電子部品のボンディング装置
【課題】 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ようにすること。
【解決手段】 この電子部品のボンディング方法は、ヘッド２が電子部品１２を保持する工程と、この保持された電子部品１２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フレキシブル基板１１を採用し、このフレキシブル基板１１が第２所定位置に移動する工程と、フレキシブル基板１１を搭載する搭載面６ａの表面粗さを０．０１〜０．５μｍとした基板搭載テーブル６がフレキシブル基板１１を保持する工程と、ヘッド２または基板搭載テーブル６のいずれか一方または両者が振動することで電子部品１２とフレキシブル基板１１とが圧接接合される工程と、電子部品１２がヘッド２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１１が基板搭載テーブル６による保持状態から非保持状態となる工程と、を有する。
【解決手段】 この電子部品のボンディング方法は、ヘッド２が電子部品１２を保持する工程と、この保持された電子部品１２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フレキシブル基板１１を採用し、このフレキシブル基板１１が第２所定位置に移動する工程と、フレキシブル基板１１を搭載する搭載面６ａの表面粗さを０．０１〜０．５μｍとした基板搭載テーブル６がフレキシブル基板１１を保持する工程と、ヘッド２または基板搭載テーブル６のいずれか一方または両者が振動することで電子部品１２とフレキシブル基板１１とが圧接接合される工程と、電子部品１２がヘッド２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１１が基板搭載テーブル６による保持状態から非保持状態となる工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開平１１−２８４０２８号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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）。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、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フレキシブル基板を採用可能とし、ヘッドは、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とし、基板搭載テーブルの基板を搭載する搭載面は、この搭載面がフレキシブル基板の裏面に転写された場合、傷として目立たない程度に鏡面加工され、基板搭載テーブルの搭載面を加熱する基板加熱部を有することとする。
【００１５】
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、ヘッドまたは基板搭載テーブルのいずれか一方または両者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、厚みが１０〜２００μｍの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。
【発明の効果】
【００３０】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、Ｒ Ｍａｘが０．０５〜０．２μｍに設定されている。
【００４８】
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Ｒ Ｍａｘ０．０５〜０．２μｍの鏡面加工が施されている。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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）。
【００７３】
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）。
【００７４】
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。
【００７５】
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）。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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）。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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Ｒ Ｍａｘで０．０５〜２．０μｍの範囲になる程度とされている。
【００９０】
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）。
【００９１】
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。
【００９２】
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）。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
図８は、ＣＯＦテープ１１の厚さと実用性との関係を示す。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
基板搭載テーブル６の搭載面６ａには、Ｒ Ｍａｘ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。
【０１１５】
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、Ｒ Ｍａｘ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。
【０１１６】
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Ｒ Ｍａｘ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Ｒ Ｍａｘ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。
【０１１７】
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Ｒ Ｍａｘ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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【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】
【０１２５】
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
１１ ＣＯＦテープ（フレキシブル基板）
１１ａ パーフォレーション
１２ ＩＣ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
２３，２４ ＣＣＤ
２５ 位置合わせ機構
２６ Ｘ軸テーブル
２７ Ｙ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
【技術分野】
【０００１】
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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開平１１−２８４０２８号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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）。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、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フレキシブル基板を採用可能とし、ヘッドは、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とし、基板搭載テーブルの基板を搭載する搭載面は、この搭載面がフレキシブル基板の裏面に転写された場合、傷として目立たない程度に鏡面加工され、基板搭載テーブルの搭載面を加熱する基板加熱部を有することとする。
【００１５】
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、ヘッドまたは基板搭載テーブルのいずれか一方または両者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、厚みが１０〜２００μｍの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。
【発明の効果】
【００３０】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、Ｒ Ｍａｘが０．０５〜０．２μｍに設定されている。
【００４８】
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Ｒ Ｍａｘ０．０５〜０．２μｍの鏡面加工が施されている。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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）。
【００７３】
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）。
【００７４】
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。
【００７５】
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）。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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）。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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Ｒ Ｍａｘで０．０５〜２．０μｍの範囲になる程度とされている。
【００９０】
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）。
【００９１】
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。
【００９２】
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）。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
図８は、ＣＯＦテープ１１の厚さと実用性との関係を示す。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
基板搭載テーブル６の搭載面６ａには、Ｒ Ｍａｘ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。
【０１１５】
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、Ｒ Ｍａｘ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。
【０１１６】
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Ｒ Ｍａｘ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Ｒ Ｍａｘ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。
【０１１７】
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Ｒ Ｍａｘ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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【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】
【０１２５】
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
１１ ＣＯＦテープ（フレキシブル基板）
１１ａ パーフォレーション
１２ ＩＣ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
２３，２４ ＣＣＤ
２５ 位置合わせ機構
２６ Ｘ軸テーブル
２７ Ｙ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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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フレキシブル基板を採用可能とし、
上記ヘッドは、上記基板搭載テーブルを固定した状態で上記ヘッドに保持される上記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、上記電子部品を上記フレキシブル基板に圧接接合し、
上記基板搭載テーブルの上記基板を搭載する搭載面は、この搭載面が上記フレキシブル基板の裏面に転写された場合、傷として目立たない程度に鏡面加工され、
上記基板搭載テーブルの上記搭載面を加熱する基板加熱部を有することを特徴とする電子部品のボンディング装置。
【請求項１】
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フレキシブル基板を採用可能とし、
上記ヘッドは、上記基板搭載テーブルを固定した状態で上記ヘッドに保持される上記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、上記電子部品を上記フレキシブル基板に圧接接合し、
上記基板搭載テーブルの上記基板を搭載する搭載面は、この搭載面が上記フレキシブル基板の裏面に転写された場合、傷として目立たない程度に鏡面加工され、
上記基板搭載テーブルの上記搭載面を加熱する基板加熱部を有することを特徴とする電子部品のボンディング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２１１２５８（Ｐ２００８−２１１２５８Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４９６９１（Ｐ２００８−１４９６９１）
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【分割の表示】特願２００３−１９５５９６（Ｐ２００３−１９５５９６）の分割
【原出願日】平成１５年７月１１日（２００３．７．１１）
【出願人】（５９２１４１４８８）アスリートＦＡ株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月６日（２００８．６．６）
【分割の表示】特願２００３−１９５５９６（Ｐ２００３−１９５５９６）の分割
【原出願日】平成１５年７月１１日（２００３．７．１１）
【出願人】（５９２１４１４８８）アスリートＦＡ株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
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