が生じることであり、それに伴う接続抵抗値の不均一
や耐久試験時など接続信頼性の不安定が生じることであ
る。
に、個々の基板5の厚み及びバンプ4の高さバラツキ
や、IC3の厚み及びバンプ4の高さバラツキに応じた
加圧面の調整機構が無いため、片当たりや加圧力の不均
一が生じることであり、それに伴う接続抵抗値の不均一
や耐久試験時など接続信頼性の不安定が生じることであ
る。
【0011】また、例えば下ツール(基板ステージ側)
が複数箇所移動タイプで上ツールに平行度調整機構を持
つ場合は、下ツールのそれぞれの圧着位置に対応して、
上ツールをあらかじめ入力した調整位置に平行度修正移
動を行うが、この方式でも1ヶ所固定タイプと同様の問
題点の他、ステージの繰り返し位置精度のバラツキや繰
り返し使用による位置ズレなどに起因する平行度修正位
置の誤差が生じていた。
が複数箇所移動タイプで上ツールに平行度調整機構を持
つ場合は、下ツールのそれぞれの圧着位置に対応して、
上ツールをあらかじめ入力した調整位置に平行度修正移
動を行うが、この方式でも1ヶ所固定タイプと同様の問
題点の他、ステージの繰り返し位置精度のバラツキや繰
り返し使用による位置ズレなどに起因する平行度修正位
置の誤差が生じていた。
【0012】第2の問題点は、接続ICが狭ピッチで並
んでいる場合、加熱加圧用の上ツールの大きさ形状から
多数のICを一括接続できない点である。
んでいる場合、加熱加圧用の上ツールの大きさ形状から
多数のICを一括接続できない点である。
【0013】第3の問題点は、図5に示すようにCOB
装置で一つの回路基板5上に複数個の電気回路部品3を
実装したとき、回路基板の長手方向の反りを生じてしま
う点である。これは厚さ625μm、長さ100mm、
幅7mmほどのシリコン基板上に厚さ175μm、長さ
10mm、幅2.5mmの薄型ベアチップICを8〜9
ヶ実装したときに顕著であり、40〜50μm反ること
が確認されている。
装置で一つの回路基板5上に複数個の電気回路部品3を
実装したとき、回路基板の長手方向の反りを生じてしま
う点である。これは厚さ625μm、長さ100mm、
幅7mmほどのシリコン基板上に厚さ175μm、長さ
10mm、幅2.5mmの薄型ベアチップICを8〜9
ヶ実装したときに顕著であり、40〜50μm反ること
が確認されている。
【0014】第4の問題点は、図6に示すように特開2
000−68633号公報に記載されている弾性シート
9を介してIC3を加圧する方法によると、加圧する方
向に対してIC裏面が傾いていた場合、圧縮されるゴム
9が不均一に加圧されるため、不均一な圧力分布が生
じ、ICバンプの潰れ量および接続状態が不均一になっ
てしまうことである。
000−68633号公報に記載されている弾性シート
9を介してIC3を加圧する方法によると、加圧する方
向に対してIC裏面が傾いていた場合、圧縮されるゴム
9が不均一に加圧されるため、不均一な圧力分布が生
じ、ICバンプの潰れ量および接続状態が不均一になっ
てしまうことである。
【0015】また、図7に示すように、弾性シート9が
IC裏面を等分布荷重で加圧するため、IC上のバンプ
配列でバンプの存在しないところが特に凹んでしまい、
IC反りを生じてしまう点である。このIC反りの現象
は薄型ICで特に顕著である。
IC裏面を等分布荷重で加圧するため、IC上のバンプ
配列でバンプの存在しないところが特に凹んでしまい、
IC反りを生じてしまう点である。このIC反りの現象
は薄型ICで特に顕著である。
【0016】反った状態で接合実装されると、その後の
熱が加わる工程や信頼性テストを経たときに、ACF樹
脂が変質や軟化すると同時に、反ったICが戻ろうとす
る。すると、図8に示すように、加圧接合時に大きく潰
れたバンプ部4aが基板5から離れ、接合不良になる問
題点が生じる。
熱が加わる工程や信頼性テストを経たときに、ACF樹
脂が変質や軟化すると同時に、反ったICが戻ろうとす
る。すると、図8に示すように、加圧接合時に大きく潰
れたバンプ部4aが基板5から離れ、接合不良になる問
題点が生じる。
【0017】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、高密度実装に対応可能
であり、且つ実装の信頼性を高めることができる電気回
路部品の実装方法を提供することである。
されたものであり、その目的は、高密度実装に対応可能
であり、且つ実装の信頼性を高めることができる電気回
路部品の実装方法を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる電気回路部品の
実装方法は、回路基板上に電気回路部品を加熱圧着する
ための電気回路部品の実装方法であって、球状物を円錐
状溝部で挟んだ構造を有する加圧手段により前記電気回
路部品の裏面を加圧する加圧工程と、前記電気回路部品
を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具備することを
特徴としている。
目的を達成するために、本発明に係わる電気回路部品の
実装方法は、回路基板上に電気回路部品を加熱圧着する
ための電気回路部品の実装方法であって、球状物を円錐
状溝部で挟んだ構造を有する加圧手段により前記電気回
路部品の裏面を加圧する加圧工程と、前記電気回路部品
を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具備することを
特徴としている。
【0019】また、本発明に係わる電気回路部品の実装
方法は、回路基板上に電気回路部品を加熱圧着するため
の電気回路部品の実装方法であって、ピボット玉軸受け
と円錐部を有する構造を有する加圧手段により前記電気
回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、前記電気回路部
品を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具備すること
を特徴としている。
方法は、回路基板上に電気回路部品を加熱圧着するため
の電気回路部品の実装方法であって、ピボット玉軸受け
と円錐部を有する構造を有する加圧手段により前記電気
回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、前記電気回路部
品を加圧した状態で加熱する加熱工程とを具備すること
を特徴としている。
【0020】また、この発明に係わる電気回路部品の実
装方法において、前記加圧工程では、前記加圧手段が複
数個並んだ加圧装置により複数個の前記電気回路部品を
加圧することを特徴としている。
装方法において、前記加圧工程では、前記加圧手段が複
数個並んだ加圧装置により複数個の前記電気回路部品を
加圧することを特徴としている。
【0021】また、この発明に係わる電気回路部品の実
装方法において、前記加圧工程では、前記回路基板上に
異方性導電膜あるいは接着層を形成した後に、前記電気
回路部品を加圧することを特徴としている。
装方法において、前記加圧工程では、前記回路基板上に
異方性導電膜あるいは接着層を形成した後に、前記電気
回路部品を加圧することを特徴としている。
【0022】また、この発明に係わる電気回路部品の実
装方法において、前記加圧工程では、前記加圧手段に超
音波振動を印加することを特徴としている。
装方法において、前記加圧工程では、前記加圧手段に超
音波振動を印加することを特徴としている。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。
ついて、図面を参照して詳細に説明する。
【0024】(第1の実施形態)図9は、異方性導電膜
(ACF)10を貼り付けた回路基板5上に位置合わせ
搭載された電気回路部品(ベアチップIC)3を、本実
施形態のならい機構により加熱加圧接合し、実装してい
る状態を示した模式断面図である。
(ACF)10を貼り付けた回路基板5上に位置合わせ
搭載された電気回路部品(ベアチップIC)3を、本実
施形態のならい機構により加熱加圧接合し、実装してい
る状態を示した模式断面図である。
【0025】ならい機構は、垂直加圧部11の球受け円
錐状溝部14aとならい加圧部13の球受け円錐状溝部
14bとそれらに挟まれた球12とからなる。
錐状溝部14aとならい加圧部13の球受け円錐状溝部
14bとそれらに挟まれた球12とからなる。
【0026】垂直加圧部11及びならい加圧部13にそ
れぞれ設けられた円錐状溝部14a、14bは、各円錐
状溝部の中心軸22、23が、各加圧部11,13の中
心軸と一致するように設けられている。
れぞれ設けられた円錐状溝部14a、14bは、各円錐
状溝部の中心軸22、23が、各加圧部11,13の中
心軸と一致するように設けられている。
【0027】ならい加圧の工程を以下に説明する。
【0028】図10では、ならい加圧部13が垂直加圧
部11にネジ止め固定された吊り棒15によって自重の
みのフリー状態で吊られている。吊り棒15はならい加
圧部13に設けられた貫通穴16に挿通している。球1
2はならい加圧部側球受け円錐状溝部14bに載ってい
る。
部11にネジ止め固定された吊り棒15によって自重の
みのフリー状態で吊られている。吊り棒15はならい加
圧部13に設けられた貫通穴16に挿通している。球1
2はならい加圧部側球受け円錐状溝部14bに載ってい
る。
【0029】垂直加圧部11とならい加圧部13の隙間
寸法19は、間に挟まれる球12の直径よりも小さく、
球12が外部に出ないようになっている。
寸法19は、間に挟まれる球12の直径よりも小さく、
球12が外部に出ないようになっている。
【0030】ステージ17上には、ACF10の貼り付
け後位置合わせ済みのIC3が搭載された回路基板5が
載っている。
け後位置合わせ済みのIC3が搭載された回路基板5が
載っている。
【0031】図10乃至図12では、ならい機構を説明
し易くするために、回路基板5の厚さバラツキを顕著に
図示しており、回路基板5上のIC3も傾いている。
し易くするために、回路基板5の厚さバラツキを顕著に
図示しており、回路基板5上のIC3も傾いている。
【0032】次に図11は、垂直加圧部11が下降し、
ならい加圧部IC加圧面20がIC3の裏面にならった
状態を示す。
ならい加圧部IC加圧面20がIC3の裏面にならった
状態を示す。
【0033】ならい加圧部13は、吊り棒15の直径に
対して十分大きい径の吊り棒用貫通穴16によって自由
にならうことができる。この吊り棒用貫通穴16の直径
と穴深さは、吊り棒15の直径と部品寸法ばらつきや搭
載状態ばらつきに起因するIC3裏面の推定最大傾斜角
度から算出される。
対して十分大きい径の吊り棒用貫通穴16によって自由
にならうことができる。この吊り棒用貫通穴16の直径
と穴深さは、吊り棒15の直径と部品寸法ばらつきや搭
載状態ばらつきに起因するIC3裏面の推定最大傾斜角
度から算出される。
【0034】また、この時はまだ、ならい加圧部側球受
け円錐状溝部14bに載っている球12の中心軸21
は、垂直加圧部側球受け円錐状溝部14aの中心軸22
からずれている状態のままである。
け円錐状溝部14bに載っている球12の中心軸21
は、垂直加圧部側球受け円錐状溝部14aの中心軸22
からずれている状態のままである。
【0035】そして図12で、垂直加圧部11が矢印2
6方向へ下降し、球12が垂直加圧部側球受け円錐状溝
部14aと、ならい加圧部側球受け円錐状溝部14bに
同時にならいながらはまり込む。
6方向へ下降し、球12が垂直加圧部側球受け円錐状溝
部14aと、ならい加圧部側球受け円錐状溝部14bに
同時にならいながらはまり込む。
【0036】この時の垂直加圧部11の下降速度は、な
らい易くするために低速度が望ましい。
らい易くするために低速度が望ましい。
【0037】ここで、ならい加圧部側球受け円錐状溝部
14bが球12にならうために、ならい加圧部13は矢
印25の方向に移動しなければならない。しかし、なら
い加圧部IC加圧面20とIC3の裏面との摩擦抵抗が
あるため、ならい加圧部13は移動しにくい。
14bが球12にならうために、ならい加圧部13は矢
印25の方向に移動しなければならない。しかし、なら
い加圧部IC加圧面20とIC3の裏面との摩擦抵抗が
あるため、ならい加圧部13は移動しにくい。
【0038】そこで、垂直加圧部11の下降加圧と同時
に、垂直加圧部11の側面に設けられた超音波振動子1
8を振動させることによって、ならい加圧部IC加圧面
20とIC3裏面との摩擦抵抗を軽減し、なめらかな移
動を可能とする。
に、垂直加圧部11の側面に設けられた超音波振動子1
8を振動させることによって、ならい加圧部IC加圧面
20とIC3裏面との摩擦抵抗を軽減し、なめらかな移
動を可能とする。
【0039】超音波印可時間は、垂直加圧部11の下降
速度によるが、IC3へのならいが完了した時点で印可
を停止する。印可の周波数や出力は搭載したICが位置
ズレしない程度とする。
速度によるが、IC3へのならいが完了した時点で印可
を停止する。印可の周波数や出力は搭載したICが位置
ズレしない程度とする。
【0040】以上のならい工程の結果、球中心軸21と
垂直加圧部側球受け円錐状溝部中心軸22が一致し、こ
の状態で垂直加圧部11が所望圧力と所望時間で矢印2
6方向に球12を加圧することによって、ならい加圧部
13がIC3を矢印27方向(軸23に沿う方向)に加
圧する。
垂直加圧部側球受け円錐状溝部中心軸22が一致し、こ
の状態で垂直加圧部11が所望圧力と所望時間で矢印2
6方向に球12を加圧することによって、ならい加圧部
13がIC3を矢印27方向(軸23に沿う方向)に加
圧する。
【0041】ここで、図13及び図14に示すように、
垂直加圧部側球受け円錐角度28は、180度以下であ
れば球12は位置が定まるが、ならい加圧部側球受け円
錐角度29は、180度以下であっても、IC裏面の傾
きが大きいと、ならい角度が大きくなり球が滑ってずれ
てしまう。
垂直加圧部側球受け円錐角度28は、180度以下であ
れば球12は位置が定まるが、ならい加圧部側球受け円
錐角度29は、180度以下であっても、IC裏面の傾
きが大きいと、ならい角度が大きくなり球が滑ってずれ
てしまう。
【0042】IC3、回路基板5、ステージ17の傾き
が積算された場合、垂直加圧部加圧方向26に対してな
らい加圧部球受け円錐状溝部14bのなす角30が90
度よりも大きい場合、球12がならい加圧部13を加圧
できずに滑ってしまう。
が積算された場合、垂直加圧部加圧方向26に対してな
らい加圧部球受け円錐状溝部14bのなす角30が90
度よりも大きい場合、球12がならい加圧部13を加圧
できずに滑ってしまう。
【0043】そこで、ならい加圧部側球受け円錐状角度
29は、IC3、回路基板5、ステージ17の部品バラ
ツキを考慮し決定する。
29は、IC3、回路基板5、ステージ17の部品バラ
ツキを考慮し決定する。
【0044】それゆえ、ステージ17の回路基板搭載面
も垂直加圧部11の加圧方向に対して、できるだけ垂直
であることが望ましい。
も垂直加圧部11の加圧方向に対して、できるだけ垂直
であることが望ましい。
【0045】また、ならい加圧部13の傾き角度が大き
いと加圧によって回路基板5がずれるため、ずれ防止の
ための位置決めピン24がある。
いと加圧によって回路基板5がずれるため、ずれ防止の
ための位置決めピン24がある。
【0046】以上は、ならい工程部分のみの説明である
が、次に、加圧方法について以下に説明する。
が、次に、加圧方法について以下に説明する。
【0047】図15は、本実施形態のならい機構を有す
る一括加圧装置の外観模式斜視図である。
る一括加圧装置の外観模式斜視図である。
【0048】本実施形態では、回路基板5にIC3を9
ヶ実装している状態を示している。
ヶ実装している状態を示している。
【0049】回路基板5は、厚み625μmのシリコン
基板を使用し、IC3は厚さ175μmの薄型で長さ1
0.11mm、幅2.5mm、バンプ数446ヶのもの
で、このIC9ヶを用いた。IC間のギャップは0.7
7mmの狭ピッチである。
基板を使用し、IC3は厚さ175μmの薄型で長さ1
0.11mm、幅2.5mm、バンプ数446ヶのもの
で、このIC9ヶを用いた。IC間のギャップは0.7
7mmの狭ピッチである。
【0050】図16は、図15において矢印45方向か
ら見た模式側面図である。
ら見た模式側面図である。
【0051】波線の左側は、模式側面図であり、右側
は、加圧短冊31の上下動ガイド32を除いた模式側面
図である。
は、加圧短冊31の上下動ガイド32を除いた模式側面
図である。
【0052】図17は、図16において矢印46方向か
ら見た模式断面図である。
ら見た模式断面図である。
【0053】ステージ17上には、ACF貼り付け後位
置合わせ済みのIC3が搭載された回路基板5が載って
いる。
置合わせ済みのIC3が搭載された回路基板5が載って
いる。
【0054】ならい機構部品である垂直加圧部11、球
12、ならい加圧部13等は、加圧短冊31に設けられ
ている。垂直加圧部11は、加圧短冊31と一体でも良
い。
12、ならい加圧部13等は、加圧短冊31に設けられ
ている。垂直加圧部11は、加圧短冊31と一体でも良
い。
【0055】加圧短冊31には、無給油ベアリング33
が内蔵されており、加圧短冊上下動ガイド32にならい
矢印41方向に上下動することができる。IC3を加圧
していないときは、IC3に接触しないように加圧短冊
支持バネ34によって支えられている。
が内蔵されており、加圧短冊上下動ガイド32にならい
矢印41方向に上下動することができる。IC3を加圧
していないときは、IC3に接触しないように加圧短冊
支持バネ34によって支えられている。
【0056】加圧時には、空気室ブロック35内の空気
室38に圧縮空気39を送り込むことによって加圧ゴム
40を膨らませ加圧短冊31を加圧下降させる。
室38に圧縮空気39を送り込むことによって加圧ゴム
40を膨らませ加圧短冊31を加圧下降させる。
【0057】なお、ステージ17を支持する基台42と
空気室ブロック35とは、支柱36とナット37により
固定されている。
空気室ブロック35とは、支柱36とナット37により
固定されている。
【0058】以上の工程によって、各加圧短冊31のな
らい加圧部13が回路基板5上の各IC3それぞれの傾
きにならい加圧される。
らい加圧部13が回路基板5上の各IC3それぞれの傾
きにならい加圧される。
【0059】その後、回路基板5とIC3間のACF1
0を加熱硬化するために、上記加圧状態の一括加圧装置
をクリーンオーブン内で加熱硬化した。
0を加熱硬化するために、上記加圧状態の一括加圧装置
をクリーンオーブン内で加熱硬化した。
【0060】室温状態のクリーンオーブンに一括加圧装
置を入れ、室温から170度まで加熱し、回路基板及び
IC、一括加圧装置温度がほぼ170度に達した時点で
電源OFFし、自然冷却した。
置を入れ、室温から170度まで加熱し、回路基板及び
IC、一括加圧装置温度がほぼ170度に達した時点で
電源OFFし、自然冷却した。
【0061】室温に戻ったところで、一括加圧装置を取
り出し、加圧を解除した。
り出し、加圧を解除した。
【0062】IC3の接続抵抗値を確認した結果、9ヶ
のICすべての接続チェック部が60mΩの良好な抵抗
値を示した。
のICすべての接続チェック部が60mΩの良好な抵抗
値を示した。
【0063】また、回路基板5の長手方向反り量は10
μm以下と従来方法による50μmに比較して低減し、大
きな改善が確認できた。
μm以下と従来方法による50μmに比較して低減し、大
きな改善が確認できた。
【0064】ここで、IC裏面にならう際、隣接ICと
干渉しない条件を確認した。
干渉しない条件を確認した。
【0065】図18に示すように、ならい加圧部の寸法
を仮定し、隣接ICに干渉しないために、ならうことに
よるはみ出し量を0.3mmとした。
を仮定し、隣接ICに干渉しないために、ならうことに
よるはみ出し量を0.3mmとした。
【0066】このときのならい角度47を求めると約2
度となった。
度となった。
【0067】次に図19に示すように、IC長手方向を
10mmとし、上記で求めた2度の傾きをIC裏面に適
用すると、厚み差48は、350μmと求まった。
10mmとし、上記で求めた2度の傾きをIC裏面に適
用すると、厚み差48は、350μmと求まった。
【0068】この350μmの厚み量の範囲でIC、回
路基板、ステージの厚みバラツキが許容される。
路基板、ステージの厚みバラツキが許容される。
【0069】金属球は、NTN株式会社製の高炭素クロ
ム鋼からなる金属球を用いた。
ム鋼からなる金属球を用いた。
【0070】降伏応力は、約2500MPaであり、本
実施形態での加圧条件である約500MPa以上を満た
している。
実施形態での加圧条件である約500MPa以上を満た
している。
【0071】現在IC1バンプ当たりの接合加圧加重
は、最大100g/1ヶと言われており、本実施形態の
ICは446バンプで100g×446ヶ=44.6k
gとなり、その条件を満たす。
は、最大100g/1ヶと言われており、本実施形態の
ICは446バンプで100g×446ヶ=44.6k
gとなり、その条件を満たす。
【0072】金属球及び加圧部材質は、加圧条件以上の
降伏応力を有していればよい。
降伏応力を有していればよい。
【0073】本実施形態では、ACFを用いたがAC
P、NCF、NCPを用いても良い。
P、NCF、NCPを用いても良い。
【0074】以上の実施形態により、シリコン基板上に
ICを狭ピッチで基板の反りを抑えて実装可能となっ
た。
ICを狭ピッチで基板の反りを抑えて実装可能となっ
た。
【0075】(第2の実施形態)以下に、本発明の第2
の実施形態を説明する。
の実施形態を説明する。
【0076】図20に示すように、本実施形態でのなら
い機構は、ピボット玉軸受け49と円錐加圧部50から
なる。
い機構は、ピボット玉軸受け49と円錐加圧部50から
なる。
【0077】垂直加圧部11内にピボット玉軸受け49
が設けられており、その玉軸受け部に円錐加圧部50の
円錐部が組み込まれる。円錐部に密着ゴムブッシュ51
が密着する。
が設けられており、その玉軸受け部に円錐加圧部50の
円錐部が組み込まれる。円錐部に密着ゴムブッシュ51
が密着する。
【0078】非加圧時は、吸引加圧路52を通して矢印
53方向に吸引し、円錐加圧部50を吊り下げた状態で
ある。
53方向に吸引し、円錐加圧部50を吊り下げた状態で
ある。
【0079】IC加圧時は、垂直加圧部11を下降させ
ると同時に、吸引加圧路52を通して、矢印54方向に
加圧し、IC裏面にならわせる。
ると同時に、吸引加圧路52を通して、矢印54方向に
加圧し、IC裏面にならわせる。
【0080】同様にして、9ケのICをならい加圧す
る。
る。
【0081】ACFの加熱硬化は、第1の実施形態と同
様に行う。
様に行う。
【0082】なお、上記の第1及び第2の実施形態で
は、オーブンでの加熱硬化を行ったが、加圧部とステー
ジ部にヒーターを内蔵して加熱しても良い。
は、オーブンでの加熱硬化を行ったが、加圧部とステー
ジ部にヒーターを内蔵して加熱しても良い。
【0083】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、シ
リコン基板上にACFを用いてICを狭ピッチ実装する
際に、各ICにならい加圧し、加熱硬化することによっ
て基板の反りを抑えた実装が可能となった。
リコン基板上にACFを用いてICを狭ピッチ実装する
際に、各ICにならい加圧し、加熱硬化することによっ
て基板の反りを抑えた実装が可能となった。
【図1】圧着位置が1ヶ所固定タイプのCOB装置を示
す図である。
す図である。
【図2】基板のステージ側が移動する複数箇所移動タイ
プのCOB装置を示す図である。
プのCOB装置を示す図である。
【図3】圧着位置が1ヶ所固定タイプの場合で、下ツー
ルの圧着面の傾きに対応して、上ツールの平行度調整を
行った後、ICの圧着をしている状態を示す図である。
ルの圧着面の傾きに対応して、上ツールの平行度調整を
行った後、ICの圧着をしている状態を示す図である。
【図4】個々の基板の厚み及びバンプの高さバラツキ
や、ICの厚み及びバンプの高さバラツキにより、片当
たりや加圧力の不均一が生じる状態を示す図である。
や、ICの厚み及びバンプの高さバラツキにより、片当
たりや加圧力の不均一が生じる状態を示す図である。
【図5】一つの回路基板上に複数個の電気回路部品を実
装したときに、回路基板の長手方向に反りが生じた状態
を示す図である。
装したときに、回路基板の長手方向に反りが生じた状態
を示す図である。
【図6】弾性シートを介してICを加圧する方法におい
て、加圧する方向に対してIC裏面が傾いていた場合、
圧縮されるゴムが不均一に加圧される状態を示す図であ
る。
て、加圧する方向に対してIC裏面が傾いていた場合、
圧縮されるゴムが不均一に加圧される状態を示す図であ
る。
【図7】IC上のバンプ配列でバンプの存在しないとこ
ろが特に凹んでしまう状態を示す図である。
ろが特に凹んでしまう状態を示す図である。
【図8】加圧接合時に大きく潰れたバンプ部が基板から
離れ、接合不良になる状態を示した図である。
離れ、接合不良になる状態を示した図である。
【図9】異方性導電膜(ACF)を貼り付けた回路基板
上に位置合わせ搭載された電気回路部品を、第1の実施
形態のならい機構により加熱加圧接合し、実装している
状態を示した模式断面図である。
上に位置合わせ搭載された電気回路部品を、第1の実施
形態のならい機構により加熱加圧接合し、実装している
状態を示した模式断面図である。
【図10】第1の実施形態のならい機構を示す側断面図
である。
である。
【図11】第1の実施形態のならい機構を示す側断面図
である。
である。
【図12】第1の実施形態のならい機構を示す側断面図
である。
である。
【図13】垂直加圧部側球受け円錐角度とならい加圧部
側球受け円錐角度を示す図である。
側球受け円錐角度を示す図である。
【図14】第1の実施形態のならい機構を示す側断面図
である。
である。
【図15】第1の実施形態のならい機構を有する一括加
圧装置の外観模式図である。
圧装置の外観模式図である。
【図16】図15を矢印45の方向から見た図である。
【図17】図16を矢印46の方向から見た断面図であ
る。
る。
【図18】ならい加圧部の寸法を示した図である。
【図19】IC厚み差の許容範囲を示した図である。
【図20】第2の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1 上ツール
2 下ツール
3 IC
4 はんだバンプ
5 回路基板
8 加圧方向
9 弾性シート
10 異方性導電膜
11 垂直加圧部
12 球
13 ならい加圧部
14a 垂直加圧部側球受け円錐状溝部
14b ならい加圧部側玉受け円錐状溝部
16 吊り棒用貫通穴
17 ステージ
18 超音波振動子
19 すきま寸法
20 ならい加圧部IC加圧面
21 球中心軸
22 垂直加圧側円錐状溝部中心軸
23 ならい加圧側円錐状溝部中心軸
24 回路基板位置決めピン
25 ならい加圧部移動方向
26 垂直加圧部加圧方向
27 ならい加圧部IC加圧方向
28 垂直加圧部側球受け円錐角度
29 ならい加圧部側球受け円錐角度
30 垂直加圧部加圧方向とならい加圧部側円錐状溝部
のなす角度 31 加圧短冊 32 加圧短冊上下動ガイド 33 無給油ベアリング 34 加圧短冊支持バネ 35 空気室ブロック 36 支柱 37 ロックナット 38 空気室 39 圧縮空気 40 加圧ゴム 41 短冊可動方向 42 ベースブロック 44 圧縮空気供給ライン 45 側面図方向 46 断面図方向 47 ICならい角度 48 IC厚み差 49 ピボット玉軸受け 50 円錐加圧部 51 密着ゴムブッシュ 52 吸引・加圧部 53 吸引方向 54 加圧方向
のなす角度 31 加圧短冊 32 加圧短冊上下動ガイド 33 無給油ベアリング 34 加圧短冊支持バネ 35 空気室ブロック 36 支柱 37 ロックナット 38 空気室 39 圧縮空気 40 加圧ゴム 41 短冊可動方向 42 ベースブロック 44 圧縮空気供給ライン 45 側面図方向 46 断面図方向 47 ICならい角度 48 IC厚み差 49 ピボット玉軸受け 50 円錐加圧部 51 密着ゴムブッシュ 52 吸引・加圧部 53 吸引方向 54 加圧方向
Claims (5)
- 【請求項1】 回路基板上に電気回路部品を加熱圧着す
るための電気回路部品の実装方法であって、 球状物を円錐状溝部で挟んだ構造を有する加圧手段によ
り前記電気回路部品の裏面を加圧する加圧工程と、 前記電気回路部品を加圧した状態で加熱する加熱工程と
を具備することを特徴とする電気回路部品の実装方法。 - 【請求項2】 回路基板上に電気回路部品を加熱圧着す
るための電気回路部品の実装方法であって、 ピボット玉軸受けと円錐部を有する構造を有する加圧手
段により前記電気回路部品の裏面を加圧する加圧工程
と、 前記電気回路部品を加圧した状態で加熱する加熱工程と
を具備することを特徴とする電気回路部品の実装方法。 - 【請求項3】 前記加圧工程では、前記加圧手段が複数
個並んだ加圧装置により複数個の前記電気回路部品を加
圧することを特徴とする請求項1又は2に記載の電気回
路部品の実装方法。 - 【請求項4】 前記加圧工程では、前記回路基板上に異
方性導電膜あるいは接着層を形成した後に、前記電気回
路部品を加圧することを特徴とする請求項1又は2に記
載の電気回路部品の実装方法。 - 【請求項5】 前記加圧工程では、前記加圧手段に超音
波振動を印加することを特徴とする請求項1又は2に記
載の電気回路部品の実装方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001184127A JP2003008182A (ja) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | 電気回路部品の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001184127A JP2003008182A (ja) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | 電気回路部品の実装方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003008182A true JP2003008182A (ja) | 2003-01-10 |
Family
ID=19023951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001184127A Withdrawn JP2003008182A (ja) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | 電気回路部品の実装方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003008182A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013239683A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Dexerials Corp | 接続装置、接続構造体の製造方法及び接続方法 |
JP2019062106A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 接合装置および接合方法 |
-
2001
- 2001-06-18 JP JP2001184127A patent/JP2003008182A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013239683A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Dexerials Corp | 接続装置、接続構造体の製造方法及び接続方法 |
JP2019062106A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 接合装置および接合方法 |
JP7025744B2 (ja) | 2017-09-27 | 2022-02-25 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 接合装置および接合方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |