JP2019134104A - 板状体の実装方法 - Google Patents

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Koichi Kondo
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Abstract

【課題】高密度な実装を可能とする。【解決手段】板状体の実装方法は、予め定められた方法で硬化する接着剤が未硬化の液体の状態で塗布された転写体である塗布転写体を準備することと(S2a)、転写体に塗布された接着剤を板状体又は被実装物に転写することと(S3a)、転写された接着剤を板状体と被実装物との間に介在させて、板状体を被実装物に配置することと(S4)、板状体と被実装物との間に介在する接着剤を硬化させること(S5)とを含む。【選択図】図2

Description

本発明は、板状体の実装方法に関する。
スマートフォン、携帯電話、タブレット型コンピュータなどの携帯情報機器では、ユーザの携帯を容易にするため、携帯情報機器の小型化の要請がある。また、充電をせずに長時間の連続使用を可能とするため、携帯情報機器に実装される充電池の大型化が望まれている。さらに、近時では、IoT(Internet of Things)の普及、高機能化・多機能化の要求のため、携帯情報機器に実装されるデバイスが大幅に増加している。
このような背景の下、携帯情報機器に採用されるデバイス、実装基板においては、デバイスの小型化、実装基板における実装の高密度化などが強く望まれている。
このような要求に応えるため、一般的に、チップ部品では、半導体集積回路の微細化による実装面積の縮小が進められてきた。しかし、微細化は限界に近付いており、平面的な実装密度の向上は困難な状況にある。
そこで、立体的に実装密度の向上を図るべく、複数のチップ部品を積層したCoC(Chip on Chip)などが採用されている。そして、CoCにて積層するチップ部品の数を増やし、或いは積層したCoCの厚みを薄くするため、機械的又は化学的な研磨によるチップ部品の各々の薄型化が図られている。しかし、チップ部品を薄くすると、機械的な強度不足によるクラック、研磨時の残留応力に伴うチップ部品の誤作動などの問題がある。
ところで、実装基板において一般的に、基板などの被実装物にチップ部品などの板状体が接着により実装されることがある。
例えば特許文献1には、EMC(Electro−Magnetic Compatibility)ノイズ遮蔽カバーの片面に接着層を設け、この面を電子部品に対向させて取り付けることが記載されている。この場合、電子部品を被実装物として、板状体であるEMCノイズ遮蔽カバーが接着されることになる。
特開2000−294975号公報
しかしながら、特許文献1には、接着層の厚さを薄くする技術は何ら開示されていない。そのため、特許文献1に記載の技術では、実装の高密度化の要請に応えることが困難である。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、高密度な実装を可能とする板状体の実装方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る板状体の実装方法は、
予め定められた方法で硬化する接着剤が未硬化の液体の状態で塗布された転写体である塗布転写体を準備することと、
前記転写体に塗布された接着剤を板状体又は被実装物に転写することと、
前記転写された接着剤を前記板状体と前記被実装物との間に介在させて、前記板状体を前記被実装物に配置することと、
前記板状体と前記被実装物との間に介在する前記接着剤を硬化させることとを含む。
本発明によれば、高密度な実装が可能になる。
本発明の実施の形態1に係るチップ実装基板の側面図である。 実施の形態1に係るチップ実装方法に含まれる工程の流れを示すフローチャートである。 図3(a)は、実施の形態1に係るウェハ準備工程で準備されるウェハを示す斜視図であり、図3(b)は、ダイシング工程でウェハから個体化されたチップを示す斜視図である。 実施の形態1に係る転写体の斜視図である。 実施の形態1に係る塗布工程を説明するための図である。 実施の形態1に係る転写工程及び配置工程で利用されるフリップチップボンダの構成を示す正面図である。 実施の形態1に係る転写工程を説明するため、フリップチップボンダの一部を拡大した正面図である。 実施の形態1に係る配置工程を説明するため、フリップチップボンダの一部を拡大した正面図である。 実施の形態1に係る硬化工程で利用される加熱器の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態2に係るチップ実装方法に含まれる工程の流れを示すフローチャートである。 実施の形態2に係る塗布工程及び1次転写工程で利用される塗布装置の構成を示す正面図である。 実施の形態2に係る塗布転写体の正面図である。 実施の形態2に係る2次転写工程及び配置工程で利用されるフリップチップボンダの構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態3に係るチップ実装方法に含まれる工程の流れを示すフローチャートである。 実施の形態3に係る1次転写工程及び2次転写工程で利用されるプレ転写装置の構成を示す正面図である。 実施の形態3に係る1次転写工程及び2次転写工程を説明するため、プレ転写装置の一部を拡大した正面図である。 実施の形態3の一変形例に係る転写体の斜視図である。 本発明の実施の形態4に係るチップ実装方法に含まれる工程の流れを示すフローチャートである。 実施の形態4に係るウェハ準備工程で準備されるウェハを示す図であって、(a)は斜視図であり、(b)は側方断面図である。 実施の形態4に係るダイシング工程後のウェハを示す斜視図である。 実施の形態4に係る転写工程及び配置工程で利用されるフリップチップボンダの構成を示す正面図である。 実施の形態4に係る転写工程を説明するため、フリップチップボンダの一部を拡大した正面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付す。また、本発明の実施の形態の説明及び図面では、上・下・左・右の用語を用いるが、これらは、方向を説明するために用いるのであって、本発明を限定する趣旨ではない。さらに、各図では、分かり易くするため、構成要素の縦横などの大きさの比率を変更している。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る板状体被実装物としてのチップ実装基板100は、側面図である図1に示すように、チップ101が極めて薄い接着層103により接着された基板102である。チップ実装基板100は、図1に示すように、チップ101と、基板102と、接着層103とを備える。
チップ101は、いわゆるIC(Integrated Circuit)チップであって、シリコンなどの半導体に多数の素子が作り込まれた薄板状の電子部品である。
なお、本実施の形態に係るチップ101は、薄い板状の部材である板状体の一例であって、樹脂でモールドされるなど適宜の方法でパッケージされていてもよい。また、板状体は、チップ101に限られない。板状体は、例えば、薄板状のシリコン又はセラッミクス、各種の磁性体、金属などを材料とする薄い板状の部材などであってもよい。
基板102は、2つの主面を有する板である。基板102が有する2つの主面のうちの一方である上面に、チップ101が実装される。基板102には、典型的には、チップ101の他に、図示しない各種の電子部品が実装され、適宜の回路パターンが設けられる。基板102の材料は、典型的には、PCB(ポリ塩化ビフェニル)であるが、これに限られず適宜変更されてもよい。
なお、本実施の形態に係る基板102は、板状体が接着される部材である被実装物の一例であって、被実装物は、基板102に限られない。被実装物は、例えば、チップなどであってもよい。
接着層103は、後述する接着剤108を硬化させることによって、チップ101と基板102とを接着する層である。本実施の形態に係る接着層103の厚さは、例えば、1μm(マイクロメートル)〜10μmである。図1では分かり易くするため、接着層103の厚さは、一般的なチップ101及び基板102の厚さに比べて、厚く表されている。
本実施の形態に係るチップ実装基板100では、接着層103の厚さが極めて薄い。これにより、チップ101が取り付けられる基板102の上面からチップ101の上面までの上下方向の長さを小さくすることができるので、チップ実装基板100の全体的な体積を小さくすることができる。従って、高密度な実装が可能となる。
これまで、本実施の形態に係るチップ実装基板100の構成について説明した。ここから、本実施の形態に係るチップ実装基板100を製造するための方法(チップ101の実装方法)について説明する。
チップ101の実装方法に含まれる工程の流れを示す図2を参照する。図2に示すように、チップ101が準備される(チップ準備工程;S1a)。チップ準備工程(S1a)は、詳細には、ウェハ準備工程(S11a)とダイシング工程(S12a)とを含む。
ウェハ準備工程(S11a)では、図3(a)に示すように、多数の素子が作り込まれたウェハ104が準備される。このとき、ウェハ104は、この後に行われるダイシング時にチップ101が飛散しないように、ダイシングテープ105に保持されている。詳細には、ウェハ104は、ダイシングフレーム106に取り付けられたダイシングテープ105に載せ置かれており、ダイシングテープ105の粘着力によって保持されている。
ダイシング工程(S12a)では、図3(b)に示すように、ダイシングテープ105に保持された状態でウェハ104がダイシングソーで予め定められた大きさ及び形状に切り分けられる。これにより、ダイシングテープ105に保持された状態で複数のチップ101が準備される。
図2に示すように、塗布転写体107aが準備される(塗布転写体の準備工程;S2a)。塗布転写体107a(図5(e)参照)は、未硬化の液体の状態の接着剤108が塗布された転写体109aである。塗布転写体の準備工程(S2a)では、未硬化の液体の状態の接着剤108が均一な厚さで塗布された転写体109aが塗布転写体107aとして準備される。
本実施の形態に係る接着剤108は、加圧及び加熱により硬化する。なお、接着剤108は、予め定められた方法で硬化して異なる部材を接着する物質であればよい。例えば、接着剤を硬化させる方法は、加圧及び加熱に限られず、紫外線の照射などであってもよい。
塗布転写体の準備工程(S2a)は、詳細には、転写体準備工程(S21a)と、塗布工程(S22a)とを含む。
本実施の形態に係る転写体準備工程(S21a)では、図4に示すように、予め定められた部分に窪みを形成する凹部110を含む転写体109aが準備される。転写体109aは、例えば矩形の平板状の部材である。転写体109aの一面には、凹部110が設けられている。
本実施の形態に係る凹部110が形成する窪みの深さ(上下方向の長さ)は、例えば1μm〜10μmである。凹部110は、上方から見て、チップ101よりも大きい。凹部110を上方から見た形状は、本実施の形態では矩形であるが、円形などに適宜変更されてもよい。転写体109の材料は、例えば、樹脂、金属などである。
なお、図4では、分かり易くするため、一般的な転写体109aの厚さに比べて、凹部110が形成する窪みの深さを大きく表している。
本実施の形態に係る塗布工程(S22a)では、液状で未硬化の接着剤108が転写体109aの凹部110に塗布される。
まず、図5(a)に示すように、液状で未硬化の接着剤108が転写体109aの上に滴下される。接着剤108が滴下される位置は、凹部110が設けられた転写体109aの一面であればよく、好ましくは凹部110の近傍である。接着剤108は、例えば液状で未硬化の接着剤108を保持するシリンジ(図示せず)を用いて、予め定められた量が滴下されるとよい。
次に、本実施の形態に係る塗布工程(S22a)では、図5(b)〜(d)に示すように、液状で未硬化の接着剤108がスキージ111によって凹部110に塗布される。
詳細には、図5(b)に示すように、スキージ111が配置される。このとき、スキージ111は、滴下された接着剤108を挟んで凹部110から離れた位置で、その先端が転写体109aに接触するように配置される。
図5(c)に示すように、スキージ111が上下方向の高さを維持して、凹部110に近づく方向へ移動する。そして、図5(d)に示すように、スキージ111は、凹部110の上方を移動する。スキージ111が凹部110の上方を通り過ぎると、図5(e)に示すように、液状で未硬化の接着剤108が凹部110に充填される。これによって、液状で未硬化の接着剤108が凹部110に平滑に塗布され、塗布転写体107aが準備される。
なお、図5では、分かり易くするため、一般的な転写体109の厚さに比べて、凹部110が形成する窪みの深さを大きく表しており、後に参照する図6、7、15及び16でも同様である。また、図5(c)〜(e)に示す凹部110においてハッチングが施された部分は、液状で未硬化の接着剤108が塗布された部分を表しており、後に参照する図6、7、15及び16でも同様である。
図2に示すように、塗布転写体107aの接着剤108がチップ101に転写され(転写工程;S3a)、接着剤108が転写されたチップ101が基板102に配置される(配置工程;S4)。
本実施の形態に係る転写工程(S3a)と配置工程(S4)とは、例えば、正面図である図6に示すフリップチップボンダ112aを用いて行われる。
本実施の形態に係るフリップチップボンダ112aは、図6に示すように、第1設置領域113と、第2設置領域114と、第3設置領域115と、マウントツール116と、第1移動機構117とを備える。
第1設置領域113は、チップ準備工程(S1a)で準備された複数のチップ101、すなわち、ダイシングテープ105に保持された複数のチップ101が設置される領域である。
なお、第1設置領域113には、本実施の形態とは異なり、第1設置領域113に1つのチップ101が設置されてもよく、適宜のトレイに載せ置かれてチップ101が設置されてもよい。
第2設置領域114は、塗布転写体の準備工程(S2a)で準備された塗布転写体107aが設置される領域である。
第3設置領域115は、基板102が設置される領域である。基板102は、チップ101が実装される基板であって、その実装箇所は、適宜予め定められている。
マウントツール116は、チップ101を搬送するための器具である。本実施の形態に係るマウントツール116は、吸着によってチップ101を保持して搬送し、チップ101を基板上に配置する。
第1移動機構117は、マウントツール116を移動させるための機構である。本実施の形態に係る第1移動機構117は、第1設置領域113、第2設置領域114及び第3設置領域115の上方でマウントツール116を移動させる。
転写工程(S3a)では、図7(a)に示すように、マウントツール116が複数のチップ101のうちの1つを保持する。詳細には、マウントツール116は、複数のチップ101のうちの1つに先端を接触させる。マウントツール116は、先端が接触したチップ101を吸着することによって保持した後に、上方へ移動する。
チップ101を保持したマウントツール116は、右方へ移動して、塗布転写体107aに含まれる接着剤108の上方に位置付けられる。その後、マウントツール116は、図7(b)に示すように、チップ101の下面が、転写体109aの凹部110に塗布された接着剤108に接触するまで下方へ移動する。
チップ101の下面が接着剤108に接触すると、マウントツール116は、図7(c)に示すように上方へ移動する。これにより、転写体109aの凹部110に塗布された液状で未硬化の接着剤108の一部又はそのほとんどが、チップ101の下面に移動する。
このように、転写体109aの凹部110に塗布された液状で未硬化の接着剤108にチップ101の下面を接触させることによって、当該接着剤108がチップ101の下面に転写される。
チップ101に転写される接着剤108の厚さは、凹部110が形成する窪みの寸法、チップ101の下面を接着剤108に押し付ける力などを調整することで制御することができる。チップ101に転写される接着剤108の厚さは、例えば1μm〜10μmである。
配置工程(S4)では、マウントツール116は、図8(a)に示すように、接着剤108が転写されたチップ101を保持した状態で移動し、当該チップ101を基板102の実装箇所に配置する。
そして、マウントツール116は、吸着を停止して、図8(b)に示すように上方へ移動する。これにより、チップ101に転写された接着剤108を当該チップ101と基板102との間に介在させて、当該チップ101が当該基板102に配置される。
なお、本実施の形態では、未硬化の液状の状態の接着剤108がチップ101に転写される例により説明したが、未硬化の液状の状態の接着剤108は基板上に予め定められた実装箇所に転写されてもよい。この場合例えば、接着剤108が転写された基板102の実装箇所にチップ101が配置されるとよい。
図2に示すように、チップ101と基板102との間に介在する接着剤108が硬化させられる(硬化工程;S5)。硬化工程(S5)は、例えば、正面図である図9に示す加熱器118を利用して行われる。加熱器118の内部では、基板102が基板設置台119の上に載せ置かれ、チップ101が加圧部材120によって、上方から予め定められた力で押されている。この状態で、加熱器118は、接着剤108を挟んだチップ101と基板102とを加熱する。この加熱の温度及び時間は、それぞれ、接着剤108の性質、チップ101及び基板102の耐熱性などに応じて適宜定められるとよい。
なお、フリップチップボンダ112aが加熱器118の機能を備えてもよい。この場合の硬化工程(S5)では、例えば、加熱したマウントツール116によりチップ101を下方へ押圧した状態でフリップチップボンダ112aの中の温度を上昇させるとよい。これによっても、接着剤108を挟んだチップ101と基板102とを加熱することができる。
硬化工程(S5)が行われることにより、未硬化の液状の状態であった接着剤が硬化し、チップ101は接着層103によって基板102に固定される。すなわち、チップ101が基板102に実装されて、図1に示すチップ実装基板100が製造される。
本実施の形態によれば、転写体109aに接着剤108を塗布することにより塗布転写体107aが準備される(塗布転写体の準備工程;S2a)。そして、塗布転写体107aに含まれる接着剤108がチップ101に転写される(転写工程;S3a)。これにより、未硬化の液体の状態の接着剤108を極めて薄い厚さでチップ101に付着させることができる。その後、このチップ101を基板102に配置して接着剤108を硬化させること(S4及びS5)によって、接着層103の厚さが極めて薄いチップ実装基板100を製造することができる。従って、高密度な実装が可能になる。
また本実施の形態によれば、塗布転写体の準備工程(S2a)では、未硬化の液体の状態の接着剤108が均一な厚さで塗布された転写体109aが塗布転写体107aとして準備される。これによって、転写工程(S3a)において接着剤108をチップ101に均一な厚さで転写することができる。その後、このチップ101を基板102に配置して接着剤108を硬化させるので(S4及びS5)、均一に分布した接着剤108によってチップ101を基板102に安定して確実に固定することができる。従って、安定した実装が可能になる。
さらに本実施の形態によれば、接着剤108が転写体109aの凹部110に塗布された塗布転写体107aが準備される(塗布転写体の準備工程;S2a)。そして、塗布転写体107aに含まれる接着剤108がチップ101に転写される(転写工程;S3a)。
これにより、未硬化の液体の状態の接着剤108を極めて薄い均一な厚さでチップ101に付着させることができる。その後、このチップ101を基板102に配置して接着剤108を硬化させる(S4及びS5)。そのため、極めて薄く均一に分布した接着剤108によってチップ101を基板102に安定して確実に固定することができる。その結果、接着層103の厚さが極めて薄いチップ実装基板100を安定して製造することができる。従って、安定した高密度な実装が可能になる。
さらに本実施の形態によれば、転写工程(S3a)において接着剤108は1μm〜10μmの厚さでチップ101に転写される。そのため、後続する配置工程(S4)及び硬化工程(S5)では、未硬化の液体の状態の接着剤108が1μm〜10μmの極めて薄い厚さで付着したチップ101を基板102に配置して接着剤108を硬化させることになる。これにより、接着層103の厚さが1μm〜10μm程度の極めて薄いチップ実装基板100を製造することができる。従って、高密度な実装が可能になる。
なお、未硬化の液体の状態の接着剤108の粘度は、適宜選択されてよく、粘度を適宜選択することによって転写される割合を制御することができる。例えば、未硬化の液体の状態の接着剤108の粘度は、摂氏25度において50Pa・s(パスカル秒)以下が好ましい。
このような粘度の接着剤108を選択することによって、例えば1μm〜10μmの極めて薄い厚さで接着剤108をチップ101に転写することが容易になる。これにより、接着層103の厚さが極めて薄いチップ実装基板100を容易に製造することができる。従って、高密度な実装を容易にすることが可能になる。
なお、未硬化の液体の状態の接着剤108に含まれるフィラーの粒径は、適宜選択されてよい。例えば、未硬化の液体の状態の接着剤108に含まれるフィラーの粒径は、1μm以下であることが好ましい。
粒径が1μm以下のフィラーを含む接着剤108を選択することによって、例えば1μm〜10μmの極めて薄い厚さで接着剤108をチップ101に転写することが容易になる。これにより、接着層103の厚さが極めて薄いチップ実装基板100を容易に製造することができる。従って、高密度な実装を容易にすることが可能になる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、転写体109aの凹部110に塗布された接着剤108をチップ101に転写してチップ実装基板100を製造する例により説明した。本実施の形態では、転写体の凸部に塗布された接着剤108をチップ101に転写してチップ実装基板100を製造する例を説明する。
なお、本実施の形態に係るチップ実装基板100は、実施の形態1に係るチップ実装基板100(図1参照)と同じである。そのため、本実施の形態に特徴的なチップ101の実装方法について説明する。
本実施の形態に係るチップ101の実装方法では、図10に示すように、実施の形態1と同様のチップ準備工程(S1a)の後に、塗布転写体の準備工程(S2b)と転写工程(S3b)が行われる。
塗布転写体の準備工程(S2b)は、実施の形態1に係る塗布転写体の準備工程(S2a)と同様に、未硬化の液体の状態の接着剤108が均一な厚さで塗布された転写体109bを塗布転写体107bとして準備する工程である。塗布転写体の準備工程(S2b)は、詳細には、転写体準備工程(S21b)と、塗布工程(S22b)とを含む。
本実施の形態に係る転写体準備工程(S21b)では、図11に示すように、予め定められた部分に突き出た面を形成する凸部121を含む転写体109bが準備される。
本実施の形態に係る転写体109bは、回転軸を中心に回転するローラであり、例えば樹脂製である。転写体109bには、回転軸方向に延びる突条が凸部121として外周面に設けられている。すなわち、凸部121は、回転軸方向から見て、半径方向の外方に突き出た面を形成する。本実施の形態では2つの凸部121が、回転軸方向から見て対称な位置に設けられている。
本実施の形態に係る塗布工程(S22b)は、例えば、正面図である図11に示す塗布装置122を用いて行われる。塗布装置122は、転写体109bに加えて、第1ローラ123と、第2ローラ124と、第3ローラ125と、転写版設置台126とを備える。
第1ローラ123、第2ローラ124及び第3ローラ125の各々は、転写体109bの回転軸と平行な回転軸を中心に回転するローラであり、例えば樹脂製である。第1ローラ123と第2ローラ124とは、外周面が回転軸方向に互いに接触するように設けられている。第2ローラ124及び第3ローラ125とは、外周面が回転軸方向に互いに接触するように設けられている。第3ローラ125と転写体109bとは、それぞれの外周面と凸部121が形成する突き出た面とが回転軸方向に互いに接触するように設けられている。
転写版設置台126は、転写版127が設置される台である。転写版設置台126に設置される転写版127は、樹脂などで作られた転写用の器具であり、その上面が転写体109bの凸部121が形成する突き出た面と接触するように設置されている。
本実施の形態に係る塗布工程(S22b)では、液状で未硬化の接着剤108が転写体109bの凸部121に塗布される。
本実施の形態では、まず、例えば刷毛、シリンジなどを用いて第1ローラ123の外周面に未硬化の液体の状態の接着剤108が塗布される。図11に矢印で示すように、第1ローラ123と第3ローラ125とを左回りで回転させ、第2ローラ124と転写体109bとを右回りで回転させる。これにより、第1ローラ123に塗布された接着剤108は、第2ローラ124、第3ローラに順次塗布される。複数のローラ123〜125に順次塗布することによって外周面に塗布される接着剤108の厚さが平滑化される。
そして、接着剤108は、第3ローラから転写体109bの凸部121が形成する突き出た面に平滑に塗布される。これにより、正面図である図12に示すように、未硬化の液体の状態の接着剤108が塗布された転写体109bである塗布転写体107bが準備される。
図10を参照して、転写工程(S3b)は、塗布転写体107bの接着剤108をチップ101に転写する工程である。本実施の形態に係る転写工程(S3b)は、詳細には、1次転写工程(S31b)と2次転写工程(S32b)とを含む。
1次転写工程(S31b)は、未硬化の液体の状態の接着剤108を転写版127に転写する工程である。
本実施の形態に係る1次転写工程(S31b)は、図11を参照して上述した塗布装置122を利用して行われる。上述の通り、塗布装置122の転写版設置台126には、転写版127の上面と転写体109bの凸部121が形成する突き出た面とが接触するように転写版127が設置されている。そのため、未硬化の液体の状態の接着剤108が塗布された転写体109bが回転すると、凸部121に塗布された接着剤108が転写版127の上面に転写される(1次転写)。
図10を参照して、2次転写工程(S32b)は、未硬化の液体の状態の接着剤108を転写版127からチップ101に転写する工程である。
本実施の形態に係る2次転写工程(S32b)は、正面図である図13に示すように、実施の形態1に係るフリップチップボンダ112aと同様の構成を備えるフリップチップボンダ112bを用いて行われる。本実施の形態では、フリップチップボンダ112bの第2設置領域114に、1次転写によって未硬化の液体の状態の接着剤108が転写された転写版127が設置される。
なお、図13では、分かり易くするため、一般的な転写版127の大きさに比べて、転写された接着剤108の厚さを大きく表している。
フリップチップボンダ112bは、実施の形態1と同様に動作する。
すなわち、2次転写工程(S32b)では、実施の形態1と同様に、マウントツール116が複数のチップ101のうちの1つを保持する。
そして、マウントツール116は、保持しているチップ101の下面が、転写版127に転写された接着剤108に接触するように移動する。このとき、マウントツール116は、予め定められた圧力で、チップ101の下面を接着剤108に押し付けてもよい。
これにより、転写版127に転写された液状で未硬化の接着剤108の一部又はそのほとんどが、チップ101の下面に移動する。
このように、転写版127に転写された液状で未硬化の接着剤108にチップ101の下面を接触させることによって、当該接着剤108がチップ101の下面に転写される(2次転写)。
チップ101に転写される接着剤108の厚さは、第1ローラ123に塗布する接着剤108の量、ローラ123〜125の構成、凸部121の硬さ、チップ101の下面を接着剤108に押し付ける力などを調整することで制御することができる。ローラ123〜125の構成とは、転写体109bに転写するまでに介在するローラ123〜125の数、互いに接触する外周面間に掛かる力の大きさ、ローラ123〜125の外周面の硬さなどである。チップ101に転写される接着剤108の厚さは、例えば1μm〜10μmである。
その後、図10に示すように、フリップチップボンダ112bを用いて実施の形態1と同様の配置工程(S4)が行われる。すなわち、マウントツール116が、接着剤108が転写されたチップ101を保持した状態で移動し、当該チップ101を基板102の実装箇所に配置する。そして、硬化工程(S5)が行われることによってチップ101が基板102に実装されて、図1に示すチップ実装基板100が製造される。
本実施の形態によれば、転写体109bに接着剤108を塗布することにより塗布転写体107bが準備される(塗布転写体の準備工程;S2b)。そして、塗布転写体107bに含まれる接着剤108がチップ101に転写される(転写工程;S3b)。そのため、実施の形態1と同様に、接着層103の厚さが極めて薄いチップ実装基板100を製造することができる。従って、高密度な実装が可能になる。
また本実施の形態によれば、塗布転写体の準備工程(S2b)では、未硬化の液体の状態の接着剤108が均一な厚さで塗布された転写体109bが塗布転写体107bとして準備される。これによって、転写工程(S3b)において接着剤108をチップ101に均一な厚さで転写することができる。そのため、実施の形態1と同様に、均一に分布した接着剤108によってチップ101を基板102に安定して確実に固定することができる。従って、安定した実装が可能になる。
さらに本実施の形態によれば、接着剤108が転写体109bの凸部121に塗布された塗布転写体107が準備される(塗布転写体の準備工程;S2b)。そして、塗布転写体107bに含まれる接着剤108がチップ101に転写される(転写工程;S3b)。
これにより、未硬化の液体の状態の接着剤108を極めて薄い均一な厚さでチップ101に付着させることができる。そのため、実施の形態1と同様に、極めて薄く均一に分布した接着剤108によってチップ101を基板102に安定して確実に固定することができる。その結果、接着層103の厚さが極めて薄いチップ実装基板100を安定して製造することができる。従って、安定した高密度な実装が可能になる。
さらに本実施の形態によれば、転写工程(S3b)において接着剤108は1μm〜10μmの厚さでチップ101に転写される。そのため、実施の形態1と同様に、接着層103の厚さが1μm〜10μm程度の極めて薄いチップ実装基板100を製造することができる。従って、高密度な実装が可能になる。
(実施の形態3)
実施の形態1では、転写体109aの凹部110に塗布された接着剤108をチップ101に直接転写してチップ実装基板100を製造する例により説明した。本実施の形態では、パッド及び実施の形態2と同様の転写版127を介して、転写体109aの凹部110に塗布された接着剤108をチップ101に転写してチップ実装基板100を製造する例を説明する。
なお、本実施の形態に係るチップ実装基板100は、実施の形態1に係るチップ実装基板100(図1参照)と同じである。そのため、本実施の形態に特徴的なチップ101の実装方法について説明する。
図14を参照して、本実施の形態に係るチップ101の実装方法では、実施の形態1と同様のチップ準備工程(S1a)及び塗布転写体の準備工程(S2a)の後に、転写工程(S3c)が行われる。
転写工程(S3c)は、実施の形態1に係る転写工程(S3a)と同様に、塗布転写体107aの接着剤108をチップ101に転写する工程である。本実施の形態に係る転写工程(S3c)は、詳細には、1次転写工程(S31c)と2次転写工程(S32c)と3次転写工程(S33c)とを含む。
1次転写工程(S31c)は、未硬化の液体の状態の接着剤108をパッド128に転写する工程である。
本実施の形態に係る1次転写工程(S31c)は、例えば、正面図である図15に示すプレ転写装置129を利用して行われる。プレ転写装置129は、第4設置領域130と、第5設置領域131と、パッドツール132と、第2移動機構133とを備える。
第4設置領域130は、塗布転写体の準備工程(S2a)で準備された塗布転写体107aが設置される領域である。
第5設置領域131は、転写版127が設置される領域である。
パッドツール132は、柔軟性を有するパッド128を下方に有する器具である。
第2移動機構133は、パッドツール132を移動させるための機構である。本実施の形態に係る第2移動機構133は、第4設置領域130及び第5設置領域131の上方でパッドツール132を移動させる。
1次転写工程(S31c)では、パッドツール132が、第4設置領域130に設置された塗布転写体107aの接着剤108の上方に位置付けられた後に、図16(a)に示すようにパッド128の下面が接着剤108に接触するまで下方へ移動する。このとき、パッドツール132は、予め定められた圧力でパッド128の下面を接着剤108に押し付けてもよい。
パッド128の下面が接着剤108に接触すると、パッドツール132は、図16(b)に示すように上方へ移動する。これにより、転写体109aの凹部110に塗布された液状で未硬化の接着剤108の一部又はそのほとんどが、パッド128の下面に移動する。
このように、転写体109aの凹部110に塗布された液状で未硬化の接着剤108にパッド128の下面を接触させることによって、当該接着剤108がパッド128の下面に転写される(1次転写)。
なお、図16では、分かり易くするため、接着剤108の厚さを、一般的なパッド128に比べて大きく表している。
図14を参照し、2次転写工程(S32c)は、実施の形態2に係る1次転写工程(S31b)と同様に、未硬化の液体の状態の接着剤108を転写版127に転写する工程である。
本実施の形態に係る2次転写工程(S32c)は、例えば、図15を参照して上述したプレ転写装置129を利用して行われる。
2次転写工程(S32c)では、接着剤108がパッド128の下面に転写されたパッドツール132が、第5設置領域131に設置された転写版127の上方に位置付けられる。その後に、パッドツール132は、図16(c)に示すように、パッド128の下面が転写版127の上面に接触するまで下方へ移動する。このとき、パッドツール132は、予め定められた圧力でパッド128の下面を転写版127に押し付けてもよい。
パッド128の下面が転写版127に接触すると、パッドツール132は、図16(d)に示すように上方へ移動する。これにより、パッド128に転写された液状で未硬化の接着剤108の一部又はそのほとんどが、転写版127の上面に移動する。
このように、パッド128に転写された液状で未硬化の接着剤108に転写版127の上面を接触させることによって、当該接着剤108が転写版127の上面に転写される(2次転写)。
図14を参照し、3次転写工程(S33c)は、実施の形態2に係る2次転写工程(S32b)と同様に、未硬化の液体の状態の接着剤108を転写版127からチップ101に転写する工程である。
本実施の形態に係る3次転写工程(S33c)は、実施の形態2に係る2次転写工程(S32b)と同様にフリップチップボンダ112bを用いて行われる。本実施の形態では、フリップチップボンダ112bの第2設置領域114に、2次転写によって未硬化の液体の状態の接着剤108が転写された転写版127が設置される。この状態で、実施の形態2に係る2次転写工程(S32b)と同様にフリップチップボンダ112bが動作する。これによって、転写版127に転写された液状で未硬化の接着剤108がチップ101の下面に転写される(3次転写)。
本実施の形態では、チップ101に転写される接着剤108の厚さは、凹部110が形成する窪みの寸法、パッド128の材質、パッド128の下面を接着剤108又は転写版127に押し付ける力などを調整することで制御することができる。チップ101に転写される接着剤108の厚さは、例えば1μm〜10μmである。
その後、図14に示すように、実施の形態1と同様の配置工程(S4)以降の工程が行われる。これにより、チップ101が基板102に実装されて、図1に示すチップ実装基板100が製造される。
本実施の形態によれば、実施の形態1と同様の効果を奏する。
また本実施の形態によれば、転写工程(S3c)において接着剤108が複数回の転写を経てチップ101に転写される。これによって、転写工程(S3c)において接着剤108をチップ101に、実施の形態1に比べてより均一な厚さで転写することができる。そのため、より均一に分布した接着剤108によって、実施の形態1に比べてより安定して確実にチップ101を基板102に固定することができる。従って、より一層安定した実装が可能になる。
なお、実施の形態3において、凹部110を含む転写体109aに代えて、図17に示すように、突き出た面を形成する凸部Pを含む転写体109cが採用されてもよい。
この場合、塗布工程(S22a)において、未硬化の液体の状態の接着剤108は、凸部Pが形成する突き出た面(上面)に塗布されるとよい。また、1次転写工程(S31c)では、凸部Pの上面に塗布された未硬化の液体の状態の接着剤108にパッド128の下面を接触させることによって、当該接着剤108がパッド128の下面に転写されるとよい。
このような変形例によっても、実施の形態3と同様の効果を奏する。
(実施の形態4)
本実施の形態では、絶縁性のフィルム状接着剤であるDAF(Die Attach Film)を塗布転写体として利用して、チップ実装基板100を製造する例を説明する。
なお、本実施の形態に係るチップ実装基板100は、実施の形態1に係るチップ実装基板100(図1参照)と同じである。そのため、本実施の形態に特徴的なチップ101の実装方法について説明する。
本実施の形態に係るチップ101の実装方法では、図18に示すように、塗布転写体107dが準備される(塗布転写体の準備工程;S2d)。本実施の形態に係る塗布転写体107dは、接着剤108が転写体109dの一面に塗布されたものである(図19参照)。
転写体109dは、可撓性を有するフィルムである。転写体109dの材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンなどである。転写体109dの厚さは、20μm〜100μmであることが好ましい。
転写体109dには、未硬化の液体の状態の接着剤108が均一な厚さで塗布されている。このような塗布転写体107dは、一般的にDAFなどとも称される。
なお、塗布転写体の準備工程(S2d)が、転写体109dを準備する転写体準備工程と、転写体109dに接着剤108をする塗布工程とを含んでもよい。この場合、塗布工程では、グラビアコーター、ダイコーターなどを用いて、1μm〜20μmで均一に塗布されるとよい。
図18を参照して、チップ101が準備される(チップ準備工程;S1d)。チップ準備工程(S1d)は、詳細には、ウェハ準備工程(S11d)とダイシング工程(S12d)とを含む。
ウェハ準備工程(S11d)では、図19に示すように、多数の素子が作り込まれたウェハ104が準備される。図19(a)は、本実施の形態に係るウェハ準備工程(S11d)で準備されるウェハ104の斜視図であり、図19(b)はその側方断面図である。
ウェハ104は、この後に行われるダイシング時にチップ101が飛散しないように、塗布転写体107dに保持されている。
詳細には、ウェハ104は、転写体109dに塗布された接着剤108の上に載せ置かれており、接着剤108の粘着力によって塗布転写体107dに保持されている。
また、転写体109dは、例えば接着剤108とともにダイシングフレーム106に挟持される。このとき、ダイシングフレーム106を加熱することによって、ダイシングフレーム106に接触する接着剤108を部分的に硬化させることで、転写体109dがダイシングフレーム106に固定されてもよい。
なお、図19では、分かり易くするため、接着剤108の厚さを、一般的なダイシングフレーム106やウェハ104の厚さに比べて大きく表しており、後に参照する図21及び22でも同様である。
ダイシング工程(S12d)では、図20に示すように、塗布転写体107dに保持された状態でウェハ104がダイシングソーで予め定められた大きさ及び形状に切り分けられる。これにより、塗布転写体107dに保持された状態で複数のチップ101が準備される。
図18を参照して、塗布転写体107dの接着剤108がチップ101に転写される(転写工程;S3d)。
本実施の形態に係る転写工程(S3d)は例えば、後続する配置工程(S4)とともに、正面図である図21に示すフリップチップボンダ112dを用いて行われる。
本実施の形態に係るフリップチップボンダ112dは、第2設置領域114を備えておらず、この点を除いて実施の形態1に係るフリップチップボンダ112aと同様に構成される。
転写工程(S3d)では、マウントツール116が複数のチップ101のうちの1つを吸着により保持した後に上方へ移動する。このとき、マウントツール116は、チップ101を保持する際に、予め定められた圧力でチップ101の下面を接着剤108に押し付けてもよい。これにより、図22に示すように、接着剤108は、転写体109から引き離されてチップ101の下面に転写される。
チップ101に転写される接着剤108の厚さは、塗布転写体107dに含まれる接着剤108の厚さ、チップ101の下面を接着剤108に押し付ける力などを調整することで制御することができる。チップ101に転写される接着剤108の厚さは、例えば1μm〜10μmである。
その後、図18に示すように、フリップチップボンダ112dを用いて実施の形態1と同様の配置工程(S4)が行われる。すなわち、マウントツール116が、接着剤108が転写されたチップ101を保持した状態で移動し、当該チップ101を基板102の実装箇所に配置する。そして、硬化工程(S5)が行われることによってチップ101が基板102に実装されて、図1に示すチップ実装基板100が製造される。
本実施の形態によれば、接着剤108が転写体109dに塗布された塗布転写体107dが準備される(塗布転写体の準備工程;S2d)。そして、塗布転写体107dに含まれる接着剤108がチップ101に転写される(転写工程;S3d)。そのため、実施の形態1と同様に、接着層103の厚さが極めて薄いチップ実装基板100を製造することができる。従って、高密度な実装が可能になる。
また本実施の形態によれば、塗布転写体の準備工程(S2d)では、未硬化の液体の状態の接着剤108が均一な厚さで塗布された転写体109dが塗布転写体107dとして準備される。これによって、転写工程(S3d)において接着剤108をチップ101に均一な厚さで転写することができる。そのため、実施の形態1と同様に、均一に分布した接着剤108によってチップ101を基板102に安定して確実に固定することができる。従って、安定した実装が可能になる。
さらに本実施の形態によれば、一般的なDAFを塗布転写体107dとして利用して、チップ実装基板100を製造することができる。そのため、塗布転写体107dを容易に準備することができる。従って、高密度な実装を容易に実現することが可能になる。
さらに本実施の形態によれば、転写工程(S3d)において接着剤108は1μm〜10μmの厚さでチップ101に転写される。そのため、実施の形態1と同様に、接着層103の厚さが1μm〜10μm程度の極めて薄いチップ実装基板100を製造することができる。従って、高密度な実装が可能になる。
なお、実施の形態1において、塗布転写体107aに代えて実施の形態4に係る塗布転写体107dが採用されてもよい。これによれば、実施の形態4と同様の効果を奏する。
以上、本発明の実施の形態、変形例などについて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。本発明は、例えば、実施の形態に変更を加えた態様、実施の形態と変形例とを適宜組み合わせた態様、この態様に適宜変更を加えた態様などを含む。
本発明に係る板状体の実装方法は、基板、チップなどの被実装物に薄い板状の部材を実装するためなどに利用することができる。
100 チップ実装基板
101 チップ
102 基板
103 接着層
104 ウェハ
105 ダイシングテープ
106 ダイシングフレーム
107a,107b,107d 塗布転写体
108 接着剤
109a,109b,109c,109d 転写体
110 凹部
111 スキージ
112a,112b,112d フリップチップボンダ
113 第1設置領域
114 第2設置領域
115 第3設置領域
116 マウントツール
117 第1移動機構
118 加熱器
119 基板設置台
120 加圧部材
121 凸部
122 塗布装置
123 第1ローラ
124 第2ローラ
125 第3ローラ
126 転写版設置台
127 転写版
128 パッド
129 プレ転写装置
130 第4設置領域
131 第5設置領域
132 パッドツール
133 第2移動機構

Claims (9)

  1. 予め定められた方法で硬化する接着剤が未硬化の液体の状態で塗布された転写体である塗布転写体を準備することと、
    前記転写体に塗布された接着剤を板状体又は被実装物に転写することと、
    前記転写された接着剤を前記板状体と前記被実装物との間に介在させて、前記板状体を前記被実装物に配置することと、
    前記板状体と前記被実装物との間に介在する前記接着剤を硬化させることとを含む
    ことを特徴とする板状体の実装方法。
  2. 前記塗布転写体を準備することでは、前記未硬化の液体の状態の接着剤が均一な厚さで塗布された前記転写体が前記塗布転写体として準備される
    ことを特徴とする請求項1に記載の板状体の実装方法。
  3. 前記塗布転写体を準備することは、
    突き出た面を形成する凸部を含む前記転写体を準備することと、
    前記未硬化の液体の状態の接着剤を前記凸部に塗布することとを含み、
    前記板状体又は前記被実装物に転写することでは、前記凸部に塗布された前記未硬化の液体の状態の接着剤が前記板状体又は前記被実装物に転写される
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の板状体の実装方法。
  4. 前記塗布転写体を準備することは、
    窪みを形成する凹部を含む前記転写体を準備することと、
    前記未硬化の液体の状態の接着剤を前記凹部に塗布することとを含み、
    前記板状体又は前記被実装物に転写することでは、前記凹部に塗布された前記接着剤が前記板状体又は前記被実装物に転写される
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の板状体の実装方法。
  5. 前記塗布転写体を準備することは、
    突き出た面を形成する凸部又は窪みを形成する凹部を含む前記転写体を準備することと、
    前記未硬化の液体の状態の接着剤を前記凸部又は前記凹部に塗布することとを含み、
    前記板状体又は前記被実装物に転写することは、
    前記凸部又は前記凹部に塗布された前記接着剤をパッドに転写することと、
    前記パッドに転写された前記接着剤を前記板状体又は前記被実装物に転写することとを含む
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の板状体の実装方法。
  6. 前記塗布転写体を準備することでは、前記未硬化の液体の状態の接着剤が塗布された可撓性を有するフィルム状の転写体が前記塗布転写体として準備され、
    前記転写することでは、前記転写体に塗布された接着剤に前記板状体又は前記被実装物を加圧接触させることによって、前記転写体に塗布された接着剤が板状体又は被実装物に転写される
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の板状体の実装方法。
  7. 前記転写体に塗布された接着剤を板状体又は被実装物に転写することでは、前記転写体に塗布された接着剤が1μm〜10μmの厚さで前記板状体又は前記被実装物に転写される
    を特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の板状体の実装方法。
  8. 前記未硬化の液体の状態の接着剤は、摂氏25度における粘度が50Pa・s以下である
    ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の板状体の実装方法。
  9. 前記未硬化の液体の状態の接着剤に含まれるフィラーは、粒径が1μm以下である
    ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の板状体の実装方法。
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