プリント基板の製造装置および製造方法
【課題】アンダーフィル液を用いたときと同等の効果が得られ基板と半導体チップ間の充填方法を実現する。
【解決手段】プリント基板３３の複数の電極部にハンダバンプ３９を形成し、この複数のハンダバンプを介して半導体チップ４１をプリント基板に搭載する。その際、プリント基板のハンダバンプが形成された面側を覆うアンダーフィル用の熱可塑性のフィルム３０を準備する。このフィルムは、ハンダバンプ部分が取り除かれているとともに半導体チップが搭載される部分の周縁部が突起状に形成されており、フィルムでプリント基板を覆った後にフィルムを基板に貼り合せ、次いで半導体チップをプリント基板に搭載してリフロー炉に搬送し、このリフロー炉において加熱および加圧ＨＰして、ハンダバンプを溶融する。
【解決手段】プリント基板３３の複数の電極部にハンダバンプ３９を形成し、この複数のハンダバンプを介して半導体チップ４１をプリント基板に搭載する。その際、プリント基板のハンダバンプが形成された面側を覆うアンダーフィル用の熱可塑性のフィルム３０を準備する。このフィルムは、ハンダバンプ部分が取り除かれているとともに半導体チップが搭載される部分の周縁部が突起状に形成されており、フィルムでプリント基板を覆った後にフィルムを基板に貼り合せ、次いで半導体チップをプリント基板に搭載してリフロー炉に搬送し、このリフロー炉において加熱および加圧ＨＰして、ハンダバンプを溶融する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の製造装置および製造方法に係り、特にプリント基板上に半導体チップを取り付けるのに好適なプリント基板の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板におけるフリップチップボンディングにおいては、プリント基板に形成された接続パッドにソルダーボールを付着し、このソルダーボールを介して半導体チップを実装している。このフリップチップボンディング法によりプリント基板に半導体チップを実装すると、接続パッドに付着されたソルダーボールの高さに応じて、半導体チップとプリント基板の間にギャップＧが発生する。そのため、半導体チップの支持力が低くなり、ソルダーボールのソルダーリング部位でクラックが発生するおそれがある。特に、大きな温度変化が生じると、半導体チップとプリント基板の間の熱膨張係数が互いに異なるので、ソルダーボールに熱応力が発生し、この熱応力によりソルダーボールでクラックが発生する。
【０００３】
そこで従来、特許文献１に記載のように、半導体チップを安定的に支持するために、半導体チップとプリント基板の間で発生したギャップＧに、ディスペンサー（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）を利用して、液状物質のアンダーフィル液を注入している。アンダーフィル液を注入することとしたので、この液が外部に漏れ出ることを防止する必要があり、そのため基板の縁部に流れ防止用ダムを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のプリント基板においては、流れ防止用ダムの形成にディスペンサを用いている。従来のバンプの間隔は、ディスペンサを用いるのに十分な間隔であった。しかしながら、チップの微細化に伴いバンプ間隔が狭くなり、ディスペンサを用いてアンダーフィル液を注入できなくなってきている。そのため、アンダーフィルを形成できず、半導体チップと基板間に作用する熱応力に起因するクラックの発生が困難になっており、ディスペンサを用いたアンダーフィル液注入法の代替案が求められている。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、アンダーフィル液を用いたときと同等の効果が得られる基板と半導体チップ間の隙間をうめて両者を固定することにある。また、クラックの発生を防止した精度の良いプリント基板を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、プリント基板の複数の電極部にハンダバンプを形成し、この複数のハンダバンプを介して半導体チップを前記プリント基板に搭載するプリント基板の製造方法において、前記プリント基板の前記ハンダバンプが形成された面側を覆うアンダーフィル用の熱可塑性のフィルムを準備し、このフィルムは前記ハンダバンプ部分が取り除かれているとともに前記半導体チップが搭載される部分の周縁部が突起状に形成されており、前記フィルムで前記プリント基板を覆った後に前記フィルムを前記基板に貼り合せ、次いで前記半導体チップを前記プリント基板に搭載してリフロー炉に搬送し、このリフロー炉において加熱および加圧して前記ハンダバンプを溶融することを特徴とする。
【０００８】
そしてこの特徴において、前記フィルムの準備段階では、ロール状に巻かれた前記フィルムを所定の大きさに切断した後、フィルム搬送治具を用いてフィルム穴開け部に搬送し、このフィルム穴開け部で前記プリント基板に形成された前記ハンダバンプに相当する部分を穴開け加工し、次いで前記フィルム搬送治具と前記フィルムを一緒に反転させるのが好ましい。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のプリント基板の製造装置は、アンダーフィル用の熱可塑性のフィルムがロール状に巻きつけられたフィルム供給部と、このフィルム供給部から供給された前記フィルムについて、プリント基板に形成したハンダバンプの位置に相当する箇所に穴開け加工する穴開け加工部と、前記フィルムを保持するフィルム搬送治具と前記フィルムとを一緒に反転させるフィルム反転部と、反転された前記フィルムを前記プリント基板に貼付するフィルム貼合部とを備え、前記フィルム貼合部は、反転後のフィルム搬送治具および前記フィルムを保持する上テーブルと、前記プリント基板を載置し前記プリント基板を加熱するヒータを有する下テーブルと、前記上テーブルおよび下テーブルを上下方向に移動させる駆動装置とを備える。
【００１０】
そして、このプリント基板の製造装置は、前記フィルム貼合部で前記フィルムが貼り合わされた前記プリント基板に半導体チップを搭載し、前記ハンダバンプを溶融して前記半導体チップを前記プリント基板に固定するリフロー炉を備えるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アンダーフィルを可塑性フィルムで形成したので、基板と半導体チップ間をアンダーフィル液を用いたときと同等の効果が得られるように固定できる。また、半導体チップとプリント基板間をアンダーフィルで確実に固定することができるので、熱応力等によるクラックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る半導体チップをプリント基板に取付ける概略工程を説明する図である。
【図２】本発明に係るプリント基板の製造装置の一部を示す模式図であり、アンダーフィルに使用するフィルムをフィルム搬送治具に受け渡す部分を示す図である。
【図３】本発明に係るプリント基板の製造装置の一部を示す模式図であり、アンダーフィルに使用するフィルムを基板に貼り合せる部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るプリント基板の製造装置および製造方法を、図面を用いて説明する。図1は、本発明に係るプリント基板３３の製造方法の一実施例を説明する図であり、半導体チップ４１をプリント基板３３に取付ける工程を示している。図１では図示を省略したが、前工程でハンダボール印刷機を用いてハンダバンプ３９をプリント基板３３の表面上に印刷し、リフローしてプリント基板３３面上に固定している。
【００１４】
図１(ａ)に示すように、ハンダバンプ３９が形成されたプリント基板３３は、アンダーフィル形成部に搬入され、下テーブル３４上に搭載される（ステップＳ１）。下テーブル３４上にプリント基板３３が搭載されると、予めハンダバンプ３９の形状に合わせてＣＶＤ装置で穴開け加工が施こされたフィルム状のアンダーフィル膜（以後フィルムとも称す）３０が、図示しないアンダーフィル膜供給装置から供給される。
【００１５】
また、フィルム３０の周縁部には、突起（凸部）４０が形成されている。突起４０は、半導体チップ４１をプリント基板３３上に搭載したまま移動させるときに、振動等がプリント基板３３に加えられても半導体チップ４１がプリント基板３３上を移動しないように設けられている。
【００１６】
フィルム３０は、厚みが５〜２０μｍで、熱可塑性である。フィルム３０に熱を加えると粘着性が発生し、プリント基板３３と半導体チップ４１とが接着される。フィルム３０とプリント基板３３には、それぞれ位置合わせ用のマークが設けられている。アンダーフィル形成部５０には、これらマークを検出するために撮像用のカメラ３２が設けられており、カメラ３２でそれぞれのマーク位置を撮像する。カメラ３２が撮像した画面は、図示しない制御部に送られ、制御部で画像処理される。そして、マーク位置のズレ量が求められ、下テーブル３５を水平方向に移動させて位置合わせする。
【００１７】
図１(ｂ)に示すように、フィルム３０とプリント基板３３との位置合わせが終了したら、フィルム３０をプリント基板３３面に降下させる。そして、ハンダバンプ３９の部分を除いて、フィルム３０でプリント基板３３を覆う（ステップＳ２）。図１(ｃ)に示すように、フィルム３０でプリント基板３３を覆った後は、ハンダバンプ３９上に半導体チップ４１を搭載する（ステップＳ３）。
【００１８】
半導体チップ４１とハンダバンプ３９を位置合わせするときもカメラ３２で、位置合わせマークを撮像する。そして、フィルム３０の位置合わせ時と同様に、位置ズレ量を計測し、そのズレ量に応じて半導体チップ４１の把持部を水平移動させて位置合わせする。半導体チップ４１を搭載した後にプリント基板３３を移動させると、半導体チップ４１はハンダバンプ３９上に単に載置されているだけなので、位置ズレを生ずる可能性が大きい。そのため、フィルム３０の半導体チップ４１を搭載する端部側に、凸部が形成されている。この凸部を、フィルム３０の穴開け加工時に一緒に形成することも可能である。
【００１９】
プリント基板３３上に半導体チップ４１を搭載して搭載状態を検査し終えたら、プリント基板３３をリフロー炉に搬送する。図１(ｄ)に示すように、リフロー炉では、アンダーフィル膜３０を矢印方向に上から下へ加圧する。それとともに、加熱する。この加熱・加圧ＨＰにより、プリント基板３３と半導体チップ４１が接着固定される（ステップＳ４）。プリント基板３３上に半導体チップ４１を固定し終えると、プリント基板３３を検査工程に搬送する。
【００２０】
図２に、アンダーフィル膜（フィルム）３０の形成装置４５を示す。この図２では、フィルム３０はシート状の巻物として形成されている。フィルムロール１１は、カバーフィルム１２およびアンダーフィル膜３０を有しており、内側から順に、カバーフィルム１２、アンダーフィル膜３０が積層されている。
【００２１】
フィルムロール１１からフィルム３０を搬送面に搬送するために、フィルムロール１１の下方にガイドロール１３が配置されている。ガイドロール１３は、カバーフィルム１２を剥離するのに用いられる。剥離されたカバーフィルム１２は、フィルムロール１１に隣接して設けられた巻き取りロール１４に巻き取られる。フィルムロール１１及び巻き取りロール１４の駆動部には、フィルム３０の残量に応じてトルクを調整する図示しないトルク調整装置が設けられている。トルク調整装置の調整により、フィルム３０の張力を一定にして搬送することが可能になる。
【００２２】
ガイドロール１３の下側には、フィルム３０の先端部の所定領域または後端部の所定領域を吸引吸着して搬送する先端保持部材１５と後端保持部材１６が配置されている。先端保持部材１５の内部には真空室が、上面には吸着孔が設けられている。真空室は図示しない真空ポンプに接続されている。真空ポンプを駆動すると、先端保持部材１５の上面にフィルム先端が吸引吸着される。すなわち、真空吸着機構を用いて、先端保持部材１５上にフィルム３０を保持する。
【００２３】
また、先端保持部材１５は、先端保持部材１５の下方に配置されたボールネジ２０の可動部２１に支持されている。ボールネジ２０はサーボモータ１９に直結されている。サーボモータ１９を駆動することにより、ボールネジ２０の可動部２１に支持された先端保持部材１５は、左右方向（フィルム搬送方向）に移動する。さらに、可動部２１にはエアシリンダ１７が接続されている。エアシリンダ１７は、フィルム３０圧着部を構成する一対の圧着ローラ２３のうちの一方の圧着ローラ２３に隣接する位置まで、フィルム３０の先端を搬送させることができる。
【００２４】
後端保持部材１６でも先端保持部材１５の場合と同様に、内部に真空室が、上面に吸着孔が設けられている。また、幅方向に延びる溝が形成されており、この溝はカッタ機構１８を用いてフィルム３０を幅方向に切断するときのカッタ受け台としても用いられる。カッタ機構１８は、後端保持部材１６の上側に設けられており、ロッドレスシリンダ等により幅方向に移動できるようになっている。カッタ機構１８は、フィルム３０を幅方向に切断するのに用いられる。
【００２５】
ボールネジ２０の可動部２１が先端保持部材１５を支持しているので、フィルム３０は正確に搬送される。また、可動部２１に設けたロータリアクチュエータを駆動して連結材２２を回転させているので、後端保持部材１６をフィルム搬送面から下側に退避できる。
【００２６】
圧着ロール２３は、金属製のロールの外周側を耐熱性に優れたゴム（シリコンゴム等）で厚さ１．２ｍｍ程度に被覆した構成となっている。なお、静電気発生装置２８が備える電極２６からフィルム３０に電圧が印加されると、圧着ロール２３は静電吸着により表面にフィルム３０を保持する。そのため、外周を被覆しているゴムがシリコンゴムであれば電気抵抗は大きくなる。しかしながら、外周被覆ゴムの厚さが１．２ｍｍ程度と薄いので、静電吸着に対する影響は軽微である。なお、耐熱性のある導電性ゴムを用いれば、静電吸着効果が増すことは言うまでもない。
【００２７】
一対の圧着ロール２３は、搬送ローラ２５により搬送されたフィルム搬送治具２４を上下方向から挟むように上下に配置されている。さらに、上下に配置した各圧着ロール２３には図示しないエアシリンダが連結されており、エアシリンダを駆動すれば、圧着ロール２３は上下方向に移動する。ここで、圧着ロール２３の金属部分は、接地されている。
【００２８】
次に、フィルム貼り付け動作について説明する。フィルム３０を貼り付ける準備として、手動でフィルムロール１１からフィルム３０を引き出して、ガイドロール１３に渡す。上述したように、ガイドロール１３ではカバーフィルム１２が剥離される。剥離されたカバーフィルム１２は、巻き取りロール１４に巻き取られる。残りのフィルム３０は後端保持部材１６の先端まで引き出され、背面側を先端保持部材１５及び後端保持部材１６が吸引吸着する。
【００２９】
このとき、フィルムロール１１及び巻き取りロール１４に接続した駆動手段であるモータを動作させ、フィルム３０に一定の張力を作用させる。上記説明の状態で、後端保持部材１６の溝部分をカッタ機構１８のカッタ刃が通過するように位置決めする。次いで、カッタ機構１８を幅方向に移動させ、フィルム３０を切断する。フィルム３０の切断作業が終了したら、フィルム３０を吸着していた後端保持部材１６の吸引吸着を停止し、フィルム３０の切れ端を廃棄処分する。その際、フィルム３０の先端部が先端保持部材１５の先端部から１０ｍｍ程度はみ出した状態で、先端保持部材１５がフィルム３０を吸引吸着する。これにより、フィルム３０の貼付動作の準備が完了する。
【００３０】
フィルム３０の貼付準備が完了した状態では、基板搬送面の上下に位置する圧着ロール２３は共に上昇位置にある。そして、内部に設けたヒータで加熱された状態で基板搬送方向に回転している。なお、下側の圧着ロール２３の上面は、フィルム搬送治具２４と接触しており、フィルム搬送治具２４を図２では左側から右側へ搬送する。
【００３１】
フィルム３０の貼付動作においては、初めにサーボモータ１９を作動させて、ボールネジ２０の可動部２１を圧着ロール２３近くまで移動させる。後端保持部材１６に設けたロータリアクチュエータを駆動すると連結材２２が回転し、後端保持部材１６をフィルム搬送面より下側に退避させる。
【００３２】
次いで、エアシリンダ１７を作動させて、フィルム３０の先端が圧着ロール２３の上面中央付近に位置するまで、先端保持部材１５を移動させる。フィルム３０が上述の所定位置に位置決めされたら、図示しない静電気発生用電源から電極２６に高電圧を印加する。このとき、フィルム３０の先端部は、電極２６と上側の圧着ロール２３の間に位置している。そのため、先端保持部材１５からはみ出しているフィルム先端部分が帯電され、接地されている上側の圧着ロール２３に吸着される。
【００３３】
上側の圧着ロール２３はフィルム搬送治具２４の搬送方向に回転しており、吸着したフィルム３０を下側（搬送治具側）に搬送する。このとき、先端保持部材１５の吸引吸着を解除すると、フィルム３０は上側の圧着ロール２３の回転とともにプリント基板３３側に搬送される。次いで、エアシリンダ１７及び可動部２１を作動させて、フィルム３０を圧着ロール２３に受け渡した先端保持部材１５を、ガイドロール１３の下側位置に戻す。それとともに、ロータリアクチュエータを駆動して連結材２２を回転させ、退避していた後端保持部材１６もフィルム搬送面の位置に戻す。
【００３４】
フィルム３０が圧着ロール２３の真下（搬送されてきたフィルム搬送治具２４面と接触する位置）まで搬送されたら、圧着ロール２３の回転を停止する。そして、先端保持部材５及び後端保持部材１６の上側に位置するフィルム３０を、それぞれの保持部材１５、１６に吸引吸着して保持する。カッタ機構１８を駆動して、フィルム３０を幅方向に切断する。このとき、切断したフィルム３０の長さがプリント基板３３に貼り付ける長さになるように、カッタ機構１８の位置と後端保持部材１６の位置を調整する。
【００３５】
なお、圧着ロール２３の回転を停止せずに、カッタ機構１８および先端保持部材１５、後端保持部材１６をフィルム３０の搬送に同期させ、フィルム３０を吸着保持して切断してもよい。フィルム搬送治具２４は、実際にフィルム３０を貼り付けるプリント基板３３より長めに形成する。
【００３６】
フィルム３０が所定長さに切断されたので、搬送ローラ２５がフィルム搬送治具２４をフィルム貼付位置に搬送する。フィルム搬送治具２４がフィルム貼付位置に到達したら、下側の圧着ロール２３の高さ方向位置はそのままにして、上側の圧着ロール２３だけを下降（下側圧着ロール２３に近づけ）させる。フィルム３０がフィルム搬送治具２４面へ接触し次いで圧着が開始される。この工程では、フィルム３０はフィルム搬送治具２４と共に圧着ロール２３により搬送されるが、フィルム３０の搬送と同期して後端保持部材１６も圧着ロール２３側に移動するので、張力が一定になる。
【００３７】
圧着ロール２３の回転に伴い、フィルム３０がフィルム搬送治具２４に圧着されて行く。一方、フィルム３０を吸着している後端保持部材１６が圧着ロール２３付近に到達すると、先端保持部材１５から圧着ロール２３にフィルム３０の先端を受け渡す場合と同様に、静電気発生装置１８の電極２６に高電圧を印加する。高電圧が印加されると、電極２６の下方に位置するフィルム３０の後端が帯電し、圧着ロール２３に静電吸着される。
【００３８】
フィルム３０の後端がすべて圧着ロール２３に受け渡されたら、後端保持部材１６の吸引吸着力を解除する。そして、連結材２２を回転させて下方に退避させる。一方、先端保持部材１５は、次に貼付するフィルム３０の先端を吸引吸着しており、フィルム３０を吸引吸着したまま圧着ロール２３近傍まで移動する。
【００３９】
フィルム３０の後端は圧着ロール２３に静電吸着されているため、フィルム搬送治具２４面に垂れ下がることなくフィルム搬送治具２４に密着させることが可能であり、圧着において、しわや気泡等が貼り付け部分に混入することはない。なお、下側の圧着ロール２３は接地されているので、上側の圧着ロール２３に保持されているフィルム３０の静電気は、フィルム搬送治具２４に接触すると放電される。
【００４０】
フィルム３０の全面をフィルム搬送治具２４面に圧着した後は、上側の圧着ロール２３を上昇させ、先端吸着部材１５から次のフィルム３０を受け渡す。フィルム３０の先端を圧着ロール２３に受け渡したら、先端保持部材１５はガイドロール１３の下方に移動する。それとともに、退避していた後端保持部材１６もフィルム搬送面の位置に戻される。これにより、一連の貼付動作が完了する。
【００４１】
上記実施例では、フィルム３０を圧着ロール２３に受け渡すために、フィルム３０の先端部及び後端部を静電吸着していたが、フィルム３０の全面を静電帯電させて圧着ロール２３に吸着させてもよい。また、フィルム３０を圧着ロール２３に吸着させる手段と同様に、先端保持部材１５及び後端保持部材１６のフィルム保持機構を、真空吸着機構に代えて静電吸着保持機構としてもよい。
【００４２】
フィルム搬送治具２４上に取付けたフィルム３０は図示しない穴開け加工部に送られ、穴開け加工部で、プリント基板３３上の電極部（ハンダバンプ３９形成部に相当する箇所）に相当する箇所を穴開け加工する。この穴開け加工は図示しない穴開け装置で実施する。なお、穴開け加工を行う前に、プレスを用いてフィルム３０の端部に突起を設ける。突起が形成されているので、プリント基板３３上に半導体チップ４１を載置しただけで固定しなくても、プリント基板３０を移動するときに半導体チップ４１が振動等で移動しない。なお、プリント基板３３上にフィルム３０を貼り付けるときに、突起を加工してもよい。
【００４３】
穴開け加工されたフィルム３０をプリント基板３０上に搭載するために、穴開け加工されたフィルム３０をフィルム貼付装置５０に搬送する。図３にフィルム貼付装置５０の概略構成を示す。フィルム貼付装置５０では、架台３１上にプリント基板３３を載置する下テーブル３４が配置されている。
【００４４】
下テーブル３４は、下テーブル３４を水平面内で移動させる図示しないＸＹθテーブルと、このＸＹθテーブルの駆動機構３６とを有している。また架台３１の４隅に支持柱が設けられており、支持柱の上部に上テーブル３５を保持する上テーブル支持梁３７が取付けられている。支持梁３７上部には、上テーブル３５を上下に移動させるための駆動装置３８が設けられている。上テーブル３５は、駆動装置３８に取付けられている。上テーブル３５と下テーブル３４の間には、上下２視野カメラ３２が水平方向に移動可能に設けられている。
【００４５】
フィルム貼付装置５０に、フィルム３０を取付けたフィルム搬送治具２４を搬入する前に、図示しない反転装置で、フィルム搬送治具２４ごとフィルム３０の保持面を反転させる。フィルム搬送治具２４は、反転された状態でフィルム貼付装置５０に搬入される。そして、プリント基板３３を搭載した下テーブル３４に対向して設けた上テーブル３５にフィルム面を下向きにして保持される。このとき、図示しない上テーブル３５面に負圧を供給して、真空吸着によりフィルム搬送治具２４ごとフィルム３０を上テーブル３５に保持する。
【００４６】
フィルム３０面とプリント基板３３面とに予め設けた位置合わせマークを、上下２視野カメラ３２で撮像する。図示しない制御部は、撮像された画面を画像処理して、フィルム３０面と基板３３との位置合わせマークのズレ量を求める。このズレ量に基づいてて、下テーブル３４を水平移動させ位置合わせする。なお、下テーブル３４にはヒータが設けられているので、プリント基板３３を所定の温度に加熱できる。下テーブル３４にプリント基板３３が載置されると、ヒータがオンされプリント基板３３を温める。また、位置合わせマークの撮像が終了すると、上下２視野カメラ３２を上下テーブル３４、３５面から退避させる。
【００４７】
位置合わせが終了すると、テーブル上下駆動機構３８を動作させてフィルム３０を支持している上テーブル３５を下降させる。プリント基板３３面上に所定の圧力を加えながら、フィルム３０をプリント基板３３面上に貼り合せる。すなわち加熱・加圧してアンダーフィル膜（フィルム）３０を、プリント基板３３の電極部を除いてプリント基板３３面上に仮固定する。なお、以上の説明では、フィルム３０の端部（半導体チップの回収に相当する部分）に突起４０を設ける工程を、フィルム３０に穴開けする工程の前に実行しているが、プリント基板３３にフィルム３０を貼り付ける工程時に、半導体チップ４１端部を固定する突起を設けてもよい。
【００４８】
フィルム３０の貼合が完了すると、プリント基板３３上に半導体チップ４１を搭載する工程に移る。半導体チップ４１をプリント基板３３上に搭載する際は、半導体チップ４１の電極位置を、予めカメラ３２を用いて計測しておく。従来から用いられているロボットハンドを備えたチップマウンタを使用して、アンダーフィル膜３０の形成されたプリント基板３３面上に半導体チップ４１を搭載する。
【００４９】
半導体チップ４２を搭載したプリント基板３３は、リフロー炉に搬送されてハンダチップが溶融・固着される。なおこの搬送時には半導体チップ４１とプリント基板３３間は何等固定されていないので、半導体チップ４１が移動しないようにアンダーフィル膜３０の端部に突起４０を形成し、半導体チップ４１の端部を保持している。
【００５０】
上記実施例においては、プリント基板上に半導体チップを搭載してその後にプリント基板と半導体チップ間にアンダーフィル液を注入する従来の方法に代えて、半導体チップをプリント基板に圧着する前に、プリント基板形状から電極部を除いた形状にアンダーフィルのフィルム膜を形成し、このフィルム膜をプリント基板面に貼り付け半導体チップを所定位置に搭載している。これにより、微細化による電極間隔の狭小化に対応可能になる。すなわち、液状のアンダーフィルで利用する毛細管現象も発生しないようなプリント基板と半導体チップ間の狭い隙間であっても、半導体チップをプリント基板に強固に固定することが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１１ フィルムロール
１２ カバーフィルム
１３ ガイドロール
１４ 巻き取りロール
１５ 先端保持部材
１６ 後端保持部材
１７ エアシリンダ
１８ カッタ機構
１９ サーボモータ
２０ ボールネジ
２１ 可動部
２２ 連結材
２３ 圧着ローラ
２４ フィルム搬送治具
２５ 搬送ローラ
２６ 電極
２８ 静電気発生装置
３０ アンダーフィル膜（フィルム）
３１ 架台
３２ 上下２視野カメラ
３３ プリント基板
３４ 下テーブル
３５ 上テーブル
３６ テーブル駆動機構
３７ 上テーブル支持梁
３８ （上テーブル）駆動装置
３９ ハンダバンプ
４０ 突起（凸部）
４１ 半導体チップ
４５ アンダーフィル膜形成装置
５０ フィルム貼付装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の製造装置および製造方法に係り、特にプリント基板上に半導体チップを取り付けるのに好適なプリント基板の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板におけるフリップチップボンディングにおいては、プリント基板に形成された接続パッドにソルダーボールを付着し、このソルダーボールを介して半導体チップを実装している。このフリップチップボンディング法によりプリント基板に半導体チップを実装すると、接続パッドに付着されたソルダーボールの高さに応じて、半導体チップとプリント基板の間にギャップＧが発生する。そのため、半導体チップの支持力が低くなり、ソルダーボールのソルダーリング部位でクラックが発生するおそれがある。特に、大きな温度変化が生じると、半導体チップとプリント基板の間の熱膨張係数が互いに異なるので、ソルダーボールに熱応力が発生し、この熱応力によりソルダーボールでクラックが発生する。
【０００３】
そこで従来、特許文献１に記載のように、半導体チップを安定的に支持するために、半導体チップとプリント基板の間で発生したギャップＧに、ディスペンサー（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）を利用して、液状物質のアンダーフィル液を注入している。アンダーフィル液を注入することとしたので、この液が外部に漏れ出ることを防止する必要があり、そのため基板の縁部に流れ防止用ダムを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のプリント基板においては、流れ防止用ダムの形成にディスペンサを用いている。従来のバンプの間隔は、ディスペンサを用いるのに十分な間隔であった。しかしながら、チップの微細化に伴いバンプ間隔が狭くなり、ディスペンサを用いてアンダーフィル液を注入できなくなってきている。そのため、アンダーフィルを形成できず、半導体チップと基板間に作用する熱応力に起因するクラックの発生が困難になっており、ディスペンサを用いたアンダーフィル液注入法の代替案が求められている。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、アンダーフィル液を用いたときと同等の効果が得られる基板と半導体チップ間の隙間をうめて両者を固定することにある。また、クラックの発生を防止した精度の良いプリント基板を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、プリント基板の複数の電極部にハンダバンプを形成し、この複数のハンダバンプを介して半導体チップを前記プリント基板に搭載するプリント基板の製造方法において、前記プリント基板の前記ハンダバンプが形成された面側を覆うアンダーフィル用の熱可塑性のフィルムを準備し、このフィルムは前記ハンダバンプ部分が取り除かれているとともに前記半導体チップが搭載される部分の周縁部が突起状に形成されており、前記フィルムで前記プリント基板を覆った後に前記フィルムを前記基板に貼り合せ、次いで前記半導体チップを前記プリント基板に搭載してリフロー炉に搬送し、このリフロー炉において加熱および加圧して前記ハンダバンプを溶融することを特徴とする。
【０００８】
そしてこの特徴において、前記フィルムの準備段階では、ロール状に巻かれた前記フィルムを所定の大きさに切断した後、フィルム搬送治具を用いてフィルム穴開け部に搬送し、このフィルム穴開け部で前記プリント基板に形成された前記ハンダバンプに相当する部分を穴開け加工し、次いで前記フィルム搬送治具と前記フィルムを一緒に反転させるのが好ましい。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のプリント基板の製造装置は、アンダーフィル用の熱可塑性のフィルムがロール状に巻きつけられたフィルム供給部と、このフィルム供給部から供給された前記フィルムについて、プリント基板に形成したハンダバンプの位置に相当する箇所に穴開け加工する穴開け加工部と、前記フィルムを保持するフィルム搬送治具と前記フィルムとを一緒に反転させるフィルム反転部と、反転された前記フィルムを前記プリント基板に貼付するフィルム貼合部とを備え、前記フィルム貼合部は、反転後のフィルム搬送治具および前記フィルムを保持する上テーブルと、前記プリント基板を載置し前記プリント基板を加熱するヒータを有する下テーブルと、前記上テーブルおよび下テーブルを上下方向に移動させる駆動装置とを備える。
【００１０】
そして、このプリント基板の製造装置は、前記フィルム貼合部で前記フィルムが貼り合わされた前記プリント基板に半導体チップを搭載し、前記ハンダバンプを溶融して前記半導体チップを前記プリント基板に固定するリフロー炉を備えるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アンダーフィルを可塑性フィルムで形成したので、基板と半導体チップ間をアンダーフィル液を用いたときと同等の効果が得られるように固定できる。また、半導体チップとプリント基板間をアンダーフィルで確実に固定することができるので、熱応力等によるクラックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る半導体チップをプリント基板に取付ける概略工程を説明する図である。
【図２】本発明に係るプリント基板の製造装置の一部を示す模式図であり、アンダーフィルに使用するフィルムをフィルム搬送治具に受け渡す部分を示す図である。
【図３】本発明に係るプリント基板の製造装置の一部を示す模式図であり、アンダーフィルに使用するフィルムを基板に貼り合せる部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るプリント基板の製造装置および製造方法を、図面を用いて説明する。図1は、本発明に係るプリント基板３３の製造方法の一実施例を説明する図であり、半導体チップ４１をプリント基板３３に取付ける工程を示している。図１では図示を省略したが、前工程でハンダボール印刷機を用いてハンダバンプ３９をプリント基板３３の表面上に印刷し、リフローしてプリント基板３３面上に固定している。
【００１４】
図１(ａ)に示すように、ハンダバンプ３９が形成されたプリント基板３３は、アンダーフィル形成部に搬入され、下テーブル３４上に搭載される（ステップＳ１）。下テーブル３４上にプリント基板３３が搭載されると、予めハンダバンプ３９の形状に合わせてＣＶＤ装置で穴開け加工が施こされたフィルム状のアンダーフィル膜（以後フィルムとも称す）３０が、図示しないアンダーフィル膜供給装置から供給される。
【００１５】
また、フィルム３０の周縁部には、突起（凸部）４０が形成されている。突起４０は、半導体チップ４１をプリント基板３３上に搭載したまま移動させるときに、振動等がプリント基板３３に加えられても半導体チップ４１がプリント基板３３上を移動しないように設けられている。
【００１６】
フィルム３０は、厚みが５〜２０μｍで、熱可塑性である。フィルム３０に熱を加えると粘着性が発生し、プリント基板３３と半導体チップ４１とが接着される。フィルム３０とプリント基板３３には、それぞれ位置合わせ用のマークが設けられている。アンダーフィル形成部５０には、これらマークを検出するために撮像用のカメラ３２が設けられており、カメラ３２でそれぞれのマーク位置を撮像する。カメラ３２が撮像した画面は、図示しない制御部に送られ、制御部で画像処理される。そして、マーク位置のズレ量が求められ、下テーブル３５を水平方向に移動させて位置合わせする。
【００１７】
図１(ｂ)に示すように、フィルム３０とプリント基板３３との位置合わせが終了したら、フィルム３０をプリント基板３３面に降下させる。そして、ハンダバンプ３９の部分を除いて、フィルム３０でプリント基板３３を覆う（ステップＳ２）。図１(ｃ)に示すように、フィルム３０でプリント基板３３を覆った後は、ハンダバンプ３９上に半導体チップ４１を搭載する（ステップＳ３）。
【００１８】
半導体チップ４１とハンダバンプ３９を位置合わせするときもカメラ３２で、位置合わせマークを撮像する。そして、フィルム３０の位置合わせ時と同様に、位置ズレ量を計測し、そのズレ量に応じて半導体チップ４１の把持部を水平移動させて位置合わせする。半導体チップ４１を搭載した後にプリント基板３３を移動させると、半導体チップ４１はハンダバンプ３９上に単に載置されているだけなので、位置ズレを生ずる可能性が大きい。そのため、フィルム３０の半導体チップ４１を搭載する端部側に、凸部が形成されている。この凸部を、フィルム３０の穴開け加工時に一緒に形成することも可能である。
【００１９】
プリント基板３３上に半導体チップ４１を搭載して搭載状態を検査し終えたら、プリント基板３３をリフロー炉に搬送する。図１(ｄ)に示すように、リフロー炉では、アンダーフィル膜３０を矢印方向に上から下へ加圧する。それとともに、加熱する。この加熱・加圧ＨＰにより、プリント基板３３と半導体チップ４１が接着固定される（ステップＳ４）。プリント基板３３上に半導体チップ４１を固定し終えると、プリント基板３３を検査工程に搬送する。
【００２０】
図２に、アンダーフィル膜（フィルム）３０の形成装置４５を示す。この図２では、フィルム３０はシート状の巻物として形成されている。フィルムロール１１は、カバーフィルム１２およびアンダーフィル膜３０を有しており、内側から順に、カバーフィルム１２、アンダーフィル膜３０が積層されている。
【００２１】
フィルムロール１１からフィルム３０を搬送面に搬送するために、フィルムロール１１の下方にガイドロール１３が配置されている。ガイドロール１３は、カバーフィルム１２を剥離するのに用いられる。剥離されたカバーフィルム１２は、フィルムロール１１に隣接して設けられた巻き取りロール１４に巻き取られる。フィルムロール１１及び巻き取りロール１４の駆動部には、フィルム３０の残量に応じてトルクを調整する図示しないトルク調整装置が設けられている。トルク調整装置の調整により、フィルム３０の張力を一定にして搬送することが可能になる。
【００２２】
ガイドロール１３の下側には、フィルム３０の先端部の所定領域または後端部の所定領域を吸引吸着して搬送する先端保持部材１５と後端保持部材１６が配置されている。先端保持部材１５の内部には真空室が、上面には吸着孔が設けられている。真空室は図示しない真空ポンプに接続されている。真空ポンプを駆動すると、先端保持部材１５の上面にフィルム先端が吸引吸着される。すなわち、真空吸着機構を用いて、先端保持部材１５上にフィルム３０を保持する。
【００２３】
また、先端保持部材１５は、先端保持部材１５の下方に配置されたボールネジ２０の可動部２１に支持されている。ボールネジ２０はサーボモータ１９に直結されている。サーボモータ１９を駆動することにより、ボールネジ２０の可動部２１に支持された先端保持部材１５は、左右方向（フィルム搬送方向）に移動する。さらに、可動部２１にはエアシリンダ１７が接続されている。エアシリンダ１７は、フィルム３０圧着部を構成する一対の圧着ローラ２３のうちの一方の圧着ローラ２３に隣接する位置まで、フィルム３０の先端を搬送させることができる。
【００２４】
後端保持部材１６でも先端保持部材１５の場合と同様に、内部に真空室が、上面に吸着孔が設けられている。また、幅方向に延びる溝が形成されており、この溝はカッタ機構１８を用いてフィルム３０を幅方向に切断するときのカッタ受け台としても用いられる。カッタ機構１８は、後端保持部材１６の上側に設けられており、ロッドレスシリンダ等により幅方向に移動できるようになっている。カッタ機構１８は、フィルム３０を幅方向に切断するのに用いられる。
【００２５】
ボールネジ２０の可動部２１が先端保持部材１５を支持しているので、フィルム３０は正確に搬送される。また、可動部２１に設けたロータリアクチュエータを駆動して連結材２２を回転させているので、後端保持部材１６をフィルム搬送面から下側に退避できる。
【００２６】
圧着ロール２３は、金属製のロールの外周側を耐熱性に優れたゴム（シリコンゴム等）で厚さ１．２ｍｍ程度に被覆した構成となっている。なお、静電気発生装置２８が備える電極２６からフィルム３０に電圧が印加されると、圧着ロール２３は静電吸着により表面にフィルム３０を保持する。そのため、外周を被覆しているゴムがシリコンゴムであれば電気抵抗は大きくなる。しかしながら、外周被覆ゴムの厚さが１．２ｍｍ程度と薄いので、静電吸着に対する影響は軽微である。なお、耐熱性のある導電性ゴムを用いれば、静電吸着効果が増すことは言うまでもない。
【００２７】
一対の圧着ロール２３は、搬送ローラ２５により搬送されたフィルム搬送治具２４を上下方向から挟むように上下に配置されている。さらに、上下に配置した各圧着ロール２３には図示しないエアシリンダが連結されており、エアシリンダを駆動すれば、圧着ロール２３は上下方向に移動する。ここで、圧着ロール２３の金属部分は、接地されている。
【００２８】
次に、フィルム貼り付け動作について説明する。フィルム３０を貼り付ける準備として、手動でフィルムロール１１からフィルム３０を引き出して、ガイドロール１３に渡す。上述したように、ガイドロール１３ではカバーフィルム１２が剥離される。剥離されたカバーフィルム１２は、巻き取りロール１４に巻き取られる。残りのフィルム３０は後端保持部材１６の先端まで引き出され、背面側を先端保持部材１５及び後端保持部材１６が吸引吸着する。
【００２９】
このとき、フィルムロール１１及び巻き取りロール１４に接続した駆動手段であるモータを動作させ、フィルム３０に一定の張力を作用させる。上記説明の状態で、後端保持部材１６の溝部分をカッタ機構１８のカッタ刃が通過するように位置決めする。次いで、カッタ機構１８を幅方向に移動させ、フィルム３０を切断する。フィルム３０の切断作業が終了したら、フィルム３０を吸着していた後端保持部材１６の吸引吸着を停止し、フィルム３０の切れ端を廃棄処分する。その際、フィルム３０の先端部が先端保持部材１５の先端部から１０ｍｍ程度はみ出した状態で、先端保持部材１５がフィルム３０を吸引吸着する。これにより、フィルム３０の貼付動作の準備が完了する。
【００３０】
フィルム３０の貼付準備が完了した状態では、基板搬送面の上下に位置する圧着ロール２３は共に上昇位置にある。そして、内部に設けたヒータで加熱された状態で基板搬送方向に回転している。なお、下側の圧着ロール２３の上面は、フィルム搬送治具２４と接触しており、フィルム搬送治具２４を図２では左側から右側へ搬送する。
【００３１】
フィルム３０の貼付動作においては、初めにサーボモータ１９を作動させて、ボールネジ２０の可動部２１を圧着ロール２３近くまで移動させる。後端保持部材１６に設けたロータリアクチュエータを駆動すると連結材２２が回転し、後端保持部材１６をフィルム搬送面より下側に退避させる。
【００３２】
次いで、エアシリンダ１７を作動させて、フィルム３０の先端が圧着ロール２３の上面中央付近に位置するまで、先端保持部材１５を移動させる。フィルム３０が上述の所定位置に位置決めされたら、図示しない静電気発生用電源から電極２６に高電圧を印加する。このとき、フィルム３０の先端部は、電極２６と上側の圧着ロール２３の間に位置している。そのため、先端保持部材１５からはみ出しているフィルム先端部分が帯電され、接地されている上側の圧着ロール２３に吸着される。
【００３３】
上側の圧着ロール２３はフィルム搬送治具２４の搬送方向に回転しており、吸着したフィルム３０を下側（搬送治具側）に搬送する。このとき、先端保持部材１５の吸引吸着を解除すると、フィルム３０は上側の圧着ロール２３の回転とともにプリント基板３３側に搬送される。次いで、エアシリンダ１７及び可動部２１を作動させて、フィルム３０を圧着ロール２３に受け渡した先端保持部材１５を、ガイドロール１３の下側位置に戻す。それとともに、ロータリアクチュエータを駆動して連結材２２を回転させ、退避していた後端保持部材１６もフィルム搬送面の位置に戻す。
【００３４】
フィルム３０が圧着ロール２３の真下（搬送されてきたフィルム搬送治具２４面と接触する位置）まで搬送されたら、圧着ロール２３の回転を停止する。そして、先端保持部材５及び後端保持部材１６の上側に位置するフィルム３０を、それぞれの保持部材１５、１６に吸引吸着して保持する。カッタ機構１８を駆動して、フィルム３０を幅方向に切断する。このとき、切断したフィルム３０の長さがプリント基板３３に貼り付ける長さになるように、カッタ機構１８の位置と後端保持部材１６の位置を調整する。
【００３５】
なお、圧着ロール２３の回転を停止せずに、カッタ機構１８および先端保持部材１５、後端保持部材１６をフィルム３０の搬送に同期させ、フィルム３０を吸着保持して切断してもよい。フィルム搬送治具２４は、実際にフィルム３０を貼り付けるプリント基板３３より長めに形成する。
【００３６】
フィルム３０が所定長さに切断されたので、搬送ローラ２５がフィルム搬送治具２４をフィルム貼付位置に搬送する。フィルム搬送治具２４がフィルム貼付位置に到達したら、下側の圧着ロール２３の高さ方向位置はそのままにして、上側の圧着ロール２３だけを下降（下側圧着ロール２３に近づけ）させる。フィルム３０がフィルム搬送治具２４面へ接触し次いで圧着が開始される。この工程では、フィルム３０はフィルム搬送治具２４と共に圧着ロール２３により搬送されるが、フィルム３０の搬送と同期して後端保持部材１６も圧着ロール２３側に移動するので、張力が一定になる。
【００３７】
圧着ロール２３の回転に伴い、フィルム３０がフィルム搬送治具２４に圧着されて行く。一方、フィルム３０を吸着している後端保持部材１６が圧着ロール２３付近に到達すると、先端保持部材１５から圧着ロール２３にフィルム３０の先端を受け渡す場合と同様に、静電気発生装置１８の電極２６に高電圧を印加する。高電圧が印加されると、電極２６の下方に位置するフィルム３０の後端が帯電し、圧着ロール２３に静電吸着される。
【００３８】
フィルム３０の後端がすべて圧着ロール２３に受け渡されたら、後端保持部材１６の吸引吸着力を解除する。そして、連結材２２を回転させて下方に退避させる。一方、先端保持部材１５は、次に貼付するフィルム３０の先端を吸引吸着しており、フィルム３０を吸引吸着したまま圧着ロール２３近傍まで移動する。
【００３９】
フィルム３０の後端は圧着ロール２３に静電吸着されているため、フィルム搬送治具２４面に垂れ下がることなくフィルム搬送治具２４に密着させることが可能であり、圧着において、しわや気泡等が貼り付け部分に混入することはない。なお、下側の圧着ロール２３は接地されているので、上側の圧着ロール２３に保持されているフィルム３０の静電気は、フィルム搬送治具２４に接触すると放電される。
【００４０】
フィルム３０の全面をフィルム搬送治具２４面に圧着した後は、上側の圧着ロール２３を上昇させ、先端吸着部材１５から次のフィルム３０を受け渡す。フィルム３０の先端を圧着ロール２３に受け渡したら、先端保持部材１５はガイドロール１３の下方に移動する。それとともに、退避していた後端保持部材１６もフィルム搬送面の位置に戻される。これにより、一連の貼付動作が完了する。
【００４１】
上記実施例では、フィルム３０を圧着ロール２３に受け渡すために、フィルム３０の先端部及び後端部を静電吸着していたが、フィルム３０の全面を静電帯電させて圧着ロール２３に吸着させてもよい。また、フィルム３０を圧着ロール２３に吸着させる手段と同様に、先端保持部材１５及び後端保持部材１６のフィルム保持機構を、真空吸着機構に代えて静電吸着保持機構としてもよい。
【００４２】
フィルム搬送治具２４上に取付けたフィルム３０は図示しない穴開け加工部に送られ、穴開け加工部で、プリント基板３３上の電極部（ハンダバンプ３９形成部に相当する箇所）に相当する箇所を穴開け加工する。この穴開け加工は図示しない穴開け装置で実施する。なお、穴開け加工を行う前に、プレスを用いてフィルム３０の端部に突起を設ける。突起が形成されているので、プリント基板３３上に半導体チップ４１を載置しただけで固定しなくても、プリント基板３０を移動するときに半導体チップ４１が振動等で移動しない。なお、プリント基板３３上にフィルム３０を貼り付けるときに、突起を加工してもよい。
【００４３】
穴開け加工されたフィルム３０をプリント基板３０上に搭載するために、穴開け加工されたフィルム３０をフィルム貼付装置５０に搬送する。図３にフィルム貼付装置５０の概略構成を示す。フィルム貼付装置５０では、架台３１上にプリント基板３３を載置する下テーブル３４が配置されている。
【００４４】
下テーブル３４は、下テーブル３４を水平面内で移動させる図示しないＸＹθテーブルと、このＸＹθテーブルの駆動機構３６とを有している。また架台３１の４隅に支持柱が設けられており、支持柱の上部に上テーブル３５を保持する上テーブル支持梁３７が取付けられている。支持梁３７上部には、上テーブル３５を上下に移動させるための駆動装置３８が設けられている。上テーブル３５は、駆動装置３８に取付けられている。上テーブル３５と下テーブル３４の間には、上下２視野カメラ３２が水平方向に移動可能に設けられている。
【００４５】
フィルム貼付装置５０に、フィルム３０を取付けたフィルム搬送治具２４を搬入する前に、図示しない反転装置で、フィルム搬送治具２４ごとフィルム３０の保持面を反転させる。フィルム搬送治具２４は、反転された状態でフィルム貼付装置５０に搬入される。そして、プリント基板３３を搭載した下テーブル３４に対向して設けた上テーブル３５にフィルム面を下向きにして保持される。このとき、図示しない上テーブル３５面に負圧を供給して、真空吸着によりフィルム搬送治具２４ごとフィルム３０を上テーブル３５に保持する。
【００４６】
フィルム３０面とプリント基板３３面とに予め設けた位置合わせマークを、上下２視野カメラ３２で撮像する。図示しない制御部は、撮像された画面を画像処理して、フィルム３０面と基板３３との位置合わせマークのズレ量を求める。このズレ量に基づいてて、下テーブル３４を水平移動させ位置合わせする。なお、下テーブル３４にはヒータが設けられているので、プリント基板３３を所定の温度に加熱できる。下テーブル３４にプリント基板３３が載置されると、ヒータがオンされプリント基板３３を温める。また、位置合わせマークの撮像が終了すると、上下２視野カメラ３２を上下テーブル３４、３５面から退避させる。
【００４７】
位置合わせが終了すると、テーブル上下駆動機構３８を動作させてフィルム３０を支持している上テーブル３５を下降させる。プリント基板３３面上に所定の圧力を加えながら、フィルム３０をプリント基板３３面上に貼り合せる。すなわち加熱・加圧してアンダーフィル膜（フィルム）３０を、プリント基板３３の電極部を除いてプリント基板３３面上に仮固定する。なお、以上の説明では、フィルム３０の端部（半導体チップの回収に相当する部分）に突起４０を設ける工程を、フィルム３０に穴開けする工程の前に実行しているが、プリント基板３３にフィルム３０を貼り付ける工程時に、半導体チップ４１端部を固定する突起を設けてもよい。
【００４８】
フィルム３０の貼合が完了すると、プリント基板３３上に半導体チップ４１を搭載する工程に移る。半導体チップ４１をプリント基板３３上に搭載する際は、半導体チップ４１の電極位置を、予めカメラ３２を用いて計測しておく。従来から用いられているロボットハンドを備えたチップマウンタを使用して、アンダーフィル膜３０の形成されたプリント基板３３面上に半導体チップ４１を搭載する。
【００４９】
半導体チップ４２を搭載したプリント基板３３は、リフロー炉に搬送されてハンダチップが溶融・固着される。なおこの搬送時には半導体チップ４１とプリント基板３３間は何等固定されていないので、半導体チップ４１が移動しないようにアンダーフィル膜３０の端部に突起４０を形成し、半導体チップ４１の端部を保持している。
【００５０】
上記実施例においては、プリント基板上に半導体チップを搭載してその後にプリント基板と半導体チップ間にアンダーフィル液を注入する従来の方法に代えて、半導体チップをプリント基板に圧着する前に、プリント基板形状から電極部を除いた形状にアンダーフィルのフィルム膜を形成し、このフィルム膜をプリント基板面に貼り付け半導体チップを所定位置に搭載している。これにより、微細化による電極間隔の狭小化に対応可能になる。すなわち、液状のアンダーフィルで利用する毛細管現象も発生しないようなプリント基板と半導体チップ間の狭い隙間であっても、半導体チップをプリント基板に強固に固定することが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１１ フィルムロール
１２ カバーフィルム
１３ ガイドロール
１４ 巻き取りロール
１５ 先端保持部材
１６ 後端保持部材
１７ エアシリンダ
１８ カッタ機構
１９ サーボモータ
２０ ボールネジ
２１ 可動部
２２ 連結材
２３ 圧着ローラ
２４ フィルム搬送治具
２５ 搬送ローラ
２６ 電極
２８ 静電気発生装置
３０ アンダーフィル膜（フィルム）
３１ 架台
３２ 上下２視野カメラ
３３ プリント基板
３４ 下テーブル
３５ 上テーブル
３６ テーブル駆動機構
３７ 上テーブル支持梁
３８ （上テーブル）駆動装置
３９ ハンダバンプ
４０ 突起（凸部）
４１ 半導体チップ
４５ アンダーフィル膜形成装置
５０ フィルム貼付装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板の複数の電極部にハンダバンプを形成し、この複数のハンダバンプを介して半導体チップを前記プリント基板に搭載するプリント基板の製造方法において、
前記プリント基板の前記ハンダバンプが形成された面側を覆うアンダーフィル用の熱可塑性のフィルムを準備し、このフィルムは前記ハンダバンプ部分が取り除かれているとともに前記半導体チップが搭載される部分の周縁部が突起状に形成されており、前記フィルムで前記プリント基板を覆った後に前記フィルムを前記基板に貼り合せ、次いで前記半導体チップを前記プリント基板に搭載してリフロー炉に搬送し、このリフロー炉において加熱および加圧して前記ハンダバンプを溶融することを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記フィルムの準備段階では、ロール状に巻かれた前記フィルムを所定の大きさに切断した後、フィルム搬送治具を用いてフィルム穴開け部に搬送し、このフィルム穴開け部で前記プリント基板に形成された前記ハンダバンプに相当する部分を穴開け加工し、次いで前記フィルム搬送治具と前記フィルムを一緒に反転させることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項３】
アンダーフィル用の熱可塑性のフィルムがロール状に巻きつけられたフィルム供給部と、このフィルム供給部から供給された前記フィルムについて、プリント基板に形成したハンダバンプの位置に相当する箇所に穴開け加工する穴開け加工部と、前記フィルムを保持するフィルム搬送治具と前記フィルムとを一緒に反転させるフィルム反転部と、反転された前記フィルムを前記プリント基板に貼付するフィルム貼合部とを備え、前記フィルム貼合部は、反転後のフィルム搬送治具および前記フィルムを保持する上テーブルと、前記プリント基板を載置し前記プリント基板を加熱するヒータを有する下テーブルと、前記上テーブルおよび下テーブルを上下方向に移動させる駆動装置とを備えることを特徴とするプリント基板の製造装置。
【請求項４】
前記フィルム貼合部で前記フィルムが貼り合わされた前記プリント基板に半導体チップを搭載し、前記ハンダバンプを溶融して前記半導体チップを前記プリント基板に固定するリフロー炉を備えたことを特徴とする請求項３に記載のプリント基板の製造装置。
【請求項１】
プリント基板の複数の電極部にハンダバンプを形成し、この複数のハンダバンプを介して半導体チップを前記プリント基板に搭載するプリント基板の製造方法において、
前記プリント基板の前記ハンダバンプが形成された面側を覆うアンダーフィル用の熱可塑性のフィルムを準備し、このフィルムは前記ハンダバンプ部分が取り除かれているとともに前記半導体チップが搭載される部分の周縁部が突起状に形成されており、前記フィルムで前記プリント基板を覆った後に前記フィルムを前記基板に貼り合せ、次いで前記半導体チップを前記プリント基板に搭載してリフロー炉に搬送し、このリフロー炉において加熱および加圧して前記ハンダバンプを溶融することを特徴とするプリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記フィルムの準備段階では、ロール状に巻かれた前記フィルムを所定の大きさに切断した後、フィルム搬送治具を用いてフィルム穴開け部に搬送し、このフィルム穴開け部で前記プリント基板に形成された前記ハンダバンプに相当する部分を穴開け加工し、次いで前記フィルム搬送治具と前記フィルムを一緒に反転させることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項３】
アンダーフィル用の熱可塑性のフィルムがロール状に巻きつけられたフィルム供給部と、このフィルム供給部から供給された前記フィルムについて、プリント基板に形成したハンダバンプの位置に相当する箇所に穴開け加工する穴開け加工部と、前記フィルムを保持するフィルム搬送治具と前記フィルムとを一緒に反転させるフィルム反転部と、反転された前記フィルムを前記プリント基板に貼付するフィルム貼合部とを備え、前記フィルム貼合部は、反転後のフィルム搬送治具および前記フィルムを保持する上テーブルと、前記プリント基板を載置し前記プリント基板を加熱するヒータを有する下テーブルと、前記上テーブルおよび下テーブルを上下方向に移動させる駆動装置とを備えることを特徴とするプリント基板の製造装置。
【請求項４】
前記フィルム貼合部で前記フィルムが貼り合わされた前記プリント基板に半導体チップを搭載し、前記ハンダバンプを溶融して前記半導体チップを前記プリント基板に固定するリフロー炉を備えたことを特徴とする請求項３に記載のプリント基板の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２０４５７０（Ｐ２０１２−２０４５７０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７１４７（Ｐ２０１１−６７１４７）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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