JP2000332041A

JP2000332041A - 実装基板製造方法、および、製造装置

Info

Publication number: JP2000332041A
Application number: JP11135641A
Authority: JP
Inventors: Shingen Kinoshita; 真言木下
Original assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品の導電性パッド上にバンプ電極を良
好に密着させて形成した後、該電子部品のバンプ電極と
基板の導電性パッドとを良好に密着させて基板に実装す
るとともに、ヒートショックの影響を低減して信頼性の
高い実装基板製造方法、および、製造装置を提供する。【解決手段】電子部品の導電性パッド上にバンプ電極
を形成するために用いるバンプを形成するバンプ形成工
程Ｓ１と、該バンプ形成工程Ｓ１で形成されたバンプを
用いて、該バンプ電極を形成するバンプ電極形成工程Ｓ
２と、該バンプ電極が形成された電子部品を実装する実
装工程Ｓ３とを一貫して行うことによって実装基板を製
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装基板製造方法
およびその製造装置に係り、詳しくは、電子部品の導電
性パッド上にバンプ電極を形成し、該バンプ電極の形成
された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する実
装基板製造方法およびその製造装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近の電子機器のダウンサイジング化お
よび低コスト化に伴い、ＩＣ、ＬＳＩ等のチップ状の半
導体素子、半導体素子がモールドされたＢＧＡ、ＣＳＰ
等のパッケージ、及びコネクタ等の電子部品が、バンプ
電極を介して基板上に表面実装されるようになってき
た。特に、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子は、パッケージ
ングせずにフリップチップとして基板上にバンプ電極を
介して表面実装される傾向になってきた。このような電
子部品の基板上への表面実装を行うために、電子部品側
にバンプ電極を形成することが考えられる。

【０００３】従来、上記バンプ電極を形成する方法とし
ては、金属ワイヤーでボールを形成し、このボールを電
子部品上にボンディングするボールバンプ法や、溶融半
田の滴下によって形成された半田ボールをパッド上に移
載するボール移載法や、リボン状の半田を加工して板状
バンプを形成し、この板状バンプを電子部品上に移載す
る板状バンプ法などが提案されている。

【０００４】ここで、上記ボールバンプ法、ボール移載
法、板状バンプ法を用いて電子部品上にバンプ電極を形
成するには、電子部品メーカにおいて電子部品の導電性
パッド上にボールバンプ、半田ボール、もしくは板状バ
ンプを移載し、リフローで１８３℃以上に加熱溶着して
バンプ電極を形成する。そして、該バンプ電極の形成さ
れた電子部品を実装メーカに納入し、実装メーカにおい
て該電子部品を基板上に実装して、リフローで２２０℃
〜２３０℃に加熱して溶着する。このように、バンプ電
極の形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製
造するには、電子部品メーカと、実装メーカとにおい
て、それぞれリフローによる加熱を行うため、電子部品
には少なくとも２回のヒートショックが与えられること
になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ボールバンプ法、ボール移載法、板状バンプ法などのバ
ンプ電極形成方法で電子部品の導電性パッド上にバンプ
電極を形成する場合、バンプ電極材の表面に形成された
酸化被膜の影響で、該導電性パッドの表面に対するバン
プ電極材のぬれ性が悪く、バンプ電極を導電性パッド上
に良好に密着させて形成することができないおそれがあ
った。また、電子部品にバンプ電極を形成してから、該
電子部品を基板に実装するまでの間に該バンプ電極の表
面に酸化被膜が形成されることがあり、このようにバン
プ電極の表面に酸化被膜の形成された電子部品を基板に
実装すると、該基板の導電性パッドに対するバンプ電極
のぬれ性が悪く、該電子部品のバンプ電極と基板の導電
性パッドとが良好に密着しないおそれがあった。

【０００６】また、上記板状バンプ材を用いて電子部品
の導電性パッド上にバンプ電極を形成する場合、該板状
バンプ材の融点を下げて酸化物の生成を防止するフラッ
クスをあらかじめ該導電性パッド上に塗布しておくが、
該フラックスの影響で該導電性パッドと板状バンプ材と
の接触が妨げられることがあった。該導電性パッド上に
板状バンプ材を高速で移載するために、該導電性パッド
と板状バンプ材との間に該フラックスの薄膜が発生し、
いわゆるハイドロプレーニング現象による接触不良と考
えられる。

【０００７】また、上記板状バンプを用いて電子部品の
導電性パッド上にバンプ電極を形成する場合、該導電性
パッドと板状バンプとの間に存在するフラックスによっ
て、リフロー時にボイドが発生するおそれがあった。該
ボイドは、該導電性パッドと板状バンプとの間に存在す
るフラックスの流れが悪く内部に滞留してしまうために
発生すると考えられる。該ボイドが発生すると、該ボイ
ドの存在する部分で電流が通り難くなったりするおそれ
があった。また、該ボイドの存在する部分は強度が弱
く、熱による膨張収縮によってクラックが発生したり、
最悪の場合には接合不良となり、電気的なオープンにな
ったりするおそれがあった。

【０００８】さらに、上記ボールバンプ法、ボール移載
法、板状バンプ法で電子部品の導電性パッド上にバンプ
電極を形成して、該電子部品を基板に実装する場合、上
述したように、電子部品に少なくとも２回のヒートショ
ックを与えることになり、この２回以上のヒートショッ
クの影響で電子部品にクラックが発生し、該クラックか
ら内部に水分等が浸み込んで電子部品が壊れ、実装基板
の信頼性が低下するおそれがあった。

【０００９】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、電子部品の導電性パ
ッド上にバンプ電極を良好に密着させて形成した後、該
電子部品のバンプ電極と基板の導電性パッドとを良好に
密着させて基板に実装するとともに、ヒートショックの
影響を低減して信頼性の高い実装基板製造方法、およ
び、製造装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、電子部品の導電性パッド上にバ
ンプ電極を形成し、該バンプ電極の形成された電子部品
を基板に実装して実装基板を製造する実装基板製造方法
であって、上記電子部品の導電性パッド上にバンプ電極
を形成するために用いるバンプを形成するバンプ形成工
程と、該バンプ形成工程で形成されたバンプを用いて、
該バンプ電極を形成するバンプ電極形成工程と、該バン
プ電極が形成された電子部品を実装する実装工程と、を
一貫して行うことによって実装基板を製造することを特
徴とするものである。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の実装基板製
造方法において、上記バンプ形成工程は、線半田を供給
する線半田供給工程と、該線半田をリボン状半田に成形
するリボン状半田成形工程と、該リボン状半田をポンチ
部材とダイス部材とによって打ち抜いて板状バンプを形
成する板状バンプ形成工程と、によって板状バンプを形
成することを特徴とするものである。

【００１２】請求項３に発明は、請求項１、または、２
の実装基板製造方法において、上記バンプ電極形成工程
と実装工程との間に、上記バンプ電極が形成された電子
部品を保温された不活性ガス雰囲気中に貯蔵するため
の、加熱工程と不活性ガス供給工程と電子部品収容工程
とを備えた保温収容工程を有することを特徴とするもの
である。

【００１３】請求項４の発明は、電子部品の導電性パッ
ド上にバンプ電極を形成し、該バンプ電極の形成された
電子部品を基板に実装して実装基板を製造する実装基板
製造装置であって、上記電子部品の導電性パッド上にバ
ンプ電極を形成するために用いるバンプを形成するバン
プ形成装置と、該バンプ形成装置で形成されたバンプを
用いて、該バンプ電極を形成するバンプ電極形成装置
と、該バンプ電極が形成された電子部品を基板に実装す
る実装装置とを有し、該バンプ形成装置と、該バンプ電
極形成装置と、該実装装置とを稼働させて実装基板を製
造することを特徴とするものである。

【００１４】請求項５の発明は、請求項４の実装基板製
造装置において、上記バンプ形成装置は、線半田を供給
する線半田供給手段と、該線半田をリボン状半田に成形
するリボン状半田成形手段と、該リボン状半田をパンチ
部材とダイス部材とによって板状に打ち抜いて板状バン
プを形成する板状バンプ形成手段と、を有することを特
徴とするものである。

【００１５】請求項６の発明は、請求項５の実装基板製
造装置において、上記リボン状半田成形手段は、一対の
回動可能なローラを有するプレスローラであって、該ロ
ーラのうちの少なくとも一方のローラの外周面に、酸化
被膜を破るためのローレット状の刻印が設けられている
ことを特徴とするものである。

【００１６】請求項７の発明は、請求項５、または、６
の実装基板製造装置において、上記板状バンプ形成手段
は、フラックスの流れを促進させるために、上記板状バ
ンプの上面または下面の少なくとも一方の面に、該面の
中央部を頂点として外周部に向かって放射線を描く溝を
形成するためのモールドを有することを特徴とするもの
である。

【００１７】請求項８の発明は、請求項４、５、６、ま
たは、７の実装基板製造装置において、上記バンプ電極
形成装置は、電子部品供給手段と、フラックス塗布手段
と、バンプマウント手段と、電子部品リフロー手段と、
電子部品反転手段と、を有し、該電子部品反転手段は、
加熱手段を備えた保温カバーで覆われていることを特徴
とするものである。

【００１８】請求項９の発明は、請求項８の実装基板製
造装置において、上記バンプマウント手段は、上記バン
プ形成装置で形成されたバンプを整列させて上記電子部
品に移載するバンプ整列移載手段を備えていることを特
徴とするものである。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項４、５、６、
７、８、または、９の実装基板製造装置において、上記
実装装置は、基板供給手段と、フラックス塗布手段と、
電子部品マウント手段と、実装基板リフロー手段と、実
装基板収容手段と、を有し、該電子部品マウント手段
は、加熱手段を備えた保温カバーで覆われていることを
特徴とするものである。

【００２０】請求項１１の発明は、請求項４、５、６、
７、８、９、または、１０の実装基板製造装置におい
て、上記バンプ電極形成装置と実装装置との間に、上記
バンプ電極が形成された電子部品を、保温された不活性
ガス雰囲気中に貯蔵するための、加熱手段と不活性ガス
供給手段と電子部品収容手段とを備えた保温チャンバを
有することを特徴とするものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】〔実施形態１〕以下、本発明に係
る実施形態について説明する。図１は本実施形態にかか
る実装基板の製造方法を示した製造工程図である。従来
の製造工程では、バンプ形成工程と、デバイスのバンプ
電極形成工程と、基板への実装工程とが、各工程ごとに
独立して行われていたので、上述したような不具合が生
じていた。そこで、本実施形態においては、これらの製
造工程を一貫して行うことによって、上述した不具合を
解消することを可能にした。

【００２２】まず、バンプ形成工程Ｓ１について説明す
る。バンプの形成方法は上述したようにボールバンプ、
半田ボール、もしくは板状バンプを用いて形成する方法
があるが、ここでは板状バンプの形成工程の一例につい
て説明する。図２は板状バンプ形成工程を示す工程図で
ある。板状バンプ形成工程は、線半田供給工程Ｓ１１
と、リボン状半田成形工程Ｓ１２と、板状バンプ打ち抜
き工程Ｓ１３と、打ち抜き済みリボン状半田再生工程Ｓ
１４とからなる。線半田供給工程Ｓ１１は製造材料であ
る線半田を供給する工程である。そして、この線半田供
給工程Ｓ１１で供給された線半田を次工程のリボン状半
田成形工程Ｓ１２でリボン状の半田に成形する。そし
て、この成形されたリボン状半田を、リボン状半田打ち
抜き工程Ｓ１３で打ち抜いて板状バンプとする。板状バ
ンプが打ち抜かれたリボン状半田は、打ち抜き済みリボ
ン状半田再生工程Ｓ１４で線半田に再生される。なお、
形成された板状バンプは、バンプ電極形成工程Ｓ２のバ
ンプマウント工程Ｓ２３に供給される。

【００２３】次に、デバイスのパッド上にバンプ電極を
形成するバンプ電極形成工程Ｓ２について説明する（図
１参照）。この工程は、デバイス供給工程Ｓ２１と、フ
ラックス塗布工程Ｓ２２と、バンプマウント工程Ｓ２３
と、デバイスリフロー工程Ｓ２４と、デバイス反転工程
Ｓ２５とからなる。デバイス供給工程Ｓ２１は、デバイ
スメーカで製造されたデバイスを供給する工程である。
そして、供給されたデバイスのパッド上にフラックス塗
布工程Ｓ２２でフラックスを塗布する。次に、バンプマ
ウント工程Ｓ２３で、バンプ形成工程Ｓ１で形成された
バンプ、たとえば板状バンプを、フラックスが塗布され
たパッド上に移載する。そして、デバイスリフロー工程
Ｓ２４で加熱することによって、板状バンプをパッドに
溶着する。その後、基板へ実装可能とするために、デバ
イス反転工程Ｓ２５でデバイスの上面と下面とを天地反
転させる。

【００２４】次に、基板にデバイスを実装する実装工程
Ｓ３について説明する。実装工程は、基板供給工程Ｓ３
１と、フラックス塗布工程Ｓ３２と、デバイスマウント
工程Ｓ３３と、実装基板リフロー工程Ｓ３４と、実装基
板収容工程Ｓ３５とからなる。基板メーカで製造された
基板を基板供給工程Ｓ３１で供給し、この供給された基
板にフラックス塗布工程Ｓ３２でフラックスを塗布し、
デバイスマウント工程Ｓ３３で上記バンプ電極形成工程
Ｓ２でバンプ電極が形成されたデバイスを基板上の所定
位置に実装する。そして、デバイスが実装された実装基
板は、実装基板リフロー工程Ｓ３４で加熱されてデバイ
スが溶着する。最後に、実装基板収容工程Ｓ３５で実装
基板を収容して全工程が終了する。なお、上記デバイス
反転工程Ｓ２５とデバイスマウント工程Ｓ３３とはデバ
イスを所定温度に維持するための保温工程Ｓ４を備えて
いる。

【００２５】上記バンプ形成工程Ｓ１と、バンプ電極形
成工程Ｓ２と、実装工程Ｓ３とを実行することによっ
て、これらの製造工程を一貫して行うことが可能にな
る。この製造工程では、バンプは形成されてからすぐに
デバイスのパッド上に移載され、デバイスのリフロー工
程Ｓ２４で溶着される。そして、引き続きデバイスは保
温工程Ｓ４で保温されながら基板上に実装され、デバイ
ス自体の温度が室温まで低下することなく基板のリフロ
ー工程Ｓ３４に入る。このことによって、バンプ表面が
酸化されて酸化被膜が形成されることを防止することが
可能になる。また、デバイスの加熱と冷却とが一回で済
むため、デバイスのリフロー工程Ｓ２４後に、デバイス
自体の温度が室温まで下がったあと、もう一度基板のリ
フロー工程Ｓ３４で再び加熱するという工程を省略する
ことが可能になり、ヒートショックの影響を低減させる
ことが可能になる。

【００２６】〔変形例１〕上記実施形態１の製造工程に
加えて、バンプ電極形成工程Ｓ２と、実装工程Ｓ３との
間に、図示しない保温収容工程を設けることもできる。
この保温収容工程は、保温工程と、不活性ガス供給工程
と、デバイス収容工程とにより、バンプが形成された上
記デバイスを保温された不活性ガス雰囲気中で貯蔵する
ことができ、バッファとしての機能を有している。これ
により、上記バンプ形成工程Ｓ１、バンプ電極形成工程
Ｓ２、もしくは、実装工程Ｓ３の処理速度の違いや、各
工程のトラブルなどによって発生しうる製造工程の停止
を防ぎ、効率よく実装基板を製造することが可能とな
る。

【００２７】〔実施形態２〕次に、上記実施形態１に係
る実装基板製造方法を実施可能な装置の一例について説
明する。図３は実装基板製造ラインの説明図である。こ
の実装基板製造ラインは、バンプ形成装置１００と、デ
バイスのバンプ電極形成装置２００と、基板へのデバイ
ス実装装置３００とから主に構成されている。

【００２８】まず、バンプ形成装置１００について説明
する。本バンプ形成装置１００は各種バンプのうち板状
のバンプを形成する装置である。図４はバンプ形成装置
１００の一例の斜視図である。また、図５はバンプ形成
装置１００の打ち抜き部１４０の側面の断面図である。

【００２９】バンプ形成装置１００は、線半田をリボン
状に成形した後に、フラックスの流れを促進させるため
の溝部を形成してから、ポンチで打ち抜くものであり、
線半田供給部１２０と、プレスローラ部１３０と、板状
バンプ形成部１４０と、半田回収箱１７０とから主に構
成されている。これらの各部の構成について、以下に詳
しく説明する。

【００３０】線半田供給部１２０は、線半田リール支持
シャフト１２１と、一対のガイドローラ１２２ａ、１２
２ｂとから構成されている。線半田リール支持シャフト
１２１は、線半田リール１１１を回動自在に保持するも
のであり、金属製ローラを図示しないボールベアリング
で回動可能に保持する構成となっている。また、一対の
ガイドローラ１２２ａ、１２２ｂは、供給方向に対して
左右のズレを補正しながら線半田１１２をプレスローラ
部１３０に供給するものであり、一対の金属製ローラ
を、それぞれ図示しないボールベアリングで回動可能に
保持する構成となっている。これら一対のガイドローラ
１２２ａ、１２２ｂは線半田１１２の外径よりも若干大
きな間隙を有するように配設されている。

【００３１】プレスローラ部１３０は、線半田１１２を
リボン状半田１１３に成形するものであり、プレスロー
ラ１３１と、駆動用モータ１３２と、従動ローラ１３３
と、駆動制御用近接スイッチ１３４とから構成されてい
る。プレスローラ１３１は、外周面にローレット状の刻
印が設けられた金属製ローラを図示しないボールベアリ
ングによって回転可能に保持する構成となっており、駆
動用モータ１３２によって回転駆動される。駆動用モー
タ１３２は、たとえばＡＣ１００Ｖで回転駆動する減速
器付きのインダクションモータを用いることができる。
なお、板状バンプ形成部１４０での処理作業が遅れて、
リボン状半田１１３が供給過剰となった場合には、下側
に垂れ下がったリボン状半田１１３を近接スイッチ１３
４が検知して、駆動用モータ１３２の回転駆動を減速又
は停止するようになっている。

【００３２】また、従動ローラ１３３は、プレスローラ
１３１に対向するように配設されており、金属製ローラ
を図示しないボールベアリングによって回転可能に保持
する構成となっている。なお、リボン状半田１１３の成
形厚を調整するために、従動ローラ１３３はプレスロー
ラ１３１との間隙を調整することが可能な、図示しない
アジャスタ機構を備えている。このプレスローラ部１３
０によって、線半田１１２を、表面の酸化被膜を破りな
がら、リボン状半田１１３に成形することができる。

【００３３】板状バンプ形成部１４０は、リボン状半田
１１３にフラックスの流れを促進させてボイドを防止す
るための菊型の溝部を形成した後に、この溝部をポンチ
によって板状に打ち抜き、板状バンプ１８０を形成する
ものである。板状バンプ形成部１４０は、駆動ローラ部
１４１と、ガイドローラ部１４２と、プレス打ち抜き部
１４３とから主に構成されている。

【００３４】まず、駆動ローラ部１４１とガイドローラ
部１４２とについて、図５により説明する。駆動ローラ
部１４１は、駆動ローラ１４４と、駆動ローラ１４４を
所定量だけ回転駆動させるためのたとえばステッピング
モータ１４５と、従動ローラ１４６とから構成されてお
り、リボン状半田１１３を所定量だけ間欠送りするよう
になっている。また、ガイドローラ部１４２は、一対の
ガイドローラ１４２ａ、１４２ｂから構成されており、
特にリボン状半田１１３の上下方向の位置を合わせてス
ムーズに送る役割を果たしている。

【００３５】次に、プレス打ち抜き部１４３について説
明する。プレス打ち抜き部１４３は、リボン状半田１１
３に菊型の溝部を形成した後に、菊型の溝部が形成され
た部分をポンチで打ち抜くものである。エアーシリンダ
１４７のシリンダシャフト１４７ｓ先端にはプレート１
４８が配設されており、このプレート１４８に上モール
ド１４９とポンチ１５０とが配設されている。また、こ
れらの上モールド１４９とポンチ１５０との対向する位
置には、それぞれ下モールド１５１とダイス１５２とが
配設されている。

【００３６】リボン状半田１１３は、駆動ローラ部１４
１によって下モールド１５１とダイス１５２との中心間
距離Ｌだけ間欠送りされる。そして、リボン状半田１１
３が間欠送りされて、停止したら、エアーシリンダ１４
７が作動して、シリンダシャフト１４７ｓが下方向に押
し出され、プレート１４８に配設された上モールド１４
９とポンチ１５０とが同時に押し出される。押し出され
た上モールド１４９は、下モールド１５１に接近し、上
モールド１４９と下モールド１５１との間のリボン状半
田１１３をプレスして、菊型の溝部を形成する。同時に
ポンチ１５０がダイス１５２に嵌合して、一工程前で形
成された菊型の溝部を板状に打ち抜いて、板状バンプ１
８０を形成する。板状バンプ１８０はポンチ１５０によ
る打ち抜き力と重力との作用によって、シュート１１４
に落下し、デバイスのバンプ電極形成装置２００のバン
プ揺動整列機２４１に供給される（図７参照）。

【００３７】上記菊型の溝部の形成と打ち抜きとが終了
したら、エアーシリンダ１４７のシリンダシャフト１４
７ｓは上昇する。このシリンダシャフト１４７ｓの上昇
を図示しないリードスイッチが確認してから、駆動ロー
ラ部１４１が回転駆動して再びリボン状半田１１３を、
下モールド１５１とダイス１５２との中心間距離Ｌだけ
間欠送りする。以後この動作を繰り返して、板状バンプ
１８０を形成する。なお、打ち抜きが終了したリボン状
半田１１３は、駆動ローラ部１４１の間欠送りによっ
て、図４に示す半田回収箱１７０に回収される。そし
て、回収されたリボン状半田１１３は再利用すべく、別
工程で溶解され線半田１１２に加工される。

【００３８】上述したようにバンプ形成装置１００によ
って、安価な線半田１１２から菊型の溝部を有する板状
バンプ１８０を低コストで大量に形成することができ
る。

【００３９】ここで、上記バンプ形成装置１００によっ
て形成される板状バンプ１８０について説明する。図６
（ａ）、（ｂ）は、板状バンプ１８０の説明図である。
この板状バンプ１８０は外径φが２０〜８００μｍであ
り、厚さｔが２０〜５００μｍである。また、表面にフ
ラックスの流れを促進させて滞留を防ぐための溝として
菊型の溝部１８０ａが形成されている。この菊型の溝部
１８０ａは、上面の中央部１８０ｂを頂点として外周面
１８０ｃに向かって放射線を描くような多数の溝であ
る。この菊型の溝部１８０ａを形成することによって、
デバイスの導電性パッドに板状バンプ１８０を移載する
ときのハイドロプレーニング現象を防止し、また、リフ
ロー時にフラックスの流れを促進して滞留を防ぎ、ボイ
ドの発生を防止することができる。

【００４０】なお、図６（ａ）に示す板状バンプ１８０
は、上面に菊型の溝部１８０ａを形成しているが、上面
または下面の少なくとも一方に形成されていればよい。
また、上面と下面との両面に形成してもよい。また、板
状バンプ１８０の表面に形成する溝は、上記菊型の溝部
１８０ａに限られるものではなく、フラックスの流れを
促進させて滞留を防ぐものであればよい。

【００４１】次に、バンプ電極形成装置２００の一例に
ついて説明する。このバンプ電極形成装置２００は、図
３に示すように、デバイス２０１を搬送する搬送コンベ
ア２１０と、デバイス供給部２２０と、フラックス塗布
部２３０と、バンプマウント部２４０と、デバイスリフ
ロー部２５０と、デバイス反転部２６０とから主に構成
されている。以下これらの各部の構成及び動作について
説明する。

【００４２】まず、搬送コンベア２１０について説明す
る。搬送コンベア２１０は、チェーンコンベア２１２
（図７参照）と、チェーンコンベア２１２に保持された
デバイスホルダ２１１と、チェーンコンベア２１２を間
欠的に駆動させるための図示しないインデックスと、図
示しない駆動用モータとからなる。該駆動用モータは連
続運転しており、図示しないメインコントローラによっ
て該インデックス内部の電磁クラッチをオン、オフさせ
ることで該駆動用モータの回転駆動力の伝達を制御し、
チェーンコンベア２１２を間欠的に駆動させることで、
複数のデバイスホルダ２１１を各部の所定位置で位置決
め停止させることができる。なお、デバイスホルダ２１
１はデバイス２０１を保持して搬送するものである。

【００４３】次に、デバイス供給部２２０について説明
する。デバイス供給部２２０は、デバイス２０１が表面
に保持されたロール状のテープ２２１と、ロール状のテ
ープ２２１を巻き取りデバイス２０１を所定位置で位置
決めして停止させるステッピングモータ２２２と、デバ
イス２０１を吸着保持して搬送する２ポジションのロー
タリアクチュエータ２２３とから構成されている。な
お、ロータリアクチュエータ２２３のアーム２２３ａの
先端部には、吸着ノズル２２３ｂが配設されている。そ
して、ロータリアクチュエータ２２３内部の図示しない
エアーシリンダによってアーム２２３ａを上下動させる
ことによって、同時に吸着ノズル２２３ｂも上下動する
ようになっている。なお、吸着ノズル２２３ｂは図示し
ないエジェクタと接続されており、該エジェクタによっ
て発生する負圧を利用してデバイス２０１を吸着保持す
る。ここで、エジェクタとは、空気の粘性を利用して真
空を発生させるものであり、エジェクタ内に設けられた
ノズルから勢いよく空気を噴出させるとその周辺の空気
は噴流に巻き込まれて持ち去られ、その結果負圧を発生
させることができる。

【００４４】ロール状のテープ２２１の表面には、デバ
イス２０１が等間隔で取り外し可能に接着されており、
ステッピングモータ２２２でテープ２２１を巻き取るこ
とによって、デバイス２０１を所定の位置で位置決めし
て停止さる。デバイス２０１が所定位置で停止すると、
ロータリアクチュエータ２２３の吸着ノズル２２３ｂが
下降してロール状のテープ２２１の表面からデバイス２
０１を吸着保持する。デバイス２０１を吸着保持すると
吸着ノズル２２３ｂは上昇する。吸着ノズル２２３ｂの
上昇を確認すると、アーム２２３ａが回転して、搬送コ
ンベア２１０のデバイスホルダ２１１の真上で停止す
る。そして、吸着ノズル２２３ｂが下降してデバイスホ
ルダ２１１にデバイス２０１を供給する。デバイス２０
１をデバイスホルダ２１１に供給したら、吸着ノズル２
２３ｂは上昇し、アーム２２３ａは逆方向に回転して原
点に戻る。以後、搬送コンベア２１０と同期をとりなが
らこの動作を繰り返し、デバイス２０１をデバイスホル
ダ２１１に供給する。なお、デバイス２０１が上記ロー
ル状のテープ２２１の表面に保持されたものでない場合
には、たとえば、パーツフィーダによってデバイス２０
１を整列させて上記ロータリアクチュエータ２２３でデ
バイスホルダ２１１に供給することも可能である。

【００４５】フラックス塗布部２３０について説明す
る。フラックス塗布部２３０は、図示しないフラックス
供給槽とフラックス塗布用治具とからなり、搬送コンベ
ア２１０のデバイスホルダ２１１で搬送されてきたデバ
イス２０１のパッド上に図示しないフラックスを塗布す
るものである。該フラックス供給層には該フラックスが
常に所定容量以上収容されるようになっており、該フラ
ックス供給層から該フラックス塗布用治具に該フラック
スが適宜供給される。そして、デバイスホルダ２１１が
所定位置で停止したことを確認したら、該フラックス塗
布用治具が動作して、デバイス２０１の上面に接近又は
当接して、デバイス２０１のパッド上に該フラックスを
塗布する。

【００４６】バンプマウント部２４０について説明す
る。図７はバンプマウント部２４０近傍の斜視図であ
る。バンプマウント部２４０は、バンプ揺動整列機２４
１と、吸着ノズル２４２と、ロータリアクチュエータ２
４３とから主に構成されている。バンプ揺動整列機２４
１で整列した板状バンプ１８０を、吸着ノズル２４２で
吸着保持し、ロータリアクチュエータ２４３によって搬
送してフラックスが塗布されたデバイス２０１の導電性
パッド上に移載するものである。

【００４７】バンプ揺動整列機２４１は、上面が開口さ
れた四角形状の箱型整列治具２４４の一端を回動可能に
保持（図中左側）し、他の一端の下部にカム２４５に当
接させて、カム２４５をスピードコントロールギヤード
モータ２４６で回転させることによって揺動するように
なっている。なお、箱型整列治具２４４の底面には、板
状バンプ１８０を整列させるための整列穴２４４ａが設
けられており、板状バンプ１８０が整列しやすくなって
いる。また、吸着ノズル２４２は、ロータリアクチュエ
ータ２４３のアーム２４７の先端部に配設されている。
アーム２４７はロータリアクチュエータ２４３に内蔵さ
れた図示しないエアーシリンダによって上下動が可能に
なっている。吸着ノズル２４２はエジェクタ２４８と接
続されており、このエジェクタ２４８によって発生する
負圧を利用して板状バンプ１８０を吸着保持する。

【００４８】箱型整列治具２４４は上記バンプ形成装置
１００のシュート１１４と接続している。シュート１１
４には金属通過センサ１１５が配設されているので、こ
の金属通過センサ１１５によって、通過した板状バンプ
１８０の個数をカウントし、所定個数の板状バンプ１８
０を箱型整列治具２４４に供給することができる。箱型
整列治具２４４に所定個数の板状バンプ１８０が供給さ
れたら、バンプストッパ用ソレノイド１１６を作動させ
て板状バンプ１８０の供給を停止する。そして、スピー
ドコントロールギヤードモータ２４６を駆動させて、カ
ム２４５によって箱型整列治具２４４を揺動させ、整列
穴２４４ａに板状バンプ１８０を整列させる。

【００４９】整列穴２４４ａに板状バンプ１８０が整列
したら、箱型整列治具２４４の揺動を停止する。そし
て、吸着ノズル２４２を下降させて、板状バンプ１８０
を吸着保持し、吸着ノズル２４２は上昇する。吸着ノズ
ル２４２の上昇を確認後、ロータリアクチュエータ２４
３が回転して、デバイスホルダ２１１のデバイス２０１
の真上で停止する。停止を確認してから、吸着ノズル２
４２が下降して、デバイス２０１のパッド上に塗布され
たフラックス上に板状バンプ１８０を供給する。そし
て、吸着ノズル２４２は板状バンプ１８０の吸着を解除
して、上昇する。上昇したら、ロータリアクチュエータ
２４３が逆方向に回転して原点位置に戻る。以後、搬送
コンベア２１０と同期させてこの動作を繰り返すことに
よって、デバイス２０１に板状バンプ１８０を供給す
る。

【００５０】次に、デバイスリフロー部２５０について
説明する（図３参照）。デバイスリフロー部２５０は、
デバイス２０１のパッド上に移載された板状バンプ１８
０を１８３℃以上に加熱することによって、板状バンプ
１８０をパッドに溶着させるものである。デバイスリフ
ロー部２５０は図示しない電熱ヒータや保温カバー等か
ら構成されているが、通常用いられている周知のリフロ
ーと同様なので説明は省略する。

【００５１】デバイス反転機２６０について説明する。
図８はデバイス反転機２６０の斜視図である。デバイス
反転機２６０は、デバイス２０１を実装用マウンタ部３
３０の吸着ノズル３３１で吸着できるように、デバイス
２０１の上面と下面との天地を反転させるものである。
デバイス反転機２６０は、ブラケット２６１と、ロータ
リシリンダ２６２と、ロータリシリンダ２６２によって
反転される反転アーム２６３と、反転アーム２６３の先
端部に配設されたエアチャック２６４とから主に構成さ
れている。

【００５２】デバイスホルダ２１１に保持されたデバイ
ス２０１が、所定位置で停止したら、エアチャック２６
４を作動させてデバイス２０１の側面部をチャキング
し、ロータリシリンダ２６２を作動させて反転アーム２
６３を１８０度回転させる。反転アーム２６３が１８０
度回転することによって、エアチャック２６４も同時に
回転し、デバイス２０１の上面と下面を天地反転させる
ことができる。このようにデバイス２０１を反転させる
ことによって、デバイス２０１の上面を実装用マウンタ
部３３０の吸着ノズル３３１で吸着保持することができ
るようになる。

【００５３】なお、デバイス反転機２６０の周囲は、図
３に示すようにデバイス２０１がデバイスリフロー部２
５０から出た後に、デバイス２０１自体の温度を下げな
いで１７０℃前後に保つため、ヒーターを内蔵した保温
カバー２７０で覆われている。この保温カバー２７０
は、実装用マウンタ部３３０まで覆っており、デバイス
２０１が基板リフロー部３４０に入るまで、デバイス２
０１自体の温度を１７０℃前後に保つようになってい
る。

【００５４】次に基板へデバイス２０１を実装する実装
装置３００について説明する（図３参照）。本実施形態
に係る実装装置３００は、基板供給部３１０と、フラッ
クス塗布部３２０と、実装用マウンタ部３３０と、実装
基板リフロー部３４０と、実装基板収容部３５０とから
主に構成されている。このデバイス実装装置３００は、
バンプ電極形成装置２００でバンプ電極が形成されたデ
バイス２０１を、デバイス２０１自体の温度を１７０℃
前後に保つように保温しながら、基板に実装することに
特徴がある。そのために、実装用マウンタ部３３０が、
ヒーターを内蔵した上記保温カバー２７０で覆われてい
る。また、実装用マウンタ部３３０の各部品は耐熱部品
で構成されている。なお、上記構成以外は、周知の実装
装置と同様なので、詳細な説明は省略する。

【００５５】以上のような構成および動作によって、バ
ンプ製造から実装基板までを一貫して製造することがで
きる。このことによって、バンプ表面やバンプ電極表面
が酸化されて酸化被膜が形成されるのを防止することが
できる。また、デバイスのリフローの直後に、デバイス
を基板にマウントし、実装基板をリフローすることがで
きるので、デバイスの温度が室温まで下がったあと、も
う一度加熱するという工程を省略することができ、ヒー
トショックの影響を低減させることができる。

【００５６】〔変形例２〕上記実施形態２の構成に加え
て、図３に示すバンプ電極形成装置２００と実装装置３
００との間に、図示しないデバイス収容チャンバを設け
る構成とすることもできる。このデバイス収容チャンバ
は、デバイス反転機２６０と実装用マウンタ部３３０と
の間の保温カバー２７０で覆われた部分に設けられてお
り、不活性ガス供給装置と、デバイス収容装置とを備え
ており、バンプ電極が形成された複数のデバイス２０１
を、保温された不活性ガス雰囲気中で貯蔵することがで
きる。このデバイス収容チャンバはバッファとしての機
能を有しており、バンプ形成装置１００、バンプ電極形
成装置２００、もしくは、実装装置３００の処理速度の
違いや、各装置のトラブルなどによって発生しうる製造
工程の停止を防ぎ、効率よく実装基板を製造することが
可能となる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１、２、および、３の発明によれ
ば、上記バンプ形成工程と、バンプ電極形成工程と、実
装工程とを一貫して行って実装基板を製造することによ
り、上記バンプの形成から実装基板の完成までの時間を
従来に比べて大幅に短縮することが可能になる。このこ
とによって、上記バンプやバンプ電極が酸化されて表面
に酸化被膜が形成されることを防止し、該電子部品の導
電性パッドとバンプ、及び、該電子部品に形成されたバ
ンプ電極と上記基板の導電性パッドとのぬれ性を向上さ
せて良好に密着させることが可能になるという優れた効
果がある。また、該バンプ電極形成工程に続いて該実装
工程で該基板に該電子部品を実装するので、該電子部品
に対するヒートショックの回数を少なくすることが可能
になり、該電子部品等のクラックの発生を防止して信頼
性の高い実装基板を製造することが可能になるという優
れた効果もある。

【００５８】特に、請求項２の発明によれば、上記バン
プ形成工程によって、安価な線半田をリボン状半田に成
形し、該リボン状半田を上記ポンチ部材とダイス部材に
よって板状に打ち抜いて、板状バンプを形成することが
可能になるという優れた効果がある。また、該板状バン
プは接触面積が大きいので、上記電子部品の導電性パッ
ド上にバンプ電極を良好に密着させて形成することが可
能になるという優れた効果がある。

【００５９】特に、請求項３の発明によれば、上記保温
収容工程は、保温工程と、不活性ガス供給工程と、デバ
イス収容工程とにより、バンプが形成された上記デバイ
スを保温された不活性ガス雰囲気中で貯蔵することがで
きる。これにより、上記バンプ形成工程、バンプ電極形
成工程、もしくは、実装工程の処理速度の違いや、各工
程のトラブルなどによって発生しうる製造工程の停止を
防ぎ、効率よく実装基板を製造することが可能となる。

【００６０】請求項４乃至１１の発明によれば、上記バ
ンプ形成装置と、バンプ電極形成装置と、実装装置とに
よって一貫して実装基板を製造することにより、上記バ
ンプの形成から実装基板の完成までの時間を従来に比べ
て大幅に短縮することが可能になる。このことによっ
て、上記バンプやバンプ電極が酸化されて表面に酸化被
膜が形成されることを防止し、該電子部品の導電性パッ
ドとバンプ、及び、該電子部品に形成されたバンプ電極
と上記基板の導電性パッドとのぬれ性を向上させて良好
に密着させることが可能になるという優れた効果があ
る。また、該バンプ電極形成装置に続いて該実装装置で
該基板に該電子部品を実装するので、該電子部品に対す
るヒートショックの回数を少なくすることが可能にな
り、該電子部品等のクラックの発生を防止して信頼性の
高い実装基板を製造することが可能になるという優れた
効果もある。

【００６１】特に、請求項５の発明によれば、上記バン
プ形成装置によって、安価な線半田をリボン状半田に成
形し、該リボン状半田を上記ポンチ部材とダイス部材に
よって板状に打ち抜いて、板状バンプを形成することが
可能になるという優れた効果がある。また、該板状バン
プは接触面積が大きいので、上記電子部品の導電性パッ
ド上にバンプ電極を良好に密着させて形成することが可
能になるという優れた効果がある。

【００６２】特に、請求項６の発明によれば、上記リボ
ン状半田形成手段は、一対の回動可能なローラを有する
プレスローラであって、該ローラのうちの少なくとも一
方のローラの外周面に、ローレット状の刻印が設けられ
ているので、上記線半田を送りながらリボン状半田に成
形すると同時に、該リボン状半田表面の少なくとも一方
の面の酸化被膜を破ることが可能になるという優れた効
果がある。

【００６３】特に、請求項７の発明によれば、上記板状
バンプ形成手段のモールドによって、上記板状バンプの
上面または下面の少なくとも一方の面に、該面の中央部
を頂点として外周部に向かって放射線を描く溝を形成す
ることができるので、外周部に近づくにつれて該溝の深
さが深くなり、上記電子部品の導電性パッドに該板状バ
ンプを移載するときのハイドロプレーニング現象を防止
することが可能になる。また、リフロー時に上記フラッ
クスが該溝を流れて外部に排出されるので、ボイドの発
生を防止し、上記電子部品の導電性パッド上にバンプ電
極を良好に密着させて形成することが可能になるという
優れた効果がある。

【００６４】特に、請求項８の発明によれば、上記バン
プ電極形成装置の上記電子部品反転手段は加熱手段を備
えた保温カバーで覆われているので、上記電子部品リフ
ロー手段で加熱された電子部品の温度を所定温度に維持
しながら、該電子部品を反転させて、次の工程に送るこ
とができるので、該電子部品のヒートショックを低減さ
せることが可能になるという優れた効果がある。

【００６５】特に、請求項９の発明によれば、上記バン
プ電極形成装置のバンプマウント手段は、上記バンプ形
成装置で形成されたバンプを整列させて上記電子部品に
移載するバンプ整列移載手段を備えているので、該バン
プ形成装置で形成されたバンプを整列させて、上記電子
部品の導電性パッド上に正確に供給することが可能にな
るという優れた効果がある。

【００６６】特に、請求項１０の発明によれば、上記実
装手段の電子部品マウント部は加熱手段を備えた保温カ
バーで覆われているので、上記電子部品の温度を所定温
度に維持しながら上記基板に実装するので、次工程の実
装基板リフロー手段で加熱する際にヒートショックを低
減させることが可能になるという優れた効果がある。

【００６７】特に、請求項１１の発明によれば、上記実
装基板製造装置は、加熱手段と不活性ガス供給手段と電
子部品収容手段とを備えた保温チャンバを有しているの
で、バンプが形成されたデバイスを保温された不活性ガ
ス雰囲気中で貯蔵することができる。これにより、該バ
ンプ形成装置、バンプ電極形成装置、もしくは、実装装
置の処理速度の違いや、各装置のトラブルなどによって
発生しうる製造工程の停止を防ぎ、効率よく実装基板を
製造することが可能になるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実装基板の製造方法を示した製造工程図。

【図２】板状バンプ形成工程を示す工程図。

【図３】実装基板製造ラインの説明図。

【図４】板状バンプ形成装置の一例の斜視図。

【図５】板状バンプ形成装置の打ち抜き部の側面の断面
図。

【図６】（ａ）、（ｂ）は、板状バンプの説明図。

【図７】バンプマウント部近傍の斜視図。

【図８】デバイス反転機の斜視図。

【符号の説明】

１００バンプ形成装置１３０プレスローラ部１４０板状バンプ形成部１５０ポンチ１５２ダイス１８０板状バンプ１８０ａ菊型の溝部２００バンプ電極形成装置２０１デバイス２４０バンプマウント部２４１バンプ揺動整列機２４２吸着ノズル２６０デバイス反転部２７０保温カバー３００実装装置３３０実装用マウンタ部３３１吸着ノズルＳ１バンプ形成工程Ｓ２バンプ電極形成工程Ｓ３実装工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品の導電性パッド上にバンプ電極を
形成し、該バンプ電極の形成された電子部品を基板に実
装して実装基板を製造する実装基板製造方法であって、
上記電子部品の導電性パッド上にバンプ電極を形成する
ために用いるバンプを形成するバンプ形成工程と、該バ
ンプ形成工程で形成されたバンプを用いて、該バンプ電
極を形成するバンプ電極形成工程と、該バンプ電極が形
成された電子部品を実装する実装工程と、を一貫して行
うことによって実装基板を製造することを特徴とする実
装基板製造方法。
【請求項２】請求項１の実装基板製造方法において、上
記バンプ形成工程は、線半田を供給する線半田供給工程
と、該線半田をリボン状半田に成形するリボン状半田成
形工程と、該リボン状半田をポンチ部材とダイス部材と
によって打ち抜いて板状バンプを形成する板状バンプ形
成工程と、によって板状バンプを形成することを特徴と
する実装基板製造方法。
【請求項３】請求項１、または、２の実装基板製造方法
において、上記バンプ電極形成工程と実装工程との間
に、上記バンプ電極が形成された電子部品を保温された
不活性ガス雰囲気中に貯蔵するための、加熱工程と不活
性ガス供給工程と電子部品収容工程とを備えた保温収容
工程を有することを特徴とする実装基板製造方法。
【請求項４】電子部品の導電性パッド上にバンプ電極を
形成し、該バンプ電極の形成された電子部品を基板に実
装して実装基板を製造する実装基板製造装置であって、
上記電子部品の導電性パッド上にバンプ電極を形成する
ために用いるバンプを形成するバンプ形成装置と、該バ
ンプ形成装置で形成されたバンプを用いて、該バンプ電
極を形成するバンプ電極形成装置と、該バンプ電極が形
成された電子部品を基板に実装する実装装置とを有し、
該バンプ形成装置と、該バンプ電極形成装置と、該実装
装置とを稼働させて実装基板を製造することを特徴とす
る実装基板製造装置。
【請求項５】請求項４の実装基板製造装置において、上
記バンプ形成装置は、線半田を供給する線半田供給手段
と、該線半田をリボン状半田に成形するリボン状半田成
形手段と、該リボン状半田をパンチ部材とダイス部材と
によって板状に打ち抜いて板状バンプを形成する板状バ
ンプ形成手段と、を有することを特徴とする実装基板製
造装置。
【請求項６】請求項５の実装基板製造装置において、上
記リボン状半田成形手段は、一対の回動可能なローラを
有するプレスローラであって、該ローラのうちの少なく
とも一方のローラの外周面に、酸化被膜を破るためのロ
ーレット状の刻印が設けられていることを特徴とする実
装基板製造装置。
【請求項７】請求項５、または、６の実装基板製造装置
において、上記板状バンプ形成手段は、フラックスの流
れを促進させるために、上記板状バンプの上面または下
面の少なくとも一方の面に、該面の中央部を頂点として
外周部に向かって放射線を描く溝を形成するためのモー
ルドを有することを特徴とする実装基板製造装置。
【請求項８】請求項４、５、６、または、７の実装基板
製造装置において、上記バンプ電極形成装置は、電子部
品供給手段と、フラックス塗布手段と、バンプマウント
手段と、電子部品リフロー手段と、電子部品反転手段
と、を有し、該電子部品反転手段は、加熱手段を備えた
保温カバーで覆われていることを特徴とする実装基板製
造装置。
【請求項９】請求項８の実装基板製造装置において、上
記バンプマウント手段は、上記バンプ形成装置で形成さ
れたバンプを整列させて上記電子部品に移載するバンプ
整列移載手段を備えていることを特徴とする実装基板製
造装置。
【請求項１０】請求項４、５、６、７、８、または、９
の実装基板製造装置において、上記実装装置は、基板供
給手段と、フラックス塗布手段と、電子部品マウント手
段と、実装基板リフロー手段と、実装基板収容手段と、
を有し、該電子部品マウント手段は、加熱手段を備えた
保温カバーで覆われていることを特徴とする実装基板製
造装置。
【請求項１１】請求項４、５、６、７、８、９、また
は、１０の実装基板製造装置において、上記バンプ電極
形成装置と実装装置との間に、上記バンプ電極が形成さ
れた電子部品を、保温された不活性ガス雰囲気中に貯蔵
するための、加熱手段と不活性ガス供給手段と電子部品
収容手段とを備えた保温チャンバを有することを特徴と
する実装基板製造装置。