特開 2022-180773 チップ部品実装治具およびチップ部品実装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180773

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】チップ部品実装治具およびチップ部品実装方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20221130BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20221130BHJP

   B23K 3/00 20060101ALI20221130BHJP

   B23K 31/02 20060101ALI20221130BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 509

B23K1/00 330E

B23K3/00 310R

B23K31/02 310B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087449

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】曲谷 光正

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319AA03

5E319AA07

5E319AC04

5E319AC06

5E319CC22

5E319CD04

5E319CD11

5E319CD26

5E319GG07

5E319GG09

(57)【要約】

【課題】チップ部品と支持体との間の位置合わせを行いつつ、還元リフローが可能なチップ部品実装治具等を提供する。
【解決手段】チップ部品実装治具は、基材と、前記基材に配設され、チップ部品を支持する支持体を位置決めする第１の凹部と、前記第１の凹部の底面に配設され、前記チップ部品を位置決めする第２の凹部と、前記第２の凹部に前記チップ部品が挿入されるとともに前記第１の凹部に前記支持体が挿入された状態で、前記チップ部品と前記支持体との接合部と前記第１の凹部および前記第２の凹部が配置される領域を除いた前記基材の外面との間で気体の流通を可能にする通気手段と、を有する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材と、
前記基材に配設され、チップ部品を支持する支持体を位置決めする第１の凹部と、
前記第１の凹部の底面に配設され、前記チップ部品を位置決めする第２の凹部と、
前記第２の凹部に前記チップ部品が挿入されるとともに前記第１の凹部に前記支持体が挿入された状態で、前記チップ部品と前記支持体との接合部と前記第１の凹部および前記第２の凹部が配置される領域を除いた前記基材の外面との間で気体の流通を可能にする通気手段と、
を有することを特徴とするチップ部品実装治具。

【請求項2】

前記通気手段は、
前記基材に形成され、前記第１の凹部および前記第２の凹部が配置される領域を除いた前記基材の外面と、前記第１の凹部または前記第２の凹部との間を連通する通気路を含んで形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のチップ部品実装治具。

【請求項3】

前記通気手段が
多孔性の材料を含んで形成される
ことを特徴とする請求項２に記載のチップ部品実装治具。

【請求項4】

前記多孔性の材料が、
多孔質セラミックである
ことを特徴とする請求項３に記載のチップ部品実装治具。

【請求項5】

前記通気手段が、
前記第１の凹部の表面粗さに起因して、前記第１の凹部と前記支持体との間に生じる隙間を含む
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のチップ部品実装治具。

【請求項6】

前記第１の凹部と前記第２の凹部との間に配設され、前記チップ部品と前記支持体とを接合する接合材を位置決めする第３の凹部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のチップ部品実装治具。

【請求項7】

基材と、前記基材に配設され、チップ部品を支持する支持体を位置決めする 第１の凹部と、前記第１の凹部の底面に配設され、前記チップ部品を位置決めする第２の凹部と、前記第２の凹部に前記チップ部品が挿入されるとともに前記第１の凹部に前記支持体が挿入された状態で、前記チップ部品と前記支持体との接合部と前記第１の凹部および前記第２の凹部が配置される領域を除いた前記基材の外面との間で気体の流通を可能にする 通気手段と、を有するチップ部品実装治具を用いたチップ部品実装方法であって、
前記チップ部品実装治具の、
前記第２の凹部に前記チップ部品を挿入し、
前記チップ部品の上面に接合材を配置し、
前記第１の凹部に前記支持体を挿入し、
還元性ガスの雰囲気の中で前記チップ部品実装治具を前記接合材が溶融する温度まで加熱し、
前記チップ部品実装治具を冷却して前記接合材を固化させる、
ことを特徴とするチップ部品実装方法。

【請求項8】

基材と、前記基材に配設され、チップ部品を支持する支持体を位置決めする第１の凹部と、前記第１の凹部の底面に配設され、前記チップ部品を位置決めする第２の凹部と、前記第１の凹部と前記第２の凹部との間に配設され、前記チップ部品と前記支持体とを接合する接合材を位置決めする第３の凹部と、前記第２の凹部に前記チップ部品が挿入されるとともに前記第１の凹部に前記支持体が挿入された状態で、前記チップ部品と前記支持体との接合部と前記第１の凹部および前記第２の凹部が配置される領域を除いた前記基材の外面との間で気体の 流通を可能にする 通気手段と、を有するチップ部品実装治具を用いたチップ部品実装方法であって、
前記チップ部品実装治具の、
前記第２の凹部に前記チップ部品を挿入し、
前記第３の凹部に前記接合材を挿入し、
前記第１の凹部に前記支持体を挿入し、
還元性ガスの雰囲気の中で前記チップ部品実装治具を前記接合材が溶融する温度まで加熱し、
前記チップ部品実装治具を冷却して前記接合材を固化させる、
ことを特徴とするチップ部品実装方法。

【請求項9】

前記還元性ガスが、ギ酸または水素を含む
ことを特徴とする請求項７または８に記載のチップ部品実装方法。

【請求項10】

前記接合材が、はんだを有する
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のチップ部品実装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チップ部品実装治具等に関する。

【背景技術】

【0002】

電子部品の製造では、チップ部品を絶縁性基板などの支持体に接合するチップ部品実装が多用されている。代表的なものに、ウェハーから切り出された半導体チップ（ダイ）を、回路基板などの支持体に接合するダイアタッチがある。なお、ダイアタッチは、ダイボンディング、チップボンディングなどとも称される。一般的なチップ部品実装では、支持体とチップ部品との間に、はんだ材などの接合材を配置し、加熱することにより接合材を溶融させ、その後冷却して、接合材を固化させる。

【0003】

ところで、近年、電子機器の小型化、集積化が進み、上記のチップ部品実装でも、支持体とチップ部品とを高精度に位置合わせすることが求められるようになってきている。ところが、チップ部品を支持体に搭載する時に支持体とチップ部品との位置合わせを行っても、接合材の溶融時に、接合材の表面張力や振動の作用で、チップ部品の位置がずれることがある。そこで、このずれを抑制して、支持体とチップ部品とを、精度よく位置合わせを行おうとする方法が提案されている。

【0004】

例えば、特許文献１には、実装用治具の技術として、支持体を位置決めする第１凹部と、第１凹部の底面に開口されてチップ部品を位置決めする第２凹部を有するものが、開示されている。特許文献１に記載の技術では、第２凹部の深さが、チップ部品の厚さと接合材の厚さを足した長さに、設定されている。この治具を用いると、第１凹部と第２凹部によって、接合材の溶融時にもチップ部品と支持体との位置関係が保たれるため、チップ部品と支持体とを位置合わせしてチップ部品実装を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－０９３２０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般的に、チップ部品実装では、接合材に、はんだを用いることが多い。以前は、はんだに表面の酸化膜を除去するためのフラックスを用いるのが一般的であったが、近年、このフラックスを使わないフラックスレスが用いられてきており、フラックスレス対応のはんだの需要が高まっている。フラックスレスを実現する一つの手法に還元リフローが知られている。還元リフローは、はんだが溶融されるリフローを、ギ酸や水素などの還元雰囲気中で行うものである。還元リフローは、はんだの表面の酸化膜を還元させるものであるため、リフロー中に、はんだが還元雰囲気中の還元性ガスに触れる必要がある。ところが、特許文献１に記載された技術を還元リフローに適用しようとすると、はんだの表面の酸化膜を十分に還元させることができないという問題がある。これは、第１凹部に挿入された支持体と、実装用治具によって、はんだが還元雰囲気中のガスから遮断されるためである。このため、特許文献１に記載の実装用治具は、還元リフローに適用できないという問題があった。

【0007】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、チップ部品と支持体との間の位置合わせを行いつつ、還元リフローを行うことができるチップ部品実装治具等を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明のチップ部品実装治具は、基材と、前記基材に配設され、チップ部品を支持する支持体を位置決めする第１の凹部と、前記第１の凹部の底面に配設され、前記チップ部品を位置決めする第２の凹部と、前記第２の凹部に前記チップ部品が挿入されるとともに前記第１の凹部に前記支持体が挿入された状態で、前記チップ部品と前記支持体との接合部と前記第１の凹部および前記第２の凹部が配置される領域を除いた前記基材の外面との間で気体の流通を可能にする通気手段と、を有する。

【0009】

また、本発明のチップ部品実装方法は、基材と、前記基材に配設され、チップ部品を支持する支持体を位置決めする第１の凹部と、前記第１の凹部の底面に配設され、前記チップ部品を位置決めする第２の凹部と、前記第２の凹部に前記チップ部品が挿入されるとともに前記第１の凹部に前記支持体が挿入された状態で、前記チップ部品と前記支持体との接合部と前記第１の凹部および前記第２の凹部が配置される領域を除いた前記基材の外面との間で気体の 流通を可能にする通気手段と、を有するチップ部品実装治具を用いたチップ部品実装方法であって、前記チップ部品実装治具の、前記第２の凹部に前記チップ部品を挿入し、前記チップ部品の上面に接合材を配置し、前記第１の凹部に前記支持体を挿入し、還元性ガスの雰囲気の中で前記チップ部品実装治具を前記接合材が溶融する温度まで加熱し、前記チップ部品実装治具を冷却して前記接合材を固化させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の効果は、チップ部品と支持体との間の位置合わせを行いつつ、還元リフローを行うことができるチップ部品実装治具等を提供できることである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態のチップ部品実装治具の構成を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態のチップ部品実装治具を用いた還元リフローの手順の一例を示すフローチャートである。

【図3】第２の実施形態のチップ部品実装治具を示す平面図と断面図である。

【図4】第２の実施形態のチップ部品実装工程の第１の部分を示す断面図である。

【図5】第２の実施形態のチップ部品実装工程の第２の部分を示す断面図である。

【図6】第２の実施形態のチップ部品実装工程の第３の部分を示す断面図である。

【図7】第２の実施形態のチップ部品実装工程の第４の部分を示す断面図である。

【図8】第３の実施形態のチップ部品実装治具を示す平面図と断面図である。

【図9】第３の実施形態のチップ部品実装工程の第１の部分を示す断面図である。

【図10】第３の実施形態のチップ部品実装工程の第２の部分を示す断面図である。

【図11】第３の実施形態のチップ部品実装工程の第３の部分を示す断面図である。

【図12】第３の実施形態のチップ部品実装工程の第４の部分を示す断面図である。

【図13】第４の実施形態のチップ部品実装治具を示す平面図と断面図である。

【図14】第５の実施形態のチップ部品実装治具の一部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

【0013】

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のチップ部品実装治具１の構成を示すブロック図である。チップ部品実装治具１は、基材２と、第１の凹部３と、第２の凹部４と、通気手段５とを有する。基材２は平板状の固体である。第１の凹部３は、基材２の一主面に配設され、チップ部品を支持する支持体を位置決めする。第２の凹部４は、第１の凹部３の底面に配設され、チップ部品を位置決めする。通気手段５は、第２の凹部４にチップ部品が挿入されるとともに第１の凹部３に支持体が挿入された状態で、チップ部品と支持体との接合部と、第１の凹部３および第２の凹部４が配置される領域を除いた基材２の外面との間で気体の流通を可能にする。ここで、上記の外面とは、第１の凹部３および第２の凹部４が配置される領域を除いた基材２の外面である。第１の凹部３および第２の凹部４が配置される領域とは、図３（ａ）にて第１の凹部１１に囲われた領域である。つまり、図３（ａ）にて、第１の凹部１１に囲われた領域内に、第１の凹部３および第２の凹部４が配置される。また、上記の外面は、より具体的には、第１の凹部３が形成されている面（上面）と反対の面（下面）、上面のうちの第１の凹部３の外側の部分、上面と下面の間の側面のことである。また接合部とは、第２の凹部４に挿入されたチップ部品と、第１の凹部３に挿入された支持体とが接合する部分のことである。図１の例では、第２の凹部４に挿入されたチップ部品の上面と、第１の凹部３に挿入された支持体の下面とが接触し、この接触面が接合部となる。なお、接合部には接合材が配置されていても良い。また、接合部は、チップ部品と支持体の対向する面全体であっても良いし、パターニングされた金属膜のように対向面の一部であっても良い。

【0014】

図２は、チップ部品実装治具１を用いた還元リフローの手順の一例を示すフローチャートである。まず、チップ部品実装治具１の第２の凹部４に、チップ部品を挿入して位置決めする（Ｓ１）。ここで、チップ部品は第２の凹部４に隙間なく嵌合するのではなく、設計上許容される所定のクリアランス（隙間）を持って位置決めされるようにしておく。次に、チップ部品の上面に接合材を配置する（Ｓ２）。次に、第１の凹部３に支持体を挿入して位置決めする（Ｓ９）。この時、チップ部品と同様に、支持体は第１の凹部３に対し所定のクリアランスを持って位置決めされる。次に、チップ部品と支持体が挿入されたチップ部品実装治具１を還元性ガスが導入されたチャンバー内に配置する（Ｓ４）。次にチップ部品実装治具１の温度を上昇させて接合材を溶融する（Ｓ５）。この時、チップ部品実装治具１が通気手段５を備えているため、接合材は還元性ガスに晒されながら溶融する。これにより、接合材の表面の酸化膜を還元しながら溶融（リフロー）を行うことができる。なお、昇温は、例えばホットプレートで行うことができる。次にチップ部品実装治具１を冷却して接合材を固化させる（Ｓ６）。接合材が固化することで、チップ部品と支持体との接合が完了する。

【0015】

以上説明したように、本実施形態のチップ部品実装治具１は、基材２に配設され、チップ部品を支持する支持体を位置決めする第１の凹部３と、第１の凹部３の底面に配設され、チップ部品を位置決めする第２の凹部４とを有している。また、第２の凹部４にチップ部品が挿入されるとともに第１の凹部３に支持体が挿入された状態で、チップ部品と支持体との接合部と、第１の凹部３および第２の凹部４が配置される領域を除いた基材２の外面との間で気体の流通を可能にする通気手段を有している。この構成により、チップ部品と支持体との間の位置合わせを行いつつ、還元リフローを行うことができる。

【0016】

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態のチップ部品実装治具の一例として、具体的な構成例について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態のチップ部品実装治具１００の構成を示す平面図、図３（ａ）と、図３（ａ）のＡ－Ａ´における断面図、図３（ｂ）である。

【0017】

図３に示すように、チップ部品実装治具１００は、基材１０と、第１の凹部１１と、第２の凹部１２と、通気路１３とを有する。ここで、第１の凹部１１は第１の実施形態の第１の凹部３の一例、第２の凹部１２は第２の凹部４の一例であり、通気路１３は通気手段５の一例である。

【0018】

第１の凹部１１は、チップ部品を支持する支持体（図３（ａ）および（ｂ）にて不図示。図５にて支持体４００に相当。）を位置決めする。第２の凹部１２は、第１の凹部１１の底面に配設され、チップ部品（図３（ａ）および（ｂ）にて不図示。図４にてチップ部品２００に相当。）を位置決めする。チップ部品実装治具１００を用いて実装するチップ部品と支持体は、平板上で矩形のものが一般的であり、図３のチップ部品実装治具１００は、これに対応するものを例示している。しかしながら、チップ部品や支持体はこれらの形状に限られるものではなく、第１の凹部１１と第２の凹部１２の形状もチップ部品や支持体に合わせるようにアレンジすることができる。

【0019】

通気路１３は、第２の凹部４にチップ部品が挿入されるとともに第１の凹部３に支持体が挿入された状態で、チップ部品と支持体との接合部と、第１の凹部３および第２の凹部４が配置される領域を除いた基材２の外面との間で気体の流通を可能にする。通気路１３は、第１の凹部１１と第２の凹部１２との境界の近傍と、基材１０の外部とを連通する空洞である。つまり、通気路１３は、基材１０の内部に設けられている。第１の凹部１１と第２の凹部１２との境界が、チップ部品と支持体との接合部となる。チップ部品と支持体とを接合する場合、第２の凹部１２にチップ部品を挿入し、例えば、チップ部品の表面に接合材を供給し、第１の凹部１１に支持体を挿入し、接合材にチップ部品とが挿入された状態で、チップ部品と支持体とを接合する。これにより、チップ部品と支持体との間に接合部が形成される。接合部には、少なくとも、チップ部品の接合面と支持体の接合面が含まれる。また、接合部には、接合材が含まれてもよい。

【0020】

接合面は、例えばチップ部品と支持体の対向面全面でもいいし、部分的でもいい。具体例としては、例えば支持体が回路基板、チップ部品が半導体チップで、それぞれの対向面には、金属膜のパターンが形成されていて、対応するパターンを接続するように接合材を配置する構成を挙げることができる。

【0021】

上記したように、通気路１３を設けることにより、はんだなどの接合材に対して、基材１０の外と同じ雰囲気を供給することができる。なお、図３の例では、通気路１３の基材１０の外面の開口部を基材１０の側面に設けているが、これは、例えばホットプレートのような加熱手段を用いて基材１０の底面から加熱することを想定したものである。したがって、加熱時に、通気路１３の開口部が塞がれない構成であれば、通気路１３の開口部は、基材１０の下面や上面にあっても問題ない。また、基材１０の材質には、例えば、マグネシウム合金やアルミ合金など、のよう、はんだ材などの接合材が接合しない材質であって、熱膨張による変形が少ない材質のものを用いることができる。

【0022】

次に、チップ部品実装治具１００を用いたチップ部品を支持体に実装する工程について説明する。チップ部品を支持体に実装する工程では、まず、図４に示すように、チップ部品２００を第２の凹部１２に挿入する。チップ部品２００は、半導体チップ（ダイ）などの平板状の外形を持っている。第２の凹部１２の外形は、チップ部品２００の外形に所定のクリアランスを足した大きさとしておく。両者の大きさを全く同じにすると。加工精度のばらつきによって、チップ部品２００が第２の凹部１２に入らない場合があるためである。また、実装後にチップ部品２００が第２の凹部１２から抜けなくなる場合があるためである。クリアランスの大きさは、チップ部品の加工精度や、所望する支持体との位置合わせ精度に応じて定めれば良い。具体的には、例えば、１０～１００μｍとすることができる。第２の凹部１２に挿入したチップ部品２００の上面の位置は、例えば、実装後の接合材の厚みの分だけ、第１の凹部１１の底面より低くなるように設計しておくことができる。しかし、厚み方向の位置合わせ精度などの点で問題が無ければ、チップ部品２００の上面を第１の凹部１１の底面と同じに高さにしたり、それより高くしたりしても良い。

【0023】

次に、図５に示すようにチップ部品２００の上面に接合材３００を供給する。接合材３００の供給は、例えばペースト状の接合材３００をディスペンスで供給したり、接合材３００の箔をチップ部品２００の上面に積層したりして行うことができる。また、接合材３００の材料は、例えば、はんだとすることができる。

【0024】

次に図６に示すように、第１の凹部１１に支持体４００を挿入する。図６では、支持体４００の下面が接合材３００と接触する場合を例示している。しかしながら、挿入した時点では両者が接触せず、接合材３００が溶融した時に接触する構成とすることも可能である。ここで、第１の凹部１１の外形を、支持体４００の外形に対して、所定のクリアランス分だけ大きくなるように設計しておく。これは、上記したチップ部品２００の外形と第２の凹部１２の外形との関係と同様である。クリアランスの大きさは、支持体の加工精度や、所望するチップ部品２００との位置合わせ精度に応じて決めれば良い。より具体的には、例えば、１０～１００μｍとすることができる。

【0025】

次に、図７に示すように、チップ部品２００、接合材３００、支持体４００を搭載したチップ部品実装治具１００をチャンバー１０００に入れて還元リフローを行う。チャンバー１０００は、真空ポンプ１１００と還元性ガス導入手段１２００とを備えている。真空ポンプ１１００は、チャンバー１０００を減圧する。還元性ガス導入手段１２００は、チャンバー１０００に還元性ガスを導入する。この構成により、チャンバー１０００の内部を還元性ガスの雰囲気２０００とすることができる。チャンバー１０００の中には加熱手段１３００が配置され、チップ部品実装治具１００に搭載された接合材３００のリフローを行うことができる。なお、図７では、加熱手段１３００が、ホットプレート方式の例を示しているが、加熱手段１３００は、他のヒータでチャンバー１０００内部の温度を昇温させる方式であっても良い。還元性ガスとしては、例えば、ギ酸や水素を含むガスを用いることができる。

【0026】

上記の構成として、接合材３００を加熱して溶融させる。この時、通気路１３を介して、接合材３００の近傍にチップ部品実装治具１００の外側と同じ還元性ガスの雰囲気２０００が供給される。図７の例では、通気路１３の内側に、第２の凹部１２とチップ部品２００のクリアランス（隙間）が存在するので、接合材３００の端部近傍とチップ部品実装治具１００の外部とが連通されている。これらの構成により、接合材３００の表面の酸化膜を還元しながらリフローする還元リフローを行うことができる。次に、加熱を止めて、接合材３００を冷却することにより、接合材３００が固化して、チップ部品２００と支持体４００との接合が完了する。

【0027】

以上に説明したように、本実施形態のチップ部品実装治具１００は、第１の凹部１１と、第２の凹部１２と、外部と前記接合部とを連通する通気手段としての通気路１３を有している。通気路１３は、基材１０に形成され、第１の凹部１１および第２の凹部１２が配置される領域を除いた基材１０の外面と、第１の凹部１１または第２の凹部１２との間を連通する空洞を含むように形成される。そして、第１の凹部１１は、チップ部品２００を支持する支持体４００を位置決めし、第２の凹部１２はチップ部品２００を位置決めする。これにより、所望の精度で、チップ部品２００と支持体４００の位置合わせを行うことができる。また、外界（チャンバー１０００の内側であって基材１０の外側の空間）との通気を行う通気手段として通気路１３を持つため、接合材３００が配置された接合部の近傍を外界と同じ還元性ガスの雰囲気２０００とすることができる。その結果、チップ部品２００と支持体４００とを位置合わせした状態で、還元リフローを行うことができる。

【0028】

また、本実施形態のチップ部品実装方法は、チップ部品実装治具１００を用いる。チップ部品実装治具１００は、基材１０と、基材１０に配設され、チップ部品２００を支持する支持体４００を位置決めする第１の凹部１１と、第１の凹部１１の底面に配設され、チップ部品２００を位置決めする第２の凹部１２とを有する。また、第２の凹部１２にチップ部品２００が挿入されるとともに第１の凹部１１に支持体４００が挿入された状態で、チップ部品２００と支持体４００との接合部と、第１の凹部１１および第２の凹部１２が配置される領域を除いた基材１０の外面との間で気体の流通を可能にする通気手段を有する。そして、チップ部品実装方法では、チップ部品実装治具１００の第２の凹部１２にチップ部品２００を挿入し、チップ部品２００の上面に接合材３００を配置し、第１の凹部１１に支持体４００を挿入する。この状態で、還元性ガスの雰囲気の中でチップ部品実装治具１００を接合材３００が溶融する温度まで加熱し、チップ部品実装治具１００を冷却して接合材３００を固化させる。還元性ガスとしては、例えば、ギ酸や水素を含むガスを用いることができる。これらの構成により、チップ部品２００と支持体４００とを位置合わせした状態で、還元リフローを行うことができる。

【0029】

（第３の実施形態）
本実施形態では、チップ部品実装治具が、第２の実施形態の構成に加えて、接合材を位置決めする第３の凹部を、第１の凹部と第２の凹部との間に備えるチップ部品実装治具の一例について説明する。

【0030】

図８は、本発明の第３の実施形態のチップ部品実装治具１００ａを示す平面図、図８（ａ）と、図８（ａ）のＢ－Ｂ´における断面図、図８（ｂ）である。図８に示すように、チップ部品実装治具１００ａは、基材１０ａと、第１の凹部１１ａと、第２の凹部１２ａと、第３の凹部１４ａと、通気路１３ａとを有する。本実施形態のチップ部品実装治具１００ａは、接合材が箔あるいは平板形状の場合に好適に用いることができる。

【0031】

第１の凹部１１ａは、チップ部品を支持する支持体を位置決めする。第３の凹部１４ａは、第１の凹部１１ａの底面に配設され、接合材を位置決めする。第２の凹部１２ａは、第３の凹部１４ａの底面に配設され、チップ部品を位置決めする。なお、図８では、第１の凹部１１ａ、第２の凹部１２ａ、第３の凹部１４ａが、それぞれ矩形の場合を例示しているが、実装するチップ部品、接合材、支持体の形状に対応する別の形であっても良い。

【0032】

通気路１３ａは、第３の凹部１４ａの底面と基材１０ａの外部とを連通する空洞である。なお、通気路１３ａは、第３の凹部１４ａの底面以外にも開口部を持っていても良い。図８の例では、第１の凹部１１ａの底面のうちで第３の凹部１４ａとの境界近傍にも、開口部を有する構成としている。

【0033】

チップ部品と支持体とを接合する場合、第２の凹部１２ａにチップ部品を挿入し、第３の凹部１４ａに箔や平板状の接合材を挿入し、第１の凹部１１ａに支持体を挿入した状態で、加熱を行い、チップ部品と支持体とを接合する。

【0034】

なお、図８の例では、通気路１３ａの基材１０ａの外側の開口部を基材１０ａの側面に設けているが、第２の実施形態と同様に、基材１０ａの底面や上面にあっても良い。また、基材１０ａの材質は、例えば、マグネシウム合金やアルミ合金のように、はんだ材などの接合材が接合しない材質で、熱膨張による変形が少ない材質のものを選択することができる。

【0035】

次に、チップ部品実装治具１００ａを用いたチップ部品を支持体に実装する工程について説明する。チップ部品を支持体に実装する工程では、まず、図９に示すように、チップ部品２００を第２の凹部１２ａに挿入する。チップ部品２００は、半導体チップ（ダイ）などの平板状の外形を持っている。第２の実施形態と同様に、第２の凹部１２ａの外形は、チップ部品２００の外形に所定のクリアランスを足した大きさとしておく。

【0036】

次に、図１０に示すように、チップ部品２００の上方の、第３の凹部１４ａに、箔または平板状の接合材３００を挿入する。この挿入により、接合材３００ａをチップ部品２００に位置合わせして配置することができる。なお、図１０の例では、接合材３００ａの上面が第１の凹部１１ａの底面よりも凸となる例を示している。このようにすると、接合材３００ａと、後に第１の凹部１１ａに挿入される支持体とを確実に接触させることができる。ただし、接合材３００ａ上面が、第１の凹部１１ａの底面より凸となっていることは必須ではなく、リフロー時に接合が可能であれば、第１の凹部１１ａの底面と面一であったり、凹であったりしても良い。

【0037】

次に図１１に示すように、第１の凹部１１ａに支持体４００を挿入する。図１１では、支持体４００の下面が接合材３００ａと接触する場合を例示している。ここで、第２の実施形態と同様に、第１の凹部１１ａの外形を、支持体４００の外形に対して、所定のクリアランス分だけ大きくなるように設計しておく。

【0038】

次に、図１２に示すように、チップ部品２００、接合材３００、および支持体４００を搭載したチップ部品実装治具１００ａを、第２の実施形態と同様のチャンバー１０００に入れて還元リフローを行う。チャンバー１０００は、真空ポンプ１１００と還元性ガス導入手段１２００とを備え、チャンバー１０００の内部を還元性ガスの雰囲気２０００とすることができる。チャンバー１０００の中には加熱手段１３００が配置され、チップ部品実装治具１００ａに搭載された接合材３００ａのリフローを行うことができる。なお、図１１では、加熱手段１３００が、ホットプレート方式の例を示しているが、加熱手段１３００は、他のヒータでチャンバー１０００内部の温度を昇温させる方式であっても良い。還元ガスとしては、例えば、ギ酸や水素などを用いることができる。

【0039】

上記の構成として、接合材３００ａを加熱して溶融させる。この時、通気路１３ａを介して、接合部の近傍である接合材３００の端部にチップ部品実装治具１００ａの外側と同じ還元性ガスの雰囲気２０００が供給される。これらの構成により、接合材３００ａの表面の酸化膜を還元しながらリフローする還元リフローを行うことができる。次に、加熱を止めて、接合材３００ａを冷却することにより、接合材３００ａが固化して、チップ部品２００と支持体４００との接合が完了する。

【0040】

以上に説明したように、本実施形態のチップ部品実装治具１００ａは、基材１０ａと、第１の凹部１１ａと、第２の凹部１２ａと、第１の凹部１１ａと第２の凹部１２ａとの間に配設された第３の凹部１４ａと、通気路１３ａとを有している。そして、第１の凹部１１ａは、チップ部品２００を支持する支持体４００を位置決めし、第２の凹部１２ａはチップ部品２００を位置決めし、第３の凹部１４ａは接合材３００ａを位置決めする。これにより、所望の精度で、チップ部品２００と支持体４００および両者の間の接合材３００の位置合わせを行うことができる。また、外界との通気を行う通気手段として通気路１３ａを持つため、接合材３００ａが配置された接合部の近傍を外界と同じ還元性ガスの雰囲気とすることができる。その結果、チップ部品２００と支持体４００とを位置合わせした状態で、還元リフローを行うことができる。

【0041】

また、本実施形態のチップ部品実装方法では、チップ部品実装治具１００ａを用いる。チップ部品実装治具１００ａは、基材１０ａと、基材１０ａに配設され、チップ部品２００を支持する支持体４００を位置決めする第１の凹部１１ａと、第１の凹部１１ａの底面に配設され、チップ部品２００を位置決めする第２の凹部１２ａとを有する。チップ部品実装治具１００ａは、さらに、第１の凹部１１と第２の凹部１２との間に配設され、チップ部品２００と支持体４００とを接合する接合材３００を位置決めする第３の凹部１４ａを有する。また、第２の凹部１２ａにチップ部品２００が挿入され、第３の凹部１４ａに接合材が挿入され、第１の凹部１１ａに支持体４００が挿入されるように構成されている。そして、これらの部材が挿入された状態で、接合部に配置された接合材３００と、第１の凹部１１ａおよび第２の凹部１２ａが配置される領域を除いた基材１０ａの外面との間で気体の流通を可能にする通気路１３ａとを有する。そして、チップ部品実装方法では、第２の凹部１２ａにチップ部品２００を挿入し、第３の凹部１４ａに接合材３００を挿入し、第１の凹部１１ａに支持体４００を挿入する。そして、還元性ガスの雰囲気２０００の中でチップ部品実装治具１００ａを接合材３００が溶融する温度まで加熱し、その後にチップ部品実装治具１００ａを冷却して接合材３００を固化させる。これにより、チップ部品２００と支持体４００とを位置合わせした状態で、還元リフローを行うことができる。

【0042】

（第４の実施形態）
第２のおよび第３の実施形態では、通気手段として基材に通気路設けたチップ部品実装治具について説明したが、基材の全部または一部が、通気性を持つ材料を含んで形成されていても良い。多孔性の材料としては、例えば多孔質セラミックを用いることができる。図１３は、本実施形態の一例の、材料が通気性持つ多孔性の材料で形成された多孔性の基材１０ｂを用いたチップ部品実装治具１００ｂを示す平面図、図１３（ａ）と、図１３（ａ）のＣ－Ｃ´における断面図、図１３（ｂ）である。図１３に示すように、チップ部品実装治具１００ｂは、多孔性の基材１０ｂと、第１の凹部１１ｂと、第２の凹部１２ｂとを有する。

【0043】

第１の凹部１１ｂは、チップ部品を支持する支持体を位置決めする。第２の凹部１２ｂは、第１の凹部１１ｂの底面に配設され、チップ部品を位置決めする。なお、図１３では、第１の凹部１１ｂ、第２の凹部１２ｂが、それぞれ矩形の場合を例示しているが、実装するチップ部品、接合材、支持体の形状に対応する別の形であっても良い。

【0044】

本実施形態のチップ部品実装治具１００ｂでは、多孔性の基材１０ｂ自体が通気性を持っている。このため多孔性の基材１０ｂが通気手段となり、チップ部品と支持体との接合部近傍を、チップ部品実装治具１００ｂの外界と同じ雰囲気にすることができる。この作用を、利用して、第２の実施形態と同様に、還元リフローを行うことができる。チップ部品実装治具１００ｂを用いたチップ部品実装方法では、第１の凹部１１ｂで、チップ部品２００を支持する支持体４００を位置決めし、第２の凹部１２ｂでチップ部品２００を位置決めする。これにより、所望の精度で、チップ部品２００と支持体４００の位置合わせを行うことができる。また、基板の多孔性の基材１０ｂが通気手段となり、接合材３００が配置された接合部の近傍を外界と同じ還元性ガスの雰囲気２０００とすることができる。その結果、チップ部品２００と支持体４００とを位置合わせした状態で、還元リフローを行うことができる。

【0045】

（第５の実施形態）
第２、第３の実施形態では、通気手段として基材に通気路を設ける例について説明し、第４の実施形態では、基材自体が通気性を持つ例について説明した。本実施形態では、基材と支持体の間、および基材とチップ部品の間に隙間を作って、これを通気手段とする例について説明する。

【0046】

図１４は、本実施形態の一例のチップ部品実装治具１００ｃの一部を示す断面図である。チップ部品実装治具１００ｃは、第２の実施形態のチップ部品実装治具１００と同様に、支持体４００の位置決めを行う第１の凹部１１ｃと、チップ部品の位置決めを行う第２の凹部１２ｃとを有している。異なるのは、基材１０ｃが第１の凹部１１ｃの表面と第２の凹部１２ｃの表面の、表面粗さが大きいことのみである。これらの表面粗さは、例えば１０～１００μｍとすることができる。このように、第１の凹部１１ｃの表面と第２の凹部１２ｃの表面の、表面粗さが大きいことによって、支持体４００と第１の凹部１１ｃとの間、およびチップ部品２００と第２の凹部１２ｃとの間に、隙間１３ｃができる。この隙間１３ｃが通気手段となり、接合材３００が配置された接合部の近傍を外気と同じ雰囲気にすることができる。その他の構成におよび還元リフローの工程については第２の実施形態と同様である。なお、表面粗さの大きい面は、例えば、第１の凹部１１ｃと第２の凹部１２ｃを、サンドブラストやケミカルエッチングによって荒らすことで形成することができる。

【0047】

以上説明したように、本実施形態のチップ部品実装治具１００ｃでは、第１の凹部１１ｃと、第２の凹部１２ｃと、通気手段としての表面粗さに起因して第１の凹部１１ｃと支持体４００の間に生じる隙間１３ｃを含む。そして、第１の凹部１１ｃは、チップ部品２００を支持する支持体４００を位置決めし、第２の凹部１２ｃはチップ部品２００を位置決めする。これにより、所望の精度で、チップ部品２００と支持体４００の位置合わせを行うことができる。また、外界との通気を行う通気手段として隙間１３ｃを持つため、接合材３００が配置された接合部の近傍を外界と同じ還元性ガスの雰囲気２０００とすることができる。その結果、チップ部品２００と支持体４００とを位置合わせした状態で、還元リフローを行うことができる。

【0048】

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

【符号の説明】

【0049】

１、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ チップ部品実装治具
２、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 基材
３、１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 第１の凹部
４、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 第２の凹部
５ 通気手段
１３、１３ａ 通気路
１３ｃ 隙間
２００ チップ部品
３００ 接合材
４００ 支持体

【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14】