JP4606709B2

JP4606709B2 - Electronic component bonding method and electronic component bonding apparatus

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Publication number: JP4606709B2
Application number: JP2003195596A
Authority: JP
Inventors: 徹根橋; 茂明川上; 弘之清水
Original assignee: Athlete FA Corp
Current assignee: Athlete FA Corp
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2023-07-11
Also published as: JP2005032944A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブルな基板に電子部品を振動を利用して圧接接合する電子部品のボンディング方法および電子部品のボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、振動を印加して電子部品をセラミックス製の基板に接合する装置が、広く実用化されている。それらの装置に用いられる振動子は、通常は１個である。セラミックス製の基板は、材質が硬く、振動を受けても変形し難い。そのため、セラミックス製の基板が物理的に固定されていれば、電子部品の振動に追従して動くことはない。その結果、電子部品とセラミックス製の基板との間に相対運動が生じて良好な摩擦接合が可能となる。
【０００３】
しかし、振動子が１つの場合、振動方向が１つとなるため、接合部の形状が、振動方向に長い楕円になる欠点がある。この欠点を解決しようとする技術として、振動子を２個用いて、振動方向を２方向とする技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１記載の技術は、ＳＡＷ (Surface Acoustic Wave)素子などの電子部品をフリップチップ・ボンディングするためのボンディング方法とその装置に関するものであり、セラミック基板に形成されている電極と、ＳＡＷ素子などの電子部品に形成された金バンプを加熱しながら圧接するものである。この従来の技術は、セラミックス基板に振動を印加する第１振動子と、電子部品に振動を印加する第２振動子とを有し、これら２つの振動子により圧着部位に対して複数方向から超音波を印加することにより、圧着部のバンプ形状をほぼ円形にすることを特徴としている。
【０００５】
一方、電子製品は、薄型化のために、パッケージを薄型とし易いＴＣＰ（Tape Carrier Package）が多用されている。ＴＣＰの製造方式として、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式とＣＯＦ（Chip On Flexible Circuit Board or Chip On Film）方式がある。両方式のうち、ＣＯＦ方式は、フリップチップ実装に多用されている。
【０００６】
しかし、ＩＣチップを実装するフィルム（テープと同義）は、フレキシブルなので、ＩＣチップのような電子部品を超音波を利用して振動させて接合する、いわゆる振動圧接方式は採用できないでいる。これは、フレキシブル基板が超音波エネルギーを吸収してしまうためである。このため、ＴＡＢ方式やＣＯＦ方式でテープに電子部品を接合する方法は、はんだ付け、金バンプと錫系バンプを利用したＡｕ−Ｓｎ接合、異方性導電フィルムであるＡＣＦ（anisotropic conductive film）を利用する方式、異方性導電ペーストであるＡＣＰ（anisotropic conductive paste）を利用する方式、ＮＣＰ（non conductive Paste）を利用する方式等の各種の接着方式が慣用されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２８４０２８号公報（要約）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
フレキシブルな樹脂基板となるフィルムは、軟らかい材質であるため、振動を与えると変形しやすいという問題を有している。すなわち、電子部品をフレキシブルな樹脂基板に圧接によって固定しようとする場合、フレキシブルな樹脂基板が電子部品に接触している部分は、電子部品の振動に追従してある程度動いてしまう。そのため、電子部品の表面と、この電子部品に圧接されるフレキシブルな樹脂基板の表面との相対運動（摩擦）は大きく減少する。特に、振動の周波数が高く、且つ振幅が数十ミクロン以下と小さい振動モードの場合、この傾向は、強くなる。
【０００９】
このため、振動子が１個である従来の方法では、フレキシブルな樹脂基板に電子部品を振動圧接しても、接着強度は極めて小さく、実用に供することはできない。また、振動子を２個使用し、電子部品とフレキシブルな樹脂基板の双方を振動させる方法は、振動子１個の場合と比較して圧接強度は高くなるが、バラツキが大きく実用にならない。このため、電子部品とフレキシブルな樹脂基板とを振動を利用して圧接により接合する方法は、実用化されるに至らないでいる。
【００１０】
なお、上述したはんだ付け等の従来の種々の接合方法は、振動を利用した圧接による接合と比較して、接着強度と品質の信頼性に劣るという問題がある。たとえば、Ａｕ−Ｓｎ接合の方法では、固相拡散温度が高く、熱ストレスが大きいため、実装できる対象部品の組み合わせは、大きく制約される。
【００１１】
本発明者は、フレキシブルな樹脂基板に電子部品を圧接により固定しても、バラツキが生じない方法を探るべく、振動子を２個用いた場合の圧着強度のバラツキを、継続的に解析・研究している。その結果、圧接強度と２個の振動子のそれぞれ周波数との間に一定の法則があることや、圧着強度に関して、圧接強度と２個の振動子のそれぞれ振幅との間に一定の法則があることを見出し特許出願を実施した（特願２００２−２５３１１３）。
【００１２】
その後、フレキシブルな樹脂基板によっては、電子部品側のみに超音波振動を加えるだけでも十分な接着強度が得られることが判明した。このため、この振動圧接方式の応用範囲が拡がることとなった。しかしながら、２個の振動子を用いる場合や１個の振動子を用いる場合のいずれにおいても、フレキシブルな樹脂基板を載置する基板搭載テーブルの表面粗さが樹脂基板に転写されてしまい、見た目上、傷となってしまうという新たな問題が発生してきた。
【００１３】
たとえば図１３に示すように、電子部品１０１の下方に設けられた金バンプ１０２をフレキシブルな樹脂基板１０３に設けられた電極となるリード部１０４に、電子部品１０１側を振動させて接着させる際、基板搭載テーブル１０５の表面粗さが樹脂基板１０３に転写されてしまうのである。この転写される表面粗さは、樹脂基板１０３の裏面である矢示Ａや矢示Ｂの部分に、見た目上、傷として現れる。
【００１４】
本発明の目的は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、フレキシブルな基板にＩＣチップ等の電子部品を振動により接着させても基板に傷が発生しない電子部品のボンディング方法および電子部品のボンディング装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ヘッドに保持された電子部品が振動を利用して基板に圧接接合される電子部品のボンディング方法において、ヘッドが電子部品を保持する工程と、この保持された電子部品が第１所定位置に移動する工程と、基板として厚さ５〜５０μｍのフレキシブル基板を採用し、このフレキシブル基板が第２所定位置に移動する工程と、フレキシブル基板を搭載する搭載面の表面粗さＲｍａｘを０．０１から０．５μｍとした基板搭載テーブルがフレキシブル基板を保持する工程と、電子部品がフレキシブル基板に近接する工程と、ヘッドの振動の周波数が基板搭載テーブルの振動の周波数より大きくなる状態で両者が振動しつつ、電子部品とフレキシブル基板とが圧接接合される工程と、電子部品がヘッドから離間する工程と、基板搭載テーブルに保持されているフレキシブル基板が基板搭載テーブルから離間する工程と、を有している。
【００１６】
この発明では、基板搭載テーブルの表面粗さＲｍａｘが０．０１〜０．５μｍの範囲内であるため、接合が確実に行われると共にフレキシブル基板に傷がつかないかまたは傷がついてもわずかなものとなる。また、基板搭載テーブルからフレキシブル基板に印加される振動は、その周波数が低くなると、フレキシブル基板と電子部品との圧接面まで効率よく到達する。一方、ヘッドの振動は、限界はあるがその周波数が高くても、フレキシブル基板と電子部品との圧接面まで効率よく到達する。大きな振動エネルギーをフレキシブル基板と電子部品との圧接面に印加するためには、振動周波数をヘッドの方を基板搭載テーブルより高くすることが、極めて有効である。
【００１７】
また、他の発明は、ヘッドに保持された電子部品が振動を利用して基板に圧接接合される電子部品のボンディング方法において、ヘッドが電子部品を保持する工程と、この保持された電子部品が第１所定位置に移動する工程と、基板として可撓性を有する厚さ５〜５０μｍのフレキシブル基板を採用し、このフレキシブル基板が第２所定位置に移動する工程と、フレキシブル基板を搭載する搭載面の表面粗さＲｍａｘを０．０１〜０．５μｍとした基板搭載テーブルがフレキシブル基板を保持する工程と、電子部品がフレキシブル基板に近接する工程と、基板搭載テーブルの振動の振幅がヘッドの振動の振幅より大きくなる状態で両者が振動しつつ電子部品とフレキシブル基板とが圧接接合される工程と、電子部品がヘッドから離間する工程と、基板搭載テーブルに保持されているフレキシブル基板が基板搭載テーブルから離間する工程と、を有している。
【００１８】
この発明では、基板搭載テーブルの表面粗さＲｍａｘが０．０１〜０．５μｍの範囲内であるため、接合が確実に行われると共にフレキシブル基板に傷がつかないかまたは傷がついてもわずかなものとなる。また、フレキシブル基板として、たとえばＣＯＦテープを採用した場合、ポリイミド樹脂やＰＥＴ樹脂がＣＯＦテープに多用されており、セラミックスと比較して、振動の減衰が著しく大きい。更に、フレキシブル基板は、変形し易いので、縦振動のみならず横振動でも伝達効率が悪い。振動の減衰が大きく且つ伝達効率の悪いフレキシブル基板を振動させる基板搭載テーブルの振幅を、ヘッドより大きくすることにより、釣合の良い振動を、フレキシブル基板と電子部品との接合面に印加することができる。
【００１９】
また、他の発明は、ヘッドに保持された電子部品が振動を利用して基板に圧接接合される電子部品のボンディング方法において、ヘッドが電子部品を保持する工程と、この保持された電子部品が第１所定位置に移動する工程と、基板として可撓性を有する厚さ５〜１０μｍのフレキシブル基板を採用し、このフレキシブル基板が第２所定位置に移動する工程と、フレキシブル基板を搭載する搭載面の表面粗さＲｍａｘを０．０１〜０．５μｍとした基板搭載テーブルがフレキシブル基板を保持する工程と、ヘッドが振動することで電子部品とフレキシブル基板とが圧接接合される工程と、電子部品がヘッドによる保持状態から非保持状態となる工程と、フレキシブル基板が基板搭載テーブルによる保持状態から非保持状態となる工程と、を有している。
【００２０】
この発明では、基板搭載テーブルの表面粗さＲｍａｘが０．０１〜０．５μｍの範囲内であるため、接合が確実に行われると共にフレキシブル基板に傷がつかないかまたは傷がついてもわずかなものとなる。
【００２１】
また、樹脂は、防振材の如く厚くなると振動が伝達されにくいが、樹脂製のフレキシブル基板の厚みを薄くすると、振動はある程度良好に伝達される。このため、基板を樹脂製のフレキシブル基板とし、その厚みを１０〜２００μｍとするのが好ましい。この構成とすると、樹脂製のフレキシブル基板と電子部品との圧接面に振動が十分に伝達されるので、圧接強度を高くすることができる。なお、フレキシブル基板を押さえる基板基板押え板の開口の四角形の内辺と接着される電子部品との距離を０．５〜５ｍｍにすると、樹脂製のフレキシブル基板と電子部品との圧接面に振動が十分に伝達されるので、圧接強度を高くすることができる。
【００２２】
さらに、フレキシブル基板としては、ＣＯＦテープまたはＴＡＢテープとするのが好ましい。この構成を採用することにより、テープに傷をつけることなくＴＣＰを製造することが可能となる。
【００２３】
また、フレキシブル基板の厚みは、１０〜５０μｍの範囲内とするのが好ましい。このようにすると、電子部品側への振動のみでも電子部品をフレキシブル基板に圧接接合させることが可能となると共に、振動による悪影響（基板が裂けたりなど）を防止することが可能となる。
【００２４】
また、電子部品とフレキシブル基板の少なくとも一方を加熱するのが好ましい。この構成とすることにより、電子部品とフレキシブル基板との圧接強度をより大きくすることができる。
【００２５】
また、本発明の電子部品のボンディング装置は、電子部品を保持するヘッドと、基板を搭載する基板搭載テーブルとを備え、振動をヘッドまたは基板搭載テーブルのいずれか一方または両者に加えることで電子部品を基板に圧接接合する電子部品のボンディング装置において、基板としてテープ状の厚さ５〜５０μｍのフレキシブル基板を採用可能とし、基板搭載テーブルの基板を搭載する搭載面の表面粗さＲｍａｘを０．０１〜０．５μｍとしている。
【００２６】
この発明では、基板搭載テーブルの表面粗さＲｍａｘが０．０１〜０．５μｍの範囲内であるため、接合が確実に行われると共にフレキシブル基板に傷がつかないかまたは傷がついてもわずかなものとなる。また、この構成によって、新たに発見された課題であるフレキシブル基板に傷がつくという問題を解決できることとなり、見た目上、きれいでかつ信頼性の高い電子部品付きフレキシブル基板を得ることができる。
【００２７】
また、フレキシブル基板を、ＣＯＦテープまたはＴＡＢテープとし、表面粗さＲｍａｘを０．０５〜０．２μｍとするのが好ましい。この構成を採用すると、信頼性の高いＴＣＰを得ることができると共に、テープ面に傷がつかないかまたは傷がついてもほんのわずかなものとすることができる。
【００２８】
また、ヘッドを振動させるヘッド用振動子と基板搭載テーブルを振動させる基板用振動子を設け、ヘッドと基板搭載テーブルを水平方向であって互いに９０度異なる方向に往復振動させると共に、ヘッドと基板搭載テーブルの各振動の周波数または各振動の少なくとも一方が両者によって異なるように振動可能に構成するのが好ましい。この構成では、ヘッドと基板搭載テーブルが９０度異なる方向に往復振動するので、接合強度が向上する。また、両者がそれぞれ振動子によって振動させられるので、振動の制御が容易となる。さらに振動の周波数または振幅の少なくとも一方が両者によって異なるように振動可能に構成しているので、接合強度のアップが容易となる。
【００２９】
さらに、ヘッドを振動可能とし、基板搭載テーブルを固定した状態でヘッドに保持される電子部品を超音波振動にて水平方向に０．２〜３．６μｍの往復振動させることで電子部品をフレキシブル基板に圧接接合可能に構成するのが好ましい。このように構成すると、一般的に採用されている従来構造、すなわち電子部品側のみを振動させるという構造を採用することができ、装置の品質の安定性、低コスト化が達成される。また、振動量が０．２〜３．６μｍの範囲であるため、フレキシブル基板が薄いテープであっても安定した接合が可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子部品のボンディング方法および電子部品のボンディング装置の実施の形態を、図を参照しながら説明する。なお、まず第１の実施の形態について図１から図９を参照しながら説明する。
【００３１】
この電子部品のボンディング装置は、超音波振動等の振動を利用して電子部品の接合を行うものである。超音波振動を利用して接合を行う超音波接合は、接合させる電子部品を基板側に押し当て加圧しながら超音波振動を発生させることで接合を行うものである。よって、この明細書では、超音波等の振動を利用した接合を適宜、圧接接合と呼ぶこととする。
【００３２】
圧接接合の場合、その振動の初期の段階で、接合界面の酸化皮膜や汚れが取り除かれる。これと同時に接触部分に摩擦熱が発生し、所定の接合時間またはエネルギーに達すると接合が完了する。界面がクリーンであれば強い接合が得られる。また、結晶粒どうしが原子間距離になるまで接近すると、強力な引力が働き、固相拡散接合する。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子部品のボンディング装置（以下、単にボンディング装置という。）の主要な構成要素を示す図である。ボンディング装置１は、ヘッドとなる電子部品用の振動ヘッド２（ブランソン社製）と、基板載置側部材３とを有する。
【００３４】
振動ヘッド２は、振動ホーン２ａと、振動ヘッド圧接部２ｂと、振動ヘッド用振動子２ｃとを備える。基板載置側部材３は、基板用振動子３ａと、断熱層４と、基板加熱部５と、基板搭載テーブル６と、ヒータ７と、温度センサ８と、真空吸着孔９と、真空パイプ１０とを備える。
【００３５】
振動ヘッド２と基板載置側部材３との間には、フレキシブルな樹脂基板となるＣＯＦテープ１１が、図１で左側から右側へ間欠的に進行していく状態で配置される。このＣＯＦテープ１１には、電子部品となるＩＣチップ１２がボンディングされる。基板搭載テーブル６上には、基板押さえ板１３が載置されている。
【００３６】
ボンディング装置１は、上側に設けられた振動ヘッド２と、下側に設けられた基板載置側部材３により、ＩＣチップ１２をＣＯＦテープ１１に対して圧接接合する構造となっている。
【００３７】
図１に示すように、振動ホーン２ａの先端部の底面には、振動ヘッド圧接部２ｂが設けられ、圧電素子からなる振動ヘッド用振動子２ｃが振動ホーン２ａの後端部に設けられている。振動ヘッド圧接部２ｂは、超硬材料からなるが、特にこれに限定されるものではない。振動ヘッド圧接部２ｂの表面を、窒化チタンや炭素チタン等でコートするのが好ましい。そのようなコートを行うと、その基材がどのようなものであっても、耐久性が著しく向上する。
【００３８】
振動ヘッド用振動子２ｃの振動は、振動ホーン２ａ中を伝播して振動ヘッド圧接部２ｂへ収斂する。振動ヘッド圧接部２ｂの振動の垂直成分をゼロにするために、振動ホーン２ａは、水平面に対してある角度をもって取り付けられている。これにより、振動ヘッド圧接部２ｂは、フレキシブル基板となるＣＯＦテープ１１の平面に対し平行な水平方向にのみ振動することとなる。振動周波数は、１０〜６０ＫＨｚである。ＩＣチップ１２の吸着、位置合わせ、後述するカメラユニット１７からの逃げ、およびＣＯＦテープ１１からの逃げ等のために、振動ヘッド２を上下と左右に移動させる駆動機構（図示省略）が設けられている。
【００３９】
振動ホーン圧接部２ｂには、ＩＣチップ１２を真空吸着し、振動ヘッド２に保持（固定）するための直径が０．８ｍｍの吸着孔が設けられている（図示省略）。この振動ヘッド２に設けられる吸着孔は、基板搭載テーブル６に設けられた真空吸着孔９と同様な構成を有している。なお、振動ホーン２ａに、ＩＣチップ１２を加熱するヒータを埋め込むようにしても良い。この場合、基板加熱部５と同様な構成を採用しても良い。
【００４０】
基板用振動ヘッドとなる基板載置側部材３は、基板用振動子３ａで励振された振動をＣＯＦテープ１１に印加する機能の他に、ＣＯＦテープ１１を吸着・保持する機能と、ＣＯＦテープ１１を加熱する機能とを備えている。
【００４１】
基板用振動子３ａには、外部から与えられた磁界に対応して伸縮する超磁歪素子を用いている。振動周波数は、１０〜３０ＫＨｚである。超磁歪素子は、熱に弱い。そのため、基板用振動子３ａと基板加熱部５との間に、断熱層４を設けて、基板加熱部５で発生する熱による基板用振動子３ａの過熱を防止している。なお、超磁歪素子は、圧電素子と同様に、高周波振動を発生する素子で、圧電素子と比較して低い周波数領域で優れた特性を発揮する。しかし、電子部品のボンディング技術の領域では、超磁歪素子の機能を圧電素子で代用することも可能で、この逆も可能である。
【００４２】
断熱層４は、主に多孔質セラミックスからなる。多孔質セラミックスは、他の材料と比較すると、耐高温特性と、振動の低減衰特性と、比較的高い強度特性等の総合特性に優れた断熱材である。
【００４３】
基板加熱部５は、断熱層４と基板搭載テーブル６の間に配設されている。そして、基板加熱部５には、ヒータ７と、温度センサ８と、真空を発生させる真空源へ連結する真空パイプ１０とが設けられている。この基板加熱部５からの熱は、基板搭載テーブル６以外には伝導し難いように設計されている。ヒータ７は、シースヒータであり、温度センサ８は、熱電対である。
【００４４】
基板搭載テーブル６は、樹脂製のフレキシブル基板となるＣＯＦテープ１１を搭載し保持（吸着・固定）する機能の他に、圧接時の振動ヘッド２の荷重を受ける機能と、ＣＯＦテープ１１へヒータ７の熱を伝達する役割を担っている。この基板搭載テーブル６には、ＣＯＦテープ１１が搭載される搭載面６ａと、ＣＯＦテープ１１の進行方向両端に設けられる段部６ｂ，６ｂとが設けられている。その段部６ｂ，６ｂには、４つのネジ係合穴６ｃと、１つの細径孔６ｄと、１つの長穴６ｅとが設けられている。
【００４５】
真空吸着孔９は、図１および図２に示すように、５本の垂直方向に延びる垂直部９ａと、ＩＣチップ１２を取り囲む２つの大小のロの字形の溝部９ｂ、９ｃと、５本の垂直部９ａが底側でつながる楕円状の凹部９ｄとを有している。なお、４つの垂直部９ａの先端は、溝部９ｂ、９ｃに各２つずつ配設され、中央の垂直部９ａのみが搭載面６ａに形成されている。
【００４６】
基板搭載テーブル６の図１における上下方向の高さは１２ｍｍとされ、溝部９ｂ、９ｃの各溝深さは０．５ｍｍとされ、凹部９ｄの深さは１ｍｍとされている。このため、垂直部９ａの長さは１０．５ｍｍとされている。ロの字形の溝部９ｂを囲む搭載面６ａの表面粗さ、ロの字形の溝部９ｂと９ｃで囲まれる部分の搭載面６ａの表面粗さおよび小さいロの字形の溝部９ｃで囲まれる表面粗さはすべて同一とされ、ＲＭａｘが０．０５〜０．２μｍに設定されている。
【００４７】
なお、この値は、後述するように、０．０１〜０．５μｍの間に設定しても良い。また、このような鏡面加工は、少なくとも小さいロの字形の溝部９ｃで囲まれた部分、すなわちＩＣチップ１２を搭載するＩＣ搭載面のみで良いが、この実施の形態では、ＣＯＦテープ１１が接触する全ての搭載面６ａに上述のＲＭａｘ０．０５〜０．２μｍの鏡面加工が施されている。
【００４８】
基板載置側部材３は、図１の矢示Ａ方向にＣＯＦテープ１１を送る時に、基板搭載テーブル６とＣＯＦテープ１１とが接触しないように垂直方向に移動できるようになっている。
【００４９】
図３に示すように、基板押え板１３の中央部には、四角形の開口１４が設けられ、その進行方向前後には切り欠き１５，１５が設けられている。この開口１４は、振動ヘッド２の先端部の底面と振動ヘッド圧接部２ｂが入るように設計されている。そして、開口１４の外周は、振動ヘッド２との接触を防止するために、大きな面取り、すなわち、外側に行くほど厚くなるスロープ１３ａが形成されている。
【００５０】
また、基板押え板１３は、ＣＯＦテープ１１を送る時、ＣＯＦテープ１１に形成されている電気接続端子部１６（図３、図４において点線で示した部分参照）や、接合されたＩＣチップ１２と接触してそれらを損傷させないように、垂直方向に移動できる構造となっている。この電気接続端子部１６は、図１３に示す従来のリード部１０４に相当するものである。さらに、基板押え板１３でＣＯＦテープ１１を押圧し固定した時、ＣＯＦテープ１１に形成されている各電気接続端子部１６と、ＣＯＦテープ１１に圧接接合された各ＩＣチップ１２とを、開口１４と切り欠き１５によって逃がし、この基板押さえ板１３と接触しない形状となっている。
【００５１】
ＣＯＦテープ１１は、真空吸着孔９による真空吸着と基板押え板１３による押圧によって、基板搭載テーブル６に保持されると共に固定される。一方、ＣＯＦテープ１１の圧接面（図１では上面）は、ＣＯＦテープ１１の厚さ分だけ基板搭載テーブル６から離れている。ＣＯＦテープ１１は、フレキシブルであり、基板押え板１３でこのＣＯＦテープ１１を固定しても、硬いセラミックス製の基板とは異なり、ＣＯＦテープ１１の圧接面を動かないように完全に固定することはできない。すなわち、ＣＯＦテープ１１の上面と下面の間にはやわらかい樹脂部材が存在しているため、ＣＯＦテープ１１の周囲を強く固定しても、ＣＯＦテープ１１の開口１４に存在している上面や下面は、振動を受けると、水平方向に伸びたり縮んだりする。
【００５２】
さらに、ＣＯＦテープ１１の圧接面における固定程度は、上述のテープの厚みの他に、基板押え板１３の開口１４を形成する内側端面とＩＣチップ１２との距離に大きく依存する。真空吸着孔９の機能は、この固定強度を上げるためであり、主にＣＯＦテープ１１を固定することにある。ＣＯＦテープ１１は、真空吸着孔９によっても吸着固定されているが、主に基板押え板１３の押えによって、強く固定されている。
【００５３】
図１および図３では、図を見やすくするために、基板押え板１３とＩＣチップ１２との距離を大きく図示してあるが、この距離は、振動ヘッド２と接触しない範囲で極力小さくすることが好ましい。この実施の形態では、開口１４を区画する端面から開口１４内に位置するＩＣチップ１２までの最小距離を１．５ｍｍとしている。この最小距離は、好ましくは、０．５〜５ｍｍで、より好ましくは、０．８〜２ｍｍである。この値を０．５ｍｍ以上とすると、振動ヘッド２と基板押さえ板１３の接触リスクが大きく減少する一方、５ｍｍ以下とすると、開口１４に配置されるＣＯＦテープ１１の動きをかなりの程度抑えることができる。
【００５４】
また、振動ヘッド圧接部２ｂの振動方向と基板搭載テーブル６の振動方向は、互いに水平方向でかつ直交している。直交すると、２つの振動が振幅を打ち消すことはなくなる。さらに、振動の周波数を異ならせることにより、２つの振動の合成ベクトルは、一定の方向のみではなく、ランダムな方向をとるようになる。
【００５５】
ＣＯＦテープ１１にＩＣチップ１２を載置し、基板搭載テーブル６と、振動ヘッド用振動子２ｃとを互いに直交する方向でかつ水平方向に振動させた場合の状況を以下に示す。
【００５６】
振動ヘッド用振動子２ｃの振動周波数を４０ＫＨｚとした場合、振動ホーン２ａの振幅は約３μｍ（ミクロン）となり、ＩＣチップ１２の振幅は、１．８μｍとなり、ＩＣチップ１２の振幅は、振動ホーン２ａの振幅の６割前後に減衰する。振動ヘッド用振動子２ｃの振動周波数を６０ＫＨｚとした場合、振動ホーン２ａの振幅は約１μｍとなり、ＩＣチップ１２の振幅は、０．２μｍとなり、振幅は、２割前後に減衰する。
【００５７】
以上のように、振動周波数が高くなると、振動エネルギーは大きくなるが、伝達ロスが大きくなるので、振動周波数は、振動の減衰を勘案して決める。なお、電子部品となるＩＣチップ１２の往復振動（振幅）の大きさを０．２〜３．６μｍとすると、接合強度や傷の発生防止の面で好ましいものとなる。
【００５８】
図３は、ＣＯＦテープ１１と基板押え板１３の関係を平面図で示したものである。ＣＯＦテープ１１の両端には係合孔となる送りのためのパーフォレーション１１ａがわずかな間隔をあけて連続的に形成されており、中央部には、配線（図示略）と電気接続端子部１６が形成されている。ＣＯＦテープ１１は、図３における矢示Ａの方向に送られる。進行方向手前の切り欠き１５は、ＣＯＦテープ１１に設けられている電気接続端子部１６に基板押さえ板１３を接触させないための逃げ部となっている。進行方向後側の切り欠き１５は、電気接続端子部１６や圧接接合されたＩＣチップ１２に基板押さえ板１３が接触しないようにする逃げ部となっている。
【００５９】
基板押え板１３は、ＣＯＦテープ１１がフレキシブルなので、それを安定して押さえることができるように、圧接されるＩＣチップ１２の周辺のみに限定せずに、ＩＣチップ１２の搭載ピッチＰ（ＩＣチップ１２間の距離）の２〜７倍の幅Ｗとされ、ＣＯＦテープ１１を広く押さえることのできる形状となっている。
【００６０】
図４は、振動ヘッド圧接部２ｂに吸着された後、所定位置（第１所定位置）に移動させられたＩＣチップ１２と、所定位置（第２所定位置）に送られたＣＯＦテープ１１の電気接続端子部１６とをカメラユニット１７で撮影して位置合わせする工程を説明するための図である。図４では、振動ホーン２ａの先端部の底部に配設された振動ヘッド圧接部２ｂにＩＣチップ１２が吸着されている。なお、図４では、基板押さえ板１３や基板載置側部材３が省略されている。
【００６１】
カメラユニット１７の開口１４の周辺に位置する部分には、リング照明２９（図９参照）が設けられていて（図４では省略）、その光を受けてＩＣチップ１２がカメラユニット１７に撮影される。このリング照明２９を用いて、フラッシュ撮影を行うこともできる。同様に、ＣＯＦテープ１１上に設けられた未接合の電気接続端子部１６もカメラユニット１７に撮影される。なお、図４のＣＯＦテープ１１には、未接合の電気接続端子部１６（図４では未接合については高さ方向を拡大して示す）と圧接されたＩＣチップ１２とが示され、図４ではさらにＣＯＦテープ１１の送り方向として、矢示Ａが示されている。
【００６２】
図５は、カメラユニット１７の内部構成を説明する透視図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図である。カメラユニット１７は、上下の被写体を撮影できるように２個のユニット部から構成されている。カメラユニット１７は、光学系１８と撮像部１９とからなる。
【００６３】
光学系１８は、２系統に分かれ、その１つは、ＣＯＦテープ１１上の電気接続端子部１６の画像を下側のカメラ開口２０ａから取り込み、プリズム２１で垂直方向から水平方向となるように９０度曲げ、さらにミラー２２ａで９０度水平方向に曲げてＣＣＤ(Charge Coupled Device)２３にインプットする。カメラ開口２０ａ、プリズム２１、ミラー２２ａおよびＣＣＤ２３によって一方のユニット部が形成される。撮像部１９では、ＣＣＤ２３にインプットされた画像を電気信号に変換し、その信号を画像処理装置３２（図９参照）に伝送する。図５において、実線の矢印はこの系統の光の進行方向を示す。
【００６４】
光学系１８の他方は、振動ヘッド圧接部２ｂに吸着されたＩＣチップ１２の画像を上側のカメラ開口２０ｂから取り込み、プリズム２１で垂直方向から水平方向となるように９０度曲げ、さらにミラー２２ｂで９０度曲げてＣＣＤ２４にインプットする。カメラ開口２０ｂ、プリズム２１、ミラー２２ｂおよびＣＣＤ２４によって他方のユニット部が形成される。そして、撮像部１９では、ＣＣＤ２４にインプットされた画像を電気信号に変換し、その信号を画像処理装置３２に伝送する。図５において、１点鎖線の矢印は、この他方の系統の光の進行方向を示す。
【００６５】
図５（ｂ）（ｃ）には、下と上のカメラ開口２０ａ，２０ｂとプリズム２１が図示されている。この図に示すように、この実施の形態では、下と上の各被写体の画像を、それぞれのカメラ開口２０ａ，２０ｂから取り込み、同一平面上に配設された２系統の光学系１８の各系統で画像を伝送し、ＣＣＤ２３，２４でデジタル信号に変換する。
【００６６】
振動ヘッド２が保持しているＩＣチップ１２とＣＯＦテープ１１との位置合わせがなされ、かつ、カメラユニット１７が退避した後に、振動ヘッド２は、ＩＣチップ１２をＣＯＦテープ１１に圧接接合するために降下する。
【００６７】
なお、通常、振動ヘッド２を、ＣＯＦテープ１１との位置合わせ後に、垂直方向に下降移動させると、位置合わせ精度が低下する。この位置合わせ精度の低下を防止するためには、振動ヘッド２の移動距離を短くすることが有効である。このため、本実施の形態では、カメラ開口２０ａ，２０ｂ付近の厚さ（垂直方向の幅）を薄くしている。カメラ開口２０ａ，２０ｂ付近のカメラユニット１７の厚さを薄くする手段としては、この実施の形態で示すように、２系統に分かれる光学系１８を同一平面に配設したり、光学系１８と撮像部１９を区分して、光学系１８を撮像部１９より薄くすることが好ましい。
【００６８】
なお、ＣＯＦテープ１１の位置合わせのためには、ＣＯＦテープ１１に設けられている位置マーク（アライメント・マーク）を用いている。振動ヘッド２に保持されたＩＣチップ１２の位置合わせには、ＩＣチップ１２に描かれている回路配線パターンを用いる。なお、ＩＣチップ１２の代わりに回路基板をＣＯＦテープ１１に圧接接合する場合は、回路基板に設けられている位置マークを用いる。位置マークの形状としては、直径０．２ｍｍの○印を採用している。位置マークのその他の形状としては、四角形、×印等でも良く、寸法は、０．１〜５ｍｍが好ましい。
【００６９】
図６は、電子部品（ここではＩＣチップ１２とする）と、樹脂製のフレキシブル基板（ここではＣＯＦテープ１１とする）上の電気接続端子部１６との位置合わせ（アライメント）に関するフローチャートである。なお、以下の動作の制御は、ボンディング装置１の装置コントローラ３０（図８参照）が行う。
【００７０】
まず、振動ヘッド２がＩＣチップ１２を保持する工程を開始する。すなわち、ＩＣチップ１２が入れられているトレイ（図示略）上に振動ヘッド２が移動し、振動ヘッド２は、ＩＣチップ１２を振動ヘッド圧接部２ｂに吸着固定することで保持する（ステップＳ１）。なお、テープで裏打ちされ、ダイシングによりカットされたウエハー基板の場合は、裏打ちしたテープがトレイに代わるものとなることもある。
【００７１】
次に、ＩＣチップ１２が、第１所定位置に移動する工程に移る。すなわち、ＩＣチップ１２を、ＣＯＦテープ１１との圧接位置（第１所定位置）に移動させるため、ＩＣチップ１２を吸着固定することで保持した振動ヘッド２が第１所定位置に移動する（ステップＳ２）。
【００７２】
次に、ＣＯＦテープ１１が、第２所定位置に移動する工程に移る。すなわち、ＣＯＦテープ１１は、装置コントローラ３０の制御により、基板搭載テーブル６と基板押え板１３から離間したフリーな状態で進行し、ＣＯＦテープ１１の電気接続端子部１６がＩＣチップ１２との圧接位置（第２所定位置）に移動する（ステップＳ３）。
【００７３】
次に、ＣＯＦテープ１１を基板搭載テーブル６に保持する工程に移る。すなわち、基板載置側部材３が上昇することで、基板搭載テーブル６が上昇し、基板搭載テーブル６はＣＯＦテープ１１を真空吸着孔９による吸着力を利用して吸着することでＣＯＦテープ１１を保持する（ステップＳ４）。加えて、基板押え板１３が降下し、ＣＯＦテープ１１は、基板搭載テーブル６と基板押え板１３の間に固定される（ステップＳ５）。これにより、基板搭載テーブル６は、ＣＯＦテープ１１を強く保持する。
【００７４】
次に、ＩＣチップ１２とＣＯＦテープ１１とが位置合わせされる工程に移る。まず、カメラユニット１７は、位置マークが撮影できる位置に移動する（ステップＳ６）。そして、カメラユニット１７は、ＣＯＦテープ１１の位置マークと、ＩＣチップ１２の回路配線パターンまたは位置マークの画像を同時に撮影して、その画像データをカメラユニット１７内に取り込む（ステップＳ７）。
【００７５】
次に、画像処理装置３２（図８参照）は、ＣＯＦテープ１１の位置マークの座標と、ＩＣチップ１２の回路配線パターンの所定位置または位置マークの座標を計算する（ステップＳ８）。ＣＯＦテープ１１の位置マークまたはＩＣチップ１２の位置マーク（または回路配線パターンの所定位置）に関する座標の誤差が所定範囲を超えている場合（ステップＳ９においてＹＥＳ）、装置コントローラ３０（図８参照）は、位置ずれがあると判断し、振動ヘッド２を移動させて、ＩＣチップ１２側の位置合わせを行なう（ステップＳ１０）。撮影された位置マークの座標の誤差が所定範囲内の場合（ステップＳ９においてＮＯ）は、装置コントローラ３０は、位置ずれが無いと判断し、振動ヘッド２の移動は行わずに、次工程に進む。
【００７６】
この実施の形態では、ＣＯＦテープ１１上の位置マークの画像を、テープや透明基板を透過させないで直接取り込んでいるので、透明基板を使用した場合に発生する光学的歪みによる位置読込精度の低下を引き起こすことなく、マーク位置の検出位置精度を向上させることができる。
【００７７】
また、２つの部品の位置合わせ精度は、２つの部品の座標を別々に異なる時刻に測定すると、各座標を別々に算出する必要が生じ、個々の原点からの座標の誤差が加算される。一方、上述の如く、２つの部品の位置を同一部材でかつ同時刻に測定すると、２つの測定位置の相対関係のみを把握すれば２つの部品の位置合わせが可能となる。このため、２つの部品の原点からの座標の各誤差を考慮する必要がなくなる。換言すると、カメラユニット１７が動いていても、精度よく２つの部品の位置合わせデータを取り込むことができる。このような同一部材中の光学系１８による同時撮影は、残留振動の検出を行っていない位置制御方式であるオープン制御に有効な方法である。この点について以下に説明する。
【００７８】
カメラユニット１７は、位置合わせ毎に、位置マークや回路配線パターンの所定位置（以下、単に、位置マークという。）に移動して位置マークを撮影し、ＩＣチップ１２をＣＯＦテープ１１に圧接接合する時には、撮影位置から退避している。カメラユニット１７は、短時間で完全に停止することは難しく、残留振動が残る。
【００７９】
残留振動がある程度大きい場合、ＩＣチップ１２の位置マークとＣＯＦテープ１１上の位置マークを異なる時刻に撮影すると、測定され計算された位置マークの座標には残留振動の影響が含まれる。しかし、ＩＣチップ１２の位置合わせをＣＯＦテープ１１の位置マークを基準として同時撮影をすれば上記の問題は生じない。すなわち、ＩＣチップ１２の位置マークとＣＯＦテープ１１上の位置マークを同一のカメラユニット１７で同時に撮影すると、カメラユニット１７の残留振動は、殆ど問題がなくなる。
【００８０】
このように、本実施の形態の位置合わせ方法を採用すると、２つの部品の位置合わせ精度が著しく向上する。また、上述のステップＳ７において、上下の被写体を撮影し、その画像を同時に取り込むことにより、画像取り込みのために残留振動の低下を待つという時間を省略でき、タクトの短縮をもたらす。
【００８１】
図７は、ＩＣチップ１２のバンプ電極（従来の金バンプ１０２に相当）をＣＯＦテープ１１上の電気接続端子部１６に超音波振動を利用してボンディングする方法に関するフローチャートである。
【００８２】
位置合わせとなるステップＳＡは、ＩＣチップ１２とＣＯＦテープ１１の位置合わせ（アライメント）に関する上述したステップＳ１〜Ｓ１０とほぼ同じである。なお、この場合、ステップＳ７の同時撮影は、必須要件ではない。これは、ＩＣチップ１２とＣＯＦテープ１１とは既に位置合わせが終了しているためであり、このステップＳＡではわずかな修正を行うに過ぎないためである。
【００８３】
以下に、図７を用いて位置合わせ後の工程について説明する。
【００８４】
まず、装置コントローラ３０は、位置合わせ用のカメラユニット１７を退避させる（ステップＳ１１）。そして、少なくとも次のステップＳ１２が行われる直前には、振動ホーン２ａの温度は、３００℃とされ、また、基板加熱部５の温度は、２００℃とされる。なお、この加熱は、振動ヘッド２側では行わず基板加熱部５のみで行うようにしても良い。
【００８５】
次に、装置コントローラ３０は、振動ヘッド２を降下させることにより、ＩＣチップ１２をＣＯＦテープ１１に近接させる工程を行う（ステップＳ１２）。
【００８６】
次に、装置コントローラ３０は、振動ヘッド用振動子２ｃの振動の周波数を基板用振動子３ａの振動の周波数より大きい周波数とする条件で、振動ヘッド用振動子２ｃと基板用振動子３ａとを励振させ、ＩＣチップ１２とＣＯＦテープ１１とを圧接接合する工程を行う。
【００８７】
より具体的には、振動ヘッド用振動子２ｃの周波数を４０ＫＨｚとし、基板用振動子３ａの周波数を１８ＫＨｚとする条件で、振動ヘッド用振動子２ｃと基板用振動子３ａを水平方向で互いに直交する方向に励振する（ステップＳ１３）。このときの振動ヘッド圧接部２ｂの振幅は、８μｍで、基板搭載テーブル６の振幅は、１４μｍである。
【００８８】
両者が近接した位置からさらに、振動ヘッド２を下降させ、ＩＣチップ１２をＣＯＦテープ１１の電気接続端子部１６に０．５秒押圧させる（ステップＳ１４）。なお、この実施の形態では、ＩＣチップ１２の寸法は、縦横が２×１０ｍｍで厚さが０．４ｍｍで、端子（バンプ）数は４０個である。圧接荷重は、概略１００グラム／バンプで、全体では、４０Ｎ（ニュートン）である。また、搭載面６ａの鏡面加工は、上述したように、その凹凸がＲＭａｘで０．０５〜２．０μｍの範囲になる程度とされている。
【００８９】
次に、装置コントローラ３０は、ＩＣチップ１２を振動ヘッド２から離間させる工程を実行させる。具体的には、装置コントローラ３０は、ＩＣチップ１２を吸着している真空をブレイクして、振動ヘッド圧接部２ｂをＩＣチップ１２から離す（ステップＳ１５）。
【００９０】
次に、装置コントローラ３０は、基板搭載テーブル６に固定されているＣＯＦテープ１１を、基板搭載テーブル６から離間させる工程を実行させる。具体的には、装置コントローラ３０は、ＣＯＦテープ１１を吸着している真空のブレイクと、基板押え板１３の上昇を行い、ＣＯＦテープ１１をフリーにする（ステップＳ１６）。加えて、装置コントローラ３０の制御により、振動ヘッド２は次のＩＣチップ１２をピックアップする位置に移動する。
【００９１】
次に、装置コントローラ３０の制御により、基板搭載テーブル６が降下する（ステップＳ１７）。次に、ＣＯＦテープ１１は１ピッチ進行し、次のボンディング操作に入る（ステップＳ１８）。
【００９２】
この実施の形態では、振動ヘッド用振動子２ｃの周波数を、基板用振動子３ａの周波数より高くしている。また、振動の振幅は、周波数とは逆で、基板用振動子３ａによって振動する基板搭載テーブル６の振幅を振動ヘッド用振動子２ｃによって振動する振動ヘッド圧接部２ｂの振幅より大きくしている。上下の周波数を異ならせることで、ランダムな擦り合わせが可能となり、良好な圧接強度を得ることができる。
【００９３】
振動ヘッド用振動子２ｃの周波数が、基板用振動子３ａの周波数より低くなると、エネルギー効率が悪くなるとともに、良好な圧接強度が得られ難くなる。これは、ＣＯＦテープ１１にあたえる周波数が高いほど、ＣＯＦテープ１１の圧接面に伝達される基板用振動子３ａからのエネルギーのロスが大きくなるからである。一方、ＩＣチップ１２は、振幅の減衰が小さいので、周波数をある程度高くしてエネルギーを大きくする方が得策である。このようなことから、振動ヘッド用振動子２ｃの周波数は、基板用振動子３ａの周波数の１．２〜４倍が良い。より好ましくは、１．５倍〜２．５倍である。しかしながら、振動ヘッド用振動子２ｃの周波数を基板用振動子３ａの周波数より低くしても、同一の周波数の場合に比べ、圧接強度は良好となり、このような周波数関係としても良い。
【００９４】
本発明においては、振動ヘッド用振動子２ｃの振幅を２〜１２μｍ、基板用振動子３ａの振幅を３〜２０μｍで実験を行った。振動ヘッド用振動子２ｃの振幅を、基板用振動子３ａの振幅より大きくするためには、振動ヘッド用振動子２ｃの振動の周波数を低くする必要があり、エネルギー効率が悪くなるとともに良好な圧接強度が得られ難くなる。振動ヘッド用振動子２ｃの振幅は、基板用振動子３ａの振幅の１／４〜１／１．２倍が好ましい。より好ましくは、１／２．５〜１／１．５倍である。
【００９５】
振動ヘッド用振動子２ｃの振動周波数、すなわち振動ホーン２ａの周波数を４０ｋＨｚとした場合、振動ホーン２ａの振幅は約３μｍであり、ＣＯＦテープ１１に押圧された状態のＩＣチップ１２の振幅は、振動ホーン２ａに対して約６〜７割程度に減衰した約１．８〜２μｍであった。一方、振動ホーン２ａの周波数を６０ｋＨｚとした場合、振動ホーン２ａの振幅は約１μｍであり、ＣＯＦテープ１１に押圧された状態のＩＣチップ１２の振幅は、振動ホーン２ａに対して約２割程度に減衰した約０．２μｍであった。したがって、振動ヘッド用振動子２ｃの振動周波数、すなわち振動ホーン２ａの周波数を約４０ｋＨｚとすると、振動ホーン２ａの周波数を約６０ｋＨｚとした場合に比べて、振動ホーン２ａの振幅が大きくなり、かつＩＣチップ１２に伝わる振動の減衰も小さくなり、ＩＣチップ１２の接合部に与えられるエネルギーのロスが小さくなる。
【００９６】
各振動子２ｃ，３ａの励振開始とＩＣチップ１２のＣＯＦテープ１１への押圧開始のタイミングは、各振動子２ｃ，３ａの励振開始がＩＣチップ１２の押圧開始より早くても遅くても良い。より好ましい条件は、各振動子２ｃ，３ａの励振開始とＩＣチップ１２の押圧開始が同時である。
【００９７】
図８は、ＣＯＦテープ１１の厚さと実用性との関係を示す。
【００９８】
使用したＣＯＦテープ１１は、厚さが５〜３００μｍのポリイミド樹脂である。圧接強度が実用に耐える程度に高い場合は○で、低い場合は×で、中間の場合は△で示してある。同様に、テープ強度（＝基板強度）が実用に耐える場合は○で、耐えない場合は×で、中間の場合は△で示してある。また、ＣＯＦテープ１１の裏面に基板搭載テーブル６の搭載面６ａの表面粗さが転写されない場合は○で、転写されわずかに傷として確認できる程度は△で、転写され傷として目立つ場合は×で示している。製品の評価は、製品として合格する場合は○で、不合格の場合は×で、中間の場合は△で示している。図８から判断すると、好ましいＣＯＦテープ１１の厚さは、１０〜２００μｍである。より好ましいＣＯＦテープ１１の厚さは、作業性の面等を考慮すると、２０〜７０μｍである。
【００９９】
図９は、ボンディング装置１における、振動ヘッド２の先端部の底面に取り付けられたＩＣチップ１２を、ＣＯＦテープ１１に対して水平方向の位置決めするための位置合わせ機構２５を構成する主な要素のブロック図である。
【０１００】
図９に示すように、位置合わせ機構２５は、振動ヘッド２をＸ軸方向へ移動させるＸ軸テーブル２６と、振動ヘッド２をＹ軸方向へ移動させるＹ軸テーブル２７と、カメラユニット１７と、リング照明２９と、装置コントローラ３０と、モータドライバ３１と、画像処理装置３２と、フラッシュ照明制御機構３３とを有している。この位置合わせ機構２５は、ＩＣチップ１２のＣＯＦテープ１１に対する位置合わせを行い、このＩＣチップ１２が吸着保持されている振動ホーン２ａをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる。
【０１０１】
Ｘ軸テーブル２６は、振動ホーン２ａのＸ軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向）への駆動を制御するためのものであり、振動ホーン２ａのＸ軸方向の位置を検出するエンコーダを有している。このＸ軸テーブル２６は、振動ホーン２ａのＸ軸方向における位置データを、装置コントローラ３０、モータドライバ３１および画像処理装置３２に常時送る。
【０１０２】
Ｙ軸テーブル２７は、振動ホーン２ａのＹ軸方向（ＣＯＦテープ１１の進行方向）への駆動を制御するためのものであり、振動ホーン２ａのＹ軸方向の位置を検出するエンコーダを有している。このＹ軸テーブル２７は、振動ホーン２ａのＹ軸方向における位置データを、装置コントローラ３０、モータドライバ３１および画像処理装置３２に常時送る。
【０１０３】
装置コントローラ３０は、このボンディング装置１全体の制御を司るものであり、具体的にはＸ軸テーブル２６、Ｙ軸テーブル２７、モータドライバ３１、画像処理装置３２、フラッシュ照明制御機構３３、基板載置側部材３（図９では省略）、基板押さえ板１３（図９では省略）、ＣＯＦテープ１１の送り等の各動作を制御する。
【０１０４】
装置コントローラ３０は、Ｘ軸テーブル２６およびＹ軸テーブル２７から常時送られてくる位置データと、画像処理装置３２から送られてくる画像データとに基づいて、モータドライバ３１、画像処理装置３２、フラッシュ照明制御機構３３、基板載置側部材３、基板押さえ板１３およびＣＯＦテープ１１の送り機構等の動作制御を行う。また、装置コントローラ３０は、振動ヘッド２に保持されているＩＣチップ１２やＣＯＦテープ１１の位置データを定期的にスキャンして間欠的に読み込むようにしても良い。
【０１０５】
装置コントローラ３０は、Ｘ軸テーブル２６およびＹ軸テーブル２７からの位置データに基づき、ＩＣチップ１２がＣＯＦテープ１１の水平方向における所定位置の上方に接近したことを認識すると、画像処理装置３２へ画像を取り込む旨の指令信号を送る。同時に、装置コントローラ３０は、フラッシュ照明制御機構３３に対して、フラッシュ照明を照射する旨の指令信号を送る。なお、両テーブル２６，２７からの位置データを監視し、そのデータに基づいてフラッシュ照明制御機構３３へ指令信号を送るまでの遅延時間は、好ましくは零であるが、各テーブル２６，２７の残留振動の周波数の１／１０以下であれば大きな問題はない。
【０１０６】
モータドライバ３１は、装置コントローラ３０の制御により、振動ヘッド２、すなわち振動ホーン２ａをＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動させる。画像処理装置３２は、装置コントローラ３０の制御により、カメラユニット１７で撮影している映像を画像処理する。この画像処理装置３２は、カメラユニット１７から画像データを受け取ると共に、Ｘ軸テーブル２６およびＹ軸テーブル２７から位置データを受け取る。
【０１０７】
そして、画像処理装置３２は、装置コントローラ３０からの指令信号を受け取り、カメラユニット１７の撮影動作を制御すると共に、同時のタイミングでフラッシュ照明制御機構３３にフラッシュ照明動作を開始させる開始信号を送る。フラッシュ照明制御機構３３は、画像処理装置３２および装置コントローラ３０からそれぞれの指令信号を受け取ると、リング照明２９を動作させてフラッシュ照明を行う。
【０１０８】
このフラッシュ照明と同時に、カメラユニット１７は、ＣＯＦテープ１１とＩＣチップ１２の各位置マークを同時撮影したり、ＩＣチップ１２のバンプ電極とＣＯＦテープ１１の電気接続端子部１６を撮影したりする。その撮影された画像は、上述したように、画像処理装置３２で処理され、装置コントローラ３０で位置状態が計算される。この計算結果に基づき位置合わせが行われる。
【０１０９】
図６に記載した位置合わせ方法は、上述したＩＣチップ１２等の電子部品と、それを実装するＣＯＦテープ１１等の樹脂製のフレキシブル基板との位置合わせ精度の向上とタクト時間の短縮を可能とするものである。対象となる基板は、フレキシブルな樹脂製の基板（テープを含む）に限定されず、剛性の高い樹脂テープ、剛性の高い樹脂基板および剛性の高いセラミックス基板に適用できる。しかしながら、基板の裏面に基板搭載テーブル６の表面粗さが転写されるのは、フレキシブルな基板の場合であり、基板搭載テーブル６の搭載面６ａへの鏡面加工は、フレキシブルな基板に電子部品を圧接接合する場合に好適なものとなる。
【０１１０】
また、図６の位置合わせ方法や図７の圧接接合方法においては、２つの振動子２ｃ，３ａを用いた例を示したが、図６や図７に記載した各方法は、振動子が１個の場合、たとえば振動ヘッド用振動子２ｃのみを用いる場合にも適用できる。
【０１１１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電子部品のボンディング装置および電子部品のボンディング方法について、図１０から図１２を参照しながら説明する。なお、この第２の実施の形態の電子部品のボンディング装置５１は、第１の実施の形態と比較すると、振動子が振動ヘッド２側のみに設けられている点が異なるのみであり、その他の点は、第１の実施の形態のボンディング装置１と同一であるため、同一部材には、同一符号を付すと共に、その説明を省略または簡略化することとする。
【０１１２】
このボンディング装置５１は、図１０に示すように、振動ヘッド２と、基板載置側部材５２とを有している。振動ヘッド用振動子２ｃは、１０〜６０ＫＨｚの周波数で振動する。これにより振動ホーン２ａは、その値、すなわち１０〜６０ＫＨｚの周波数で振動することとなる。基板載置側部材５２には、第１の実施の形態に係るボンディング装置１の基板載置側部材３に存在している基板用振動子３ａと断熱層４が設けられていない。
【０１１３】
基板搭載テーブル６の搭載面６ａには、ＲＭａｘで、０．２μｍの表面粗さとなる鏡面加工が施されている。しかし、ボンディング装置５１の開発に当たっては、まずは鏡面加工を施さないものを使用し、１つの振動子のみでどの程度の厚さのフレキシブル基板であれば製品として満足できるものが得られるかを確認した。評価項目は、基板の傷を除く３項目とした。この結果を図１１に示す。この図１１に示すように、フレキシブル基板（ＣＯＦテープ１１）の厚さが５〜１００μｍであれば、ある程度満足できる製品を得ることができ、１０〜５０μｍであれば非常に好ましい製品が得られることが判明した。
【０１１４】
しかしながら、製品評価として○の評価を得たものを含め、全てのＣＯＦテープ１１の裏面に、鏡面加工を施していない搭載面６ａの表面粗さがそのまま転写され、傷として現れていた。このため、図１１に示す全ての製品が、製品評価としては最終的に×となった。この表面粗さの転写という新たな問題への対策として、搭載面６ａの鏡面加工を実施した。この際に、鏡面加工の程度が表面粗さの転写の面から言ってどの程度が良いかの実験を行った。この実験では搭載面６ａの表面粗さとして、ＲＭａｘで０．００１μｍから２．０μｍのものを採用した。この結果を図１２に示す。
【０１１５】
図１２に示すように、転写による不良発生の問題は、表面粗さのＲＭａｘが０．００１μｍから０．５μｍの範囲であればほぼ満足でき、０．００１〜０．２μｍであればさらに好ましいものとなる。一方、圧接強度の面では、表面粗さのＲＭａｘが０．０１μｍ以上であればほぼ満足できるものとなり、０．０５μｍ以上であれば非常に好ましいものとなる。図１２に示す実験結果が得られた際に使用したフレキシブル基板となるＣＯＦテープ１１は、その厚さが、５〜５０μｍのものである。具体的には、図１１に示す実験結果では、圧接強度の面で○の評価がなされた５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍの５種類である。
【０１１６】
図１２に示すデータから次のことが推測される。表面粗さをある程度以上大きくすると、摩擦が大きくなり、ＣＯＦテープ１１の位置固定が向上し、圧接強度がアップすると判断される。一方、表面粗さをＲＭａｘで０．５μｍ以下とすると、フレキシブル基板の弾力性が効いてきて、表面粗さの転写がなされず、ほとんど傷として現れてこないものと判断される。
【０１１７】
なお、図１２に示すデータの取得の際、振動ヘッド２は、図１０の紙面と垂直の方向に振動させられている。この方向は、電気接続端子部１６の延出形成される方向（リードの足が飛び出ている方向）に対して直角の方向となる。この振動方向を、ＣＯＦテープ１１の進行方向としたり、その他の方向としても良い。
【０１１８】
上述した各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能である。たとえば、上述の各実施の形態では、フレキシブル基板として樹脂製のＣＯＦテープ１１を使用したが、ＴＡＢ方式に使用されるＴＡＢテープを使用しても良い。また、フレキシブルな基板であればテープ以外の基板や樹脂製以外の基板にも適用できる。
【０１１９】
また、上述の実施の形態では、上下２方向から超音波振動を印加する例と、上方向から超音波振動を印加する例を示したが、下方向からのみ超音波振動を印加するようにしても良い。また、振動子としては、超音波振動を与えるものとしたが、接合させる両部材の性質や必要とされる強度によっては超音波ではなく、音域の振動を与えるようにしても良い。
【０１２０】
また、上下方向の２方向から超音波振動を印加する場合、上述のように、直交する２方向から印加するのが好ましいが、同一方向としたり、交叉する角度を９０度ではなく他の角度となるように振動方向を設定しても良い。さらに、上下２方向からの振動印加の場合、両振動の周波数や振幅を異ならせるようにするのが好ましいが、両振動の周波数を同一としたり、振幅を同一としても良い。また、周波数や振幅を異ならせる場合、第１の実施の形態とは逆の関係となるように設定しても良い。
【０１２１】
また、フレキシブル基板に接合する電子部品としては、ＩＣチップの他に、表面弾性波素子、抵抗素子等、他の電子部品としても良い。また、基板載置側部材３，５２としては、基板加熱部５を有さないものとしても良い。さらに、フレキシブル基板は、真空吸着と基板押さえ板１３による押さえの両者で搭載面６ａに保持固定されるが、いずれか一方のみとしたり、両者またはいずれか一方に加え、またはそれらに代えてマグネット吸着等他の固定手段を採用しても良い。また、電子部品の振動ヘッド２による保持としては、真空吸着の他に、チャッキング等の他の保持手段を採用しても良い。
【０１２２】
また、図１や図９に記載された構成要素の全てではなく、それらの一部を有するボンディング装置で、本発明のボンディング方法を使用してボンディングを実施できる。さらに、本発明になる電子部品のボンディング方法は、この方法を用いて製造された製品、たとえばＴＣＰにも適用することができる。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明の電子部品のボンディング方法および電子部品のボンディング装置によれば、フレキシブル基板にＩＣチップ等の電子部品を圧接接合する際に、フレキシブル基板に傷が発生しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子部品のボンディング装置の主要構成要素を示す図で、基板搭載テーブルの一部と基板押さえ板を断面図として表した正面図である。
【図２】図１に示す電子部品のボンディング装置中の基板載置側部材の平面図である。
【図３】図１に示す電子部品のボンディング装置におけるＣＯＦテープと基板押え板との関係を示す平面図である。
【図４】図１に示す電子部品のボンディング装置において、電子部品とＣＯＦテープとを位置合わせする工程を説明するための図で、基板押さえ板や基板載置側部材を省略して示す図である。
【図５】図１に示す電子部品のボンディング装置に使用されるカメラユニットの透視図で、（ａ）は平面図で、（ｂ）は左側面図で、（ｃ）は正面図である。
【図６】図１に示す電子部品のボンディング装置で採用されているＩＣチップとＣＯＦテープとの位置合わせ方法を説明するためのフローチャート図である。
【図７】図１に示す電子部品のボンディング装置で採用されているＩＣチップとＣＯＦテープとを圧接接合する方法を説明するためのフローチャート図である。
【図８】図１に示す電子部品のボンディング装置を使用し、上下２方向から超音波振動を印加して製造した製品の評価を示す図で、フレキシブル基板の厚さに対する、圧接強度と、基板（テープ）強度と、基板の傷と、製品評価の各評価を示した図である。
【図９】図１に示す電子部品のボンディング装置に使用される位置決め駆動機構のブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る電子部品のボンディング装置の主要構成要素を示す図で、基板搭載テーブルの一部と基板押さえ板を断面図として表した正面図である。
【図１１】図１０に示す電子部品のボンディング装置を使用し、上方向からのみ超音波振動を印加して製造した製品の評価を示す図で、フレキシブル基板の厚さに対する、圧接強度と、基板強度と、基板の裏面に発生する傷を考慮しない製品評価の各評価を示した図である。
【図１２】図１０に示す電子部品のボンディング装置を使用し、上方向からのみ超音波振動を印加して製造した製品の評価を示す図で、搭載面の表面粗さに対する、転写による不良（傷）発生と、圧接強度の各評価を示した図である。
【図１３】圧接接合時に発生する傷の場所を説明する図である。
【符号の説明】
１電子部品のボンディング装置
２振動ヘッド（ヘッド）
２ａ振動ホーン
２ｂ振動ヘッド圧接部
２ｃ振動ヘッド用振動子
３基板載置側部材
３ａ基板用振動子
４断熱層
５基板加熱部
６基板搭載テーブル
６ａ搭載面
６ｂ段部
６ｃ係合孔
６ｄ細径部
６ｅ長穴
７ヒータ
８温度センサ
９真空吸着孔
９ａ垂直部
９ｂ大きいロの字形の溝部
９ｃ小さいロの字形の溝部
９ｄ楕円状の凹部
１０真空パイプ
１１ＣＯＦテープ（フレキシブル基板）
１１ａパーフォレーション
１２ＩＣチップ（電子部品）
１３基板押え板
１４開口
１５切り欠き
１６電気接続端子部
１７カメラユニット
１８光学系
１９撮像部
２０ａ，２０ｂカメラ開口
２１プリズム
２２ａ，２２ｂミラー
２３，２４ＣＣＤ
２５位置合わせ機構
２６Ｘ軸テーブル
２７Ｙ軸テーブル
２９リング照明
３０装置コントローラ
３１モータドライバ
３２画像処理装置
３３フラッシュ照明制御機構
５１電子部品のボンディング装置
５２基板載置側部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component bonding method and an electronic component bonding apparatus that press-bonds an electronic component to a flexible substrate by using vibration.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a device for applying vibration to join an electronic component to a ceramic substrate has been widely put into practical use. The number of vibrators used in these devices is usually one. Ceramic substrates are hard and difficult to deform even when subjected to vibration. Therefore, if the ceramic substrate is physically fixed, it does not move following the vibration of the electronic component. As a result, a relative motion occurs between the electronic component and the ceramic substrate, and good friction bonding is possible.
[0003]
However, since there is one vibration direction when there is one vibrator, there is a drawback that the shape of the joint becomes an ellipse that is long in the vibration direction. As a technique for solving this drawback, Patent Document 1 discloses a technique in which two vibrators are used and the vibration direction is two directions.
[0004]
The technique described in Patent Document 1 relates to a bonding method and apparatus for flip chip bonding of electronic components such as SAW (Surface Acoustic Wave) elements, and includes electrodes formed on a ceramic substrate, SAW elements, and the like. The gold bumps formed on the electronic parts are pressed while heating. This conventional technique has a first vibrator that applies vibration to a ceramic substrate and a second vibrator that applies vibration to an electronic component. By applying a sound wave, the bump shape of the crimping part is made substantially circular.
[0005]
On the other hand, for electronic products, TCP (Tape Carrier Package), which is easy to make the package thin, is frequently used for thinning. TCP manufacturing methods include a TAB (Tape Automated Bonding) method and a COF (Chip On Flexible Circuit Board or Chip On Film) method. Of both methods, the COF method is frequently used for flip chip mounting.
[0006]
However, since a film (synonymous with tape) on which an IC chip is mounted is flexible, a so-called vibration pressure welding method in which an electronic component such as an IC chip is vibrated and joined using ultrasonic waves cannot be adopted. This is because the flexible substrate absorbs ultrasonic energy. For this reason, methods for joining electronic components to the tape by the TAB method or COF method are soldering, Au-Sn bonding using gold bumps and tin-based bumps, and ACF (anisotropic conductive film) which is an anisotropic conductive film. Various bonding methods such as a method using a method, a method using an anisotropic conductive paste ACP (anisotropic conductive paste), and a method using NCP (non conductive paste) are commonly used.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-11-284028 (summary)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Since the film used as a flexible resin substrate is a soft material, it has the problem of being easily deformed when subjected to vibration. That is, when the electronic component is to be fixed to the flexible resin substrate by pressure contact, the portion where the flexible resin substrate is in contact with the electronic component moves to some extent following the vibration of the electronic component. For this reason, the relative motion (friction) between the surface of the electronic component and the surface of the flexible resin substrate pressed against the electronic component is greatly reduced. This tendency is particularly strong in the case of a vibration mode in which the vibration frequency is high and the amplitude is as small as several tens of microns or less.
[0009]
For this reason, in the conventional method with one vibrator, even if an electronic component is vibration-welded to a flexible resin substrate, the adhesive strength is extremely small and cannot be put to practical use. In addition, the method of using two vibrators to vibrate both the electronic component and the flexible resin substrate increases the pressure contact strength as compared with the case of one vibrator, but the variation is not practical. For this reason, the method of joining an electronic component and a flexible resin substrate by pressure contact using vibration has not been put into practical use.
[0010]
Note that various conventional joining methods such as the above-described soldering have a problem that the adhesive strength and quality reliability are inferior as compared with joining by pressure welding using vibration. For example, in the Au-Sn bonding method, since the solid phase diffusion temperature is high and the thermal stress is large, the combination of target components that can be mounted is greatly restricted.
[0011]
The present inventor has continuously analyzed and studied the variation in pressure-bonding strength when two vibrators are used in order to find a method that does not cause variations even when electronic components are fixed to a flexible resin substrate by pressure welding. is doing. As a result, there is a certain law between the pressure contact strength and the frequency of each of the two vibrators, and there is a constant law between the pressure contact strength and each amplitude of the two vibrators with respect to the pressure bonding strength. As a result, a patent application was filed (Japanese Patent Application No. 2002-253113).
[0012]
Thereafter, it has been found that, depending on the flexible resin substrate, sufficient adhesive strength can be obtained only by applying ultrasonic vibration only to the electronic component side. For this reason, the application range of this vibration welding method has been expanded. However, in both cases of using two vibrators and one vibrator, the surface roughness of the substrate mounting table on which the flexible resin substrate is placed is transferred to the resin substrate, so that it looks There has been a new problem of getting scratched.
[0013]
For example, as shown in FIG. 13, when the gold bump 102 provided below the electronic component 101 is bonded to the lead portion 104 serving as an electrode provided on the flexible resin substrate 103 by vibrating the electronic component 101 side, The surface roughness of the substrate mounting table 105 is transferred to the resin substrate 103. This transferred surface roughness appears as scratches on the portions indicated by arrows A and B which are the back surface of the resin substrate 103.
[0014]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and a bonding method for an electronic component that does not cause damage to the substrate even if the electronic component such as an IC chip is bonded to a flexible substrate by vibration. It is to provide an electronic component bonding apparatus.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for bonding an electronic component in which the electronic component held by the head is pressure-bonded to the substrate using vibration, the step of holding the electronic component by the head, and the holding The electronic component moved to the first predetermined position and the substrate 5 to 50 μm thick Adopting a flexible substrate, the step of moving the flexible substrate to the second predetermined position, and the substrate mounting table having a surface roughness Rmax of 0.01 to 0.5 μm for holding the flexible substrate hold the flexible substrate. The electronic component and the flexible substrate are press-welded while the two components vibrate while the frequency of the vibration of the head is greater than the frequency of the vibration of the substrate mounting table. And a step of separating the electronic component from the head and a step of separating the flexible substrate held on the substrate mounting table from the substrate mounting table.
[0016]
In this invention, the substrate mounting table Surface roughness Rmax Is within the range of 0.01 to 0.5 μm, the bonding is surely performed, and the flexible substrate is not damaged or even if it is damaged. Further, the vibration applied from the substrate mounting table to the flexible substrate efficiently reaches the pressure contact surface between the flexible substrate and the electronic component when the frequency is lowered. On the other hand, although the vibration of the head is limited, even if its frequency is high, it efficiently reaches the pressure contact surface between the flexible substrate and the electronic component. In order to apply large vibration energy to the pressure contact surface between the flexible substrate and the electronic component, it is extremely effective to make the vibration frequency higher in the head than in the substrate mounting table.
[0017]
According to another aspect of the invention, there is provided an electronic component bonding method in which an electronic component held by a head is pressure-bonded to a substrate using vibration, and the step of holding the electronic component by the head and the electronic component held by the head The process of moving to the first predetermined position and having flexibility as a substrate 5 to 50 μm thick Adopting a flexible substrate, the step of moving the flexible substrate to the second predetermined position, and a substrate mounting table having a surface roughness Rmax of 0.01 to 0.5 μm for holding the flexible substrate holds the flexible substrate. A step in which the electronic component is brought close to the flexible substrate, and a step in which the electronic component and the flexible substrate are pressure-bonded and joined while the vibration amplitude of the substrate mounting table is larger than the vibration amplitude of the head. And a step of separating the electronic component from the head and a step of separating the flexible substrate held by the substrate mounting table from the substrate mounting table.
[0018]
In this invention, the substrate mounting table Surface roughness Rmax Is within the range of 0.01 to 0.5 μm, the bonding is surely performed, and the flexible substrate is not damaged or even if it is damaged. Further, when a COF tape, for example, is used as the flexible substrate, polyimide resin or PET resin is frequently used for the COF tape, and vibration attenuation is significantly larger than that of ceramics. Furthermore, since the flexible substrate is easily deformed, the transmission efficiency is poor not only in longitudinal vibration but also in lateral vibration. By making the amplitude of the substrate mounting table that vibrates a flexible substrate with large vibration attenuation and poor transmission efficiency larger than that of the head, it is possible to apply balanced vibration to the joint surface between the flexible substrate and the electronic component. it can.
[0019]
According to another aspect of the invention, there is provided an electronic component bonding method in which an electronic component held by a head is pressure-bonded to a substrate using vibration, and the step of holding the electronic component by the head and the electronic component held by the head The process of moving to the first predetermined position and having flexibility as a substrate 5-10 μm thick Adopting a flexible substrate, the step of moving the flexible substrate to the second predetermined position, and a substrate mounting table having a surface roughness Rmax of 0.01 to 0.5 μm for holding the flexible substrate holds the flexible substrate. And a process of The head vibrates The steps in which the electronic component and the flexible substrate are press-bonded together, the step in which the electronic component is changed from the holding state by the head to the non-holding state, and the step in which the flexible substrate is changed from the holding state by the substrate mounting table to the non-holding state. Have.
[0020]
In this invention, the substrate mounting table Surface roughness Rmax Is within the range of 0.01 to 0.5 μm, the bonding is surely performed, and the flexible substrate is not damaged or even if it is damaged.
[0021]
In addition, when the resin becomes thick like a vibration-proof material, vibration is hardly transmitted, but when the thickness of the resin-made flexible substrate is reduced, vibration is transmitted to a certain extent. For this reason, it is preferable that a board | substrate shall be a resin-made flexible board | substrate and the thickness shall be 10-200 micrometers. With this configuration, vibration is sufficiently transmitted to the pressure contact surface between the resin flexible substrate and the electronic component, so that the pressure contact strength can be increased. Note that if the distance between the inner side of the square of the opening of the substrate substrate pressing plate that holds the flexible substrate and the electronic component to be bonded is 0.5 to 5 mm, vibration is generated on the pressure contact surface between the resin flexible substrate and the electronic component. Since it is sufficiently transmitted, the pressure contact strength can be increased.
[0022]
Furthermore, the flexible substrate is preferably a COF tape or a TAB tape. By adopting this configuration, it is possible to manufacture TCP without damaging the tape.
[0023]
Moreover, it is preferable that the thickness of a flexible substrate shall be in the range of 10-50 micrometers. In this way, it is possible to press-bond the electronic component to the flexible substrate only by vibration on the electronic component side, and it is possible to prevent adverse effects (such as tearing of the substrate) due to vibration.
[0024]
Moreover, it is preferable to heat at least one of the electronic component and the flexible substrate. By setting it as this structure, the press-contact intensity | strength of an electronic component and a flexible substrate can be enlarged more.
[0025]
An electronic component bonding apparatus according to the present invention includes a head for holding an electronic component and a substrate mounting table for mounting a substrate, and applies vibration to either or both of the head and the substrate mounting table. In a bonding equipment for electronic parts that press-bonds to a substrate, the substrate is tape-shaped 5 to 50 μm thick A flexible substrate can be used, and the surface roughness Rmax of the mounting surface on which the substrate of the substrate mounting table is mounted is set to 0.01 to 0.5 μm.
[0026]
In this invention, the substrate mounting table Surface roughness Rmax Is within the range of 0.01 to 0.5 μm, the bonding is surely performed, and the flexible substrate is not damaged or even if it is damaged. In addition, this configuration can solve the problem that the flexible substrate, which is a newly discovered problem, is damaged, and can provide a flexible substrate with electronic parts that is visually clean and highly reliable.
[0027]
Also flexible Substrate, COF It is preferable to use a tape or TAB tape, and the surface roughness Rmax is preferably 0.05 to 0.2 μm. By adopting this configuration, it is possible to obtain a highly reliable TCP, and it is possible to make the tape surface not scratched or to be very slight even if scratched.
[0028]
In addition, a head vibrator that vibrates the head and a board vibrator that vibrates the substrate mounting table are provided, and the head and the substrate mounting table are reciprocally oscillated in directions that are 90 degrees different from each other in the horizontal direction. It is preferable that the table can be vibrated such that the frequency of each vibration or at least one of the vibrations differs depending on the both. In this configuration, since the head and the substrate mounting table reciprocate in directions different by 90 degrees, the bonding strength is improved. Moreover, since both are vibrated by the vibrator, vibration control becomes easy. Furthermore, since it is configured to be able to vibrate so that at least one of the frequency or amplitude of vibration differs between the two, it is easy to increase the bonding strength.
[0029]
Furthermore, the head can be vibrated, and the electronic component held by the head with the substrate mounting table fixed is reciprocally oscillated by 0.2 to 3.6 μm in the horizontal direction by ultrasonic vibration, thereby allowing the electronic component to be flexible. It is preferable to be constructed so as to be capable of pressure welding. If comprised in this way, the conventional structure generally employ | adopted, ie, the structure of vibrating only the electronic component side, can be employ | adopted, and stability of the quality of an apparatus and cost reduction are achieved. Further, since the vibration amount is in the range of 0.2 to 3.6 μm, stable bonding is possible even if the flexible substrate is a thin tape.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an electronic component bonding method and an electronic component bonding apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0031]
This electronic component bonding apparatus performs bonding of electronic components using vibration such as ultrasonic vibration. The ultrasonic bonding that uses ultrasonic vibration to perform bonding is performed by generating ultrasonic vibration while pressing and pressing an electronic component to be bonded to the substrate side. Therefore, in this specification, joining using vibration such as ultrasonic waves is appropriately referred to as pressure welding.
[0032]
In the case of pressure welding, the oxide film and dirt on the bonding interface are removed at the initial stage of the vibration. At the same time, frictional heat is generated at the contact portion, and the joining is completed when a predetermined joining time or energy is reached. If the interface is clean, strong bonding can be obtained. Moreover, when the crystal grains approach each other until the interatomic distance is reached, a strong attractive force acts and solid phase diffusion bonding is performed.
[0033]
FIG. 1 is a diagram showing main components of an electronic component bonding apparatus (hereinafter simply referred to as a bonding apparatus) according to a first embodiment of the present invention. The bonding apparatus 1 includes a vibration head 2 (manufactured by Branson) for an electronic component that is a head, and a substrate placement side member 3.
[0034]
The vibration head 2 includes a vibration horn 2a, a vibration head pressure contact portion 2b, and a vibration head vibrator 2c. The substrate mounting side member 3 includes a substrate vibrator 3a, a heat insulating layer 4, a substrate heating unit 5, a substrate mounting table 6, a heater 7, a temperature sensor 8, a vacuum suction hole 9, and a vacuum pipe 10. With.
[0035]
A COF tape 11 serving as a flexible resin substrate is disposed between the vibration head 2 and the substrate placement side member 3 in a state of intermittently proceeding from the left side to the right side in FIG. An IC chip 12 serving as an electronic component is bonded to the COF tape 11. A substrate pressing plate 13 is placed on the substrate mounting table 6.
[0036]
The bonding apparatus 1 has a structure in which the IC chip 12 is pressure-bonded to the COF tape 11 by the vibration head 2 provided on the upper side and the substrate placement side member 3 provided on the lower side.
[0037]
As shown in FIG. 1, a vibration head pressure contact portion 2b is provided on the bottom surface of the tip portion of the vibration horn 2a, and a vibration head vibrator 2c made of a piezoelectric element is provided at the rear end portion of the vibration horn 2a. . The vibration head pressure contact portion 2b is made of a super hard material, but is not particularly limited thereto. It is preferable to coat the surface of the vibration head pressure contact portion 2b with titanium nitride, carbon titanium, or the like. When such coating is performed, the durability is remarkably improved regardless of the substrate.
[0038]
The vibration of the vibrating head vibrator 2c propagates through the vibrating horn 2a and converges to the vibrating head pressure contact portion 2b. In order to make the vertical component of vibration of the vibration head pressure contact portion 2b zero, the vibration horn 2a is attached at a certain angle with respect to the horizontal plane. As a result, the vibration head pressure contact portion 2b vibrates only in the horizontal direction parallel to the plane of the COF tape 11 serving as the flexible substrate. The vibration frequency is 10 to 60 KHz. A drive mechanism (not shown) for moving the vibration head 2 up and down and left and right is provided for suction and positioning of the IC chip 12, escape from the camera unit 17 described later, escape from the COF tape 11, and the like. Yes.
[0039]
The vibration horn pressure contact portion 2b is provided with a suction hole having a diameter of 0.8 mm for vacuum-sucking the IC chip 12 and holding (fixing) the IC chip 12 on the vibration head 2 (not shown). The suction holes provided in the vibration head 2 have the same configuration as the vacuum suction holes 9 provided in the substrate mounting table 6. A heater for heating the IC chip 12 may be embedded in the vibration horn 2a. In this case, a configuration similar to that of the substrate heating unit 5 may be employed.
[0040]
The substrate mounting side member 3 serving as the substrate vibration head has a function of attracting and holding the COF tape 11 in addition to a function of applying the vibration excited by the substrate vibrator 3 a to the COF tape 11, and the COF tape 11. And the function of heating.
[0041]
The substrate vibrator 3a uses a giant magnetostrictive element that expands and contracts in response to a magnetic field applied from the outside. The vibration frequency is 10 to 30 KHz. Giant magnetostrictive elements are vulnerable to heat. Therefore, the heat insulating layer 4 is provided between the substrate vibrator 3 a and the substrate heating unit 5 to prevent overheating of the substrate vibrator 3 a due to heat generated in the substrate heating unit 5. The giant magnetostrictive element is an element that generates high-frequency vibrations similarly to the piezoelectric element, and exhibits superior characteristics in a lower frequency region than the piezoelectric element. However, in the field of electronic component bonding technology, the function of the giant magnetostrictive element can be replaced by a piezoelectric element, and vice versa.
[0042]
The heat insulating layer 4 is mainly made of porous ceramics. Porous ceramics are heat insulating materials that are superior in overall characteristics such as high temperature resistance, low vibration damping characteristics, and relatively high strength characteristics, as compared with other materials.
[0043]
The substrate heating unit 5 is disposed between the heat insulating layer 4 and the substrate mounting table 6. The substrate heating unit 5 is provided with a heater 7, a temperature sensor 8, and a vacuum pipe 10 connected to a vacuum source that generates a vacuum. The heat from the substrate heating unit 5 is designed to be difficult to conduct except for the substrate mounting table 6. The heater 7 is a sheath heater, and the temperature sensor 8 is a thermocouple.
[0044]
The substrate mounting table 6 has a function of receiving the load of the vibration head 2 during pressure contact and a heater 7 to the COF tape 11 in addition to the function of mounting and holding (sucking / fixing) the COF tape 11 as a resin flexible substrate. It plays the role of transferring heat. The substrate mounting table 6 is provided with a mounting surface 6a on which the COF tape 11 is mounted and step portions 6b and 6b provided at both ends of the COF tape 11 in the traveling direction. The stepped portions 6b and 6b are provided with four screw engaging holes 6c, one small-diameter hole 6d, and one long hole 6e.
[0045]
As shown in FIGS. 1 and 2, the vacuum suction hole 9 includes five vertical portions 9a extending in the vertical direction, two large and small square-shaped grooves 9b and 9c surrounding the IC chip 12, and five The vertical part 9a has an elliptical concave part 9d connected on the bottom side. Note that two tips of the four vertical portions 9a are disposed in each of the groove portions 9b and 9c, and only the central vertical portion 9a is formed on the mounting surface 6a.
[0046]
The height of the substrate mounting table 6 in the vertical direction in FIG. 1 is 12 mm, the depth of each of the grooves 9 b and 9 c is 0.5 mm, and the depth of the recess 9 d is 1 mm. For this reason, the length of the vertical portion 9a is set to 10.5 mm. The surface roughness of the mounting surface 6a surrounding the B-shaped groove 9b, the surface roughness of the mounting surface 6a surrounded by the B-shaped grooves 9b and 9c, and the surface roughness surrounded by the small B-shaped groove 9c Are all the same, and R Max is set to 0.05 to 0.2 μm.
[0047]
In addition, you may set this value between 0.01-0.5 micrometer so that it may mention later. In addition, such mirror surface processing may be performed only on the portion surrounded by at least the small square-shaped groove 9c, that is, only the IC mounting surface on which the IC chip 12 is mounted, but in this embodiment, the COF tape 11 contacts. All the mounting surfaces 6a are mirror-finished with the aforementioned R Max of 0.05 to 0.2 μm.
[0048]
The substrate mounting side member 3 can move in the vertical direction so that the substrate mounting table 6 and the COF tape 11 do not come into contact with each other when the COF tape 11 is fed in the direction of arrow A in FIG.
[0049]
As shown in FIG. 3, a square opening 14 is provided at the center of the substrate pressing plate 13, and notches 15 and 15 are provided before and after the traveling direction. The opening 14 is designed so that the bottom surface of the tip portion of the vibration head 2 and the vibration head pressure contact portion 2b enter. In order to prevent contact with the vibration head 2, the outer periphery of the opening 14 is formed with a large chamfer, that is, a slope 13 a that becomes thicker toward the outside.
[0050]
Further, when the COF tape 11 is sent, the substrate pressing plate 13 is connected to the electrical connection terminal portion 16 (refer to the portion indicated by the dotted line in FIGS. 3 and 4) formed on the COF tape 11 or the joined IC chip 12. It can be moved vertically so that it does not touch and damage them. The electrical connection terminal portion 16 corresponds to the conventional lead portion 104 shown in FIG. Further, when the COF tape 11 is pressed and fixed by the substrate pressing plate 13, each electrical connection terminal portion 16 formed on the COF tape 11 and each IC chip 12 that is pressure-bonded to the COF tape 11 are opened to the opening 14. And the notch 15 is formed so as not to come into contact with the substrate pressing plate 13.
[0051]
The COF tape 11 is held and fixed on the substrate mounting table 6 by vacuum suction by the vacuum suction holes 9 and pressing by the substrate pressing plate 13. On the other hand, the pressure contact surface (upper surface in FIG. 1) of the COF tape 11 is separated from the substrate mounting table 6 by the thickness of the COF tape 11. The COF tape 11 is flexible, and even if the COF tape 11 is fixed by the substrate pressing plate 13, unlike the hard ceramic substrate, it is possible to completely fix the COF tape 11 so that the pressure contact surface of the COF tape 11 does not move. Can not. That is, since a soft resin member exists between the upper surface and the lower surface of the COF tape 11, even if the periphery of the COF tape 11 is firmly fixed, the upper surface and the lower surface existing in the opening 14 of the COF tape 11 are not When subjected to vibration, it expands or contracts in the horizontal direction.
[0052]
Furthermore, the degree of fixation of the COF tape 11 on the pressure contact surface greatly depends on the distance between the inner end surface forming the opening 14 of the substrate pressing plate 13 and the IC chip 12 in addition to the thickness of the tape described above. The function of the vacuum suction hole 9 is to increase the fixing strength, and mainly to fix the COF tape 11. The COF tape 11 is also adsorbed and fixed by the vacuum adsorbing holes 9, but is strongly fixed mainly by the presser of the substrate pressing plate 13.
[0053]
In FIG. 1 and FIG. 3, the distance between the substrate pressing plate 13 and the IC chip 12 is shown to be easy to see, but this distance can be made as small as possible without contacting the vibration head 2. preferable. In this embodiment, the minimum distance from the end face defining the opening 14 to the IC chip 12 located in the opening 14 is 1.5 mm. This minimum distance is preferably 0.5 to 5 mm, more preferably 0.8 to 2 mm. If this value is 0.5 mm or more, the risk of contact between the vibration head 2 and the substrate pressing plate 13 is greatly reduced, while if it is 5 mm or less, the movement of the COF tape 11 disposed in the opening 14 can be suppressed to a considerable extent. it can.
[0054]
Further, the vibration direction of the vibration head pressure contact portion 2b and the vibration direction of the substrate mounting table 6 are horizontal and orthogonal to each other. If orthogonal, the two vibrations will not cancel the amplitude. Further, by making the vibration frequencies different, the combined vector of the two vibrations takes a random direction as well as a fixed direction.
[0055]
The situation when the IC chip 12 is placed on the COF tape 11 and the substrate mounting table 6 and the vibrating head vibrator 2c are vibrated in a direction orthogonal to each other and in the horizontal direction will be described below.
[0056]
When the vibration frequency of the vibration head vibrator 2c is 40 KHz, the vibration horn 2a has an amplitude of about 3 μm (micron), the IC chip 12 has an amplitude of 1.8 μm, and the IC chip 12 has an amplitude of the vibration horn 2a. Attenuates to around 60% of the amplitude of. When the vibration frequency of the vibration head vibrator 2c is 60 KHz, the vibration horn 2a has an amplitude of about 1 μm, the IC chip 12 has an amplitude of 0.2 μm, and the amplitude is attenuated to about 20%.
[0057]
As described above, as the vibration frequency increases, the vibration energy increases, but the transmission loss increases. Therefore, the vibration frequency is determined in consideration of vibration attenuation. In addition, when the magnitude | size of the reciprocation vibration (amplitude) of the IC chip 12 used as an electronic component shall be 0.2-3.6 micrometers, it will become preferable in terms of joining strength or the generation | occurrence | production prevention of a damage | wound.
[0058]
FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the COF tape 11 and the substrate pressing plate 13. Perforations 11a for feeding serving as engagement holes are continuously formed at both ends of the COF tape 11 with a slight space therebetween, and wiring (not shown) and electrical connection terminal portions 16 are provided at the center. Is formed. The COF tape 11 is fed in the direction of arrow A in FIG. The notch 15 on the front side in the traveling direction serves as an escape portion for preventing the substrate pressing plate 13 from contacting the electrical connection terminal portion 16 provided on the COF tape 11. The notch 15 on the rear side in the traveling direction serves as an escape portion that prevents the substrate pressing plate 13 from coming into contact with the electrical connection terminal portion 16 or the pressure-bonded IC chip 12.
[0059]
Since the COF tape 11 is flexible, the substrate pressing plate 13 is not limited to the periphery of the IC chip 12 to be pressed so that it can be stably pressed. The width W is 2 to 7 times the distance 12), and the COF tape 11 can be pressed widely.
[0060]
FIG. 4 shows the IC chip 12 moved to a predetermined position (first predetermined position) after being adsorbed by the vibration head pressure contact portion 2b, and the electricity of the COF tape 11 sent to the predetermined position (second predetermined position). 5 is a diagram for explaining a process of photographing and aligning the connection terminal portion 16 with the camera unit 17; FIG. In FIG. 4, the IC chip 12 is adsorbed to the vibration head pressure contact portion 2b disposed at the bottom of the tip portion of the vibration horn 2a. In FIG. 4, the substrate pressing plate 13 and the substrate placement side member 3 are omitted.
[0061]
A ring illumination 29 (see FIG. 9) is provided in a portion located around the opening 14 of the camera unit 17 (not shown in FIG. 4), and the IC chip 12 is photographed by the camera unit 17 by receiving the light. The This ring illumination 29 can be used for flash photography. Similarly, an unjoined electrical connection terminal portion 16 provided on the COF tape 11 is also photographed by the camera unit 17. The COF tape 11 in FIG. 4 shows an unconnected electrical connection terminal portion 16 (in FIG. 4, the height direction is shown for unbonded) and the IC chip 12 in pressure contact. Then, an arrow A is shown as the feeding direction of the COF tape 11.
[0062]
5A and 5B are perspective views for explaining the internal configuration of the camera unit 17, in which FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a left side view, and FIG. 5C is a front view. The camera unit 17 is composed of two unit parts so that the upper and lower subjects can be photographed. The camera unit 17 includes an optical system 18 and an imaging unit 19.
[0063]
The optical system 18 is divided into two systems, one of which captures an image of the electrical connection terminal portion 16 on the COF tape 11 from the lower camera opening 20a and causes the prism 21 to change from the vertical direction to the horizontal direction 90. Then, it is bent 90 degrees horizontally with a mirror 22a and input to a CCD (Charge Coupled Device) 23. One unit portion is formed by the camera opening 20 a, the prism 21, the mirror 22 a, and the CCD 23. The imaging unit 19 converts the image input to the CCD 23 into an electrical signal and transmits the signal to the image processing device 32 (see FIG. 9). In FIG. 5, solid arrows indicate the traveling direction of light in this system.
[0064]
The other of the optical system 18 takes in the image of the IC chip 12 adsorbed by the vibration head pressure contact portion 2b from the upper camera opening 20b, bends it by 90 degrees from the vertical direction to the horizontal direction by the prism 21, and further by the mirror 22b. Bend 90 degrees and input to CCD 24. The camera opening 20b, prism 21, mirror 22b and CCD 24 form the other unit part. The imaging unit 19 converts the image input to the CCD 24 into an electrical signal and transmits the signal to the image processing device 32. In FIG. 5, a one-dot chain line arrow indicates the traveling direction of light of the other system.
[0065]
5B and 5C, the lower and upper camera openings 20a and 20b and the prism 21 are shown. As shown in this figure, in this embodiment, the images of the lower and upper subjects are taken from the respective camera openings 20a and 20b, and each system of the two optical systems 18 arranged on the same plane. Then, the image is transmitted and converted into digital signals by the CCDs 23 and 24.
[0066]
After the IC chip 12 held by the vibration head 2 and the COF tape 11 are aligned and the camera unit 17 is retracted, the vibration head 2 is used to press-contact the IC chip 12 to the COF tape 11. Descent.
[0067]
Normally, when the vibration head 2 is moved downward in the vertical direction after alignment with the COF tape 11, the alignment accuracy is lowered. In order to prevent this decrease in alignment accuracy, it is effective to shorten the moving distance of the vibration head 2. For this reason, in the present embodiment, the thickness (width in the vertical direction) in the vicinity of the camera openings 20a and 20b is reduced. As means for reducing the thickness of the camera unit 17 in the vicinity of the camera openings 20a and 20b, as shown in this embodiment, the optical system 18 divided into two systems is arranged on the same plane, or the optical system 18 and the imaging unit are imaged. It is preferable to divide the part 19 and make the optical system 18 thinner than the imaging part 19.
[0068]
In order to align the COF tape 11, a position mark (alignment mark) provided on the COF tape 11 is used. A circuit wiring pattern drawn on the IC chip 12 is used for alignment of the IC chip 12 held by the vibration head 2. When the circuit board is pressure-bonded to the COF tape 11 instead of the IC chip 12, a position mark provided on the circuit board is used. As the shape of the position mark, a circle with a diameter of 0.2 mm is adopted. The other shape of the position mark may be a quadrangle, a cross, or the like, and the size is preferably 0.1 to 5 mm.
[0069]
FIG. 6 is a flowchart regarding alignment (alignment) between an electronic component (here, referred to as IC chip 12) and an electrical connection terminal portion 16 on a resin-made flexible substrate (here, referred to as COF tape 11). The following operations are controlled by the apparatus controller 30 (see FIG. 8) of the bonding apparatus 1.
[0070]
First, the process in which the vibration head 2 holds the IC chip 12 is started. That is, the vibration head 2 moves onto a tray (not shown) in which the IC chip 12 is placed, and the vibration head 2 is held by adsorbing and fixing the IC chip 12 to the vibration head pressure contact portion 2b (step S1). . In the case of a wafer substrate lined with tape and cut by dicing, the lined tape may replace the tray.
[0071]
Next, the IC chip 12 proceeds to the step of moving to the first predetermined position. That is, in order to move the IC chip 12 to the pressure contact position (first predetermined position) with the COF tape 11, the vibration head 2 held by suction-fixing the IC chip 12 moves to the first predetermined position (step S2). ).
[0072]
Next, the COF tape 11 moves to the step of moving to the second predetermined position. That is, the COF tape 11 proceeds in a free state separated from the substrate mounting table 6 and the substrate pressing plate 13 under the control of the apparatus controller 30, and the electrical connection terminal portion 16 of the COF tape 11 is in a pressure contact position with the IC chip 12. Move to (second predetermined position) (step S3).
[0073]
Next, the process proceeds to the step of holding the COF tape 11 on the substrate mounting table 6. That is, when the substrate mounting side member 3 is raised, the substrate mounting table 6 is raised, and the substrate mounting table 6 adsorbs the COF tape 11 by adsorbing the COF tape 11 using the adsorbing force of the vacuum adsorption holes 9. Hold (step S4). In addition, the substrate pressing plate 13 is lowered, and the COF tape 11 is fixed between the substrate mounting table 6 and the substrate pressing plate 13 (step S5). Thereby, the substrate mounting table 6 holds the COF tape 11 strongly.
[0074]
Next, the process proceeds to a process in which the IC chip 12 and the COF tape 11 are aligned. First, the camera unit 17 moves to a position where a position mark can be photographed (step S6). The camera unit 17 simultaneously captures the position mark of the COF tape 11 and the image of the circuit wiring pattern or position mark of the IC chip 12, and takes the image data into the camera unit 17 (step S7).
[0075]
Next, the image processing device 32 (see FIG. 8) calculates the position mark coordinates of the COF tape 11 and the predetermined position or position mark coordinates of the circuit wiring pattern of the IC chip 12 (step S8). When the coordinate error regarding the position mark of the COF tape 11 or the position mark of the IC chip 12 (or the predetermined position of the circuit wiring pattern) exceeds the predetermined range (YES in step S9), the device controller 30 (see FIG. 8) Then, it is determined that there is a positional shift, and the vibration head 2 is moved to perform alignment on the IC chip 12 side (step S10). If the error in the coordinates of the photographed position mark is within the predetermined range (NO in step S9), the apparatus controller 30 determines that there is no positional deviation, and proceeds to the next process without moving the vibration head 2. .
[0076]
In this embodiment, since the image of the position mark on the COF tape 11 is directly captured without passing through the tape or the transparent substrate, the position reading accuracy is reduced due to optical distortion that occurs when the transparent substrate is used. The detection position accuracy of the mark position can be improved without causing it.
[0077]
In addition, when the coordinates of the two parts are measured separately at different times, the coordinates of the two parts need to be calculated separately, and an error in coordinates from each origin is added. On the other hand, as described above, when the positions of two parts are measured with the same member and at the same time, it is possible to align the two parts if only the relative relationship between the two measurement positions is grasped. For this reason, it is not necessary to consider each error of coordinates from the origin of two parts. In other words, even when the camera unit 17 is moving, the alignment data of the two parts can be accurately captured. Such simultaneous photographing by the optical system 18 in the same member is an effective method for open control, which is a position control method in which residual vibration is not detected. This will be described below.
[0078]
The camera unit 17 moves to a predetermined position (hereinafter simply referred to as a position mark) of a position mark or a circuit wiring pattern every time alignment is performed, photographs the position mark, and press-bonds the IC chip 12 to the COF tape 11. Sometimes it is retracted from the shooting position. The camera unit 17 is difficult to completely stop in a short time, and residual vibration remains.
[0079]
When the residual vibration is large to some extent, when the position mark on the IC chip 12 and the position mark on the COF tape 11 are photographed at different times, the coordinates of the position mark measured and calculated include the influence of the residual vibration. However, the above-described problem does not occur if the IC chip 12 is aligned at the same time with reference to the position mark of the COF tape 11. That is, if the position mark on the IC chip 12 and the position mark on the COF tape 11 are photographed simultaneously by the same camera unit 17, the residual vibration of the camera unit 17 is almost free of problems.
[0080]
As described above, when the alignment method of the present embodiment is employed, the alignment accuracy of the two parts is significantly improved. Further, in step S7 described above, the upper and lower subjects are photographed, and the images are simultaneously captured, so that the time for waiting for a decrease in residual vibration for image capture can be omitted, resulting in a reduction in tact.
[0081]
FIG. 7 is a flowchart relating to a method of bonding the bump electrodes (corresponding to the conventional gold bump 102) of the IC chip 12 to the electrical connection terminal portion 16 on the COF tape 11 using ultrasonic vibration.
[0082]
The step SA for alignment is substantially the same as the above-described steps S1 to S10 regarding the alignment (alignment) of the IC chip 12 and the COF tape 11. In this case, the simultaneous shooting in step S7 is not an essential requirement. This is because the alignment between the IC chip 12 and the COF tape 11 has already been completed, and this step SA involves only a slight correction.
[0083]
Hereinafter, the steps after the alignment will be described with reference to FIG.
[0084]
First, the device controller 30 retracts the alignment camera unit 17 (step S11). At least immediately before the next step S12 is performed, the temperature of the vibrating horn 2a is set to 300 ° C., and the temperature of the substrate heating unit 5 is set to 200 ° C. Note that this heating may be performed only by the substrate heating unit 5 without being performed on the vibration head 2 side.
[0085]
Next, the apparatus controller 30 performs a step of bringing the IC chip 12 close to the COF tape 11 by lowering the vibration head 2 (step S12).
[0086]
Next, the apparatus controller 30 sets the vibration head vibrator 2c and the substrate vibrator 3a to a condition where the vibration frequency of the vibration head vibrator 2c is higher than the vibration frequency of the substrate vibrator 3a. A step of pressing and bonding the IC chip 12 and the COF tape 11 is performed.
[0087]
More specifically, the vibration head vibrator 2c and the substrate vibrator 3a are orthogonal to each other in the horizontal direction under the condition that the frequency of the vibration head vibrator 2c is 40 KHz and the frequency of the substrate vibrator 3a is 18 KHz. Excitation in the direction to be performed (step S13). At this time, the vibration head pressure contact portion 2b has an amplitude of 8 μm, and the substrate mounting table 6 has an amplitude of 14 μm.
[0088]
The vibration head 2 is further lowered from the position where both are close to each other, and the IC chip 12 is pressed against the electrical connection terminal portion 16 of the COF tape 11 for 0.5 seconds (step S14). In this embodiment, the dimensions of the IC chip 12 are 2 × 10 mm in length and width, 0.4 mm in thickness, and 40 terminals (bumps). The pressure load is approximately 100 grams / bump, and is 40 N (Newton) as a whole. Further, as described above, the mirror surface processing of the mounting surface 6a is such that the unevenness is in the range of 0.05 to 2.0 μm in R Max.
[0089]
Next, the device controller 30 causes the IC chip 12 to be separated from the vibration head 2. Specifically, the device controller 30 breaks the vacuum that is sucking the IC chip 12, and separates the vibrating head pressure contact portion 2b from the IC chip 12 (step S15).
[0090]
Next, the apparatus controller 30 causes the COF tape 11 fixed to the substrate mounting table 6 to be separated from the substrate mounting table 6. Specifically, the device controller 30 breaks the vacuum holding the COF tape 11 and raises the substrate pressing plate 13 to make the COF tape 11 free (step S16). In addition, the vibration head 2 moves to a position where the next IC chip 12 is picked up by the control of the device controller 30.
[0091]
Next, under the control of the device controller 30, the substrate mounting table 6 is lowered (step S17). Next, the COF tape 11 advances by one pitch and enters the next bonding operation (step S18).
[0092]
In this embodiment, the frequency of the vibrating head vibrator 2c is set higher than the frequency of the board vibrator 3a. Further, the amplitude of vibration is opposite to the frequency, and the amplitude of the substrate mounting table 6 that vibrates by the substrate vibrator 3a is made larger than the amplitude of the vibration head pressure contact portion 2b that vibrates by the vibration head vibrator 2c. By making the upper and lower frequencies different, random rubbing becomes possible, and good pressure contact strength can be obtained.
[0093]
If the frequency of the vibrator 2c for the vibration head is lower than the frequency of the vibrator 3a for the substrate, energy efficiency is deteriorated and it is difficult to obtain a good pressure contact strength. This is because the higher the frequency applied to the COF tape 11, the greater the loss of energy from the substrate vibrator 3a transmitted to the pressure contact surface of the COF tape 11. On the other hand, since the IC chip 12 has a small amplitude attenuation, it is better to increase the energy by increasing the frequency to some extent. For this reason, the frequency of the vibrating head vibrator 2c is preferably 1.2 to 4 times the frequency of the board vibrator 3a. More preferably, it is 1.5 times to 2.5 times. However, even if the frequency of the vibrating head vibrator 2c is made lower than the frequency of the board vibrator 3a, the pressure contact strength becomes better than that of the same frequency, and such a frequency relationship may be obtained.
[0094]
In the present invention, the experiment was conducted with the vibration head vibrator 2c having an amplitude of 2 to 12 μm and the substrate vibrator 3a having an amplitude of 3 to 20 μm. In order to make the amplitude of the vibrating head vibrator 2c larger than the amplitude of the substrate vibrator 3a, it is necessary to lower the vibration frequency of the vibrating head vibrator 2c, resulting in poor energy efficiency and good pressure contact. It becomes difficult to obtain strength. The amplitude of the vibrating head vibrator 2c is preferably ¼ to 1 / 1.2 times the amplitude of the board vibrator 3a. More preferably, it is 1 / 2.5 to 1 / 1.5 times.
[0095]
When the vibration frequency of the vibrator 2c for vibration head, that is, the frequency of the vibration horn 2a is 40 kHz, the amplitude of the vibration horn 2a is about 3 μm, and the amplitude of the IC chip 12 pressed against the COF tape 11 is vibration. It was about 1.8 to 2 μm attenuated to about 60 to 70% with respect to the horn 2a. On the other hand, when the frequency of the vibration horn 2a is 60 kHz, the amplitude of the vibration horn 2a is about 1 μm, and the amplitude of the IC chip 12 pressed against the COF tape 11 is about 20% of the vibration horn 2a. The attenuation was about 0.2 μm. Accordingly, if the vibration frequency of the vibration head vibrator 2c, that is, the frequency of the vibration horn 2a is about 40 kHz, the amplitude of the vibration horn 2a is larger than that in the case where the frequency of the vibration horn 2a is about 60 kHz, and IC Attenuation of vibration transmitted to the chip 12 is also reduced, and energy loss given to the joint portion of the IC chip 12 is reduced.
[0096]
The timing of starting the excitation of each vibrator 2c, 3a and the start of pressing the IC chip 12 to the COF tape 11 may be earlier or later than the start of pressing the vibrator 2c, 3a. A more preferable condition is that the start of excitation of the vibrators 2c and 3a and the start of pressing of the IC chip 12 are simultaneous.
[0097]
FIG. 8 shows the relationship between the thickness of the COF tape 11 and practicality.
[0098]
The COF tape 11 used is a polyimide resin having a thickness of 5 to 300 μm. When the pressure contact strength is high enough to withstand practical use, it is indicated by ◯, when it is low, it is indicated by ×, and when it is intermediate, it is indicated by Δ. Similarly, when the tape strength (= substrate strength) can withstand practical use, it is indicated by ◯, when the tape strength cannot be endured, × is indicated, and when it is intermediate, Δ is indicated. In addition, when the surface roughness of the mounting surface 6a of the substrate mounting table 6 is not transferred to the back surface of the COF tape 11, it is indicated as ◯. Show. The evaluation of the product is indicated by ◯ when it passes as a product, x when it fails, and Δ when it is intermediate. Judging from FIG. 8, the preferable thickness of the COF tape 11 is 10 to 200 μm. A more preferable thickness of the COF tape 11 is 20 to 70 μm in consideration of workability and the like.
[0099]
FIG. 9 shows the main elements constituting the alignment mechanism 25 for positioning the IC chip 12 attached to the bottom surface of the tip of the vibration head 2 in the bonding apparatus 1 in the horizontal direction with respect to the COF tape 11. It is a block diagram.
[0100]
As shown in FIG. 9, the alignment mechanism 25 includes an X-axis table 26 that moves the vibration head 2 in the X-axis direction, a Y-axis table 27 that moves the vibration head 2 in the Y-axis direction, a camera unit 17, It has a ring illumination 29, a device controller 30, a motor driver 31, an image processing device 32, and a flash illumination control mechanism 33. The alignment mechanism 25 aligns the IC chip 12 with respect to the COF tape 11, and moves the vibration horn 2a on which the IC chip 12 is sucked and held in the X-axis direction and the Y-axis direction.
[0101]
The X-axis table 26 is for controlling the driving of the vibration horn 2a in the X-axis direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1), and detects the position of the vibration horn 2a in the X-axis direction. have. The X-axis table 26 constantly sends position data of the vibrating horn 2a in the X-axis direction to the device controller 30, the motor driver 31, and the image processing device 32.
[0102]
The Y-axis table 27 is for controlling the driving of the vibration horn 2a in the Y-axis direction (the traveling direction of the COF tape 11), and has an encoder for detecting the position of the vibration horn 2a in the Y-axis direction. Yes. The Y-axis table 27 constantly sends position data of the vibrating horn 2a in the Y-axis direction to the device controller 30, the motor driver 31, and the image processing device 32.
[0103]
The apparatus controller 30 controls the entire bonding apparatus 1. Specifically, the X-axis table 26, Y-axis table 27, motor driver 31, image processing apparatus 32, flash illumination control mechanism 33, substrate mounting Each operation of the side member 3 (omitted in FIG. 9), the substrate pressing plate 13 (omitted in FIG. 9), the feeding of the COF tape 11, etc. is controlled.
[0104]
The device controller 30 is based on the position data always sent from the X-axis table 26 and the Y-axis table 27 and the image data sent from the image processing device 32, and the motor driver 31, the image processing device 32, the flash Operation control of the illumination control mechanism 33, the substrate mounting side member 3, the substrate pressing plate 13, and the feeding mechanism of the COF tape 11 is performed. Further, the device controller 30 may periodically scan the position data of the IC chip 12 and the COF tape 11 held by the vibration head 2 and read them intermittently.
[0105]
When the device controller 30 recognizes that the IC chip 12 has approached above a predetermined position in the horizontal direction of the COF tape 11 based on the position data from the X-axis table 26 and the Y-axis table 27, the device controller 30 sends an image to the image processing device 32. Send a command signal to capture. At the same time, the device controller 30 sends a command signal for irradiating flash illumination to the flash illumination control mechanism 33. The delay time until the position data from both the tables 26 and 27 are monitored and the command signal is sent to the flash illumination control mechanism 33 based on the data is preferably zero, but the remaining in each table 26 and 27. If it is 1/10 or less of the frequency of vibration, there is no big problem.
[0106]
The motor driver 31 drives the vibration head 2, that is, the vibration horn 2 a in the X-axis direction and the Y-axis direction under the control of the device controller 30. The image processing device 32 performs image processing on the video imaged by the camera unit 17 under the control of the device controller 30. The image processing device 32 receives image data from the camera unit 17 and also receives position data from the X-axis table 26 and the Y-axis table 27.
[0107]
The image processing device 32 receives a command signal from the device controller 30, controls the photographing operation of the camera unit 17, and sends a start signal for starting the flash illumination operation to the flash illumination control mechanism 33 at the same timing. When the flash illumination control mechanism 33 receives the respective command signals from the image processing device 32 and the device controller 30, the flash illumination control mechanism 33 operates the ring illumination 29 to perform flash illumination.
[0108]
Simultaneously with the flash illumination, the camera unit 17 simultaneously photographs each position mark of the COF tape 11 and the IC chip 12, or photographs the bump electrode of the IC chip 12 and the electrical connection terminal portion 16 of the COF tape 11. The captured image is processed by the image processing device 32 as described above, and the position state is calculated by the device controller 30. Based on the calculation result, alignment is performed.
[0109]
The alignment method described in FIG. 6 makes it possible to improve the alignment accuracy between the electronic component such as the IC chip 12 described above and the resin flexible substrate such as the COF tape 11 on which the electronic component is mounted and to shorten the tact time. To do. The target substrate is not limited to a flexible resin substrate (including a tape), and can be applied to a highly rigid resin tape, a highly rigid resin substrate, and a highly rigid ceramic substrate. However, the surface roughness of the substrate mounting table 6 is transferred to the back surface of the substrate in the case of a flexible substrate, and the mirror processing on the mounting surface 6a of the substrate mounting table 6 is performed by placing electronic components on the flexible substrate. This is suitable for pressure welding.
[0110]
Further, in the alignment method of FIG. 6 and the pressure welding method of FIG. 7, an example using two vibrators 2c and 3a has been shown. However, in each method described in FIG. 6 and FIG. For example, the present invention can be applied to the case where only the vibrator 2c is used.
[0111]
Next, an electronic component bonding apparatus and an electronic component bonding method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The electronic component bonding apparatus 51 of the second embodiment is different from the first embodiment only in that the vibrator is provided only on the vibration head 2 side. Since the points are the same as those of the bonding apparatus 1 of the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted or simplified.
[0112]
As shown in FIG. 10, the bonding apparatus 51 includes the vibration head 2 and a substrate placement side member 52. The vibrating head vibrator 2c vibrates at a frequency of 10 to 60 KHz. Thereby, the vibration horn 2a vibrates at the value, that is, the frequency of 10-60 KHz. The substrate mounting member 52 is not provided with the substrate vibrator 3a and the heat insulating layer 4 present in the substrate mounting member 3 of the bonding apparatus 1 according to the first embodiment.
[0113]
The mounting surface 6a of the substrate mounting table 6 is mirror-finished to a surface roughness of 0.2 μm by R Max. However, in developing the bonding apparatus 51, first, a non-mirror-finished one was used, and it was confirmed that a flexible substrate having a thickness with only one vibrator would be satisfactory as a product. . The evaluation items were three items excluding scratches on the substrate. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 11, if the thickness of the flexible substrate (COF tape 11) is 5 to 100 μm, a product that is satisfactory to some extent can be obtained, and if it is 10 to 50 μm, a very preferable product can be obtained. There was found.
[0114]
However, the surface roughness of the mounting surface 6a not subjected to the mirror finish was transferred as it was to the back surface of all the COF tapes 11 including those evaluated as good as product evaluations, and appeared as scratches. For this reason, all the products shown in FIG. As a countermeasure against the new problem of transfer of the surface roughness, the mounting surface 6a was mirror-finished. At this time, an experiment was conducted to determine how good the mirror finishing is in terms of the surface roughness transfer surface. In this experiment, a surface roughness Rmax of 0.001 μm to 2.0 μm was used for the mounting surface 6a. The result is shown in FIG.
[0115]
As shown in FIG. 12, the problem of occurrence of defects due to transfer can be almost satisfied if the surface roughness R Max is in the range of 0.001 μm to 0.5 μm, and more preferably 0.001 to 0.2 μm. It will be a thing. On the other hand, in terms of pressure contact strength, the surface roughness R Max is almost satisfactory if it is 0.01 μm or more, and if it is 0.05 μm or more, it is very preferable. The thickness of the COF tape 11 to be a flexible substrate used when the experimental results shown in FIG. 12 are obtained is 5 to 50 μm. Specifically, in the experimental results shown in FIG. 11, there are five types of 5 μm, 10 μm, 20 μm, 30 μm, and 50 μm that have been evaluated as ◯ in terms of pressure contact strength.
[0116]
The following can be inferred from the data shown in FIG. If the surface roughness is increased to some extent, it is determined that the friction increases, the position fixing of the COF tape 11 is improved, and the pressure contact strength is increased. On the other hand, if the surface roughness is 0.5 μm or less in terms of R Max, the elasticity of the flexible substrate is effective, and it is judged that the surface roughness is not transferred and hardly appears as a scratch.
[0117]
When the data shown in FIG. 12 is acquired, the vibration head 2 is vibrated in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. This direction is a direction perpendicular to the direction in which the electrical connection terminal portion 16 is formed to extend (the direction in which the leads of the leads protrude). This vibration direction may be the traveling direction of the COF tape 11 or another direction.
[0118]
Each of the above-described embodiments is a preferred example of the present invention, but various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the embodiments described above, the resin-made COF tape 11 is used as the flexible substrate, but a TAB tape used in the TAB method may be used. Moreover, if it is a flexible board | substrate, it can apply also to board | substrates other than a board | substrate other than a tape and resin.
[0119]
In the above-described embodiment, an example in which ultrasonic vibration is applied from the upper and lower directions and an example in which ultrasonic vibration is applied from the upper direction have been described. However, ultrasonic vibration is applied only from the lower direction. Also good. Further, although the ultrasonic vibration is applied to the vibrator, the vibration may be applied in the sound range instead of the ultrasonic wave depending on the properties of both members to be joined and the required strength.
[0120]
In addition, when applying ultrasonic vibration from two directions in the vertical direction, as described above, it is preferable to apply from two orthogonal directions, but the same direction or the crossing angle is not 90 degrees but another angle. The vibration direction may be set so that Furthermore, in the case of applying vibrations from two directions, it is preferable to make the frequencies and amplitudes of both vibrations different, but the frequencies of both vibrations may be the same or the amplitudes may be the same. Further, when the frequency and the amplitude are made different, they may be set so as to have a reverse relation to the first embodiment.
[0121]
In addition to the IC chip, the electronic component to be bonded to the flexible substrate may be another electronic component such as a surface acoustic wave element or a resistance element. Further, the substrate placement side members 3 and 52 may not include the substrate heating unit 5. Further, the flexible substrate is held and fixed to the mounting surface 6a by both vacuum suction and pressing by the substrate pressing plate 13, but only one of them, or in addition to or in place of both, or magnet suction Other fixing means such as the above may be adopted. Further, as the holding of the electronic component by the vibration head 2, other holding means such as chucking may be adopted in addition to vacuum suction.
[0122]
In addition, bonding can be carried out by using the bonding method of the present invention with a bonding apparatus having some but not all of the components described in FIGS. 1 and 9. Furthermore, the electronic component bonding method according to the present invention can be applied to a product manufactured by using this method, for example, TCP.
[0123]
【The invention's effect】
According to the electronic component bonding method and the electronic component bonding apparatus of the present invention, it is possible to prevent the flexible substrate from being damaged when pressure bonding the electronic component such as an IC chip to the flexible substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing main components of a bonding apparatus for electronic components according to a first embodiment of the present invention, and is a front view showing a part of a substrate mounting table and a substrate pressing plate as a cross-sectional view.
2 is a plan view of a substrate mounting side member in the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 1; FIG.
3 is a plan view showing a relationship between a COF tape and a substrate pressing plate in the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 1; FIG.
4 is a view for explaining a process of aligning an electronic component and a COF tape in the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 1, and is a view in which a substrate holding plate and a substrate mounting side member are omitted. FIG. is there.
5 is a perspective view of a camera unit used in the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 1, wherein (a) is a plan view, (b) is a left side view, and (c) is a front view. FIG.
6 is a flowchart for explaining a method of aligning an IC chip and a COF tape employed in the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 1; FIG.
7 is a flowchart for explaining a method of pressure-welding an IC chip and a COF tape employed in the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an evaluation of a product manufactured by applying ultrasonic vibration from two directions, using the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 1, and the pressure contact strength with respect to the thickness of the flexible substrate; It is the figure which showed each evaluation of (tape) intensity | strength, the damage | wound of a board | substrate, and product evaluation.
FIG. 9 is a block diagram of a positioning drive mechanism used in the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 10 is a diagram showing main components of an electronic component bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention, and is a front view showing a part of a substrate mounting table and a substrate pressing plate as a cross-sectional view.
11 is a diagram showing an evaluation of a product manufactured by applying ultrasonic vibration only from above using the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 10, and the pressure contact strength with respect to the thickness of the flexible substrate; It is the figure which showed each evaluation of intensity | strength and product evaluation which does not consider the crack | wound which generate | occur | produces on the back surface of a board | substrate.
12 is a view showing an evaluation of a product manufactured by applying ultrasonic vibration only from above using the electronic component bonding apparatus shown in FIG. 10; It is the figure which showed each evaluation of generation | occurrence | production and a press-contact strength.
FIG. 13 is a diagram for explaining the location of a flaw that occurs during pressure welding.
[Explanation of symbols]
1 Electronic component bonding equipment
2 Vibration head (head)
2a Vibrating horn
2b Vibration head pressure contact part
2c Vibrating head vibrator
3 Substrate placement side member
3a Substrate vibrator
4 Insulation layer
5 Substrate heating section
6 Board mounting table
6a Mounting surface
6b Step
6c engagement hole
6d small diameter part
6e oblong hole
7 Heater
8 Temperature sensor
9 Vacuum suction hole
9a Vertical section
9b Large square-shaped groove
9c Small square-shaped groove
9d Elliptical recess
10 Vacuum pipe
11 COF tape (flexible substrate)
11a perforation
12 IC chip (electronic component)
13 Substrate holding plate
14 Opening
15 Notch
16 Electrical connection terminal
17 Camera unit
18 Optical system
19 Imaging unit
20a, 20b Camera opening
21 Prism
22a, 22b Mirror
23, 24 CCD
25 Positioning mechanism
26 X-axis table
27 Y-axis table
29 Ring lighting
30 Device controller
31 Motor driver
32 Image processing device
33 Flash lighting control mechanism
51 Bonding equipment for electronic parts
52 Substrate mounting side member

Claims

ヘッドに保持された電子部品が振動を利用して基板に圧接接合される電子部品のボンディング方法において、
上記ヘッドが上記電子部品を保持する工程と、
この保持された上記電子部品が第１所定位置に移動する工程と、
上記基板として可撓性を有する厚さ５〜５０μｍのフレキシブル基板を採用し、このフレキシブル基板が第２所定位置に移動する工程と、
上記フレキシブル基板を搭載する搭載面の表面粗さＲｍａｘを０．０１〜０．５μｍとした基板搭載テーブルが上記フレキシブル基板を保持する工程と、
上記電子部品が上記フレキシブル基板に近接する工程と、
上記ヘッドの振動の周波数が上記基板搭載テーブルの振動の周波数より大きくなる状態で両者が振動しつつ上記電子部品と上記フレキシブル基板とが圧接接合される工程と、
上記電子部品が上記ヘッドから離間する工程と、
上記基板搭載テーブルに保持されている上記フレキシブル基板が上記基板搭載テーブルから離間する工程と、
を有することを特徴とする電子部品のボンディング方法。In an electronic component bonding method in which an electronic component held by a head is press bonded to a substrate using vibration,
A step of holding the electronic component by the head;
A step of moving the held electronic component to a first predetermined position;
Adopting a flexible flexible substrate having a thickness of 5 to 50 μm as the substrate, and moving the flexible substrate to a second predetermined position;
A step of holding the flexible substrate by a substrate mounting table having a surface roughness Rmax of 0.01 to 0.5 μm on the mounting surface on which the flexible substrate is mounted;
The electronic component is in proximity to the flexible substrate;
A step in which the electronic component and the flexible substrate are pressure-bonded together while both vibrate in a state where the vibration frequency of the head is greater than the vibration frequency of the substrate mounting table;
A step of separating the electronic component from the head;
The flexible substrate held on the substrate mounting table is separated from the substrate mounting table;
An electronic component bonding method comprising:

ヘッドに保持された電子部品が振動を利用して基板に圧接接合される電子部品のボンディング方法において、
上記ヘッドが上記電子部品を保持する工程と、
この保持された上記電子部品が第１所定位置に移動する工程と、
上記基板として可撓性を有する厚さ５〜５０μｍのフレキシブル基板を採用し、このフレキシブル基板が第２所定位置に移動する工程と、
上記フレキシブル基板を搭載する搭載面の表面粗さＲｍａｘを０．０１〜０．５μｍとした基板搭載テーブルが上記フレキシブル基板を保持する工程と、
上記電子部品が上記フレキシブル基板に近接する工程と、
上記基板搭載テーブルの振動の振幅が上記ヘッドの振動の振幅より大きくなる状態で両者が振動しつつ上記電子部品と上記フレキシブル基板とが圧接接合される工程と、
上記電子部品が上記ヘッドから離間する工程と、
上記基板搭載テーブルに保持されている上記フレキシブル基板が上記基板搭載テーブルから離間する工程と、
を有することを特徴とする電子部品のボンディング方法。In an electronic component bonding method in which an electronic component held by a head is press bonded to a substrate using vibration,
A step of holding the electronic component by the head;
A step of moving the held electronic component to a first predetermined position;
Adopting a flexible flexible substrate having a thickness of 5 to 50 μm as the substrate, and moving the flexible substrate to a second predetermined position;
A step of holding the flexible substrate by a substrate mounting table having a surface roughness Rmax of 0.01 to 0.5 μm on the mounting surface on which the flexible substrate is mounted;
The electronic component is in proximity to the flexible substrate;
A step in which the electronic component and the flexible substrate are pressure-welded while both vibrate in a state where the amplitude of vibration of the substrate mounting table is larger than the amplitude of vibration of the head;
A step of separating the electronic component from the head;
The flexible substrate held on the substrate mounting table is separated from the substrate mounting table;
An electronic component bonding method comprising:

ヘッドに保持された電子部品が振動を利用して基板に圧接接合される電子部品のボンディング方法において、
上記ヘッドが上記電子部品を保持する工程と、
この保持された上記電子部品が第１所定位置に移動する工程と、
上記基板として可撓性を有する厚さ５〜１０μｍのフレキシブル基板を採用し、このフレキシブル基板が第２所定位置に移動する工程と、
上記フレキシブル基板を搭載する搭載面の表面粗さＲｍａｘを０．０１〜０．５μｍとした基板搭載テーブルが上記フレキシブル基板を保持する工程と、
上記ヘッドが振動することで上記電子部品と上記フレキシブル基板とが圧接接合される工程と、
上記電子部品が上記ヘッドによる保持状態から非保持状態となる工程と、
上記フレキシブル基板が上記基板搭載テーブルによる保持状態から非保持状態となる工程と、
を有することを特徴とする電子部品のボンディング方法。In an electronic component bonding method in which an electronic component held by a head is press bonded to a substrate using vibration,
A step of holding the electronic component by the head;
A step of moving the held electronic component to a first predetermined position;
Adopting a flexible flexible substrate having a thickness of 5 to 10 μm as the substrate, and moving the flexible substrate to a second predetermined position;
A step of holding the flexible substrate by a substrate mounting table having a surface roughness Rmax of 0.01 to 0.5 μm on the mounting surface on which the flexible substrate is mounted;
A step of the aforementioned electronic component and the flexible substrate are joined pressed by the upper Symbol head vibrates,
The electronic component is in a non-holding state from a holding state by the head;
The flexible substrate becomes a non-holding state from the holding state by the substrate mounting table;
An electronic component bonding method comprising:

電子部品を保持するヘッドと、基板を搭載する基板搭載テーブルとを備え、振動を上記ヘッドまたは上記基板搭載テーブルのいずれか一方または両者に加えることで上記電子部品を上記基板に圧接接合する電子部品のボンディング装置において、
上記基板としてテープ状の厚さ５〜５０μｍのフレキシブル基板を採用可能とし、
上記基板搭載テーブルの上記基板を搭載する搭載面の表面粗さＲｍａｘを０．０１〜０．５μｍとしたことを特徴とする電子部品のボンディング装置。An electronic component comprising a head for holding an electronic component and a substrate mounting table for mounting a substrate, wherein the electronic component is press bonded to the substrate by applying vibration to one or both of the head and the substrate mounting table. In the bonding equipment of
A tape-like flexible substrate having a thickness of 5 to 50 μm can be adopted as the substrate.
An electronic component bonding apparatus, wherein a surface roughness Rmax of a mounting surface on which the substrate of the substrate mounting table is mounted is set to 0.01 to 0.5 μm.

前記フレキシブル基板を、ＣＯＦテープまたはＴＡＢテープとし、前記表面粗さＲｍａｘを０．０５〜０．２μｍとしたことを特徴とする請求項４記載の電子部品のボンディング装置。5. The electronic component bonding apparatus according to claim 4 , wherein the flexible substrate is a COF tape or a TAB tape, and the surface roughness Rmax is 0.05 to 0.2 [mu] m.

前記ヘッドを振動させるヘッド用振動子と前記基板搭載テーブルを振動させる基板用振動子を設け、前記ヘッドと前記基板搭載テーブルを水平方向であって互いに９０度異なる方向に往復振動させると共に、前記ヘッドと前記基板搭載テーブルの各振動の周波数または各振動の少なくとも一方が両者によって異なるように振動可能に構成したことを特徴とする請求項５記載の電子部品のボンディング装置。A head vibrator for vibrating the head and a board vibrator for vibrating the substrate mounting table are provided, and the head and the substrate mounting table are reciprocally oscillated in directions different from each other by 90 degrees in the horizontal direction. 6. The electronic component bonding apparatus according to claim 5 , wherein at least one of the vibration frequency of the substrate mounting table and at least one of the vibrations is different from each other.

前記ヘッドを振動可能とし、前記基板搭載テーブルを固定した状態で前記ヘッドに保持される電子部品を超音波振動にて水平方向に０．２〜３．６μｍの往復振動させることで、前記電子部品を前記フレキシブル基板に圧接接合可能に構成したことを特徴とする請求項５記載の電子部品のボンディング装置。The electronic component can be vibrated, and the electronic component held by the head in a state where the substrate mounting table is fixed is reciprocally vibrated by 0.2 to 3.6 μm in the horizontal direction by ultrasonic vibration. The electronic component bonding apparatus according to claim 5 , wherein the electronic component is configured to be press-bonded to the flexible substrate.