JPH11297756A - 部品の実装方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品の実装方法およびその装置で、実装の高
密度化に対応できるようにする。 【解決手段】 部品１２の実装面１２ａ側に供給した接
合材料１５によって、部品１２と基板１６とを接合して
部品１２と基板１６の電気接続を行いフリップチップ実
装することにより、上記のような目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品の実装方法お
よびその装置に関し、特に、ペースト状の接合材料を用
いて部品と基板とを接合して双方を電気接続するフリッ
プチップ実装方式を採用した部品の実装方法およびその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベアＩＣチップを回路基板上にフ
リップチップ実装するのに、接合材料は基板の側に供給
している。例えば図５の（ａ）に示すように、専用の塗
布装置ａを用いて、基板ｂのベアＩＣチップｃを実装す
る位置に、接合材料ｄをディスペンサｅなどによって供
給する。接合材料ｄを塗布した基板ｂは図５の（ｂ）に
示す各種の搬送過程を経て図５の（ｃ）に示す部品実装
装置ｆへ移される。部品実装装置ｆでは部品供給部で供
給されるＩＣチップｃを吸着ノズルｊにより吸着保持し
て、実装位置に位置決めされる基板ｂの上に持ち運び、
ＩＣチップｃの実装面ｃ１を基板ｂの接合材料ｄが供給
されている所定位置に当てがって、ＩＣチップｃと基板
ｂとを接合材料ｄにより接合して双方を電気接続状態と
し、通常接合材料ｄは加熱や光照射によって硬化され
る。

【０００３】基板ｂにはＩＣチップｃとの電気接続を行
う図６の（ｂ）に示すような電極パターンｇなどがあ
り、接合材料ｄを介した接合によってＩＣチップｃの実
装面ｃ１に設けた金属バンプｈとの接触が図られる。

【０００４】ところで、基板ｂには多数のＩＣチップｃ
をフリップチップ実装するのが普通で、前記塗布装置ａ
では基板ｂのＩＣチップｃを実装する多数の位置に接合
材料ｄを予め供給しておくことになる。

【０００５】しかし、硬化前の接合材料ｄに十分な接合
力はなく、ＩＣチップｃを基板ｂに押し当てたまま接合
材料ｄを硬化しないと、ＩＣチップｃに浮きが生じ電気
接続が不良となる。

【０００６】そこで、部品実装装置ｆでは基板ｂの接合
材料ｄが供給されている複数の位置にＩＣチップｃを前
記のように接合材料ｄの硬化操作を伴い順次にフリップ
チップ実装していくのに、未実装位置の接合材料ｄが、
雰囲気温度やＩＣを実装している位置での硬化操作の影
響を受けてＩＣチップｃが当てがわれる前に硬化してし
まうようなことがないように配慮される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方、近時では電子部
品の小型化および実装の高密度化の要求が強くなってき
ている。これに対応するのに、上記従来のフリップチッ
プ実装方法では、接合材料ｄが図６の（ａ）（ｂ）に示
すようにＩＣチップｃのまわりに拡がることが問題とな
ってきた。接合材料ｄがＩＣチップｃまわりに拡がる
と、高密度実装のためにＩＣチップｃの実装間隔を例え
ば１ｍｍ程度まで小さくしようとすると、図６の（ａ）
（ｂ）に示すＩＣチップｃの実装において、ＩＣチップ
ｃのまわりに拡がる接合材料ｄが隣接する仮想線で示す
ＩＣチップｃの実装位置にある電極パターンｇの上に被
さって硬化されてしまう。従って、その隣接位置に次の
ＩＣチップｃを実装するとき、電極パターンｇとＩＣチ
ップｃの金属バンプｈとの接触を妨げ、電気接続が不安
定になったり、接続不良を招いたりし、製品の品質や歩
留りが低下する。

【０００８】接合材料ｄはディスペンサｅにより基板ｂ
の上に図５の（ａ）に示すように供給するが、供給後に
ディスペンサｅを基板ｂから引き離したとき、基板ｂ上
に供給された接合材料ｄは最初、図５の（ａ）に仮想線
で示すように盛り上がっているが、その後基板ｂとのぬ
れ性や自身の表面張力などの関係で図５の（ｂ）に示す
ようにまわりに拡がりかさ低くなる。

【０００９】図５の（ａ）に仮想線で示す接合材料ｄの
大きさと、図５の（ｂ）に示す接合材料ｄの大きさとの
間には一定の関係があり、接合材料ｄの拡がり後の大き
さは制御できる。しかし、拡がり後の接合材料ｄのかさ
が低すぎると、基板ｂの接合材料ｄが供給された上にＩ
Ｃチップｃを当てがうとき、ＩＣチップｃの実装面ｃ１
に金属バンプｈなどの電気接続を行う突起があって、実
装面ｃ１と基板ｂとの間に浮きができる場合は特に、実
装面ｃ１と基板ｂとの間が接合材料ｄで埋まり切らず接
合不良となって、電気接続に溶融固化する半田バンプを
用いない場合は特に、電気接続の不良、不能状態、ＩＣ
チップｃのガタツキや脱落などを招きやすい。

【００１０】接合材料ｄの粘度を上げて拡がりを抑えよ
うとすると、基板ｂに接合材料ｄをディスペンサｅで供
給して後、これを基板ｂから引き離すときの糸引きによ
って基板ｂを汚損し不良品化してしまうという問題が生
じるので、これも、接合材料ｄの拡がりを規制するには
限界があって十分には抑え切れない。

【００１１】従って、従来、接合材料ｄをディスペンサ
ｅにより基板ｂの上に供給するのに、接合不良を回避で
きるだけの接合材料ｄの供給かさを確保することを第１
として、先ずこれに留意し、接合材料ｄの拡がりは二の
次になっている。この結果、使用する接合材料ｄの粘度
を狭い範囲に抑えながらも、接合材料ｄのＩＣチップｃ
まわりへの拡がりの問題は解決できていない。

【００１２】本発明者らは、接合材料の新たな供給方式
につき、種々に実験をしたところ、部品の実装面に接合
材料を供給して基板との接合を行うと、接合材料の部品
まわりへの拡がりを抑制できることを知見した。

【００１３】本発明の目的は、このような新たな知見に
基づき、高密度化に対応できる部品の実装方法およびそ
の装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明の部品の実装方法は、ペースト状の接
合材料を用いて部品と基板とを接合して相互の電気接続
を行いフリップチップ実装するのに、部品の実装面側に
供給した接合材料によって、部品と基板とを接合して部
品と基板の電気接続を行いフリップチップ実装すること
を特徴としている。

【００１５】このように、部品の実装面側に接合材料を
供給すると、供給した接合材料は実装面が上に向いてい
ても部品の側周面にまわり込みにくく、接合材料のかさ
を十分な自由度で設定でき、実装面が下向きであると供
給した接合材料は部品の側周面にさらにまわり込みにく
く、接合材料の供給かさの十分な設定自由度が幅広い粘
度域にて達成することができる。このように部品の側周
面へのまわり込み防止と供給かさの適正な設定をもって
接合材料を供給した部品の実装面を基板に当てがって部
品と基板とを接合すると、実装面に金属バンプなどの電
気接続突起がある場合でも、部品と基板との間を接合材
料で十分に埋め切って確実な接合およびそれによる電気
接続を図りながら、接合材料が部品のまわりに拡がる量
および大きさを所定範囲内に規制することができ、各種
の電子部品をフリップチップ実装して電子回路基板など
を製造するときの高密度実装の要求に対応することがで
きる。

【００１６】部品と基板との接合材料による接合に際
し、接合材料を加熱または／および光によって硬化させ
る硬化操作を行うと、部品を基板に当てがって電気接続
させた状態に固定することができ、電気接続不良が接合
のあと事後的に発生するのを防止できる。１つの硬化操
作として、基板を、部品を当てがう前から加熱しておい
て加熱源とすると、接合材料が供給された部品を基板に
当てがった時点から、基板が所定温度での加熱源となっ
て即時に加熱が開始されるので、加熱源の温度の立ち上
がりのための時間が不要となり硬化操作が短時間に達成
され、作業能率が向上する。採用できる接合材料には導
電粒子を含まないものや、導電粒子を均一に分散させた
異方性導電ペーストがある。後者のもは接合材料自体に
導電粒子による導電性はないが、部品を基板に当てがっ
たときの双方の電気接続部間に接合材料中の導電粒子が
介在して双方の電気接続を補助するので、部品と基板と
の接合による電気接続性を向上することができ、製品の
品質の安定を図ることができる。

【００１７】部品の実装面と貯留された接合材料の表面
とを近づけていって接合材料を部品の実装面に付着させ
た後、双方を引き離して接合材料の供給を終えるように
すると、接合材料の供給操作が簡単で容易かつ短時間に
達成できる利点があるし、部品の実装面と接合材料表面
との近づけ状態や接合材料の粘度によって接合材料の供
給かさを十分な自由度で設定することができるので、上
記の方法をより有利に達成することができる。

【００１８】このような方法を採用するのに、部品供給
部の部品を部品取り扱いツールにより保持して貯留され
た接合材料上に持ち運び、部品の実装面を近づけていっ
て接合材料を付着させた後、双方を引き離して接合材料
を部品の実装面に付着させるのに続き、接合材料付着後
の部品を基板上に持ち運んでその実装面を基板に当てが
い部品と基板とを接合して相互の電気接続を行いフリッ
プチップ実装するようにすると、部品を部品取り扱いツ
ールによって保持したままの一連の取り扱いで、その部
品の実装面への接合材料の供給と、この供給した接合材
料による部品と基板との接合およびそれによる電気接続
を達成することができ、実装作業の全体が簡単になり容
易かつ短時間で達成される利点がある。

【００１９】上記のような部品を一連に取り扱っての基
板への実装方法は、部品を供給する部品供給部と、ペー
スト状の接合材料を貯留する貯留部と、基板を部品との
接合位置に位置決め保持し接合作業に供する基板保持手
段と、部品供給部で供給される部品を部品取り扱いツー
ルにより保持して貯留部の接合材料上に持ち運んで、そ
の表面に部品の実装面を近づけて行って接合材料を付着
させた後双方を引き離し、その部品を基板保持手段によ
り接合位置に位置決めされている基板の上に持ち運んで
その所定位置に実装面を当てがい、部品と基板とを接合
することを繰り返し行う部品実装ヘッドとを備えた部品
の実装装置によって、部品の供給をも含めて、一定のプ
ログラムに従い自動的に確実に能率よく達成することが
できる。

【００２０】この装置に、部品取り扱いツールまたは部
品取り扱いツールが保持している部品と貯留された接合
材料の表面との間の距離を計測する計測手段と、この計
測手段により計測された計測情報を基に取り扱いツール
が保持している部品を接合材料に近づける位置を制御す
る制御手段とをさらに備えると、貯留している接合材料
の表面位置を一定に保たなくても、部品の実装面を接合
材料の表面に近づける作業の都度、接合材料の表面と部
品取り扱いツールや部品との間の距離の計測手段による
計測情報に基づき、制御手段が部品の実装面を接合材料
の表面に近づける位置を制御するので、部品の実装面へ
の接合材料の付着域および付着かさを設定通りに制御す
ることができ、接合材料の部品まわりへの拡がりを所定
範囲内に規制しての確実な部品のフリップチップ実装を
安定して達成することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る部品の実装方
法およびその装置の実施の形態について、図を参照しな
がら説明する。

【００２２】本実施の形態の部品の実装方法は、図１に
示すようにペースト状の接合材料１５を用いてチップ形
の電子部品、特にベアＩＣなどであるＩＣチップ１２を
実装対象部品とし、部品を実装する基板の一例としての
回路基板１６にそのＩＣチップ１２をフリップ実装する
場合の一例である。図１に示す部品実装装置を参照しな
がら説明すると、ＩＣチップ１２と回路基板１６とを図
１の（ｃ）、図３の（ｂ）に示すように接合して相互の
電気接続を行いフリップチップ実装するのに、図１の
（ｂ）（ｃ′）に示すようにＩＣチップ１２の実装面１
２ａ側に供給した接合材料１５によって、ＩＣチップ１
２と回路基板１６とを図１の（ｃ）に示すように接合し
てＩＣチップ１２と回路基板１６の図３の（ｂ）に示す
ような電気接続を行いフリップチップ実装する。

【００２３】このようなフリップチップ実装のために、
ＩＣチップ１２の実装面１２ａと回路基板１６とには、
それぞれが担持している回路パターンなどを接続し合う
電気接続部が設けられている。電気接続部は通常、回路
基板１６側が回路パターンなどの一部である図３の
（ｂ）に示すような電極パターン１６ａとされ、ＩＣチ
ップ１２側は回路パターンなどの電極部に設けたバンプ
１２ｂとされる。バンプ１２ｂはそれ自身の溶融硬化に
よってＩＣチップ１２と回路基板１６との電気接続を行
う半田バンプと、溶融を伴わずＩＣチップ１２と回路基
板１６との電気接続を行う金などよりなる金属バンプと
がある。本発明の部品実装方法はそのいずれにも適用で
きる。しかし、前記接合材料１５の部品まわりへの拡が
りが問題になりやすい金属バンプの場合に、本発明は特
に有効であり、この場合についてだけ以下述べる。

【００２４】上記のように、ＩＣチップ１２の実装面１
２ａ側に接合材料１５を供給すると、供給した接合材料
１５は実装面１２ａが上に向いていても自身の表面張力
やぬれ性などによってＩＣチップ１２の側周面１２ｃに
まわり込みにくく、接合材料１５の供給かさを十分な自
由度で設定できるが、特に、実装面１２ａが図１、図２
に示すように下向きであると、供給した接合材料１５は
重力の作用も手伝ってＩＣチップ１２の側周面１２ｃに
さらにまわり込みにくくなり、実装面１２ａの中央部に
接合材料１５が安息角一杯に集まって垂れ下がる現象か
ら、接合材料１５の供給かさの設定が十分な自由度で、
かつ幅広い粘度域にて達成することができる。このよう
な特徴は、接合材料１５をディスペンサなどにより手動
であるいは自動で供給するいずれの場合も同様である
し、接合材料１５の供給方法の違いによらずほぼ共通し
ている。

【００２５】このように接合材料１５のＩＣチップ１２
の側周面１２ｃへのまわり込み防止と供給かさの適正な
設定をもって、接合材料１５を供給したＩＣチップ１２
の実装面１２ａを図１の（ｃ）に示すように回路基板１
６に当てがってＩＣチップ１２と回路基板１６とを接合
すると、実装面１２ａにバンプ１２ｂなどの電気接続用
の突起がある場合でも、ＩＣチップ１２と回路基板１６
との間を図３の（ｂ）に示すように接合材料１５で十分
に埋め切って確実な接合およびそれによる電気接続を図
りながら、接合材料１５がＩＣチップ１２のまわりに拡
がる量および大きさを図３の（ａ）（ｂ）に示すような
所定範囲内に規制することができる。

【００２６】これによって、図３の（ｂ）に実線で示す
ＩＣチップ１２のフリップチップ実装に当たって用いた
接合材料１５が、高密度実装したい仮想線で示す他のＩ
Ｃチップ１２のフリップチップ実装によって電気接続す
べき電極パターン１６ａを覆うことはなく、実線のＩＣ
チップ１２のフリップチップ実装に用いた接合材料１５
が前記仮想線の隣接ＩＣチップ１２のフリップチップ実
装の前に硬化されても、隣接ＩＣチップ１２のフリップ
チップ実装を妨げることはない。従って、各種の電子部
品をフリップチップ実装して電子回路基板などを製造す
るときの高密度実装の要求に対応することができる。

【００２７】ＩＣチップ１２と回路基板１６との接合材
料１５による接合に際し、通常、接合材料１５は硬化さ
せるが、これは加熱または／および光による硬化操作で
行われ、ＩＣチップ１２を回路基板１６に当てがって接
合し電気接続させた状態を固定することができ、電気接
続不良が事後的に発生するのを防止できる。１つの硬化
操作として、本実施の形態では回路基板１６を、ＩＣチ
ップ１２を当てがう前からヒータ１８などで加熱してお
いて加熱源としている。これにより、図１の（ｃ′）に
示すように接合材料１５が供給されたＩＣチップ１２
を、図１の（ｃ）に示すように回路基板１６に当てがっ
た時点から、回路基板１６が所定温度の加熱源となって
即時に加熱が開始されるので、加熱源の温度の立ち上が
りのための時間が不要となり硬化操作が短時間に達成さ
れ、作業能率が向上する。

【００２８】ペースト状の接合材料は、一般には加熱併
用紫外線硬化形先着材が用いられる。これには液状のエ
ポキシアクリレート樹脂を主成分とするものがある。増
粘剤の添加割合によって粘度が自由に設定できる。もっ
とも、本発明の方法を達成できるものであれば、他の既
に知られ、また、新しく提供されるどのような接着剤、
接合材料を用いることもできる。

【００２９】接合材料１５にはさらに、導電粒子を含ま
ないものや、導電粒子を均一に分散させた異方性導電ペ
ーストがあり、そのいずれをも採用することはできる。
しかし、特に後者のもは接合材料１５自体に導電粒子に
よる導電性はないが、ＩＣチップ１２を図１の（ｃ）に
示すように回路基板１６に当てがったときの双方の電気
接続部である図３の（ｂ）に示すバンプ１２ｂおよび電
極パターン１６ａ間に接合材料１５中の図示しない導電
粒子が介在して双方の電気接続を補助するので、ＩＣチ
ップ１２と回路基板１６との接合による電気接続性を向
上することができ、ＩＣチップ１２などの電子部品を実
装して製造される電子回路基板などの製品の品質の安定
を図ることができる。

【００３０】本実施の形態の部品の実装方法は特に、Ｉ
Ｃチップ１２の実装面１２ａと、接着剤槽１４に貯留さ
れるなどした接合材料１５の表面１５ａとを、図１の
（ｂ′）から図１の（ｂ）に示すように近づけていっ
て、接合材料１５をＩＣチップ１２の実装面１２ａに付
着させた後、双方を引き離して接合材料１５の実装面１
２ａへの供給を終えるようにする。これにより、接合材
料１５の供給操作が簡単で容易かつ短時間に達成できる
利点があるし、ＩＣチップ１２の実装面１２ａと接合材
料表面１５ａとの近づけ状態や接合材料１５の粘度によ
って接合材料１５の供給かさを十分な自由度で設定する
ことができ、上記の部品の実装方法をより有利に達成す
ることができる。

【００３１】しかも、このような部品の実装方法を採用
するのに、本実施の形態では図１に示すように、部品供
給部１１のＩＣチップ１２を部品取り扱いツールの一例
としての吸着ノズル１３により吸着して保持し、貯留さ
れた接合材料１５上に持ち運び、ＩＣチップ１２の実装
面１２ａを近づけていって接合材料１５を付着させた後
双方を引き離して接合材料１５をＩＣチップ１２の実装
面１２ａ付着させるのに続き、接合材料１５付着後のＩ
Ｃチップ１２を回路基板１６上に持ち運んでその実装面
１２ａを回路基板１６の所定位置に当てがいＩＣチップ
１２と回路基板１６とを接合して相互の電気接続を行い
フリップチップ実装するようにする。

【００３２】これにより、ＩＣチップ１２を部品取り扱
いツールである吸着ノズル１３によって保持したままの
一連の取り扱いにより、そのＩＣチップ１２の実装面１
２ａへの接合材料１５の供給と、この供給した接合材料
１５によるＩＣチップ１２と回路基板１６との接合およ
びそれによる電気接続を達成することができ、実装作業
の全体が簡単になり容易かつ短時間で達成される利点が
ある。

【００３３】上記のようにＩＣチップ１２などの各種部
品を一連に取り扱い、回路基板１６などの基板に実装す
る方法を実現するのに、図１に示す部品の実装装置は、
前記した、ＩＣチップ１２などの部品を部品供給位置２
０に供給する部品供給部１１、ペースト状の接合材料１
５を接合材料供給位置２１に貯留しておく貯留部の一例
としての接着剤槽１４、ＩＣチップ１２を保持して各種
に取り扱う部品取り扱いツールの一例としての吸着ノズ
ル１３などの他に、回路基板１６をＩＣチップ１２との
図１に示す接合位置２２に位置決め保持して前記接合、
接続作業に供する基板保持手段１７と、部品供給位置２
０にて部品供給部１１から供給されるＩＣチップ１２を
吸着ノズル１３により保持して、接合材料供給位置２１
に移動し接着剤槽１４に貯留されている接着剤槽１４上
にＩＣチップ１２を持ち運んで、その表面１５ａにＩＣ
チップ１２の実装面１２ａを近づけていって接合材料１
５を付着させた後、双方を引き離し、この接合材料１５
付着後のＩＣチップ１２を、接合位置２２に位置決めさ
れている回路基板１６の上に持ち運んでその所定位置に
実装面１２ａを当てがい、ＩＣチップ１２と回路基板１
６とを接合して電気接続を行うことを繰り返し行う部品
実装ヘッド２３とを備え、それらの各手段をマイクロコ
ンピュータや他の電気回路などを用いた制御装置２４に
より、内部のあるいは外部の各種記憶手段２４ａに記憶
された一定のプログラムに従って動作制御し、前記のよ
うにＩＣチップ１２を吸着ノズル１３によって一連に取
り扱って回路基板１６にフリップチップ実装する方法
を、ＩＣチップ１２などの部品の供給をも含めて、自動
的に確実に能率よく達成することができる。

【００３４】部品供給部１１はフリップチップ実装する
各種のＩＣチップ１２、あるいは他の方式を複合して実
装される電子部品を含め、その都度必要とされるものを
供給するために、例えばトレー２５に収納した部品を取
り扱う。必要な部品を収納したトレー２５をトレー搬送
手段２７のモータ２８による正転駆動にて部品供給位置
２０に移動させて、そのトレー２５に収納しているＩＣ
チップ１２などの部品を実装に供する。次に供給すべき
ＩＣチップ１２などが別のものであると、部品供給位置
２０にあるトレー２５をトレー搬送手段２７のモータ２
８の逆転駆動により基に戻して格納した後、次に必要な
ＩＣチップ１２などを収納したトレー２５を部品供給位
置２０に移動させて部品を供給することを繰り返す。し
かし、ＩＣチップ１２などの各種の部品を供給するの
に、その部品の種類に応じた既に知られる各種の方式を
採用することができる。

【００３５】部品取り扱いツールは吸着ノズル１３に限
られることはなく、部品を挟み持つチャックタイプのも
の、部品と接続される接続タイプのものなど、取り扱う
部品の種類に応じた各種のものを採用でき、場合によっ
ては同種のものを複数、あるいは異種のものを複合して
装備し、選択使用するようにもできる。

【００３６】基板保持手段１７はこれに対して回路基板
１６をモータ３３の正転駆動により搬入してＩＣチップ
１２などの実装に供し、必要な部品の実装が終了した回
路基板１６をモータ３３のさらなる正転駆動により先へ
搬出する搬送手段２９と組合せ用いられる。基板保持手
段１７は、搬入された回路基板１６を例えば図のＸ方向
と紙面に直角なＹ方向とのＸＹ２方向に位置決めするた
めのＸ方向移動テーブル２６ａ、およびＹ方向移動テー
ブル２６ｂを持ち、それらをモータ３１、３２によって
正逆駆動することにより回路基板１６を水平面上のどの
位置にも位置決めできるようにしている。

【００３７】しかし、部品実装ヘッド２３に設定される
移動方向との関係により、例えば、部品実装ヘッド２３
がＸＹ２方向の一方にだけ移動される場合を考えると、
基板保持手段１７は水平面上の部品実装ヘッド２３が移
動できない今１つの方向で回路基板１６を移動させて位
置決めできれば、回路基板１６および部品実装ヘッド２
３の相対移動によって、回路基板１６の上のどの位置に
もＩＣチップ１２などの部品を実装することができると
言うように、基板保持手段１７での回路基板１６などの
基板の位置決め方向は自由に設定できる。前記接合材料
１５の硬化操作を行うヒータ１８は回路基板１６を直接
受載する本実施の形態ではＸ方向移動テーブル２６ａに
設けてあり、回路基板１６を受載すると同時にこれを加
熱するようにしてある。回路基板１６の加熱温度はセン
サ４１によりモニタしてその温度情報を制御装置２４に
入力し、制御装置２４はこの入力を基にヒータ１８への
通電を制御し、回路基板１６を一定温度に保持できるよ
うにする。しかし、加熱方法は種々の方法を採用するこ
とができる。

【００３８】部品供給位置２０、接合材料供給位置２
１、および接合位置２２は図１に示すＸ方向に一列に並
ぶように設定されているので、部品実装ヘッド２３は少
なくともこのＸ方向に往復移動できれば、吸着ノズル１
３をそれらの位置に順次に移動させてＩＣチップ１２な
どを回路基板１６の所定位置に実装することはできる。

【００３９】本実施の形態では部品実装ヘッド２３もＸ
Ｙ２方向に位置決めできるようにしてあり、モータ３４
によるＸ方向テーブル３５の正逆駆動により部品実装ヘ
ッド２３をＸ方向に移動させ、モータ３６によるＹ方向
テーブル３７の正逆駆動により部品実装ヘッド２３をＹ
方向に移動させる。これによって、部品供給位置２０に
移動されたトレー２５にマトリックス状に配列して収納
されたＩＣチップ１２などの部品をトレー２５の移動な
しに吸着保持してピックアップすることができるし、Ｘ
Ｙ２方向に回路基板１６を位置決めする基板保持手段１
７との間で、回路基板１６の所定位置に実装する際に、
どちらか有利になる側の移動を採用するとよいし、双方
の移動を複合して行うこともできる。

【００４０】また、部品実装ヘッド２３はモータ３８の
正逆駆動により吸着ノズル１３を昇降させることがで
き、トレー２５によって供給されるＩＣチップ１２など
の部品を吸着保持してピックアップし、これを接着剤槽
１４内の接合材料１５の表面１５ａに近づけ、または接
触させ、あるいは押し入れて後、ＩＣチップ１２を持ち
上げて接合材料１５の表面１５ａから引き離して、接合
材料１５の実装面１２ａへの前記のような供給を行い、
接合材料１５を供給した後のＩＣチップ１２や、ピック
アップしたままの他の電子部品などの各種の部品を、位
置決めされた回路基板１６の上に上方から当てがってフ
リップチップ実装し、あるいは他の方式の実装を行うこ
とを繰り返し行える。

【００４１】しかし、部品実装ヘッド２３の移動方式や
移動方向は必要に応じて自由に設定できるし、そのため
の部品実装ヘッド２３の移動、および位置決めの機構も
種々なものを採用することができる。例えば、図１に示
す部品実装ヘッド２３は３軸ロボットによって移動され
る構造となっているが、４軸以上のロボットによって移
動されるようにすると、部品供給位置２０、接合材料供
給位置２１、および接合位置２２のどのような配置にも
対応できるようになるし、より短く、かつ、吸着ノズル
１３による各種作業にもより無理のない、合理的な経路
でＩＣチップ１２などの部品を取り扱えるようになる。

【００４２】本実施の形態の図１に示す部品の実装装置
はさらに、吸着ノズル１３または吸着ノズル１３が保持
し、実装面１２ａに接合材料１５を供給すべきＩＣチッ
プ１２と貯留された接合材料１５の表面１５ａとの間の
距離を計測する計測手段４２と、この計測手段４２によ
り計測された計測情報を基に吸着ノズル１３が保持して
いるＩＣチップ１２などの部品を接合材料１５に近づけ
る位置を制御する制御手段４３とを備えている。

【００４３】これにより、接着剤槽１４に貯留している
接合材料１５の表面１５ａの位置を一定に保たなくて
も、ＩＣチップ１２の実装面１２ａを接合材料１５の表
面１５ａに近づける作業の都度、接合材料１５の表面１
５ａと吸着ノズル１３やＩＣチップ１２との間の距離に
関し、計測手段４２による計測情報に基づき、制御手段
４３がＩＣチップ１２の実装面１２ａを接合材料１５の
表面１５ａに近づける位置を制御するので、ＩＣチップ
１２の実装面１２ａへの接合材料１５の付着域および付
着かさを設定通りに制御することができ、接合材料１５
のＩＣチップ１２まわりへの拡がりを所定範囲内に規制
しての、ＩＣチップ１２の確実なフリップチップ実装を
安定して達成することができ、接合材料１５に揮発性が
あるなどして表面１５ａのレベルを一定に保てないか、
保ち難い現状では特に有効である。

【００４４】１つの実施例として制御手段４３は、制御
装置２４の内部機能としてあるが、これに限られること
はなく、制御装置２４とは別の外部装置とすることもで
きる。制御手段４３は計測手段４２からの、ＩＣチップ
１２の実装面１２ａが接合材料１５の表面１５ａと所定
位置まで近接し、あるいは接触し、あるいは表面１５ａ
に押し沈めれたかどうかを示す、吸着ノズル１３と表面
１５ａとの間の位置、あるいは距離の情報であってもよ
いし、ＩＣチップ１２が表面に所定位置まで近づき、あ
るいは接触したことを計測手段４２と接合材料１５の表
面１５ａとの間の距離情報を与えて判別させるものでも
よい。これらには、光学的な反射を用いたいわゆる三角
測距方式のものを採用することができるし、発進信号の
表面１５ａからの反射の時間を採用したものでもよい。
いずれにしても、表面１５ａとの非接触な方式によるの
が好適である。非接触であると接合材料１５の付着によ
る影響を受けない利点がある。

【００４５】実施例について説明すると、ＩＣチップ１
２の実装面１２ａを接合材料１５の表面１５ａに接触さ
せた後、直ぐにＩＣチップ１２を引き上げて表面１５ａ
から引き離すことによって、実装面１２ａに接合材料１
５を１ｍｍ間隔での高密度実装に十分対応できる状態に
供給することができた。これを満足する接合材料１５の
粘度は５〜２００Ｐａ・Ｓｅｃの範囲であり、ｃＰに換
算すると５０〜２０００ｃＰと広範囲に適応できた。

【００４６】従来の供給方法と、本発明の供給方法と
で、同じ接合材料１５を供給したときの、ＩＣチップ１
２の実装面１２ａサイズと、実装面１２ａの面積を１０
０としたときの実装後の接合材料１５の拡がり面積比と
の関係を比較したところ、図４に示すグラフのようにな
った。図４で△線は従来の供給方法を示し、○線は本発
明の場合を示している。図４で分かるように、従来の供
給方法に比し本発明の供給方法では全体に接合材料１５
の拡がりを小さく抑えられている上、実装面１２ａのサ
イズ、つまりＩＣチップ１２のサイズが小さくなると、
従来の供給方法ではＩＣチップ１２に対する接合材料１
５の拡がり量が目立って大きくなるのに対し、本発明の
供給方法では接合材料１５の拡がり量がほとんど大きく
ならない。

【００４７】これは、本発明の供給方法がＩＣチップ１
２の微小化、実装のさらなる高密度化に対応できること
を示している。

【００４８】なお、接合材料１５の粘度にもよるが、実
装面１２ａにバンプ１２ｂがあるようなものでは、これ
が接合材料１５の表面１５ａ内に入り込むことで接合材
料１５をＩＣチップ１２の側に幾分引き上げていけるよ
うな場合は、実装面１２ａが表面１５ａに接する位置ま
で必ずしも近づけられなくても接合材料１５は供給でき
たし、実装面１２ａを接合材料１５の表面１５ａよりも
下に押し沈められても接合材料１５がＩＣチップ１２の
側周面１２ｃにまわり込ませずに、実装面１２ａにだけ
接合材料１５を供給することもできた。

【００４９】

【発明の効果】本発明の部品の実装方法およびその装置
によれば、実装面に供給した接合材料は実装面が上に向
いても、下に向いていても、部品の側周面にまわり込み
にくく、接合材料の供給かさの設定が十分な自由度で、
かつ幅広い粘度域にて達成されて、実装面に金属バンプ
などの電気接続突起がある場合でも、部品と基板とを当
てがって接合する際に双方の間を接合材料で十分に埋め
切って確実な接合およびそれによる電気接続を図りなが
ら、接合材料が部品のまわりに拡がる量および大きさを
所定範囲内に規制することができるので、各種の電子部
品をフリップチップ実装して電子回路基板などを製造す
るときの高密度実装の要求に対応することができる。

【００５０】部品と基板との接合材料による接合に際
し、接合材料の１つの硬化操作として、基板を、部品を
当てがう前から加熱しておいて加熱源とすることで、接
合材料が供給された部品を基板に当てがった時点から即
時に接合材料の所定温度での加熱が開始されるので、加
熱源の温度の立ち上がりのための時間が不要となり硬化
操作が短時間に達成され、作業能率が向上する。

【００５１】部品の実装面と貯留された接合材料の表面
とを近づけていって接合材料を部品の実装面に付着させ
た後、双方を引き離して接合材料の供給を終えるように
することで、接合材料の供給操作が簡単で容易かつ短時
間に達成できる利点があるし、部品の実装面と接合材料
表面との近づけ状態や接合材料の粘度によって接合材料
の供給かさを十分な自由度で設定することができる。

【００５２】部品を部品取り扱いツールによって保持し
たままの一連の取り扱いにより、その部品の実装面への
接合材料の供給と、この供給した接合材料による部品と
基板との接合およびそれによる電気接続を行うことによ
り、実装作業の全体が簡単になり容易かつ短時間で達成
される利点がある。

【００５３】本発明の部品実装装置は、部品を供給する
部品供給部と、ペースト状の接合材料を貯留する貯留部
と、基板を部品との接合位置に位置決め保持し接合作業
に供する基板保持手段と、部品供給部で供給される部品
を部品取り扱いツールにより保持して貯留部の接合材料
上に持ち運んで、その表面に部品の実装面を近づけて行
って接合材料を付着させた後双方を引き離し、その部品
を基板保持手段により接合位置に位置決めされている基
板の上に持ち運んでその所定位置に実装面を当てがい、
部品と基板とを接合して電気接続することを繰り返し行
う部品実装ヘッドとを備えたことを特徴としており、部
品の供給をも含めて、一定のプログラムに従い自動的に
確実に能率よく達成することができる。

【００５４】この装置で、部品の実装面を接合材料の表
面に近づける作業の都度、接合材料の表面と部品取り扱
いツールや部品との間の距離の計測手段による計測情報
に基づき、制御手段が部品の実装面を接合材料の表面に
近づける位置を制御するようにすると、貯留している接
合材料の表面位置を一定に保たなくても、部品の実装面
への接合材料の付着域および付着かさを設定通りに制御
することができ、接合材料の部品まわりへの拡がりを所
定範囲内に規制しての確実な部品のフリップチップ実装
を安定して達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る部品の実装方法およ
びそれを実現する部品の実装装置を示す側面図である。

【図２】図１に示す方法および装置で行ったＩＣチップ
の実装面に供給した接合材料の状態を示す側面図であ
る。

【図３】図１に示す方法および装置で実装したＩＣチッ
プの状態を示し、その（ａ）は平面図、その（ｂ）は回
路基板とＩＣチップとの接合、電気接続の状態を示す断
面図である。

【図４】従来の供給方法と本発明の供給方法との、接合
材料の拡がりの違いを比較するグラフである。

【図５】従来のベアＩＣチップの実装方法を示す側面図
である。

【図６】図５に示す方法で実装したＩＣチップの状態を
示し、その（ａ）は平面図、その（ｂ）は回路基板とＩ
Ｃチップとの接合、電気接続の状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 部品供給部 １２ ＩＣチップ １２ａ 実装面 １２ｂ バンプ １３ 吸着ノズル １４ 接着剤槽 １５ 接合材料 １６ 回路基板 １６ａ 電極パターン １７ 基板保持手段 １８ ヒータ ２０ 部品供給位置 ２１ 接合材料供給位置 ２２ 接合位置 ２３ 部品実装ヘッド ２４ 制御装置 ２４ａ 記憶手段 ４２ 計測手段 ４３ 制御手段

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペースト状の接合材料を用いて部品と基
   板とを接合して相互の電気接続を行いフリップチップ実
   装する部品の実装方法において、 部品の実装面側に供給した接合材料によって、部品と基
   板とを接合して部品と基板の電気接続を行いフリップチ
   ップ実装することを特徴とする部品の実装方法。
2. 【請求項２】 下向きの実装面に接合材料を供給する請
   求項１に記載の部品の実装方法。
3. 【請求項３】 部品の実装面と貯留された接合材料の表
   面とを近づけていって接合材料を部品の実装面に付着さ
   せた後、双方を引き離して接合材料の供給を終える請求
   項２に記載の部品の実装方法。
4. 【請求項４】 ペースト状の接合材料を用いて部品と基
   板とを接合して部品と基板との電気接続を行いフリップ
   チップ実装する部品の実装方法において、 部品供給部の部品を部品取り扱いツールにより保持して
   貯留された接合材料上に持ち運び、部品の実装面を上方
   から近づけていって接合材料を付着させた後双方を引き
   離して接合材料を部品の実装面に付着させるのに続き、
   接合材料付着後の部品を基板上に持ち運んでその実装面
   を基板に当てがい部品と基板とを接合して相互の電気接
   続を行いフリップチップ実装することを特徴とする部品
   の実装方法。
5. 【請求項５】 部品と基板との接合材料による接合に際
   し接合材料を硬化させる硬化操作を行う請求項１〜４の
   いずれか一項に記載の部品の実装方法。
6. 【請求項６】 １つの硬化操作として、基板を、部品を
   当てがう前から加熱しておき加熱源とする請求項５に記
   載の部品の実装方法。
7. 【請求項７】 ペースト状の接合材料は、導電粒子を含
   まず、かつ、熱または／および光により硬化するものを
   用いる請求項１〜５のいずれか一項に記載の部品の実装
   方法。
8. 【請求項８】 ペースト状の接合材料は、導電粒子を均
   一に分散させた異方性導電ペーストであり、熱または／
   および光により硬化するものを用いる請求項１〜５のい
   ずれか一項に記載の部品の実装方法。
9. 【請求項９】 部品を供給する部品供給部と、ペースト
   状の接合材料を貯留する貯留部と、基板を部品との接合
   位置に位置決め保持して接合作業に供する基板保持手段
   と、部品供給部で供給される部品を部品取り扱いツール
   により保持して貯留部の接合材料上に持ち運んで、その
   表面に部品の実装面を上方から近づけて行って接合材料
   を付着させた後双方を引き離し、その部品を基板保持手
   段によって接合位置に位置決め保持されている基板の上
   に持ち運んでその所定位置に実装面を当てがい、部品と
   基板とを接合することを繰り返し行う部品実装ヘッドと
   を備えたことを特徴とする部品の実装装置。
10. 【請求項１０】 部品取り扱いツールまたは部品取り扱
    いツールが保持している部品と貯留された接合材料の表
    面との間の距離を計測する計測手段と、この計測手段に
    より計測された計測情報を基に取り扱いツールが保持し
    ている部品を接合材料に近づける位置を制御する制御手
    段とを備えた請求項９に記載の部品の実装装置。
11. 【請求項１１】 部品と基板とを接合した接合材料を光
    または／および熱によって硬化させる硬化手段を備えた
    請求項９、１０のいずれか一項に記載の部品の実装装
    置。
12. 【請求項１２】 硬化手段は実装位置に位置決めされた
    基板を加熱する加熱手段を少なくとも含む請求項９、１
    ０のいずれか一項に記載の部品の実装装置。