特許 6796887 実装装置および穿孔針

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6796887

(24)【登録日】2020年11月19日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】実装装置および穿孔針

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20201130BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/60 311T

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-559196(P2019-559196)

(86)(22)【出願日】2018年12月13日

(86)【国際出願番号】JP2018045862

(87)【国際公開番号】WO2019117245

(87)【国際公開日】20190620

【審査請求日】2020年3月5日

(31)【優先権主張番号】特願2017-240506(P2017-240506)

(32)【優先日】2017年12月15日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】519294332

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野口 勇一郎

【審査官】 小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２８５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−３５４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−９２４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−４０４８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｌ ２１／５８

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

Ｈ０１Ｌ ２３／２８

Ｈ０１Ｌ ２３／５０

Ｈ０１Ｌ ２５／００

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チップ部品を被実装体に加熱圧着する実装ヘッドであって、その底面に前記チップ部品を吸引保持するための吸引孔が形成された実装ヘッドと、
前記実装ヘッドの吸引面を覆うように、耐熱性のカバーフィルムを配置するシート配置機構と、
前記カバーフィルムに、穿孔針を押し込んで通気孔を形成する穿孔機構と、
を備え、前記穿孔針は、その先端に、前記通気孔の周縁に対応した線状の切刃が形成されている、
ことを特徴とする実装装置。

【請求項2】

請求項１に記載の実装装置であって、
前記切刃は、軸方向視で、その始端と終端とが繋がったクローズパス形状である、ことを特徴とする実装装置。

【請求項3】

請求項２に記載の実装装置であって、
前記穿孔機構は、さらに、前記切刃で打ち抜かれて、前記カバーフィルムから分離した切断片を、吹き飛ばす、または、吸引することで回収する回収機構を有する、ことを特徴とする実装装置。

【請求項4】

請求項１に記載の実装装置であって、
前記切刃は、軸方向視で、始端と終端とが繋がっていないオープンパス形状であり、前記カバーフィルムに押し込まれることで前記カバーフィルムと部分的に繋がった舌状の切断片を形成する、ことを特徴とする実装装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の実装装置であって、
前記切刃は、軸方向視で、尖った角部を有さない略円状または略Ｃ字状である、ことを特徴とする実装装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の実装装置であって、
前記切刃は、その内径が軸方向一定であるとともに、その外径が先端に近づくにつれて縮径している、ことを特徴とする実装装置。

【請求項7】

請求項１から５のいずれか１項に記載の実装装置であって、
前記切刃は、その外径が軸方向一定であるとともに、その内径が先端に近づくにつれて拡径している、ことを特徴とする実装装置。

【請求項8】

請求項１から６のいずれか１項に記載の実装装置であって、
前記切刃は、その先端の軸方向高さが、周方向に応じて変化する形状である、ことを特徴とする実装装置。

【請求項9】

請求項７に記載の実装装置であって、
前記切刃は、周方向に進むにつれて、その先端の軸方向高さが軸方向一方向に進む略弦巻線状である、ことを特徴とする実装装置。

【請求項10】

実装ヘッドの吸引面を覆うカバーフィルムに吸引用の通気孔を形成するための穿孔針であって、
軸方向に延びる略棒状の軸部と、
前記軸部の先端に連なり、前記通気孔の周縁に対応した線状の切刃と、
を備えることを特徴とする穿孔針。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、チップ部品を吸引保持して被実装体に実装する実装ヘッドと、実装ヘッドの底面を覆うカバーフィルムに穿孔針で通気孔を形成する穿孔機構と、を備えた実装装置、および、当該実装装置に設けられる穿孔針を開示する。

【背景技術】

【0002】

半導体チップ等のチップ部品を、基板等の被実装体に実装するフリップチップ実装の方法の一つに、被実装体のうち、チップ部品が実装される実装箇所に、接着材料を配置した後にチップ部品を実装ヘッドにより加熱圧着する実装方法がある。この場合、チップ部品を被実装体に押し付けた際に、接着材料の一部が、チップ部品の外側にはみ出て上方に這い上がることがある。この這い上がった接着材料が、実装ヘッドの底面を付着して汚すことがあった。

【0003】

そこで、従来から、実装ヘッドの底面を、耐熱性のカバーフィルムで覆うことが提案されている。例えば、特許文献１には、ボンディングヘッドに、圧着ツール（実装ヘッド）の端面を覆う帯状のフィルム部材（カバーフィルム）を搬送するフィルム搬送機構を設けた実装装置が開示されている。かかる実装装置によれば、接着材料の実装ヘッドへの付着が効果的に防止される。

【0004】

ところで、通常、実装ヘッドの底面には、吸引孔が形成されており、チップ部品は、この吸引孔を介して作用する負圧により実装ヘッドの底面に吸引保持される。かかる実装ヘッドの底面、すなわち、吸引面を、カバーフィルムで覆うと、当該実装ヘッドでチップ部品を吸引保持できなくなる。

【0005】

そこで、従来から、チップ部品の吸引保持に先立って、実装ヘッドの底面を覆うカバーフィルムに穿孔針を押し込んで通気孔を形成することが提案されている。例えば、特許文献１では、先端が円錐形に尖った針（穿孔針）で、圧着ツールを覆うフィルム部材に通気孔を形成することが開示されている。これにより、実装ヘッドの吸引面の汚れを防止しつつ、実装ヘッドによるチップ部品の吸引保持が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−３５４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来、カバーフィルムを穿孔する穿孔針は、特許文献１に開示されているように、先端が円錐形に尖っていた。換言すれば、かかる先端円錐形の穿孔針を用いた場合、形成される通気孔は、二つの円弧が向かいあう略レモン型になりやすい。これは、通気孔が、カバーフィルムの切り抜きではなく、裂けにより形成されるためである。すなわち、円錐形の穿孔針が、カバーフィルムに接触すると小さな孔が形成される。その後、円錐形の穿孔針をカバーフィルムに対して進出させると、この小さな孔をきっかけとして、カバーフィルムが一方向に裂けていき、小さな孔が成長していく。

【0008】

換言すれば、円錐形の穿孔針で形成される通気孔は、一方向に延びる亀裂が、カバーフィルムのテンションにより広がった孔といえる。かかる通気孔は、カバーフィルムのテンションが低下すると、向かい合う二つの円弧状の縁が近づき、開口面積が低下することがある。また、逆に、カバーフィルムのテンションが増加すると、亀裂の進行が進み、通気孔が過大になり、実装ヘッドの吸引面を適切に覆えない場合もある。

【0009】

つまり、従来の先端円錐形の穿孔針では、カバーフィルムに適切な通気孔を形成することは困難であった。

【0010】

そこで、本明細書では、カバーフィルムに適切な通気孔を形成できる実装装置、および、穿孔針を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本明細書で開示する実装装置は、チップ部品を被実装体に加熱圧着する実装ヘッドであって、その底面に前記チップ部品を吸引保持するための吸引孔が形成された実装ヘッドと、前記実装ヘッドの吸引面を覆うように、耐熱性のカバーフィルムを配置するシート配置機構と、前記カバーフィルムに、穿孔針を押し込んで通気孔を形成する穿孔機構と、を備え、前記穿孔針は、その先端に、前記通気孔の周縁に対応した線状の切刃が形成されている、ことを特徴とする。

【0012】

かかる構成とすることで、カバーフィルムは、裂けるのではなく、線状の切刃により切り抜かれるため、通気孔の形状をより確実にコントンロールできる。そして、結果として、カバーフィルムに適切な通気孔を形成できる。

【0013】

この場合、前記切刃は、軸方向視で、その始端と終端とが繋がったクローズパス形状である、ことが望ましい。

【0014】

かかる構成とすれば、カバーフィルムは、切刃により完全に切り抜かれる。換言すれば、切刃で切り抜かれた切断片が、カバーフィルムに部分的に繋がった状態で残らないため、切断片により通気孔が塞がれることがない。結果として、通気孔を介した適切な吸引動作がより確実に行える。

【0015】

また、前記穿孔機構は、さらに、前記切刃で打ち抜かれて、前記カバーフィルムから分離した切断片を、吹き飛ばす、または、吸引することで回収する回収機構を有してもよい。

【0016】

かかる構成とすることで、カバーフィルムから分離した切断片が、意図しない箇所に散乱して実装動作を妨げることが効果的に防止できる。

【0017】

また、前記切刃は、軸方向視で、始端と終端とが繋がっていないオープンパス形状であり、前記カバーフィルムに押し込まれることで前記カバーフィルムと部分的に繋がった舌状の切断片を形成してもよい。

【0018】

かかる構成とすることで、切断片を回収する回収機構が不要となるため、実装装置の構成をより簡易化できる。

【0019】

また、前記切刃は、軸方向視で、尖った角部を有さない略円状または略Ｃ字状であってもよい。

【0020】

かかる構成とした場合、切刃で形成される通気孔も、尖った角部を有さないことになる。カバーフィルムにかかるテンションが増加した場合、応力は、通気孔の周縁の中でも、特に、尖った角部に集中しやすいが、上記構成によれば、こうした尖った角部がないため、応力集中部が生じにくい。結果として、意図しないカバーフィルムの裂け、ひいては、意図しない通気孔の拡大が効果的に防止される。

【0021】

また、前記切刃は、その内径が軸方向一定であるとともに、その外径が先端に近づくにつれて縮径していてもよい。

【0022】

かかる構成とすれば、筒体の先端外周面をテーパー状に削ることで切刃を形成できるため、穿孔針の製造工程を簡易化できる。

【0023】

また、前記切刃は、その外径が軸方向一定であるとともに、その内径が先端に近づくにつれて拡径していてもよい。

【0024】

かかる構成とすれば、穿孔針が、通気孔の周縁を押し広げないため、通気孔の周縁形状をより適切にコントロールできる。

【0025】

また、前記切刃は、その先端の軸方向高さが、周方向に応じて変化する形状としてもよい。例えば、前記切刃は、周方向に進むにつれて、その先端の軸方向高さが軸方向一方向に進む略弦巻線状であってもよい。

【0026】

かかる構成とすることで、切刃が同時に切る距離を低減できるため、切刃がカバーフィルムから受ける反力が低下できる。結果として、カバーフィルムの切り抜きに要する力を低減できる。

【0027】

本明細書で開示する穿孔針は、実装ヘッドの吸引面を覆うカバーフィルムに吸引用の通気孔を形成するための穿孔針であって、軸方向に延びる略棒状の軸部と、前記軸部の先端に連なり、前記通気孔の周縁に対応した線状の切刃と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0028】

本明細書で開示する実装装置および穿孔針によれば、カバーフィルムは、裂けるのではなく、線状の切刃により切り抜かれるため、通気孔の形状をより確実にコントンロールできる。そして、結果として、カバーフィルムに適切な通気孔を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】実装装置の構成を示す図である。

【図2】半導体チップを熱圧着する様子を示す図である。

【図3】穿孔針の斜視図である。

【図4】穿孔針の縦断面図である。

【図5A】穿孔針でカバーフィルムを切り抜く様子を示す図である。

【図5B】穿孔針でカバーフィルムを切り抜く様子を示す図である。

【図6】カバーフィルムに形成される通気孔を示す図である。

【図7】回収機構の一例を示す図である。

【図8】回収機構の他の一例を示す図である。

【図9A】他の穿孔針で、カバーフィルムを切り抜く様子を示す図である。

【図9B】他の穿孔針で、カバーフィルムを切り抜く様子を示す図である。

【図10】他の穿孔針の一例を示す図である。

【図11】図１０の穿孔針で形成された通気孔を示す図である。

【図12】他の穿孔針の一例を示す図である。

【図13A】図１２の穿孔針で通気孔を形成する様子を示す図である。

【図13B】図１２の穿孔針で通気孔を形成する様子を示す図である。

【図13C】図１２の穿孔針で通気孔を形成する様子を示す図である。

【図13D】図１２の穿孔針で通気孔を形成する様子を示す図である。

【図14】フィルム配置機構の他の例を示す図である。

【図15A】従来の穿孔針で通気孔を形成する様子を示す図である。

【図15B】従来の穿孔針で通気孔を形成する様子を示す図である。

【図16A】従来の穿孔針で形成された通気孔を示す図である。

【図16B】従来の穿孔針で形成された通気孔を示す図である。

【図16C】従来の穿孔針で形成された通気孔を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、実装装置１０の構成について図面を参照して説明する。図１は、実装装置１０の構成を示す概略図である。この実装装置１０は、複数の半導体チップ１００を、基板１０４または他の半導体チップ１００（以下、両者を区別しない場合は、「被実装体」と呼ぶ）に実装することで半導体装置を製造する装置である。半導体チップ１００は、フリップチップボンダ技術で、基板１０４に実装される。具体的には、各半導体チップ１００の底面には、バンプと呼ばれる導電性材料からなる突起が形成されており、このバンプを、基板１０４の表面に形成された電極に接合することで、半導体チップ１００と基板１０４とが電気的に接続される。

【0031】

基板１０４には、半導体チップ１００を実装する実装区画が二次元アレイ状に規定されている。各実装区画の表面には、半導体チップ１００のバンプと電気的に接続される電極が複数形成されている。また、各実装区画には、あらかじめ、非導電性ペースト（ＮＣＰ）または非導電性フィルム（ＮＣＦ）と呼ばれる接着材料１０８が塗布されている。接着材料１０８は、絶縁性を有するとともに熱硬化性を有する熱硬化性樹脂からなる。この接着材料１０８の上に半導体チップ１００を載置して基板１０４に押し付けるとともに半導体チップ１００を加熱することで、接着材料１０８が硬化し、半導体チップ１００が、基板１０４に機械的に接着、固定される。なお、このように基板１０４に、予め接着材料１０８を塗布しておく方式は、一般に、「先塗布方式」と呼ばれる。

【0032】

各半導体チップ１００は、基板１０４に載置された後、実装ヘッド１２により加熱しつつ加圧されることで、基板１０４に実装される。この圧着の際、半導体チップ１００は、接着材料１０８の硬化温度以上、かつ、バンプの溶融温度以上の温度で加熱される。なお、ここでは、半導体チップ１００を基板１０４に載置すると同時に、半導体チップ１００の熱圧着を行っているが、半導体チップ１００の仮置き（仮圧着）と、本圧着と、を別々に行ってもよい。例えば、複数の実装区画において半導体チップ１００の仮圧着を連続して実行した後、この仮圧着された複数の半導体チップ１００の本圧着を連続して実行してもよい。

【0033】

実装装置１０は、上述した手順で、半導体チップ１００を基板１０４（被実装体）に実装するための装置である。この実装装置１０は、ボンディングステージ１４、実装ヘッド１２、フィルム配置機構１６、穿孔機構１８、および、これら各部の駆動を制御する制御部２０等を有している。

【0034】

ボンディングステージ１４は、基板１０４が載置されるステージである。このボンディングステージ１４には、例えば、基板１０４を吸引保持する吸引孔（図示せず）や、基板１０４を加熱するためのヒータ（図示せず）などが設けられている。

【0035】

実装ヘッド１２は、ボンディングステージ１４と対向して設けられており、ボンディングステージ１４に対して水平方向および垂直方向に移動可能となっている。この実装ヘッド１２により、半導体チップ１００が基板１０４に熱圧着される。具体的には、実装ヘッド１２は、図示しないチップ供給源から半導体チップ１００を受け取って搬送し、各半導体チップ１００を対応する実装区画に載置する。そして、その後、実装ヘッド１２は、半導体チップ１００を、基板１０４に押し付けながら加熱することで、半導体チップ１００を基板１０４に熱圧着する。

【0036】

ここで、図２に示すとおり、実装ヘッド１２の底面には、半導体チップ１００を吸引保持するための吸引孔２２が形成されている。この吸引孔２２は、図示しない吸引ポンプに連通されており、当該吸引ポンプによって発生する負圧により、半導体チップ１００が、実装ヘッド１２の底面に吸引保持される。この吸引孔２２の個数および形状は、半導体チップ１００を安定して保持できるのであれば、特に限定されない。したがって、吸引面には、半導体チップ１００の外形よりも十分に小さい吸引孔が複数、分散配置されてもよい。また、別の形態として、吸引面には、半導体チップ１００の外形を内側にオフセットさせたような形状の吸引孔が一つだけ設けられていてもよい。

【0037】

また、実装ヘッド１２には、半導体チップ１００を加熱するために、ヒータ（図示せず）が内蔵されている。なお、本例では、実装ヘッド１２が水平方向に移動する構成としているが、かかる構成に替えてボンディングステージ１４が水平方向に移動する構成としてもよい。

【0038】

ところで、上述したとおり、熱圧着（本圧着）の際、実装ヘッド１２は、半導体チップ１００を、基板１０４に押圧する。このとき、図２に示すように、半導体チップ１００により外側に押し出された接着材料１０８の一部が、はみ出て、上方に這い上がることがある。この這い上がった接着材料１０８が実装ヘッド１２に付着すると、その後の実装処理が適切に行えないおそれがある。

【0039】

そこで、本明細書で開示する実装装置１０では、実装ヘッド１２の底面（吸引面）をカバーフィルム１１０で覆っている。図２に示すとおり、実装ヘッド１２の吸引面をカバーフィルム１１０で覆うことで、実装ヘッド１２への接着材料１０８の付着が効果的に防止される。

【0040】

このカバーフィルム１１０の素材としては、耐熱性に優れ、接着材料１０８の剥離性が高い素材が適している。したがって、カバーフィルム１１０の素材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などのフッ素樹脂を用いることができる。

【0041】

実装ヘッド１２には、このカバーフィルム１１０を配置するためのフィルム配置機構１６が取り付けられている。フィルム配置機構１６は、例えば、帯状のカバーフィルム１１０を送り出し、または、巻き取るための一対のフィードローラ２６を有している。この一対のフィードローラ２６は、実装ヘッド１２を挟んで両側に配置されており、帯状のカバーフィルム１１０は、実装ヘッド１２の吸引面を横断するように掛け渡されている。そして、一つの半導体チップ１００の熱圧着が終了するたびに、一対のフィードローラ２６を回転させることで、使用済みのカバーフィルム１１０を巻き取るとともに、新たなカバーフィルム１１０を吸引面の真下に送り出す。こうしたフィルム配置機構１６は、上述したとおり、実装ヘッド１２に取り付けられており、実装ヘッド１２とともに水平および垂直移動する。

【0042】

穿孔機構１８は、実装ヘッド１２の吸引面を覆うカバーフィルム１１０に通気孔を形成する機構である。すなわち、実装ヘッド１２の吸引面には、吸引孔２２が形成されており、この吸引孔２２を介して半導体チップ１００が吸引保持される。この実装ヘッド１２の吸引面、ひいては、吸引孔２２が、カバーフィルム１１０で完全に覆われると、吸引面で半導体チップ１００を吸引できなくなる。

【0043】

穿孔機構１８は、こうした実装ヘッド１２の吸引面を覆うカバーフィルム１１０に、穿孔針を押し付けて通気孔１１２を形成する。通気孔１１２を形成することで、実装ヘッド１２への接着材料１０８の付着を防止しつつ、実装ヘッド１２で半導体チップ１００を吸引保持できる。穿孔機構１８は、１以上の穿孔針３０を有している。

【0044】

この１以上の穿孔針３０は、実装ヘッド１２に対して相対移動可能となっている。したがって、例えば、穿孔針３０自体が、移動して、実装ヘッド１２の真下に移動してもよい。また、別の形態として、穿孔針３０は、ボンディング動作を阻害しない位置に固定配置される一方で、実装ヘッド１２が穿孔針３０の真上に移動するようにしてもよい。いずれにしても、通気孔１１２を形成する際には、穿孔針３０と吸引孔２２が正対するように、実装ヘッド１２および穿孔針３０が位置決めされる。そして、互いに正対した状態で、穿孔針３０をカバーフィルム１１０に押し付けることで、カバーフィルム１１０に通気孔１１２が形成される。なお、穿孔針３０の個数は、十分な数の通気孔１１２を形成できるのであれば、特に限定されない。ただし、吸引面に半導体チップ１００より十分に小さい吸引孔２２が複数形成されている場合、穿孔針３０は、この吸引孔２２と同数、設けられることが望ましい。

【0045】

制御部２０は、実装装置１０の各部の駆動を制御する。制御部２０は、例えば、各種演算を行うＣＰＵと、各種データやプログラムを記憶するメモリと、を有している。制御部２０は、例えば、実装ヘッド１２および穿孔機構１８の移動制御や、実装ヘッド１２およびボンディングステージ１４の加熱制御、フィルム配置機構１６によるカバーフィルム１１０のフィード制御などを行う。

【0046】

次に、穿孔針３０の形状について図３、図４を参照して説明する。図３は、穿孔針３０の斜視図であり、図４は、穿孔針３０の縦断面図である。穿孔針３０は、円筒形の軸部３２と、当該軸部３２の先端に連なる切刃３４と、を有している。切刃３４は、実際に、カバーフィルム１１０に切り込んで、通気孔１１２を切り抜く部位である。この切刃３４は、軸方向視で、通気孔１１２の周縁に対応した線状となっている。具体的には、本例では、通気孔１１２は、略円形となるため、切刃３４も、軸方向視で、略円形（線状）となっている。切刃３４は、軸部３２に連なる略円筒形であるが、この切刃３４の内径は、軸方向一定であるのに対し、切刃３４の外径は、先端に近づくにつれて縮径している。その結果、切刃３４の肉厚は、先端に近づくにつれて薄くなり、鋭利な刃を構成する。このような切刃３４は、例えば、肉厚が軸方向一定の筒体を形成した後、当該筒体の先端の外面を、テーパー状に削ることで形成できる。

【0047】

かかる穿孔針３０で通気孔１１２を形成する様子を図５に示す。穿孔針３０を、カバーフィルム１１０に押し当てると、図５Ａに示すとおり、切刃３４の鋭利な先端が、カバーフィルム１１０に食い込む。この状態で、穿孔針３０を、さらに、進出させると、図５Ｂに示すとおり、カバーフィルム１１０が、切刃３４の形状に沿って切り抜かれ、通気孔１１２が形成される。図６は、カバーフィルム１１０に形成された通気孔１１２のイメージ図である。図６に示すとおり、通気孔１１２は、切刃３４に対応した形状、すなわち、略円形となる。

【0048】

ここで、本例のように、穿孔針３０に、軸方向視で略線状の切刃３４を設けた理由について、従来技術と比較して説明する。図１５は、従来の穿孔針３０での穿孔の様子を示すイメージ図である。また、図１６は、従来の穿孔針３０で形成される通気孔１１２のイメージ図である。

【0049】

従来の穿孔針３０の先端には、図１５Ａ、図１５Ｂに示すとおり、先端が尖った円錐部３８が設けられている。この円錐部３８の頂点は、カバーフィルム１１０に食い込む切刃３４となるが、この従来の穿孔針３０の切刃３４（円錐部３８の頂点）は、軸方向視で、点状となっている。そのため、従来の穿孔針３０の場合、カバーフィルム１１０を、点状に切ることはできるが、線状に切ることはできない。

【0050】

そのため、従来の穿孔針３０の場合、まず、円錐部３８の頂点が、カバーフィルム１１０に刺し込まれることにより、小さな孔が形成される。その後、穿孔針３０を進出させると、この小さな孔の周縁が、拡径していく円錐部３８の外周面により外側に押し広げられる。その結果、小さな孔の周囲には、当該小さな孔を広げる方向のテンションＦが発生する。この方向のテンションＦが発生すると、カバーフィルム１１０は、最初に形成された小さな孔をきっかけとして、一方向に裂けていく。そして、最初に形成された小さな孔は、拡径していく穿孔針３０を受け入れるべく、徐々に成長していく。

【0051】

つまり、先端円錐形の穿孔針３０を用いた場合、カバーフィルム１１０は、切り抜かれず、通気孔１１２は、カバーフィルム１１０が一方向に裂けることで形成される。この場合、通気孔１１２は、図１６Ａに示すように、一対の円弧が向かい合うような略レモン型となる。このように一本の裂け目を広げてなる通気孔１１２の場合、カバーフィルム１１０に作用するテンションＦに応じて、その開口面積が変化するという問題があった。

【0052】

例えば、図１６Ｂに示すように、カバーフィルム１１０に作用するテンションＦが低下すると、通気孔１１２の周縁を成す一対の円弧状縁が、互いに近づき、通気孔１１２の開口面積が低下する。また、図１６Ｃに示すように、カバーフィルム１１０に作用するテンションＦが増加すると、一対の円弧状縁が交差する頂点Ｃに応力が集中し、当該頂点Ｃから一方向への更なる裂けが進行することがある。そして、結果として、通気孔１１２が過剰に大きくなることがあった。つまり、先端円錐形の穿孔針３０を用いた場合、通気孔１１２の大きさを一定に保つことが難しく、ひいては、実装ヘッド１２による半導体チップ１００の吸引を安定して行うことが難しかった。

【0053】

一方、本例で用いる穿孔針３０は、上述したとおり、軸方向視で、線状の切刃３４を有している。その結果、カバーフィルム１１０を、切刃３４の形状にあわせて「切る」ことができる。カバーフィルム１１０を「切る」場合、「裂く」場合に比べて、カバーフィルムの切れ目・裂け目の形状のコントロールが容易となる。また、本例では、カバーフィルム１１０を略円形に切り抜いているため、カバーフィルム１１０のテンションＦが変化しても、通気孔１１２の形状・サイズをほぼ一定に保つことができる。

【0054】

また、本例における穿孔針３０の切刃３４は、円形、すなわち、尖った角部のない形状となっている。そのため、形成される通気孔１１２にも、尖った角部が形成されにくい。ここで、図１６Ａに示すように、通気孔１１２が、頂点Ｃ、すなわち、尖った角部を有する形状の場合、当該通気孔１１２を広げる方向のテンションＦが大きくなると、尖った角部（頂点Ｃ）に応力が集中し、裂けが進行しやすい。一方、図６に示すように、尖った角部のない略円形の通気孔１１２の場合、当該通気孔１１２を広げる方向のテンションＦが作用した場合でも、応力が特定箇所に集中しにくい。その結果。カバーフィルム１１０の意図しない裂け（通気孔１１２の意図しない拡大）を効果的に防止できる。

【0055】

ところで、本例の穿孔針３０の切刃３４は、繰り返し述べるとおり、円形、すなわち、始端と終端とが繋がったクローズパス形状である。したがって、この切刃３４で、カバーフィルム１１０を切り抜いた場合、カバーフィルム１１０から完全分離した切断片１１４が生じる。この切断片１１４が、基板１０４や半導体チップ１００、実装ヘッド１２などに付着すると実装不良を招く。そこで、穿孔機構１８には、穿孔針３０で切り抜かれた切断片１１４を回収する回収機構４０を設けることが望ましい。

【0056】

回収機構４０の構成としては、種々考えられるが、例えば、穿孔針３０の内部空間を利用して切断片１１４を吸引回収してもよい。すなわち、図７に示すとおり、筒状の穿孔針３０の基端を、ホース４２を介して吸引装置４４に連結する構成としてもよい。吸引装置４４には、例えば、負圧を発生させるブロア等が設けられている。この場合、穿孔針３０により切り抜かれた切断片１１４は、吸引装置４４の駆動に伴い、穿孔針３０の内部に吸引される。そして、最終的に、切断片１１４は、ホース４２を介して、吸引装置４４まで吸引され、回収される。かかる構成とすれば、切断片１１４が、基板１０４等に付着することを効果的に防止できる。

【0057】

また、別の形態として、切り抜かれた切断片１１４を吹き飛ばして回収する構成としてもよい。すなわち、図８に示すように、穿孔針３０の基端を、ホース４２を介して、圧縮空気を生成する圧縮機４６に接続する構成としてもよい。この場合、穿孔針３０により切り抜かれた切断片１１４は、圧縮機４６を駆動に伴い、上方に吹き飛ばされる。穿孔針３０の上方には、この吹き飛ばされた切断片１１４を回収するための吸引装置（図示せず）や粘着テープ（図示せず）を配置しておいてもよい。また、別の形態として、この切断片１１４の吹き飛ばし動作を、切断片１１４を回収するダストボックス内でおこなってもよい。いずれにしても、この吹き飛ばし動作は、穿孔針３０を、実装ヘッド１２や基板１０４等から離間させた位置で行うことが望ましい。

【0058】

以上の説明から明らかなとおり、本明細書で開示する実装装置１０によれば、穿孔針３０の先端に、軸方向視で略線状の切刃３４を設けているため、カバーフィルム１１０を適切に切ることができ、通気孔１１２の形状およびサイズを適切にコントロールできる。結果として、実装ヘッド１２への接着材料１０８の付着を防止しつつ、実装ヘッド１２で半導体チップ１００を適切に吸引保持できる。

【0059】

なお、これまで説明した構成は、一例であり、穿孔針３０の先端に、軸方向視で、略線状の切刃３４を設けているのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、これまでの説明では、切刃３４は、先端に近づくにつれて縮径する外径を有していた。しかし、切刃３４の外径は、軸方向一定としてもよい。したがって、例えば、切刃３４は、図９Ａ、図９Ｂに示すとおり、外径が軸方向一定で、内径が先端に近づくにつれ拡径するような形状であってもよい。かかる切刃３４は、例えば中実または中空の丸棒を用意し、この丸棒の先端面をスリバチ状に削ることで形成できる。

【0060】

図９Ａ、図９Ｂは、かかる穿孔針３０でカバーフィルム１１０に切り抜く様子を示す図である。この場合も、穿孔針３０をカバーフィルム１１０に押し当てることで、切刃３４が、カバーフィルム１１０に食い込んでいき、カバーフィルム１１０が切刃３４の形状に切り抜かれる。なお、図５に示すように、切刃３４の外径が下方に近づくにつれ、徐々に拡径する形態の場合、穿孔針３０を進出させるにつれ、通気孔１１２の周縁が、切刃３４の外周面により外側方向に押されることになる。一方、図７に示すように、切刃３４の外径が軸方向一定である場合、穿孔針３０を進出させても、通気孔１１２の周縁は、切刃３４の外周面で押し広げられない。その結果、外径が軸方向一定の切刃３４の場合、形成される通気孔１１２の周縁の意図しない変形がより効果的に防止され、通気孔１１２の形状をより正確にコントロールできる。

【0061】

また、これまでは、切刃３４は、軸方向視で、始端と終端が繋がったクローズパス形状としている。しかし、切刃３４は、軸方向視で、始端と終端とが繋がっていないオープンパス形状としてもよい。例えば、図１０に示すように、切刃３４の一部に、切り欠き３６を形成し、切刃３４を、軸方向視で、略Ｃ字状としてもよい。かかる切刃３４を、カバーフィルム１１０に押し当てた場合、当該切り欠き３６に対応する箇所だけは、切り抜かれずに残ることになる。この場合、切断片１１４は、図１１に示すように、カバーフィルム１１０と部分的に繋がった舌状となる。換言すれば、切断片１１４は、カバーフィルム１１０と完全分離されないため、この場合、切断片１１４の回収機構４０が不要となる。なお、この場合、残存する切断片１１４が通気孔１１２を塞がないように、実装ヘッド１２は、十分な吸引力で、カバーフィルム１１０を吸引することが望ましい。

【0062】

また、切刃３４は、その先端の軸方向高さが、周方向に応じて変化する形状であってもよい。例えば、図１２に示すように、切刃３４は、その先端が始端Ｓ１から周方向に進むにつれて徐々に軸方向基端側に進む弦巻線状であってもよい。かかる構成とした場合、切刃３４が同時に切断する距離が短くなるため、より小さな力でカバーフィルム１１０を切断できる。図１３Ａ〜図１３Ｄは、この切刃３４による通気孔１１２の形成の様子、換言すれば、切り目１２０の成長の様子を示す図である。穿孔針３０を、カバーフィルム１１０に押し当てると、最初は、切刃３４のうち、最も高い始端Ｓ１のみがカバーフィルム１１０に切り込む。このとき、切刃３４によるカバーフィルム１１０の切断距離は、図１３Ａに示すように、非常に短い。その後、穿孔針３０が、カバーフィルム１１０に対して上方に進むにつれ、カバーフィルム１１０に当たる切刃３４の位置が、周方向に徐々に変化していく。図１３Ｂは、切刃３４のうち点Ｓ２が、図１３Ｃは、点Ｓ３が、カバーフィルム１１０に切り込んだときの様子を示している。そして、最終的に、切刃３４の終端Ｓ４がカバーフィルム１１０に切り込むことで、カバーフィルム１１０が略円形に切り抜かれる。このように、図１２に示す切刃３４の場合、通気孔１１２の周縁全部を、同時に切るのではなく、通気孔１１２の周縁を少しずつ切り進めていく。その結果、穿孔針３０がカバーフィルム１１０から受ける反力が小さくなるため、切り抜きに要する力を小さくできる。

【0063】

また、これまでは、切刃３４を、軸方向視で、略円形または略Ｃ字状としているが、切刃３４は、線状であれば、他の形状でもよい。例えば、切刃３４は、軸方向視で、略楕円形や、略矩形のクローズパス形状でもよいし、コ字状、Ｖ次等のオープンパス形状でもよい。ただし、通気孔１１２を形成しなければならないため、切刃３４は、軸方向視で、直線以外の形状でなければならない。また、切刃３４は、軸方向視で、略矩形や、コ字状などでもよいが、そのコーナ部は、円弧状であることが望ましい。これは、通気孔１１２の周縁に尖った角部があると、当該角部から意図しない裂けが進行しやすいからである。

【0064】

また、これまでは、カバーフィルム１１０を、一対のフィードローラ２６に掛け渡された帯状としているが、カバーフィルム１１０の形状は、適宜、変更されてもよい。例えば、カバーフィルム１１０は、実装ヘッド１２の吸引面を覆える程度の略矩形の個片シートでもよい。この場合、個片状のカバーフィルム１１０は、図１４に示すように、実装ヘッド１２の吸引力により実装ヘッド１２に取り付けられる。より具体的には、実装ヘッド１２の吸引面には、半導体チップ１００を吸引保持するための第一吸引孔２２ａと、カバーフィルム１１０を吸引保持する第二吸引孔２２ｂと、が形成されている。第一吸引孔２２ａは、吸引面の中央付近に設けられ、第二吸引孔２２ｂは、吸引面の周縁近傍に設けられている。また、例えば、吸引面は、その面方向端部に傾斜した勾配面を有しており、第二吸引孔２２ｂは、この勾配面に設けられていてもよい。

【0065】

第一吸引孔２２ａと第二吸引孔２２ｂは、吸引／吸引解除の切替を互いに独立して制御できるようになっている。例えば、第一吸引孔２２ａと第二吸引孔２２ｂは、図１４に示すとおり、バルブ５０を介して吸引ポンプ５２に接続されており、この複数のバルブ５０は、互いに独立して開閉制御されてもよい。また、別の形態として、第一吸引孔２２ａと第二吸引孔２２ｂは、互いに異なる吸引ポンプに接続されてもよい。

【0066】

この場合、個片状のカバーフィルム１１０は、シート載置部５４に供給され、載置される。実装ヘッド１２は、半導体チップ１００の吸引保持に先立って、シート載置部５４からカバーフィルム１１０を吸引し、保持する。実装ヘッド１２によりカバーフィルム１１０が吸引保持されれば、穿孔機構１８は、当該カバーフィルム１１０のうち、第一吸引孔２２ａに対向する箇所に穿孔針３０を押し付けて、通気孔１１２を形成する。このとき、第一吸引孔２２ａと第二吸引孔２２ｂとが独立していれば、通気孔１１２を形成しても、第二吸引孔２２ｂによるカバーフィルム１１０の吸引が継続される。なお、この場合、カバーフィルム１１０を吸引保持する第二吸引孔２２ｂおよび当該第二吸引孔２２ｂに連通する吸引ポンプ５２が、カバーフィルム１１０を所定の場所に配置するフィルム配置機構１６として機能する。

【0067】

また、これまで説明した穿孔針３０は、必要に応じて、交換可能であってもよい。例えば、穿孔針３０の劣化、破損に伴い交換できるようにしてもよい。また、実装ヘッド１２の形状、特に、吸引孔２２の形状、個数の変化に応じて、穿孔針３０の種類や個数を替えられるようにしてもよい。

【0068】

いずれにしても、本明細書で開示する実装装置１０および穿孔針３０によれば、カバーフィルム１１０に適切な形状の通気孔１１２が形成できるため、実装ヘッド１２への接着材料１０８の付着を防止しつつ、実装ヘッド１２で半導体チップ１００を適切に吸引保持できる。

【符号の説明】

【0069】

１０ 実装装置、１２ 実装ヘッド、１４ ボンディングステージ、１６ フィルム配置機構、１８ 穿孔機構、２０ 制御部、２２ 吸引孔、２６ フィードローラ、３０ 穿孔針、３２ 軸部、３４ 切刃、３６ 切り欠き、３８ 円錐部、４０ 回収機構、４２ ホース、４４ 吸引装置、４６ 圧縮機、５０ バルブ、５２ 吸引ポンプ、５４ シート載置部、１００ 半導体チップ、１０４ 基板、１０８ 接着材料、１１０ カバーフィルム、１１２ 通気孔、１１４ 切断片、１２０ 切り目。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】

【図16C】