JP2002050861A - Device and method for cold junction - Google Patents

Device and method for cold junction

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JP2002050861A
JP2002050861A JP2000233259A JP2000233259A JP2002050861A JP 2002050861 A JP2002050861 A JP 2002050861A JP 2000233259 A JP2000233259 A JP 2000233259A JP 2000233259 A JP2000233259 A JP 2000233259A JP 2002050861 A JP2002050861 A JP 2002050861A
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electronic component
bonding
chamber
oxygen
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Kazuji Azuma
和司 東
Kazuya Atokawa
和也 後川
Kazuyuki Tomita
和之 冨田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for cold junction by which a junction that joins electronic parts to a circuit forming body by utilizing cold junction can be mass-produced with a stable quality and a cold-joined junction. SOLUTION: After an IC chip 1 and a substrate 2 are carried in a hermetically sealed chamber 13, the surfaces of the electrodes 3 of the chip 1 or connecting electrodes 4 provided on the substrate 2 are activated with an energy wave and the electrodes 3 and 4 are joined to each other under a condition where the oxygen concentration in the chamber 13 is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メッキや半田や接
着剤を使用することなく、常温で、電子部品と回路形成
体の接合すべき部分同士を接触させることにより接合す
る常温接合装置及び方法及び常温接合された接合体に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a room-temperature bonding apparatus and method for bonding electronic components and circuit-forming members by bringing the parts to be bonded into contact with each other at room temperature without using plating, solder, or an adhesive. And a joined body joined at room temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子部品の小型、軽量化が進み、
より小型にするために多くのプロセスが提案されてい
る。従来、電子部品と基板との接続方法は半田などの金
属接合材を大気中で加熱し、金属溶融接合する方法、超
音波エネルギーを付加し、摩擦エネルギーにより接続す
る方法、導電性接着材により接合する方法というものが
一般的であった。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic components have become smaller and lighter.
Many processes have been proposed for smaller sizes. Conventionally, the method of connecting electronic components to the board is to heat a metal bonding material such as solder in the air and to perform metal fusion bonding, to add ultrasonic energy and connect with frictional energy, and to connect with conductive adhesive The way of doing was common.

【0003】以下図面を説明しながら、上述した従来の
電子部品の組立て方法について、フリップチップ実装を
例に説明する。
The above-mentioned conventional method for assembling electronic components will be described with reference to the drawings, taking flip-chip mounting as an example.

【0004】図12は従来の電子部品の組立て方法を示
した断面図である。図12(A)及び(B)はICチップ
201を基板204にフリップチップ実装する状態を示
した断面図である。図12(C)はチップ部品208を基
板204に実装する状態を示した断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a conventional method of assembling electronic components. 12A and 12B are cross-sectional views showing a state where the IC chip 201 is flip-chip mounted on the substrate 204. FIG. 12C is a cross-sectional view illustrating a state where the chip component 208 is mounted on the substrate 204.

【0005】図12(A)においてまず、ICチップ20
1の電極202と、接合材料203の供給された実装基
板204上の接続電極205とを位置合わせした後、装
着する。その後、接合材料3が半田の場合は溶融接合さ
せ、導電性接着材の場合は、熱硬化させることにより、
ICチップ201の電極202と実装基板204の接続
電極205との導通を得る。
In FIG. 12A, first, the IC chip 20
The first electrode 202 and the connection electrode 205 on the mounting substrate 204 to which the bonding material 203 has been supplied are aligned and then mounted. Thereafter, when the bonding material 3 is a solder, it is melt-bonded, and when the bonding material 3 is a conductive adhesive, it is thermally cured,
The conduction between the electrode 202 of the IC chip 201 and the connection electrode 205 of the mounting substrate 204 is obtained.

【0006】一方、図12(B)においては、まず、ボン
ディングツール207に吸着されたICチップ201の
電極202と、実装基板204上の接続電極205とを
位置合わせした後、ボンディングツール207を介して
超音波エネルギーを印加して電極202と205間を接
合し、ICチップ201の電極202と実装基板204
の接続電極205との導通を得る。
On the other hand, in FIG. 12B, first, the electrode 202 of the IC chip 201 attracted to the bonding tool 207 is aligned with the connection electrode 205 on the mounting board 204, The electrodes 202 and 205 are joined by applying ultrasonic energy to the electrodes 202 of the IC chip 201 and the mounting substrate 204.
With the connection electrode 205 is obtained.

【0007】さらに、図12(C)においては、チップ部
品208の電極209を実装基板204上の接続電極2
05と位置合わせした後、装着する。その後、接合材料
210をチップ部品208と実装基板204との間に配
置して、接合材料210が半田の場合は溶融接合し、導
電性接着材の場合は、熱硬化し、チップ部品208の電
極209と実装基板204の電極205との導通を得
る。
Further, in FIG. 12C, the electrode 209 of the chip component 208 is connected to the connection electrode 2 on the mounting board 204.
After positioning with 05, attach. Thereafter, the bonding material 210 is disposed between the chip component 208 and the mounting substrate 204, and is melt-bonded when the bonding material 210 is a solder, and is thermoset when the bonding material 210 is a conductive adhesive. 209 and the electrodes 205 of the mounting board 204 are electrically connected.

【0008】しかしながら上記のような構成では、IC
電極、基板電極の大気中酸素の影響により接続時に電極
表面の酸化が進行したり、大気中の炭素等の付着により
接合が阻害され、導通不良となる場合があるという課題
をもっていた。
However, in the above configuration, the IC
There has been a problem that the electrode and the substrate electrode may be oxidized on the electrode surface during connection due to the influence of oxygen in the atmosphere due to the influence of oxygen in the air, or the adhesion of carbon or the like in the air may hinder the bonding, resulting in poor conduction.

【0009】そこで、近年、メッキや半田や接着剤を使
用することなく、常温で、電子部品と回路形成体の接合
すべき部分同士を接触させることにより接合する常温接
合が開発されてきている。
Accordingly, in recent years, room-temperature bonding has been developed in which parts to be bonded between an electronic component and a circuit-forming body are brought into contact with each other at room temperature without using plating, solder, or an adhesive.

【0010】これは、電子部品や回路基板の各電極の表
面には、通常、図13に示すように金属結晶300の表
面側に酸化膜や有機膜301が形成されおり、電極面同
士を直接接触させても接合されないが、この酸化膜や有
機膜301を図14に示すようにレーザビームなど(一
例として図14ではアルゴンイオン302)により除去
することにより活性化して不安定なものとしたのち、図
15に示すように常温で活性化された電子部品の電極面
303を接合すべき基板の電極面304に低圧下で直接
接触させることにより、図16に示すように接触された
電極面同士の間で原子間の結合がなされるものである。
This is because an oxide film or an organic film 301 is usually formed on the surface of a metal crystal 300 on the surface of each electrode of an electronic component or a circuit board as shown in FIG. Although the oxide film and the organic film 301 are not bonded even when they are brought into contact with each other, the oxide film and the organic film 301 are activated to be unstable by being removed by a laser beam or the like as shown in FIG. 14 (for example, argon ions 302 in FIG. 14). By bringing the electrode surface 303 of the electronic component activated at room temperature into direct contact with the electrode surface 304 of the substrate to be joined under low pressure as shown in FIG. 15, the contacted electrode surfaces as shown in FIG. Are formed between the atoms.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記常
温接合を利用して電子部品を回路基板に接合する接合体
を安定した品質で大量生産する装置や方法が開発されて
おらず、そのような技術の開発が望まれている。
However, there has not been developed an apparatus or a method for mass-producing a joined body for joining electronic components to a circuit board with stable quality by using the above-mentioned ordinary temperature joining. The development of is desired.

【0012】さらに、近年、ICチップなどにおいては
多ピン化により各電極の面積が小さくなり細配線化され
る傾向が強く、ICチップとして化合物半導体を使用す
る場合には、化合物半導体は一般に脆性が弱いため、負
荷を与えずに実装する技術の開発が強く望まれてるよう
になってきている。このような要望にたいする1つの解
決策として上記常温接合を適用することができることか
ら、化合物半導体のICチップと基板とを常温接合によ
り接合させた接合体を大量生産する技術の開発が望まれ
ている。
Furthermore, in recent years, in IC chips and the like, the area of each electrode has been reduced due to the increase in the number of pins, and there has been a strong tendency for fine wiring. Because of its weakness, the development of a technology for mounting without applying a load has been strongly desired. Since the room-temperature bonding can be applied as one solution to such a demand, development of a technique for mass-producing a joined body in which a compound semiconductor IC chip and a substrate are bonded by room-temperature bonding is desired. .

【0013】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
することにあって、常温接合を利用して電子部品を回路
形成体に接合する接合体を安定した品質で大量生産する
ことができる常温接合装置及び方法及び常温接合された
接合体を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to produce a joined body for joining an electronic component to a circuit forming body at room temperature by using ordinary-temperature joining at room temperature with stable quality. An object of the present invention is to provide a bonding apparatus and method, and a bonded body that is bonded at room temperature.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

【0015】本発明の第1態様によれば、接合対象とな
る回路形成体の電気的接続部又は電子部品の電気的接続
部の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気室に対して上
記回路形成体又は上記電子部品を搬入搬出する搬送装置
と、上記接続部酸化防止雰囲気室内にて上記電子部品の
上記電気的接続部と該電気的接続部に接続されるべき上
記回路形成体の上記電気的接続部との少なくともいずれ
か一方の表面をエネルギー波により活性化する接続部活
性化装置と、その後、接続部酸化防止雰囲気中で上記電
子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
とを電気的に接続させる接合装置とを備えるようにした
ことを特徴とする常温接合装置を提供する。
According to the first aspect of the present invention, the above-described circuit formation is performed with respect to the connection oxidation preventing atmosphere chamber for preventing the electrical connection of the circuit forming body to be joined or the electrical connection of the electronic component from being oxidized. A transfer device for loading and unloading the body or the electronic component, and the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body to be connected to the electrical connection portion in the connection portion oxidation prevention atmosphere chamber. A connection portion activation device for activating at least one surface of the connection portion with an energy wave, and thereafter, the electronic component and the circuit forming body are joined at room temperature in an atmosphere for preventing connection portion oxidation, and Provided is a room-temperature bonding apparatus characterized by including a bonding apparatus for electrically connecting an electrical connection part of an electronic component and an electrical connection part of the circuit forming body.

【0016】本発明の第2態様によれば、上記接続部酸
化防止雰囲気は無酸素雰囲気である請求項1に記載の常
温接合装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the room-temperature bonding apparatus according to claim 1, wherein the connection portion oxidation preventing atmosphere is an oxygen-free atmosphere.

【0017】本発明の第3態様によれば、上記接合装置
は、大気圧下の上記接続部酸化防止雰囲気中で、上記電
子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
とを電気的に接続させるようにした請求項1又は2に記
載の常温接合装置を提供する。
According to a third aspect of the present invention, the joining device joins the electronic component and the circuit forming body at room temperature in the antioxidant atmosphere of the connecting portion under atmospheric pressure, and The room-temperature bonding apparatus according to claim 1 or 2, wherein the electrical connection part of (1) and the electrical connection part of the circuit forming body are electrically connected.

【0018】本発明の第4態様によれば、上記接続部酸
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス
雰囲気に交換する不活性ガス雰囲気交換チャンバーと、
上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置さ
れ、かつ、上記接合装置が配置された上記接続部酸化防
止雰囲気である不活性ガス雰囲気の接合チャンバーとを
備えるようにした請求項1に記載の常温接合装置を提供
する。
According to a fourth aspect of the present invention, the connection part oxidation preventing atmosphere chamber is provided with an oxygen-free atmosphere in which the circuit forming body or the electronic component is carried in by the transfer device and then replaced with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure. An atmosphere exchange chamber, a connection part activation chamber that is disposed subsequent to the oxygen-free atmosphere exchange chamber, and a connection part activation chamber of an oxygen-free atmosphere that is the connection part oxidation prevention atmosphere under reduced pressure in which the connection part activation device is disposed. Is disposed following the connection activation chamber,
And, an inert gas atmosphere exchange chamber for replacing the oxygen-free atmosphere under reduced pressure with an inert gas atmosphere at atmospheric pressure,
2. The room temperature according to claim 1, further comprising: a bonding chamber that is disposed subsequent to the inert gas atmosphere exchange chamber, and that includes an inert gas atmosphere that is the oxidation preventing atmosphere of the connection unit, in which the bonding device is disposed. A joining device is provided.

【0019】本発明の第5態様によれば、上記接続部酸
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無
酸素雰囲気に維持されているとともに、上記接合装置が
配置された接合チャンバーと、上記接合チャンバーに続
いて配置され、かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気
圧に交換する大気圧交換チャンバーとを備えるようにし
た請求項1に記載の常温接合装置を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, the connecting portion oxidation preventing atmosphere chamber is provided with an oxygen-free atmosphere in which the circuit forming body or the electronic component is carried in by the transfer device and then replaced with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure. An atmosphere exchange chamber, a connection part activation chamber that is disposed subsequent to the oxygen-free atmosphere exchange chamber, and a connection part activation chamber of an oxygen-free atmosphere that is the connection part oxidation prevention atmosphere under reduced pressure in which the connection part activation device is disposed. Is disposed following the connection activation chamber,
And, while being maintained in an oxygen-free atmosphere, which is the connection part antioxidant atmosphere under the reduced pressure, a bonding chamber in which the bonding device is disposed, and disposed subsequent to the bonding chamber, and The room-temperature bonding apparatus according to claim 1, further comprising: an atmospheric pressure exchange chamber that exchanges an oxygen-free atmosphere with an atmospheric pressure.

【0020】本発明の第6態様によれば、上記接続部酸
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス
雰囲気に交換する不活性ガス交換チャンバーと、上記不
活性ガス交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活性ガス雰
囲気に維持されているとともに、上記接合装置が配置さ
れた接合チャンバーと、上記接合チャンバーに続いて配
置され、かつ、上記大気圧の不活性ガス雰囲気を大気圧
の空気雰囲気に交換する空気雰囲気交換チャンバーとを
備えるようにした請求項1に記載の常温接合装置を提供
する。
According to a sixth aspect of the present invention, the connection-oxidation-preventing atmosphere chamber is provided with an oxygen-free atmosphere for replacing the circuit-formed body or the electronic component with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure after the carrier device has carried in the atmosphere. An atmosphere exchange chamber, a connection part activation chamber that is disposed subsequent to the oxygen-free atmosphere exchange chamber, and a connection part activation chamber that is an oxygen-free atmosphere that is the connection part oxidation prevention atmosphere under reduced pressure and in which the connection part activation device is disposed. Is disposed following the connection activation chamber,
An inert gas exchange chamber for exchanging the oxygen-free atmosphere under reduced pressure with an inert gas atmosphere at atmospheric pressure; and an oxidizing prevention device disposed next to the inert gas exchange chamber, wherein the connection portion at atmospheric pressure is prevented from being oxidized. A bonding chamber, in which the bonding apparatus is disposed, and an inert gas atmosphere at the atmospheric pressure, which is maintained at an inert gas atmosphere as the atmosphere, and which is disposed subsequent to the bonding chamber, the atmospheric The room temperature bonding apparatus according to claim 1, further comprising an air atmosphere exchange chamber for exchanging the air temperature.

【0021】本発明の第7態様によれば、上記搬送装置
は、上記接続部酸化防止雰囲気室に対して複数の上記回
路形成体を載置して搬送するベルトコンベヤである請求
項1〜6のいずれか1つに記載の常温接合装置を提供す
る。
According to a seventh aspect of the present invention, the transfer device is a belt conveyor for mounting and transferring a plurality of the circuit forming bodies to the connection portion oxidation preventing atmosphere chamber. The room-temperature bonding apparatus according to any one of the above items is provided.

【0022】本発明の第8態様によれば、上記搬送装置
は、上記接続部酸化防止雰囲気室に対して複数の上記回
路形成体を載置して搬送するベルトコンベヤと複数の上
記電子部品を載置して搬送するベルトコンベヤとより構
成されている請求項1〜6のいずれか1つに記載の常温
接合装置を提供する。
According to an eighth aspect of the present invention, the transfer device includes a belt conveyor for mounting and transferring a plurality of the circuit forming bodies to the connection portion oxidation preventing atmosphere chamber and a plurality of the electronic components. The room-temperature bonding apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a belt conveyor that is placed and transported.

【0023】本発明の第9態様によれば、上記接続部活
性化装置は、上記接続部酸化防止雰囲気室内にて、上記
電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続
部との少なくともいずれか一方の表面の酸化物又は有機
物を、エネルギー波としてのレーザビーム、エネルギー
ビーム、又は、プラズマにより除去して活性化するよう
にした請求項1〜8のいずれか1つに記載の常温接合装
置を提供する。
[0023] According to a ninth aspect of the present invention, the connection activating device is configured to connect the electrical connection of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body in the oxidation preventing atmosphere. The oxide or organic substance on at least one of the surfaces is removed by a laser beam as an energy wave, an energy beam, or plasma, and activated by plasma. Provide a room temperature bonding device.

【0024】本発明の第10態様によれば、上記電子部
品の上記電気的接続部又は上記回路形成体の上記電気的
接続部はAu,Cu,Al,In,Snのいずれかより
構成されている請求項1〜9のいずれか1つに記載の常
温接合装置を提供する。
According to a tenth aspect of the present invention, the electrical connection part of the electronic component or the electrical connection part of the circuit forming body is made of one of Au, Cu, Al, In, and Sn. A room temperature bonding apparatus according to any one of claims 1 to 9 is provided.

【0025】本発明の第11態様によれば、上記接合装
置は、上記電子部品を保持して上記回路形成体上に押圧
接触させて接合させる請求項1〜10のいずれか1つに
記載の常温接合装置を提供する。
According to an eleventh aspect of the present invention, the joining device holds the electronic component and presses and contacts the electronic component on the circuit forming body to join the electronic component. Provide a room temperature bonding device.

【0026】本発明の第12態様によれば、上記接合装
置は、上記回路形成体の電子部品接合領域を下向きに保
持して上記電子部品を上向きに上記回路形成体の上記電
子部品接合領域に押圧接触させて接合させる請求項1〜
10のいずれか1つに記載の常温接合装置を提供する。
According to a twelfth aspect of the present invention, the bonding apparatus holds the electronic component bonding area of the circuit forming body downward and holds the electronic component upward in the electronic component bonding area of the circuit forming body. Claims 1 to 1 by pressing and joining
10. A room-temperature bonding apparatus according to any one of 10.

【0027】本発明の第13態様によれば、上記電子部
品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接
続部との位置合わせを行う位置合わせ装置をさらに備
え、上記位置合わせ装置で大気圧下で上記電子部品の上
記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接続部と
の位置合わせを予め行った状態で、上記電子部品と上記
回路形成体とを上記接続部酸化防止雰囲気室内に搬入す
るようにした請求項1〜3のいずれか1つに記載の常温
接合装置を提供する。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is further provided a positioning device for performing positioning between the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body. In a state where the electrical connection of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body have been previously aligned under atmospheric pressure, the electronic component and the circuit forming body are oxidized with the connecting portion. A room-temperature bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the room-temperature bonding apparatus is carried into a prevention atmosphere chamber.

【0028】本発明の第14態様によれば、上記接合装
置は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路
形成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき超音
波を印加する請求項1〜13のいずれか1つに記載の常
温接合装置を提供する。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the bonding apparatus emits ultrasonic waves when electrically connecting the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body at normal temperature. A room-temperature bonding apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the apparatus is applied.

【0029】本発明の第15態様によれば、上記接合装
置は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路
形成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき接合
材料を介在させた状態で接合する請求項1〜13のいず
れか1つに記載の常温接合装置を提供する。
[0029] According to a fifteenth aspect of the present invention, the bonding apparatus is capable of forming a bonding material when electrically connecting the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body at normal temperature. A room-temperature bonding apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the bonding is performed in a state of being interposed.

【0030】本発明の第16態様によれば、接合対象と
なる回路形成体の電気的接続部又は電子部品の電気的接
続部の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気に上記回路
形成体又は上記電子部品を位置させ、上記接続部酸化防
止雰囲気中で上記電子部品の上記電気的接続部と該電気
的接続部に接続されるべき上記回路形成体の上記電気的
接続部との少なくともいずれか一方の表面をエネルギー
波により活性化し、その後、接続部酸化防止雰囲気中で
上記電子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、
上記電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的
接続部とを電気的に接続させるようにしたことを特徴と
する常温接合方法を提供する。
According to the sixteenth aspect of the present invention, the circuit-forming body or the above-mentioned circuit-forming body is exposed to a connection part oxidation preventing atmosphere for preventing the electrical connection of the circuit-forming body to be joined or the electrical connection of the electronic component from being oxidized. At least one of the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body to be connected to the electrical connection portion in an oxidation preventing atmosphere where the electronic component is located. Activating the surface of the substrate with an energy wave, and then joining the electronic component and the circuit forming body at room temperature in an atmosphere for preventing oxidation of the connection portion,
Provided is a room temperature bonding method, wherein an electrical connection part of the electronic component and an electrical connection part of the circuit forming body are electrically connected.

【0031】本発明の第17態様によれば、上記接続部
酸化防止雰囲気は無酸素雰囲気である請求項16に記載
の常温接合方法を提供する。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided the room-temperature bonding method according to claim 16, wherein the connection portion oxidation preventing atmosphere is an oxygen-free atmosphere.

【0032】本発明の第18態様によれば、上記電子部
品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを
接合させるとき、大気圧下の上記接続部酸化防止雰囲気
中で、上記電子部品と上記回路形成体とを常温で接合さ
せて、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の
電気的接続部とを電気的に接続させるようにした請求項
16又は17に記載の常温接合方法を提供する。
According to an eighteenth aspect of the present invention, when the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body are joined to each other, the electrical connection portion is connected to the electrical connection portion at atmospheric pressure in an oxidation preventing atmosphere. 18. The electronic device according to claim 16, wherein the electronic component and the circuit forming body are joined at room temperature to electrically connect an electrical connecting portion of the electronic component and an electrical connecting portion of the circuit forming body. The described room temperature bonding method is provided.

【0033】本発明の第19態様によれば、上記回路形
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換することにより行い、上記無酸素雰囲気
交換チャンバーに続いて配置された接続部活性化チャン
バーの減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無酸素
雰囲気内で上記接続部の活性化を行い、上記活性化後で
かつ上記接合前に、上記接続部活性化チャンバーに続い
て配置された不活性ガス雰囲気交換チャンバーで上記減
圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス雰囲気に交換
し、上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置
された接合チャンバーで上記接合を行うようにした請求
項16に記載の常温接合方法を提供する。
According to a nineteenth aspect of the present invention, when the circuit forming body or the electronic component is positioned in the connection portion oxidation preventing atmosphere, the circuit forming body or the electronic component is carried into the oxygen-free atmosphere exchange chamber. It is performed by replacing the atmosphere with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure. The connection is activated, and after the activation and before the bonding, the oxygen-free atmosphere under the reduced pressure is subjected to an atmospheric pressure under an inert gas atmosphere exchange chamber disposed after the connection activation chamber. The method according to claim 16, wherein the bonding is performed in a bonding chamber disposed after the inert gas atmosphere exchange chamber after exchanging with an active gas atmosphere. It provides a joining method.

【0034】本発明の第20態様によれば、上記回路形
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換し、上記無酸素雰囲気交換チャンバーに
続いて配置された接続部活性化チャンバーの減圧下の上
記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接
続部の活性化を行い、上記活性化後でかつ上記接合前
に、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置された接
合チャンバーで上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気
である無酸素雰囲気で上記接合が行われ、上記接合チャ
ンバーに続いて配置された大気圧交換チャンバーで上記
減圧下の無酸素雰囲気を大気圧に交換するようにした請
求項16に記載の常温接合方法を提供する。
According to a twentieth aspect of the present invention, when the circuit forming body or the electronic component is positioned in the connection portion oxidation preventing atmosphere, the circuit forming body or the electronic component is carried into the oxygen-free atmosphere exchange chamber. After that, the connection portion was replaced with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure, and the connection portion was placed in an oxygen-free atmosphere that was the oxidation prevention atmosphere of the connection portion under reduced pressure of the connection portion activation chamber arranged following the oxygen-free atmosphere exchange chamber. After the activation and before the bonding, the bonding is performed in an oxygen-free atmosphere, which is the antioxidant atmosphere for the connection under the reduced pressure, in a bonding chamber arranged following the connection activation chamber. 17. The method according to claim 16, wherein the oxygen-free atmosphere under reduced pressure is exchanged with an atmospheric pressure in an atmospheric pressure exchange chamber disposed subsequent to the bonding chamber. It provides a joining method.

【0035】本発明の第21態様によれば、上記回路形
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換し、上記無酸素雰囲気交換チャンバーに
続いて配置された接続部活性化チャンバーの減圧下の上
記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接
続部の活性化を行い、上記接続部活性化チャンバーに続
いて配置された不活性ガス交換チャンバーで上記減圧下
の無酸素雰囲気を大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気で
ある不活性ガス雰囲気に交換し、上記不活性ガス交換チ
ャンバーに続いて配置された接合チャンバーの上記大気
圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活性ガス雰囲気
で上記接合が行われ、上記接合チャンバーに続いて配置
された空気雰囲気交換チャンバーで上記大気圧の不活性
ガス雰囲気を大気圧の空気雰囲気に交換するようにした
請求項16に記載の常温接合方法を提供する。
According to a twenty-first aspect of the present invention, when the circuit forming body or the electronic component is positioned in the connection portion oxidation preventing atmosphere, the circuit forming body or the electronic component is carried into the oxygen-free atmosphere exchange chamber. After that, the connection portion was replaced with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure, and the connection portion was placed in an oxygen-free atmosphere that was the oxidation prevention atmosphere of the connection portion under reduced pressure of the connection portion activation chamber arranged following the oxygen-free atmosphere exchange chamber. Performing the activation, in the inert gas exchange chamber disposed subsequent to the connection part activation chamber, the oxygen-free atmosphere under the reduced pressure is replaced with an inert gas atmosphere that is the connection part oxidation prevention atmosphere at atmospheric pressure, The bonding is performed in an inert gas atmosphere that is an atmosphere for preventing oxidation of the connection portion at the atmospheric pressure in the bonding chamber that is disposed subsequent to the inert gas exchange chamber. Provides a room temperature bonding method according to claim 16 which is adapted to replace the inert gas atmosphere of the atmospheric pressure in an air atmosphere exchange chamber disposed subsequent to said bonding chamber to an air atmosphere at atmospheric pressure.

【0036】本発明の第22態様によれば、複数の上記
回路形成体を載置したベルトコンベヤにより、上記複数
の回路形成体を連続的に上記接続部酸化防止雰囲気内に
位置させる請求項16〜21のいずれか1つに記載の常
温接合方法を提供する。
According to a twenty-second aspect of the present invention, the plurality of circuit forming bodies are continuously positioned in the connection portion oxidation preventing atmosphere by a belt conveyor on which the plurality of circuit forming bodies are placed. The room-temperature bonding method according to any one of Items 1 to 21, is provided.

【0037】本発明の第23態様によれば、複数の上記
回路形成体を載置したベルトコンベヤと複数の上記電子
部品を載置して搬送するベルトコンベヤとにより、上記
複数の回路形成体と上記複数の電子部品を連続的に上記
接続部酸化防止雰囲気内に位置させる請求項16〜21
のいずれか1つに記載の常温接合方法を提供する。
According to a twenty-third aspect of the present invention, the plurality of circuit forming bodies are formed by the belt conveyor on which the plurality of circuit forming bodies are mounted and the belt conveyor on which the plurality of electronic components are mounted and transported. 22. The plurality of electronic components are continuously located in the connection portion oxidation preventing atmosphere.
The room temperature bonding method according to any one of the above items is provided.

【0038】本発明の第24態様によれば、上記接続部
の活性化は、上記接続部酸化防止雰囲気内にて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
との少なくともいずれか一方の表面の酸化物又は有機物
を、エネルギー波としてのレーザビーム、エネルギービ
ーム、又は、プラズマにより除去して活性化するように
した請求項16〜23のいずれか1つに記載の常温接合
方法を提供する。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, the activation of the connection portion is performed in the atmosphere for preventing oxidation of the connection portion between the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body. 24. The method according to claim 16, wherein an oxide or an organic substance on at least one of the surfaces is removed by a laser beam as an energy wave, an energy beam, or plasma to be activated. Provide a cold bonding method.

【0039】本発明の第25態様によれば、上記電子部
品の上記電気的接続部又は上記回路形成体の上記電気的
接続部はAu,Cu,Al,In,Snのいずれかより
構成されている請求項16〜24のいずれか1つに記載
の常温接合方法を提供する。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, the electrical connection of the electronic component or the electrical connection of the circuit forming body is made of one of Au, Cu, Al, In, and Sn. A room-temperature bonding method according to any one of claims 16 to 24.

【0040】本発明の第26態様によれば、上記接合
は、上記電子部品を保持して上記回路形成体上に押圧接
触させて接合させる請求項16〜25のいずれか1つに
記載の常温接合方法を提供する。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the bonding, the bonding is performed by holding the electronic component and pressing the electronic component onto the circuit forming body by pressing and contacting the electronic component. Provide a joining method.

【0041】本発明の第27態様によれば、上記接合
は、上記回路形成体の電子部品接合領域を下向きに保持
して上記電子部品を上向きに上記回路形成体の上記電子
部品接合領域に押圧接触させて接合させる請求項16〜
25のいずれか1つに記載の常温接合方法を提供する。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, the bonding is performed by holding the electronic component bonding area of the circuit forming body downward and pressing the electronic component upward to the electronic component bonding area of the circuit forming body. Claims 16-
25. The room-temperature bonding method according to any one of 25.

【0042】本発明の第28態様によれば、上記電子部
品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接
続部との位置合わせを大気圧下で行ったのち、上記電子
部品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的
接続部とが位置合わせされた状態で、上記電子部品と上
記回路形成体とを上記接続部酸化防止雰囲気内に位置さ
せるようにした請求項16〜18のいずれか1つに記載
の常温接合方法を提供する。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, after the positioning of the electrical connection of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body is performed under atmospheric pressure, the position of the electronic component is adjusted. The electronic component and the circuit forming body are positioned in the connecting part oxidation preventing atmosphere in a state where the electric connecting part and the electric connecting part of the circuit forming body are aligned. The room-temperature bonding method according to any one of 16 to 18, is provided.

【0043】本発明の第29態様によれば、上記接合
は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形
成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき超音波
を印加する請求項16〜28のいずれか1つに記載の常
温接合方法を提供する。
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, the bonding is performed by applying an ultrasonic wave at room temperature to electrically connect the electrical connection of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body. The room temperature bonding method according to any one of claims 16 to 28 is provided.

【0044】本発明の第30態様によれば、上記接合
は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形
成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき接合材
料を介在させた状態で接合する請求項16〜28のいず
れか1つに記載の常温接合方法を提供する。
According to a thirtieth aspect of the present invention, the bonding is performed with a bonding material interposed when the electrical connection of the electronic component is electrically connected to the electrical connection of the circuit forming body at normal temperature. The room temperature bonding method according to any one of claims 16 to 28, wherein the bonding is performed in a state where the bonding is performed.

【0045】本発明の第31態様によれば、請求項16
〜30のいずれか1つに記載の常温接合方法により上記
電子部品が上記回路形成体に常温接合されて構成される
接合体を提供する。
According to a thirty-first aspect of the present invention, claim 16 is provided.
30. A joined body constituted by joining the electronic component to the circuit forming body at a room temperature by the room temperature joining method according to any one of the above items.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0047】(第1実施形態)本発明の第1実施形態に
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置は、図1に示すように、電子部品例えばICチップ1
と回路形成体例えば回路基板2とを無酸素雰囲気室6内
に搬送する搬送装置5と、上記無酸素雰囲気室6内にて
上記ICチップ1の電気的接続部の一例として、頂点を
有するバンプ3,…,3と該バンプ3,…,3に接続さ
れるべき上記回路基板2の電気的接続部の一例としての
電極4,…,4との少なくともいずれか一方の表面をエ
ネルギー波により活性化する接続部活性化装置7と、そ
の後、上記ICチップ1と上記回路基板2とを常温接合
させて、上記ICチップ1のバンプ3,…,3と上記回
路基板2の電極4,…,4とを電気的に接続させる接合
装置8とを備えるように構成している。なお、特許請求
の範囲を含むこの明細書において、「無酸素雰囲気」と
は、酸素が全く無い雰囲気か、又は、ICチップ1の各
バンプ3若しくは基板2の各電極4が接合に支障が生じ
るまで酸化されない程度(例えば、酸素濃度が100p
pm以下)まで酸素が存在する雰囲気を意味する。すな
わち、このような雰囲気内で接合を行うことにより、接
合時の電極の酸化を進行させないようにするものであ
る。
(First Embodiment) As shown in FIG. 1, a room temperature bonding apparatus capable of performing the room temperature bonding method according to the first embodiment of the present invention includes an electronic component such as an IC chip 1.
A transport device 5 for transporting the IC chip 1 in the oxygen-free atmosphere chamber 6, and a bump having an apex as an example of an electrical connection portion of the IC chip 1 in the oxygen-free atmosphere chamber 6. At least one surface of the electrodes 3,..., 3 and the electrodes 4,..., 4 as an example of the electrical connection portion of the circuit board 2 to be connected to the bumps 3,. , And then, the IC chip 1 and the circuit board 2 are joined at room temperature to form bumps 3,..., 3 of the IC chip 1 and the electrodes 4,. 4 and a joining device 8 for electrically connecting the connection device 4 to the connection device 4. In this specification including the claims, the “oxygen-free atmosphere” refers to an atmosphere without oxygen at all, or the bumps 3 of the IC chip 1 or the electrodes 4 of the substrate 2 interfere with bonding. To the extent that it is not oxidized (for example, if the oxygen concentration is 100 p
pm or less) means an atmosphere in which oxygen exists. That is, by performing bonding in such an atmosphere, oxidation of the electrodes during bonding is prevented from progressing.

【0048】また、上記回路形成体とは、回路基板(樹
脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、フィル
ム基板、ガラス・エポキシ(ガラエポ)基板、若しく
は、フィルム基板、液晶基板など)、電子部品、又は、
回路が形成された筐体若しくはフレームなどを含む。よ
って、ICチップ1を回路基板2に装着したり、ICチ
ップ1を電子部品に装着したり、ICチップ1を筐体若
しくはフレームの回路などに装着したりすることを意味
する。上記回路形成体の一例としての回路基板2には、
ICチップ1を接合する接合領域に、ICチップ1の複
数のバンプ3,…,3に対応して複数の電極4,…,4
を備えており、ICチップ1の各バンプ3が回路基板2
の各電極4に接合されるようにしている。
The above-mentioned circuit forming body includes a circuit board (a resin board, a paper-phenol board, a ceramic board, a film board, a glass / epoxy (glass epoxy) board, a film board, a liquid crystal board, etc.), an electronic component, Or
A housing or a frame in which a circuit is formed is included. This means that the IC chip 1 is mounted on the circuit board 2, the IC chip 1 is mounted on an electronic component, and the IC chip 1 is mounted on a circuit of a housing or a frame. The circuit board 2 as an example of the circuit forming body includes:
A plurality of electrodes 4,..., 4 corresponding to the plurality of bumps 3,.
And each bump 3 of the IC chip 1 is mounted on the circuit board 2.
To each of the electrodes 4.

【0049】上記無酸素雰囲気室6は、ICチップ1の
各バンプ3又は基板2の各電極4の表面を活性化させる
場合及び両者を接合する場合の雰囲気を無酸素雰囲気に
するものであり、一例として減圧チャンバー6とする
が、これに限られるものではない。この減圧チャンバー
6は、排気装置9により減圧チャンバー6排気口11を
通じて減圧チャンバー6内のガスが排気されるとともに
又は排気されたのちに、不活性ガス供給装置10により
減圧チャンバー6の給気口12から例えばアルゴン又は
フッ素ガスなどの不活性ガスが減圧チャンバー6内に供
給されて、減圧チャンバー6内が10-7Pa程度の減圧
に保持できるようにしている。減圧チャンバー6内に
は、下方にヒートステージ13が配置されて、基板2が
その上に載置可能かつ接合時に加熱可能となっている。
The oxygen-free atmosphere chamber 6 is used for activating the surfaces of the bumps 3 of the IC chip 1 or the electrodes 4 of the substrate 2 and for bonding the two to the oxygen-free atmosphere. As an example, the pressure reducing chamber 6 is used, but it is not limited to this. The gas in the decompression chamber 6 is exhausted from the decompression chamber 6 by the evacuation device 9 through the evacuation port 11 of the decompression chamber 6 or after the gas in the decompression chamber 6 is exhausted. For example, an inert gas such as argon or fluorine gas is supplied into the decompression chamber 6 so that the interior of the decompression chamber 6 can be maintained at a reduced pressure of about 10 −7 Pa. A heat stage 13 is disposed below the decompression chamber 6 so that the substrate 2 can be placed thereon and can be heated at the time of bonding.

【0050】また、ヒートステージ13の上方には、チ
ップ吸着保持及び超音波印加装置14が配置されている
とともに、位置調整装置15により、ヒートステージ1
3上に保持されたる基板2と、チップ吸着保持及び超音
波印加装置14により保持されたICチップ1とが位置
合わせできるようにしている。
A chip suction holding and ultrasonic applying device 14 is disposed above the heat stage 13, and the position adjusting device 15 controls the heat stage 1.
The substrate 2 held on 3 and the IC chip 1 held by the chip suction holding and ultrasonic applying device 14 can be positioned.

【0051】上記搬送装置5は、減圧チャンバー6内に
ICチップ1及び回路基板2を搬入及び搬出可能にする
ものであり、ICチップ1を減圧チャンバー6内に搬入
及び搬出するICチップ搬送装置5Aと、回路基板2を
減圧チャンバー6内に搬入及び搬出する基板搬送装置5
Bとを備えている。
The transfer device 5 allows the IC chip 1 and the circuit board 2 to be carried in and out of the decompression chamber 6. And a board transfer device 5 for loading and unloading the circuit board 2 into and from the decompression chamber 6.
B.

【0052】上記ICチップ搬送装置5Aは、例えばト
レー内に多数のICチップ1,…,1を載置した状態で
トレーのまま、ベルトコンベヤ又はロボットアームなど
により、減圧チャンバー6内に搬入するとともに、接合
により空になったトレー又は良品のみ接合に使用されて
残った不良品のICチップ1が載置されたトレーを搬出
する。又は、接合すべき1個又は数個のICチップ1の
みを、ベルトコンベヤ又はロボットアームなどにより、
減圧チャンバー6内に搬入し、不良品のICチップ1の
みを搬出するようにしてもよい。
The IC chip transport device 5A carries the IC chips 1,..., 1 in a tray, for example, with the tray as it is, by using a belt conveyor or a robot arm or the like, to carry it into the decompression chamber 6, and Then, the tray emptied by the joining or the tray on which only the non-defective IC chips 1 used for joining are placed and the defective IC chips 1 are placed is unloaded. Alternatively, only one or several IC chips 1 to be joined are connected by a belt conveyor or a robot arm or the like.
The IC chip 1 may be carried into the decompression chamber 6 and only the defective IC chip 1 may be carried out.

【0053】減圧チャンバー6内に搬入されたICチッ
プ1は、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置14に
より吸着保持される。すなわち、チップ吸着保持及び超
音波印加装置14は、ICチップ1の接合面とは反対側
の上面を吸着保持する吸着ノズル部21と、吸着ノズル
部21で吸着されたICチップ1を基板2に接合すると
きに超音波を発生させて上記吸着されたICチップ1に
印加する超音波発生部22とを備えている。ICチップ
1の下面の接合面の各電極にはバンプ3があらかじめ形
成されている。各バンプ3は、Au、Cu、又はAlな
どから構成され、複数のバンプ3,…,3を一定高さに
揃えるレベリングを予め行って基板2とのボンディング
を行うようにしてもよいし、特にレベリングを行わず
に、基板2の電極4に対して直接接触させたときに各バ
ンプ3が塑性変形して所定高さになるように一定圧力を
作用させるいわゆるスタッドバンプボンディングを行う
ようにしてもよい。
The IC chip 1 carried into the decompression chamber 6 is suction-held by the above-mentioned chip suction-holding and ultrasonic applying device 14. That is, the chip suction holding and ultrasonic applying device 14 sucks and holds the suction nozzle 21 on the upper surface opposite to the bonding surface of the IC chip 1 and the IC chip 1 sucked by the suction nozzle 21 on the substrate 2. An ultrasonic wave generating unit 22 that generates an ultrasonic wave at the time of bonding and applies the ultrasonic wave to the IC chip 1 that has been attracted is provided. The bumps 3 are formed in advance on the electrodes on the bonding surface on the lower surface of the IC chip 1. Each of the bumps 3 is made of Au, Cu, Al, or the like, and may be previously bonded to the substrate 2 by performing leveling for aligning the plurality of bumps 3,. So-called stud bump bonding, in which a constant pressure is applied so that each bump 3 is plastically deformed and brought to a predetermined height when directly contacting the electrode 4 of the substrate 2 without performing leveling, may be performed. Good.

【0054】一方、上記基板搬送装置5Bは、所定数の
基板2,…,2又は接合すべき一枚の基板2を、ベルト
コンベヤ又はロボットアームなどにより、減圧チャンバ
ー6内に搬入及び搬出するものであり、減圧チャンバー
6内に搬入後はヒートステージ13上に位置決め保持さ
れているようにしている。
On the other hand, the substrate transfer device 5B carries in and out a predetermined number of substrates 2,. After being carried into the decompression chamber 6, it is positioned and held on the heat stage 13.

【0055】上記接続部活性化装置7は、先端のエネル
ギー波照射部7aを、駆動装置7bの駆動により、上記
吸着ノズル部21で吸着保持されたICチップ1とヒー
トステージ13上の基板2との間の空間に対して出入可
能としている。よって、上記減圧チャンバー6内を無酸
素雰囲気にしたのち、上記吸着ノズル部21で吸着保持
されたICチップ1とヒートステージ13上の基板2と
の間の空間内に先端のエネルギー波照射部7aを位置さ
せ、先端のエネルギー波照射部7aから上記ICチップ
1の各バンプ3と該各バンプ3に接続されるべき上記回
路基板2の各電極4とのいずれか一方の表面に向けてエ
ネルギー波を均一に照射して、各バンプ3又は各電極4
の表面を均一に改質して表面の汚染物を除去して清浄面
を露出させることにより上記表面を均一に活性化して不
安定なものとするものである。例えば、上記ICチップ
1の各バンプ3の表面のみを改質する場合には、上記接
続部活性化装置7の先端の上側のエネルギー波照射部7
aのみから、上記ICチップ1の各バンプ3の表面に向
けてエネルギー波例えばレーザビームを均一に照射し
て、各バンプ3の表面を均一に改質して清浄面を露出さ
せることにより上記各バンプ3の表面を均一に活性化し
て不安定なものとする。一方、上記回路基板2の各電極
4の表面のみを改質する場合には、上記接続部活性化装
置7の先端の下側のエネルギー波照射部7aのみから、
上記回路基板2の各電極4の表面に向けてエネルギー波
例えばレーザビームを均一に照射して、各電極4の表面
を均一に改質して清浄面を露出させることにより各電極
4の上記表面を均一に活性化して不安定なものとする。
好ましくは、ICチップ1の各バンプ3と該各バンプ3
に接続されるべき上記回路基板2の各電極4の両方の表
面を活性化して不安定なものとする。すなわち、上記接
続部活性化装置7の先端の上側と下側の両方のエネルギ
ー波照射部7a,7aから、同時的に、上記ICチップ
1の各バンプ3と上記回路基板2の各電極4の表面に向
けてエネルギー波例えばレーザビームを均一に照射し
て、各バンプ3と各電極4の表面を均一に改質して清浄
面を露出させることにより各バンプ3と各電極4の上記
表面を均一に活性化して不安定なものとする。
The connecting part activating device 7 causes the energy wave irradiating part 7 a at the tip to be driven by the driving device 7 b so that the IC chip 1 sucked and held by the suction nozzle 21 and the substrate 2 on the heat stage 13 are connected. It is possible to get in and out of the space between. Therefore, after the inside of the decompression chamber 6 is made to be an oxygen-free atmosphere, the energy wave irradiating section 7 a at the tip is placed in the space between the IC chip 1 sucked and held by the suction nozzle section 21 and the substrate 2 on the heat stage 13. From the energy wave irradiating portion 7a at the tip toward one of the surfaces of the bumps 3 of the IC chip 1 and the electrodes 4 of the circuit board 2 to be connected to the bumps 3. To each bump 3 or each electrode 4
The surface is uniformly modified to remove contaminants on the surface and expose a clean surface, thereby uniformly activating the surface to make it unstable. For example, when only the surface of each bump 3 of the IC chip 1 is to be modified, the energy wave irradiating section 7 on the upper end of the connection section activating device 7 is used.
a, an energy wave, for example, a laser beam, is uniformly applied to the surface of each bump 3 of the IC chip 1 to uniformly modify the surface of each bump 3 to expose a clean surface. The surface of the bump 3 is uniformly activated to be unstable. On the other hand, when only the surface of each electrode 4 of the circuit board 2 is to be modified, only the energy wave irradiating section 7a below the tip of the connection section activating device 7
The surface of each electrode 4 is uniformly irradiated with an energy wave, for example, a laser beam, toward the surface of each electrode 4 of the circuit board 2 to uniformly reform the surface of each electrode 4 to expose a clean surface. Are activated uniformly to make them unstable.
Preferably, each bump 3 of the IC chip 1 and each bump 3
Activate both surfaces of each electrode 4 of the circuit board 2 to be connected to the circuit board 2 to make it unstable. That is, the bumps 3 of the IC chip 1 and the electrodes 4 of the circuit board 2 are simultaneously supplied from both the upper and lower energy wave irradiators 7 a and 7 a at the tip of the connection unit activation device 7. The surface of each bump 3 and each electrode 4 is uniformly irradiated with an energy wave, for example, a laser beam, to uniformly reform the surface of each bump 3 and each electrode 4 to expose a clean surface. It activates uniformly and makes it unstable.

【0056】上記エネルギー波としては、レーザビー
ム、イオンビームや原子ビームやラジカルビームなどの
エネルギービーム、又は、プラズマ(例えばArプラズ
マ)などを使用することができる。上記レーザビームを
発射するレーザとしては、YAGレーザ、CO2レー
ザ、エキシマレーザなどが使用できる。
As the energy wave, a laser beam, an energy beam such as an ion beam, an atomic beam, a radical beam, or plasma (for example, Ar plasma) can be used. As a laser for emitting the laser beam, a YAG laser, a CO 2 laser, an excimer laser, or the like can be used.

【0057】上記接合装置8は、上記ICチップ1と上
記回路基板2とを常温で接合させて、上記ICチップ1
の各バンプ3と上記回路基板2の各電極4とを電気的に
接続させるものである。上記接合装置8は、下端の固定
部8aにヒートステージ13が固定されるとともに、ヒ
ートステージ13に対向するように上方に可動部8bが
昇降可能に配置される。可動部8bの下面には、上記チ
ップ吸着保持及び超音波印加装置14が固定され、上記
チップ吸着保持及び超音波印加装置14を有する可動部
8bは、複数の例えば4本の案内ロッド8c,…,8c
により円滑に案内されつつ駆動装置8dの駆動により昇
降可能となっている。よって、ヒートステージ13上の
基板2に対して、駆動装置8dの駆動により、可動部8
bを下降させて上記チップ吸着保持及び超音波印加装置
14に吸着保持されたICチップ1を直接接触させ、さ
らに、駆動装置8dの駆動により可動部8bを介して所
定の荷重、例えば、50〜100kgの荷重を作用させ
て、ICチップ1を基板2に接合させるようにしてい
る。ヒートステージ13上の基板2に対するICチップ
1の横方向の互いに直交する2方向の位置調整は、上記
チップ吸着保持及び超音波印加装置14の吸着ノズル部
21を、上記2方向に移動調整可能とすることにより達
成することが可能である。また、ヒートステージ13側
にも移動調整可能な調整機構を備えることにより、基板
2の上記2方向に関する位置調整を行うようにしてもよ
い。また、ステージ13上の基板2に対するICチップ
1の平行度も、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置
14の吸着ノズル部21を、上記2方向とは直交する上
下方向に平行度調整可能とすることにより達成すること
が可能である。また、ヒートステージ13側にも移動調
整可能な調整機構を備えることにより、基板2の上記上
下方向に関する平行度調整を行うようにしてもよい。一
例として、上記ICチップ1と上記回路基板2との接合
アライメントは、例えば、アライメント精度±5μmで
平行度±2μmとすることができる。
The joining device 8 joins the IC chip 1 and the circuit board 2 at room temperature, and
Are electrically connected to the respective bumps 3 and the respective electrodes 4 of the circuit board 2. In the joining device 8, the heat stage 13 is fixed to the fixing portion 8 a at the lower end, and the movable portion 8 b is arranged to be able to move up and down so as to face the heat stage 13. The chip suction holding and ultrasonic applying device 14 is fixed to the lower surface of the movable portion 8b. The movable portion 8b having the chip suction holding and ultrasonic applying device 14 includes a plurality of, for example, four guide rods 8c,. , 8c
, And can be moved up and down by driving the driving device 8d while being smoothly guided. Accordingly, the movable unit 8 is driven by the driving device 8 d with respect to the substrate 2 on the heat stage 13.
b is lowered to bring the IC chip 1 sucked and held by the chip sucking and holding and ultrasonic applying device 14 into direct contact, and furthermore, a predetermined load, for example, 50 to 50 mm, is driven by the driving device 8d via the movable portion 8b. The IC chip 1 is joined to the substrate 2 by applying a load of 100 kg. The position adjustment of the IC chip 1 with respect to the substrate 2 on the heat stage 13 in two directions orthogonal to each other in the horizontal direction can be performed by moving the suction nozzle portion 21 of the chip suction holding and ultrasonic applying device 14 in the two directions. It is possible to achieve by doing. In addition, the heat stage 13 may be provided with an adjustment mechanism capable of moving and adjusting the position of the substrate 2 in the two directions. Also, the parallelism of the IC chip 1 with respect to the substrate 2 on the stage 13 can be adjusted by adjusting the suction nozzle unit 21 of the chip suction holding and ultrasonic applying device 14 in the vertical direction perpendicular to the two directions. This can be achieved by: In addition, the heat stage 13 may be provided with an adjustment mechanism capable of moving and adjusting the parallelism of the substrate 2 in the vertical direction. As an example, the bonding alignment between the IC chip 1 and the circuit board 2 can be, for example, an alignment accuracy of ± 5 μm and a parallelism of ± 2 μm.

【0058】上記搬送装置5すなわちICチップ搬送装
置5Aと基板搬送装置5Bの各搬入及び搬出などの動作
と、ヒートステージ13の加熱動作と、排気装置9と、
不活性ガス供給装置10と、上記チップ吸着保持及び超
音波印加装置14の各種動作例えば吸着ノズル部21の
吸着動作を行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置
調整動作と超音波発生部22の超音波発生動作と、上記
接続部活性化装置7の動作と、上記接合装置8の接合動
作及び平行度調整動作などは、制御装置29により適宜
制御されるようにしている。
Operations such as loading and unloading of the transfer device 5, ie, the IC chip transfer device 5A and the substrate transfer device 5B, the heating operation of the heat stage 13, the exhaust device 9,
Various operations of the inert gas supply device 10 and the chip suction holding and ultrasonic applying device 14, for example, an on / off operation and a position adjustment operation of a suction circuit for performing a suction operation of the suction nozzle unit 21, and an ultrasonic generation unit 22 The sound wave generation operation, the operation of the connection unit activation device 7, the bonding operation of the bonding device 8, the parallelism adjustment operation, and the like are appropriately controlled by the control device 29.

【0059】上記構成にかかる常温接合装置によれば、
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置29の制御の下に行われる。
According to the room-temperature bonding apparatus having the above configuration,
Room-temperature bonding is performed as follows. The following operations are performed under the control of the control device 29.

【0060】すなわち、例えば大気圧下での減圧チャン
バー6内に、上記搬送装置5により、ICチップ1及び
回路基板2を搬入する。接合対象となるICチップ1
は、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置14の上記
吸着ノズル部21で吸着保持される。一方、このICチ
ップ1を接合すべき基板2はヒートステージ13上に載
置保持されて、上記吸着ノズル部21で吸着保持された
上記ICチップ1に対向する状態となる。
That is, the IC chip 1 and the circuit board 2 are carried into the decompression chamber 6 under the atmospheric pressure, for example, by the transfer device 5. IC chip 1 to be joined
Is sucked and held by the suction nozzle unit 21 of the chip applying and holding and ultrasonic applying device 14. On the other hand, the substrate 2 to which the IC chip 1 is to be bonded is placed and held on the heat stage 13 so as to face the IC chip 1 sucked and held by the suction nozzle unit 21.

【0061】次いで、減圧チャンバー6を密閉状態にし
て、排気装置9により減圧チャンバー6排気口11を通
じて減圧チャンバー6内のガスが排気されるとともに、
不活性ガス供給装置10により減圧チャンバー6の給気
口12から例えばアルゴンなどの不活性ガスが減圧チャ
ンバー6内に供給されて、減圧チャンバー6内が10 -7
Pa程度の減圧に保持されて、減圧チャンバー6内を無
酸素雰囲気とする。
Next, the decompression chamber 6 is closed.
Through the exhaust port 9 by the exhaust device 9.
As the gas in the decompression chamber 6 is exhausted,
Air supply to the decompression chamber 6 by the inert gas supply device 10
An inert gas such as argon is supplied from the port 12 to the vacuum chamber.
Is supplied into the chamber 6 and the inside of the decompression chamber 6 becomes 10 -7
It is maintained at a reduced pressure of about Pa,
Oxygen atmosphere.

【0062】次いで、上記接続部活性化装置7の先端の
エネルギー波照射部7aから上記ICチップ1の各バン
プ3と該各バンプ3に接続されるべき上記回路基板2の
各電極4とのいずれか一方の表面に向けてエネルギー波
を照射して、各バンプ3又は各電極4の表面を改質し、
清浄面を露出させることにより上記表面を活性化して不
安定なものとする。このとき、必要に応じて、エネルギ
ー波の照射により各バンプ3又は各電極4の表面が改質
されるときに発生する不純物などのゴミを吸引して減圧
チャンバー6外に排出するようにしてもよい。
Next, any one of the bumps 3 of the IC chip 1 and the electrodes 4 of the circuit board 2 to be connected to the bumps 3 from the energy wave irradiating section 7 a at the tip of the connection section activating device 7. By irradiating the energy wave toward one of the surfaces, the surface of each bump 3 or each electrode 4 is modified,
Exposing the clean surface activates the surface and renders it unstable. At this time, if necessary, dust such as impurities generated when the surface of each bump 3 or each electrode 4 is modified by irradiation of energy waves may be sucked and discharged out of the decompression chamber 6. Good.

【0063】次いで、上記チップ吸着保持及び超音波印
加装置14により、ICチップ1の各バンプ3と該各バ
ンプ3に接続されるべき上記回路基板2の各電極4との
位置調整及びICチップ1と上記回路基板2との平行度
調整を行う。なお、この位置調整及び平行度調整は、各
バンプ3又は各電極4の表面改質工程の前に行うように
してもよい。
Then, the position of each bump 3 of the IC chip 1 and each electrode 4 of the circuit board 2 to be connected to each bump 3 is adjusted and the IC chip 1 And the circuit board 2 are adjusted in parallelism. The position adjustment and the parallelism adjustment may be performed before the surface modification step of each bump 3 or each electrode 4.

【0064】次いで、上記接合装置8の駆動装置8dを
駆動して可動部8bを下降させて、上記チップ吸着保持
及び超音波印加装置14を下降させ、吸着ノズル部21
で吸着されたICチップ1の各バンプ3と該各バンプ3
に接続されるべき上記回路基板2の各電極4とを直接接
触させるとともに、可動部8b側より所定荷重を作用さ
せつつ超音波発生部22より超音波をICチップ1に印
加して超音波接合を行う。このとき、減圧チャンバー6
内は、上記無酸素雰囲気を維持し続けることにより、各
バンプ3又は各電極4の表面改質状態を維持し続けるこ
とができる。また、上記接合動作時の温度は常温でよ
い。上記ヒートステージ13は、上記接合動作時に所定
温度(例えば最高でも150℃)まで基板2を加熱する
ことにより、接合を容易に可能として、接合動作を促進
させて生産効率を向上させるようにするのが好ましい。
Next, the driving device 8d of the joining device 8 is driven to lower the movable portion 8b, and the tip suction holding and ultrasonic applying device 14 is lowered, so that the suction nozzle 21
Bumps 3 of the IC chip 1 and the bumps 3
The ultrasonic bonding is performed by applying ultrasonic waves to the IC chip 1 from the ultrasonic wave generating section 22 while applying a predetermined load from the movable section 8b while directly contacting each electrode 4 of the circuit board 2 to be connected to the IC chip 1. I do. At this time, the vacuum chamber 6
By maintaining the above-described oxygen-free atmosphere inside, the surface-modified state of each bump 3 or each electrode 4 can be maintained. Further, the temperature at the time of the joining operation may be room temperature. The heat stage 13 heats the substrate 2 to a predetermined temperature (for example, at most 150 ° C.) at the time of the bonding operation, thereby facilitating the bonding and improving the production efficiency by promoting the bonding operation. Is preferred.

【0065】次いで、上記1つのICチップ1の接合が
完了したのち、上記ヒートステージ13上の基板2に対
して、連続的に、ICチップ1の接合を行うときには、
上記したのと同様な動作を繰り返してICチップ1の超
音波接合を行う。また、異なる基板2に対してICチッ
プ1の接合を行うときには、上記ヒートステージ13上
の基板2を別の基板2に交換してICチップ1の接合を
行うときには、上記ヒートステージ13上の基板2を上
記別の基板2に交換したのち、交換後の基板2とその基
板2に接合すべきICチップ1に対して上記表面改質動
作及び接合動作を行う。全ての接合が完了したのち、上
記排気装置9による排気動作を停止させるとともに不活
性ガス供給装置10による不活性ガス供給動作を停止
し、空気の供給などにより、減圧チャンバー6内を減圧
された無酸素雰囲気から大気圧に戻したのち、上記IC
チップ1が基板2に接合された接合体を減圧チャンバー
6内から基板搬出装置により搬出する。
Next, after the bonding of the one IC chip 1 is completed, when the IC chips 1 are continuously bonded to the substrate 2 on the heat stage 13,
The same operation as described above is repeated to perform ultrasonic bonding of the IC chip 1. When bonding the IC chip 1 to a different substrate 2, the substrate 2 on the heat stage 13 is replaced when the substrate 2 on the heat stage 13 is replaced with another substrate 2 and the IC chip 1 is bonded. After the replacement of the substrate 2 with another substrate 2, the surface modification operation and the bonding operation are performed on the replaced substrate 2 and the IC chip 1 to be bonded to the substrate 2. After all the joining is completed, the exhaust operation by the exhaust device 9 is stopped, the inert gas supply operation by the inert gas supply device 10 is stopped, and the pressure in the decompression chamber 6 is reduced by the supply of air. After returning from oxygen atmosphere to atmospheric pressure, the above IC
The bonded body in which the chip 1 is bonded to the substrate 2 is carried out of the decompression chamber 6 by the substrate carrying out device.

【0066】このようにして、上記ICチップ1及び基
板2の搬入動作、減圧及び無酸素雰囲気形成動作、表面
改質動作、接合動作、上記ICチップ1が基板2に接合
された接合体の搬出動作を、上記制御装置29の制御に
より行われ、かつ、必要に応じて、上記制御装置29の
制御下に上記動作が繰り返される。
In this way, the loading operation of the IC chip 1 and the substrate 2, the decompression and oxygen-free atmosphere forming operation, the surface reforming operation, the bonding operation, and the unloading of the bonded body in which the IC chip 1 is bonded to the substrate 2 The operation is performed under the control of the control device 29, and the operation is repeated as needed under the control of the control device 29.

【0067】上記第1実施形態によれば、減圧チャンバ
ー6内に単数又は複数のICチップ1,…,1と単数又
は複数の回路基板2,…,2を搬入し、減圧チャンバー
6内を無酸素雰囲気にしたのち、接合対象であるICチ
ップ1の各バンプ3又は各回路基板2の各電極4の表面
を改質し、ICチップ1の各バンプ3を各回路基板2の
各電極4に超音波接合を行ったのち、上記ICチップ1
が基板2に接合された接合体を搬出するといった一連の
動作を、上記制御装置29により制御することができ
る。よって、常温接合を利用してICチップ1が回路基
板2に接合された接合体を安定した品質で効率良く量産
することができる。また、低圧(例えば、従来は50g
/100μm2であったが、この実施形態では従来の1
0分の1の5g/100μm2程度の低圧)で接合動作
を行うことができるため、電極配線が微細化された化合
物半導体のICチップなどにも適用することができる。
According to the first embodiment, one or a plurality of IC chips 1,..., And one or a plurality of circuit boards 2,. After the oxygen atmosphere, the surface of each bump 3 of the IC chip 1 to be joined or the surface of each electrode 4 of each circuit board 2 is modified, and each bump 3 of the IC chip 1 is connected to each electrode 4 of each circuit board 2. After performing ultrasonic bonding, the above IC chip 1
A series of operations such as unloading the bonded body bonded to the substrate 2 can be controlled by the control device 29. Therefore, a joined body in which the IC chip 1 is joined to the circuit board 2 using room-temperature joining can be efficiently mass-produced with stable quality. In addition, low pressure (for example, conventionally 50g
/ 100 μm 2 , but in this embodiment, the conventional 1
Since the bonding operation can be performed at 1/0 (5 g / 100 μm 2 low pressure), the present invention can be applied to a compound semiconductor IC chip having a fine electrode wiring.

【0068】(第2実施形態)本発明の第2実施形態に
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図2に示す。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a room temperature bonding apparatus capable of performing a room temperature bonding method according to a second embodiment of the present invention.

【0069】この第2実施形態にかかる常温接合装置
が、上記第1実施形態にかかる常温接合装置と異なるの
は、1つのチャンバーで表面改質及び接合動作を行うの
ではなく、異なるチャンバーでそれぞれの動作を行うこ
とにより、より効率良く、接合体を生産することができ
るようにしたものである。
The room-temperature bonding apparatus according to the second embodiment is different from the room-temperature bonding apparatus according to the first embodiment in that the surface modification and the bonding operation are not performed in one chamber, but in different chambers. By performing the above operation, it is possible to more efficiently produce a joined body.

【0070】図2に示すように、第2実施形態にかかる
常温接合装置は、無酸素雰囲気交換チャンバー31と、
接続部活性化チャンバーの例としての表面処理チャンバ
ー32と、不活性ガス雰囲気交換チャンバー33と、接
合チャンバー34とをこの順に連続して配置し、これら
のチャンバー31,32,33,34を基板搬送装置例
えばベルトコンベヤ30が配置順に貫通することによ
り、ベルトコンベヤ30上に載置された基板2,…,2
が連続的に各チャンバーを通過するように配置されてい
る。
As shown in FIG. 2, the room-temperature bonding apparatus according to the second embodiment includes an oxygen-free atmosphere exchange chamber 31,
A surface treatment chamber 32 as an example of a connection part activation chamber, an inert gas atmosphere exchange chamber 33, and a bonding chamber 34 are sequentially arranged in this order, and these chambers 31, 32, 33, and 34 are transferred to the substrate. When the apparatus, for example, the belt conveyor 30 penetrates in the order of arrangement, the substrates 2,.
Are arranged so as to continuously pass through each chamber.

【0071】上記ベルトコンベヤ30は、連続的に走行
するようにしていてもよいが、間欠的に走行するように
してもよい。
The belt conveyor 30 may run continuously or may run intermittently.

【0072】上記無酸素雰囲気交換チャンバー31は、
排気及びガス供給装置38を駆動することにより、ベル
トコンベヤ30により装置外から搬入されてきた基板2
の周囲の雰囲気を、大気圧下の空気の雰囲気から、例え
ば10-7Pa程度の減圧下での無酸素雰囲気に交換する
ものである。
The oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 is
By driving the exhaust and gas supply device 38, the substrate 2 loaded from outside the device by the belt conveyor 30.
Is changed from an atmosphere of air under atmospheric pressure to an oxygen-free atmosphere under reduced pressure of about 10 −7 Pa, for example.

【0073】上記表面処理チャンバー32は、排気及び
ガス供給装置39を駆動することにより、常時、上記無
酸素雰囲気交換チャンバー31と同等の減圧下での無酸
素雰囲気を維持するものである。この無酸素雰囲気中
で、上記無酸素雰囲気交換チャンバー31からベルトコ
ンベヤ30により搬入されてきた基板2の各電極4の表
面にイオンビーム照射装置35からイオンビームを均一
に照射することにより、上記各電極4の表面の酸化膜や
有機膜を除去して各電極4の表面を均一に活性化して不
安定化させるものである。
The surface treatment chamber 32 always maintains an oxygen-free atmosphere under reduced pressure equivalent to that of the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 by driving the exhaust and gas supply device 39. In this oxygen-free atmosphere, the surface of each electrode 4 of the substrate 2 carried in from the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 by the belt conveyor 30 is uniformly irradiated with an ion beam from the ion beam irradiation device 35, thereby obtaining The oxide film and the organic film on the surface of the electrode 4 are removed to uniformly activate and destabilize the surface of each electrode 4.

【0074】上記不活性ガス雰囲気交換チャンバー33
は、排気及びガス供給装置40を駆動することにより、
上記表面処理チャンバー32からベルトコンベヤ30に
より搬入されてきた基板2の周囲の雰囲気を、減圧下の
無酸素雰囲気から大気圧下の不活性ガス雰囲気に交換す
るものである。
The above-mentioned inert gas atmosphere exchange chamber 33
By driving the exhaust and gas supply device 40,
The atmosphere around the substrate 2 carried by the belt conveyor 30 from the surface treatment chamber 32 is exchanged from an oxygen-free atmosphere under reduced pressure to an inert gas atmosphere under atmospheric pressure.

【0075】上記接合チャンバー34は、排気及び不活
性ガス供給装置41により、上記不活性ガス雰囲気交換
チャンバー33と同じ大気圧下の不活性ガス雰囲気下に
維持されている。上記接合チャンバー34内には、接合
装置の一例としての吸着接合装置36が上下及び左右に
移動可能に配置されているとともに、ICチップ1,
…,1を収納の保持しているICチップ供給部(図示せ
ず)が配置されている。吸着接合装置36は、その下面
にICチップ1を吸着保持可能として、ICチップ供給
部から吸着保持されたICチップ1を、上記不活性ガス
雰囲気交換チャンバー33からベルトコンベヤ30によ
り搬入されてきた基板2に接合させる。この接合動作
は、第1実施形態と同様な超音波接合が好ましい。上記
不活性ガス雰囲気は、これに限定されるものではなく、
ICチップ1の各バンプ3若しくは基板2の各電極4が
接合に支障が生じない雰囲気ならばどのような雰囲気で
もよく、例えば、例えば、酸素濃度を低下させた後に水
素などの還元ガス又は例えばAr,N2,Heなどの非
反応性ガスを充満させる雰囲気でもよい。
The joining chamber 34 is maintained under the same inert gas atmosphere at the same atmospheric pressure as the inert gas atmosphere exchange chamber 33 by the exhaust and inert gas supply device 41. In the bonding chamber 34, an adsorption bonding device 36 as an example of a bonding device is disposed so as to be movable up and down and left and right.
An IC chip supply unit (not shown) holding and storing... 1 is arranged. The suction bonding device 36 enables the IC chip 1 to be sucked and held on the lower surface thereof. 2 This bonding operation is preferably ultrasonic bonding similar to that of the first embodiment. The inert gas atmosphere is not limited to this,
Any atmosphere may be used as long as the bumps 3 of the IC chip 1 or the electrodes 4 of the substrate 2 do not interfere with the bonding. , N 2 , He or the like may be filled with a non-reactive gas.

【0076】上記ベルトコンベヤ30のモータなどの駆
動装置30A、各チャンバーでの排気及びガス供給装置
38,39,40、イオンビーム照射装置35、吸着接
合装置36、加熱装置42、必要ならば隣接するチャン
バー間を仕切るためのシャッターを設ける場合にはその
シャッターの開閉駆動装置は、制御装置37により動作
制御されるようになっている。よって、上記ベルトコン
ベヤ30による各チャンバーに対する各基板2の搬入及
び搬出動作と、各チャンバー31,32,33でのそれ
ぞれ独立した排気及び不活性ガス供給などの動作と、上
記吸着接合装置36の各種動作例えば吸着動作を行うた
めの吸引回路のオンオフ動作及び位置調整動作と超音波
発生動作と平行度調整動作と、上記イオンビーム照射装
置35のイオンビーム照射動作、加熱装置42の加熱動
作などは、制御装置37により適宜制御されるようにし
ている。
The driving device 30A such as the motor of the belt conveyor 30, the exhaust and gas supply devices 38, 39, and 40 in each chamber, the ion beam irradiation device 35, the adsorption bonding device 36, and the heating device 42, if necessary, are adjacent to each other. When a shutter for partitioning between the chambers is provided, the opening and closing drive of the shutter is controlled by the control device 37. Therefore, the operation of loading and unloading each substrate 2 into and from each chamber by the belt conveyor 30, the operations such as independent exhaust and inert gas supply in each of the chambers 31, 32, and 33, and various operations of the adsorption bonding device 36. For example, the on / off operation and position adjustment operation of the suction circuit for performing the suction operation, the ultrasonic wave generation operation, the parallelism adjustment operation, the ion beam irradiation operation of the ion beam irradiation device 35, the heating operation of the heating device 42, and the like are performed as follows. The control device 37 controls the operation as appropriate.

【0077】上記構成にかかる常温接合装置によれば、
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置37の制御の下に行われる。
According to the room-temperature bonding apparatus having the above structure,
Room-temperature bonding is performed as follows. The following operations are performed under the control of the control device 37.

【0078】まず、大気圧の空気の雰囲気内で、ベルト
コンベヤ30に所定間隔毎に回路基板2,…,2が載置
されるとともに、ベルトコンベヤ30の駆動により、回
路基板2が大気圧の空気の雰囲気から無酸素雰囲気交換
チャンバー31内に搬入される。無酸素雰囲気交換チャ
ンバー31内に回路基板2が搬入されるとき、無酸素雰
囲気交換チャンバー31内の雰囲気は、大気圧の空気の
雰囲気となっている。そして、無酸素雰囲気交換チャン
バー31内に回路基板2が搬入されたのち、無酸素雰囲
気交換チャンバー31の排気及びガス供給装置38を駆
動して、無酸素雰囲気交換チャンバー31の雰囲気を大
気圧の空気の雰囲気から無酸素雰囲気に交換する。
First, the circuit boards 2,..., 2 are placed on the belt conveyor 30 at predetermined intervals in an atmosphere of air at atmospheric pressure, and the circuit board 2 is driven by the belt conveyor 30 at atmospheric pressure. It is carried into the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 from the air atmosphere. When the circuit board 2 is carried into the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31, the atmosphere in the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 is an atmospheric air atmosphere. Then, after the circuit board 2 is loaded into the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31, the exhaust of the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 and the gas supply device 38 are driven to change the atmosphere of the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 to atmospheric pressure air. The atmosphere is changed from the atmosphere to an oxygen-free atmosphere.

【0079】次いで、無酸素雰囲気交換チャンバー31
が無酸素雰囲気になると、無酸素雰囲気交換チャンバー
31内の上記回路基板2が、ベルトコンベヤ30によ
り、無酸素雰囲気交換チャンバー31から隣接する上記
表面処理チャンバー32内に搬入される。上記表面処理
チャンバー32の排気及びガス供給装置39により、上
記表面処理チャンバー32は常に無酸素雰囲気に維持さ
れている。そして、ベルトコンベヤ30の走行によりベ
ルトコンベヤ30上の回路基板2が上記表面処理チャン
バー32内の所定のイオンビーム照射位置に位置する
と、当該回路基板2の各電極4の表面に向けて、イオン
ビーム照射装置35からイオンビームを均一に照射し
て、上記各電極4の表面の酸化膜や有機膜を除去するこ
とにより各電極4の表面を均一に活性化して不安定なも
のとして表面改質を行う。このとき、この表面処理チャ
ンバー32内は10-7Pa程度の減圧下とするのが好ま
しい。
Next, the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31
Is brought into an oxygen-free atmosphere, the circuit board 2 in the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 is carried by the belt conveyor 30 from the oxygen-free atmosphere exchange chamber 31 into the adjacent surface treatment chamber 32. The surface treatment chamber 32 is always maintained in an oxygen-free atmosphere by the exhaust and gas supply device 39 of the surface treatment chamber 32. When the circuit board 2 on the belt conveyor 30 is positioned at a predetermined ion beam irradiation position in the surface treatment chamber 32 by traveling of the belt conveyor 30, the ion beam is directed toward the surface of each electrode 4 of the circuit board 2. By irradiating the ion beam uniformly from the irradiation device 35 and removing the oxide film and the organic film on the surface of each electrode 4, the surface of each electrode 4 is uniformly activated and the surface is modified as unstable. Do. At this time, it is preferable that the inside of the surface treatment chamber 32 be reduced in pressure to about 10 −7 Pa.

【0080】次いで、表面処理チャンバー32内での回
路基板2の各電極4の表面改質が終了すると、表面処理
チャンバー32内からベルトコンベヤ30により、上記
回路基板2が不活性ガス雰囲気交換チャンバー33内に
搬入される。上記回路基板2が不活性ガス雰囲気交換チ
ャンバー33内に搬入されるとき、不活性ガス雰囲気交
換チャンバー33は無酸素雰囲気に維持されている。上
記回路基板2が不活性ガス雰囲気交換チャンバー33内
に搬入されたのち、不活性ガス雰囲気交換チャンバー3
3の排気及びガス供給装置40を駆動して、無酸素雰囲
気を大気圧の不活性ガス雰囲気に交換する。
Next, when the surface modification of each electrode 4 of the circuit board 2 in the surface treatment chamber 32 is completed, the circuit board 2 is transferred from the surface treatment chamber 32 to the inert gas atmosphere exchange chamber 33 by the belt conveyor 30. It is carried in. When the circuit board 2 is carried into the inert gas atmosphere exchange chamber 33, the inert gas atmosphere exchange chamber 33 is maintained in an oxygen-free atmosphere. After the circuit board 2 is loaded into the inert gas atmosphere exchange chamber 33, the inert gas atmosphere exchange chamber 3
By driving the exhaust and gas supply device 40 of No. 3, the oxygen-free atmosphere is replaced with an inert gas atmosphere at atmospheric pressure.

【0081】次いで、不活性ガス雰囲気交換チャンバー
33が大気圧の例えばアルゴンガスなどの不活性ガス雰
囲気になると、不活性ガス雰囲気交換チャンバー33内
からベルトコンベヤ30により、上記回路基板2が接合
チャンバー34内に搬入される。この接合チャンバー3
4は、上記したように閉鎖された密閉空間ではなく、不
活性ガスの雰囲気に維持されている。この不活性ガス雰
囲気内で、吸着接合装置36が、ICチップ1,…,1
を収納の保持しているICチップ供給部から1つのIC
チップ1を吸着保持したのち、接合チャンバー34内に
搬入されたベルトコンベヤ30上の回路基板2の上方ま
で吸着接合装置36が移動したのち、吸着接合装置36
が下降して吸着接合装置36に吸着保持されたICチッ
プ1を、ベルトコンベヤ30上の回路基板2に押圧させ
つつ接合させる。この接合動作は、ベルトコンベヤ30
の下方に配置された加熱装置42によりベルトコンベヤ
30上の回路基板2を加熱しつつ第1実施形態と同様な
超音波接合を行うことが好ましい。各ICチップ1の各
電極には前もってバンプ3が形成されており、各バンプ
3が回路基板2のICチップ接合部の活性化された各電
極4に直接接触することにより、常温接合されるように
なっている。回路基板2に1つのICチップ接合部しか
ない場合には、上記ICチップ接合部に対してICチッ
プ1を接合させたのち、上記ICチップ1が回路基板2
に接合された接合体を上記接合チャンバー34からベル
トコンベヤ30により搬出する。一方、回路基板2に複
数のICチップ接合部がある場合には、各ICチップ接
合部に対してICチップ1を接合させたのち、上記複数
のICチップ1,1が回路基板2に接合された接合体を
上記接合チャンバー34からベルトコンベヤ30により
搬出する。
Next, when the inert gas atmosphere exchange chamber 33 becomes an inert gas atmosphere such as an argon gas at atmospheric pressure, the circuit board 2 is joined from the inert gas atmosphere exchange chamber 33 by the belt conveyor 30 to the joining chamber 34. It is carried in. This bonding chamber 3
Reference numeral 4 denotes an inert gas atmosphere, not a closed space as described above. In this inert gas atmosphere, the adsorption bonding device 36 operates the IC chips 1,.
One IC from the IC chip supply unit that holds
After holding the chip 1 by suction, the suction bonding apparatus 36 moves to above the circuit board 2 on the belt conveyor 30 carried into the bonding chamber 34, and then the suction bonding apparatus 36
The IC chip 1 sucked and held by the suction bonding device 36 is bonded to the circuit board 2 on the belt conveyor 30 while being pressed. This joining operation is performed by the belt conveyor 30.
It is preferable to perform the same ultrasonic bonding as in the first embodiment while heating the circuit board 2 on the belt conveyor 30 by the heating device 42 disposed below. The bumps 3 are formed in advance on each electrode of each IC chip 1, and the bumps 3 are brought into direct contact with the activated electrodes 4 of the IC chip bonding portion of the circuit board 2 so as to be bonded at room temperature. It has become. If the circuit board 2 has only one IC chip bonding portion, the IC chip 1 is bonded to the IC chip bonding portion, and then the IC chip 1 is connected to the circuit board 2.
The bonded body is carried out of the bonding chamber 34 by the belt conveyor 30. On the other hand, when the circuit board 2 has a plurality of IC chip joints, the IC chips 1 are joined to each IC chip joint, and then the plurality of IC chips 1 and 1 are joined to the circuit board 2. The bonded body is carried out of the bonding chamber 34 by the belt conveyor 30.

【0082】上記第2実施形態によれば、ベルトコンベ
ヤ30により多数の回路基板2,…,2が連続的又は間
欠的に走行されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動
作と、各回路基板2の各電極4の表面改質動作と、IC
チップ1の常温接合動作とがそれぞれ独立して同時並行
して行うことができるため、全体として接合体の製造効
率を高めることができるとともに、効率良く接合体を大
量生産することができる。また、低圧(例えば、従来は
50g/100μm2であったが、この実施形態では従
来の10分の1の5g/100μm2程度の低圧)で接
合動作を行うことができるため、電極配線が微細化され
た化合物半導体のICチップなどにも適用することがで
きる。
According to the second embodiment, while a large number of circuit boards 2,..., 2 are continuously or intermittently run by the belt conveyor 30, the loading and unloading operations for each atmosphere and the operation of each circuit board 2 are performed. Surface modification operation of each electrode 4 and IC
Since the normal-temperature bonding operation of the chips 1 can be performed independently and simultaneously in parallel, the manufacturing efficiency of the bonded body can be improved as a whole, and the bonded body can be efficiently mass-produced. In addition, since the bonding operation can be performed at a low pressure (for example, 50 g / 100 μm 2 in the related art, but in this embodiment, a low pressure of about 1/10 of 5 g / 100 μm 2 ), the electrode wiring is fine. The present invention can also be applied to integrated compound semiconductor IC chips and the like.

【0083】(第3実施形態)本発明の第3実施形態に
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図3及び図4に示す。第3実施形態が第2実施形態
と大きく異なる点は、基板2と同様にICチップ1もベ
ルトコンベヤで基板2と同一方向に走行させることであ
る。
(Third Embodiment) FIGS. 3 and 4 show a room temperature bonding apparatus capable of performing a room temperature bonding method according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment is significantly different from the second embodiment in that, like the substrate 2, the IC chip 1 runs on the belt conveyor in the same direction as the substrate 2.

【0084】すなわち、図3及び図4に示すように、第
3実施形態にかかる常温接合装置は、無酸素雰囲気交換
チャンバーの一例としての真空交換チャンバー51と、
接続部活性化チャンバーの一例としての表面処理チャン
バー52と、接合チャンバー53と、大気圧交換チャン
バー54とをこの順に連続して配置し、これらのチャン
バー51,52,53,54を、基板搬送装置例えばベ
ルトコンベヤ50Aと、ICチップ搬送装置例えばベル
トコンベヤ50Bとが、それぞれ配置順に貫通すること
により、ベルトコンベヤ50A上に載置された基板2,
…,2及びベルトコンベヤ50B上にチップトレー55
を介在させて載置されたICチップ1,…,1が連続的
に各チャンバーを通過するように配置されている。
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the room-temperature bonding apparatus according to the third embodiment includes a vacuum exchange chamber 51 as an example of an oxygen-free atmosphere exchange chamber,
A surface treatment chamber 52 as an example of a connection part activation chamber, a bonding chamber 53, and an atmospheric pressure exchange chamber 54 are sequentially arranged in this order, and these chambers 51, 52, 53, and 54 are connected to a substrate transfer device. For example, a belt conveyor 50A and an IC chip transfer device such as a belt conveyor 50B penetrate in the order of arrangement so that the substrates 2, 2 placed on the belt conveyor 50A
, 2 and the chip tray 55 on the belt conveyor 50B.
, 1 are placed so as to continuously pass through each chamber.

【0085】上記ベルトコンベヤ50A,50Bは、連
続的に走行するようにしていてもよいが、間欠的に走行
するようにしてもよい。また、両方の上記ベルトコンベ
ヤ50A,50Bによる基板2とチップトレー55の搬
送は大略同期させることが生産効率及び装着精度を高め
る上で好ましい。
The belt conveyors 50A and 50B may run continuously or may run intermittently. In addition, it is preferable that the conveyance of the substrate 2 and the chip tray 55 by the two belt conveyors 50A and 50B be substantially synchronized in order to enhance production efficiency and mounting accuracy.

【0086】上記真空交換チャンバー51には、ベルト
コンベヤ50Aにより装置外から基板2が搬入されると
ともに、ベルトコンベヤ50Bにより装置外から、4個
の大略正方形の載置凹部を有する大略正方形のチップト
レー55内に収納された4個の大略正方形のICチップ
1,…,1が搬入されるようにしている。上記基板2及
びICチップ1,…,1が上記真空交換チャンバー51
内に搬入されると、排気及びガス供給装置68を駆動す
ることにより、Ar,N2,H2,Heなどのガスを供給
して上記真空交換チャンバー51内の雰囲気を、大気圧
下の空気の雰囲気から、例えば10-7Pa程度の減圧下
での無酸素雰囲気に交換するものである。
The substrate 2 is carried into the vacuum exchange chamber 51 from outside of the apparatus by the belt conveyor 50A, and is also provided by the belt conveyor 50B from outside of the apparatus. The four roughly square IC chips 1,..., 1 housed in 55 are carried in. The substrate 2 and the IC chips 1,...
When it is carried into the chamber, the exhaust and gas supply device 68 is driven to supply a gas such as Ar, N 2 , H 2 , He, etc., and the atmosphere in the vacuum exchange chamber 51 is changed to air under atmospheric pressure. Is replaced with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure of about 10 −7 Pa, for example.

【0087】上記表面処理チャンバー52は、上記真空
交換チャンバー51と同等の減圧下での無酸素雰囲気中
で、上記真空交換チャンバー51からベルトコンベヤ5
0Aにより搬入されてきた基板2の各電極4の表面に接
続部活性化装置の一例としてのイオンビーム照射装置5
6からイオンビームを均一に照射することにより、上記
各電極4の表面の酸化膜や有機膜を除去して各電極4の
表面を均一に活性化して不安定化させるものである。こ
のとき、同時に、4個のICチップ1,…,1の各バン
プ3の表面に向けて、イオンビーム照射装置56からイ
オンビームを均一に照射して、上記各バンプ3の表面の
酸化膜や有機膜を除去することにより各バンプ3の表面
を均一に活性化して不安定なものとして表面改質を行う
ようにしてもよい。
The surface treatment chamber 52 is moved from the vacuum exchange chamber 51 to the belt conveyor 5 in an oxygen-free atmosphere under the same reduced pressure as the vacuum exchange chamber 51.
An ion beam irradiation device 5 as an example of a connection portion activation device is provided on the surface of each electrode 4 of the substrate 2 carried in by 0A.
By uniformly irradiating the ion beam from 6, an oxide film or an organic film on the surface of each electrode 4 is removed, and the surface of each electrode 4 is uniformly activated and destabilized. At this time, simultaneously, the ion beam is uniformly irradiated from the ion beam irradiation device 56 toward the surface of each bump 3 of the four IC chips 1,. By removing the organic film, the surface of each bump 3 may be uniformly activated to perform surface modification as an unstable one.

【0088】上記接合チャンバー53は、排気及び不活
性ガス供給装置70により、Ar,N2,H2,Heなど
のガスを供給して上記表面処理チャンバー52と同等の
減圧下でかつ同じ無酸素雰囲気又は不活性ガス雰囲気に
維持されている。上記接合チャンバー53内には、ベル
トコンベヤ50Aにより上記表面処理チャンバー52か
ら基板2が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ50B
により上記表面処理チャンバー52から、チップトレー
55内に収納された4個の大略正方形のICチップ1,
…,1が搬入されるようにしている。上記接合チャンバ
ー53内には、接合装置の一例としての装着ヘッド57
が上下及び案内レール59沿いに両方の上記ベルトコン
ベヤ50A,50Bの上方言い替えれば搬入された基板
2とチップトレー55の上方を横切る範囲に左右に移動
可能に配置されているとともに、上記ベルトコンベヤ5
0Bの真上には、チップ反転コレット59がベルトコン
ベヤ50Bの搬送方向及び該搬送方向と直交する方向に
駆動装置(図示せず)により移動可能に配置されてい
る。チップ反転コレット59は、90度間隔毎に合計4
個の吸着ノズルを有するものであり、上記ベルトコンベ
ヤ50B上のチップトレー55内のICチップ1の装着
面を上記ノズルで吸着してICチップ1を1個だけ吸着
保持したのち、180度回転させて反転させて、装着面
と反対側の面を上向きに位置させるものである。装着ヘ
ッド57は、チップ反転コレット59により反転された
ICチップ1の上面を、装着ヘッド57の下面に吸着保
持可能として、上記表面処理チャンバー52からベルト
コンベヤ50Aにより搬入されてきた基板2にICチッ
プ1を接合させる。この接合動作は、第1実施形態と同
様な超音波接合が好ましい。上記無酸素雰囲気又は不活
性ガス雰囲気は、これに限定されるものではなく、IC
チップ1の各バンプ3若しくは基板2の各電極4が接合
に支障が生じない雰囲気ならばどのような雰囲気でもよ
く、例えば、酸素濃度を低下させた後に水素などの還元
ガス又は例えばAr,N2,Heなどの非反応性ガスを
充満させる雰囲気でもよい。
The bonding chamber 53 is supplied with a gas such as Ar, N 2 , H 2 , He by an exhaust and inert gas supply device 70 under the same reduced pressure and the same oxygen-free condition as the surface treatment chamber 52. The atmosphere or the inert gas atmosphere is maintained. The substrate 2 is loaded into the bonding chamber 53 from the surface treatment chamber 52 by the belt conveyor 50A, and the belt conveyor 50B
From the surface treatment chamber 52, the four roughly square IC chips 1 stored in the chip tray 55
.., 1 are carried in. A mounting head 57 as an example of a bonding apparatus is provided in the bonding chamber 53.
Are disposed movably to the left and right along the upper and lower sides and along the guide rail 59 above the both belt conveyors 50A and 50B.
Right above OB, a chip reversing collet 59 is disposed so as to be movable by a driving device (not shown) in the transport direction of the belt conveyor 50B and in a direction perpendicular to the transport direction. The tip reversing collet 59 has a total of 4
After the suction surface of the IC chip 1 in the chip tray 55 on the belt conveyor 50B is suctioned by the nozzle and only one IC chip 1 is sucked and held, the nozzle is rotated by 180 degrees. And the surface opposite to the mounting surface is positioned upward. The mounting head 57 can hold the upper surface of the IC chip 1 inverted by the chip reversing collet 59 on the lower surface of the mounting head 57 by suction and hold the IC chip 1 on the substrate 2 carried in from the surface treatment chamber 52 by the belt conveyor 50A. 1 is joined. This bonding operation is preferably ultrasonic bonding similar to that of the first embodiment. The oxygen-free atmosphere or the inert gas atmosphere is not limited to this, and may be an IC atmosphere.
Any atmosphere may be used as long as the bumps 3 of the chip 1 or the electrodes 4 of the substrate 2 do not hinder the bonding. For example, after reducing the oxygen concentration, a reducing gas such as hydrogen or a reducing gas such as Ar or N 2 may be used. , He, or another non-reactive gas.

【0089】上記大気圧交換チャンバー54は、上記接
合チャンバー53からベルトコンベヤ50Aにより搬入
されてきたICチップ1,…,1が基板2に接合された
接合体20及びベルトコンベヤ50Bにより搬入されて
きたチップトレー55の周囲の雰囲気を、上記接合チャ
ンバー53と同等の減圧下での無酸素雰囲気から大気圧
下の空気の雰囲気に交換するものである。
The atmospheric pressure exchange chamber 54 is carried in by the joined body 20 in which the IC chips 1,..., 1 carried in from the joining chamber 53 by the belt conveyor 50A are joined to the substrate 2, and by the belt conveyor 50B. The atmosphere around the chip tray 55 is exchanged from an oxygen-free atmosphere under reduced pressure equivalent to that of the bonding chamber 53 to an atmosphere of air under atmospheric pressure.

【0090】上記ベルトコンベヤ50A,50Bの図示
しないモータなどの駆動装置、各チャンバーでの排気及
びガス供給装置68,69,70,71、イオンビーム
照射装置56、装着ヘッド57、チップ反転コレット5
9、、加熱装置62、必要ならば隣接するチャンバー間
を仕切るためのシャッターを設ける場合にはそのシャッ
ターの開閉駆動装置は、制御装置67により動作制御さ
れるようになっている。よって、上記ベルトコンベヤ5
0A,50Bによる各チャンバーに対する各基板2及び
各チップトレー55の搬入及び搬出動作と、各チャンバ
ー51,52,53,54でのそれぞれ独立した排気及
び不活性ガス供給などの動作と、上記装着ヘッド57及
びチップ反転コレット59の各種動作例えば吸着動作を
行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置調整動作と
超音波発生動作と平行度調整動作と、上記イオンビーム
照射装置56のイオンビーム照射動作、加熱装置62の
加熱動作などは、制御装置67により適宜制御されるよ
うにしている。
Driving devices such as motors (not shown) of the belt conveyors 50A and 50B, exhaust and gas supply devices 68, 69, 70 and 71 in each chamber, ion beam irradiation device 56, mounting head 57, chip reversing collet 5
9. When a heating device 62 and, if necessary, a shutter for partitioning between adjacent chambers are provided, the opening / closing drive device for the shutter is controlled by a control device 67. Therefore, the belt conveyor 5
The loading and unloading operations of each substrate 2 and each chip tray 55 to and from each chamber by the OA and 50B, the operations such as the independent exhaust and inert gas supply in each of the chambers 51, 52, 53 and 54, and the mounting head Various operations of the chip 57 and the chip reversing collet 59, for example, on-off operation and position adjustment operation of a suction circuit for performing suction operation, ultrasonic wave generation operation, parallelism adjustment operation, ion beam irradiation operation of the ion beam irradiation device 56, heating The heating operation of the device 62 is appropriately controlled by the control device 67.

【0091】上記構成にかかる常温接合装置によれば、
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置67の制御の下に行われる。
According to the room temperature bonding apparatus having the above configuration,
Room-temperature bonding is performed as follows. The following operations are performed under the control of the control device 67.

【0092】まず、大気圧の空気の雰囲気内で、ベルト
コンベヤ50A,50Bに所定間隔毎に回路基板2,
…,2及びチップトレー55,…,55が載置されると
ともに、ベルトコンベヤ50A,50Bの駆動により、
回路基板2及びチップトレー55が大気圧の空気の雰囲
気から真空交換チャンバー51内に搬入される。真空交
換チャンバー51内に回路基板2及びチップトレー55
が搬入されるとき、真空交換チャンバー51内の雰囲気
は、大気圧の空気の雰囲気となっている。そして、真空
交換チャンバー51内に回路基板2及びチップトレー5
5が搬入されたのち、真空交換チャンバー51の排気及
びガス供給装置68を駆動して、真空交換チャンバー5
1の雰囲気を大気圧の空気の雰囲気から例えば10-7
a程度の減圧下での無酸素雰囲気に交換する。
First, the circuit boards 2, 2 are provided on the belt conveyors 50A, 50B at predetermined intervals in an atmosphere of air at atmospheric pressure.
, 2, and the chip trays 55,..., 55 are placed, and by driving the belt conveyors 50A, 50B,
The circuit board 2 and the chip tray 55 are carried into the vacuum exchange chamber 51 from an atmospheric air atmosphere. The circuit board 2 and the chip tray 55 are placed in the vacuum exchange chamber 51.
Is carried in, the atmosphere in the vacuum exchange chamber 51 is an atmosphere of air at atmospheric pressure. Then, the circuit board 2 and the chip tray 5 are placed in the vacuum exchange chamber 51.
After the vacuum exchange chamber 5 is carried in, the exhaust and gas supply device 68 of the vacuum exchange chamber 51 are driven to
1 is changed from an atmosphere of atmospheric pressure air to, for example, 10 -7 P
Replace with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure of about a.

【0093】次いで、真空交換チャンバー51が減圧下
での無酸素雰囲気になると、真空交換チャンバー51内
の上記回路基板2及びチップトレー55が、ベルトコン
ベヤ50A,50Bにより、それぞれ、真空交換チャン
バー51から隣接する上記表面処理チャンバー52内に
搬入される。上記表面処理チャンバー52の排気及びガ
ス供給装置69により、上記表面処理チャンバー52は
常に上記真空交換チャンバー51と同等の減圧下での無
酸素雰囲気に維持されている。そして、ベルトコンベヤ
50Aの走行によりベルトコンベヤ50A上の回路基板
2が上記表面処理チャンバー52内の所定のイオンビー
ム照射位置に位置すると、当該回路基板2の各電極4の
表面に向けて、イオンビーム照射装置56からイオンビ
ームを均一に照射して、上記各電極4の表面の酸化膜や
有機膜を除去することにより各電極4の表面を均一に活
性化して不安定なものとして表面改質を行う。このと
き、同時に、ベルトコンベヤ50Bの走行によりベルト
コンベヤ50B上のチップトレー55内の4個のICチ
ップ1,…,1も上記表面処理チャンバー52内の所定
のイオンビーム照射位置に位置するようにして、当該4
個のICチップ1,…,1の各バンプ3の表面に向け
て、イオンビーム照射装置56からイオンビームを均一
に照射して、上記各バンプ3の表面の酸化膜や有機膜を
除去することにより各バンプ3の表面を均一に活性化し
て不安定なものとして表面改質を行うようにしてもよ
い。このとき、この表面処理チャンバー52内は、上記
真空交換チャンバー51と同等の10-7Pa程度の減圧
下とするのが好ましい。
Next, when the vacuum exchange chamber 51 becomes an oxygen-free atmosphere under reduced pressure, the circuit board 2 and the chip tray 55 in the vacuum exchange chamber 51 are separated from the vacuum exchange chamber 51 by the belt conveyors 50A and 50B, respectively. It is carried into the adjacent surface treatment chamber 52. By the exhaust and gas supply device 69 of the surface treatment chamber 52, the surface treatment chamber 52 is always maintained in an oxygen-free atmosphere under reduced pressure equivalent to that of the vacuum exchange chamber 51. When the circuit board 2 on the belt conveyor 50A is positioned at a predetermined ion beam irradiation position in the surface treatment chamber 52 by traveling of the belt conveyor 50A, the ion beam is directed toward the surface of each electrode 4 of the circuit board 2 By irradiating the ion beam uniformly from the irradiation device 56 and removing the oxide film and the organic film on the surface of each of the electrodes 4, the surface of each of the electrodes 4 is uniformly activated, and the surface is modified as unstable. Do. At this time, at the same time, the four IC chips 1,..., 1 in the chip tray 55 on the belt conveyor 50B are also positioned at the predetermined ion beam irradiation positions in the surface treatment chamber 52 by running the belt conveyor 50B. And 4
A uniform irradiation of the ion beam from the ion beam irradiation device 56 toward the surface of each bump 3 of the IC chips 1,..., 1 to remove the oxide film and the organic film on the surface of each bump 3 Thus, the surface of each bump 3 may be uniformly activated to make the surface unstable, and the surface modification may be performed. At this time, it is preferable that the inside of the surface treatment chamber 52 is under a reduced pressure of about 10 −7 Pa, which is the same as that of the vacuum exchange chamber 51.

【0094】次いで、表面処理チャンバー52内での回
路基板2の各電極4の表面改質、又は、回路基板2の各
電極4及び各ICチップ1の各バンプ3の表面改質が終
了すると、表面処理チャンバー52内からベルトコンベ
ヤ50A,50Bにより、上記回路基板2及びチップト
レー55が接合チャンバー53内に搬入される。上記回
路基板2及びチップトレー55が接合チャンバー53内
に搬入されるとき、接合チャンバー53は上記表面処理
チャンバー52と同等の減圧下での無酸素雰囲気に維持
されている。上記回路基板2及びチップトレー55が接
合チャンバー53内に搬入されたのち、まず、チップ反
転コレット59によりチップトレー55から1個のIC
チップ1が吸着保持されたのち180度反転させられ
る。次いで、装着ヘッド57がチップ反転コレット59
の上方まで移動して下降して、チップ反転コレット59
に吸着保持されたICチップ1を装着ヘッド57の下面
に吸着保持させてチップ反転コレット59からICチッ
プ1を受取る。次いで、装着ヘッド57が元の位置まで
上昇したのち、基板2のICチップ接合領域の上方まで
移動し下降して、ICチップ接合領域に対して吸着保持
されているICチップ1を押圧させつつ接合させる。こ
の接合動作は、ベルトコンベヤ50Aの下方に配置され
た加熱装置62によりベルトコンベヤ50A上の回路基
板2を加熱しつつ第1実施形態と同様な超音波接合を行
うことが好ましい。各ICチップ1の各電極には前もっ
てバンプ3が形成されており、各バンプ3が回路基板2
のICチップ接合部の活性化された各電極4に直接接触
することにより、常温接合されるようになっている。こ
の実施形態では、回路基板2に4つのICチップ接合領
域があり、各ICチップ接合部に対してICチップ1を
接合させたのち、上記4個のICチップ1,…,1が回
路基板2に接合された接合体20を上記接合チャンバー
53からベルトコンベヤ50Aにより大気圧交換チャン
バー54に搬出する。
Next, when the surface modification of each electrode 4 of the circuit board 2 or the surface modification of each electrode 4 of the circuit board 2 and each bump 3 of each IC chip 1 in the surface treatment chamber 52 is completed, The circuit board 2 and the chip tray 55 are carried into the joining chamber 53 from the inside of the surface treatment chamber 52 by the belt conveyors 50A and 50B. When the circuit board 2 and the chip tray 55 are carried into the bonding chamber 53, the bonding chamber 53 is maintained in an oxygen-free atmosphere under reduced pressure equivalent to that of the surface treatment chamber 52. After the circuit board 2 and the chip tray 55 are carried into the bonding chamber 53, first, one IC is removed from the chip tray 55 by the chip inversion collet 59.
After the chip 1 is held by suction, it is turned 180 degrees. Next, the mounting head 57 is moved to the chip reversing collet 59.
To the upper part of the collet 59,
The IC chip 1 sucked and held on the mounting head 57 is sucked and held on the lower surface of the mounting head 57 to receive the IC chip 1 from the chip reversing collet 59. Next, after the mounting head 57 moves up to the original position, the mounting head 57 moves to a position above the IC chip bonding area of the substrate 2 and descends to bond the IC chip 1 adsorbed and held against the IC chip bonding area while pressing. Let it. In this bonding operation, it is preferable to perform the same ultrasonic bonding as in the first embodiment while heating the circuit board 2 on the belt conveyor 50A by the heating device 62 disposed below the belt conveyor 50A. The bumps 3 are previously formed on each electrode of each IC chip 1, and each bump 3 is formed on the circuit board 2.
By directly contacting each of the activated electrodes 4 of the IC chip bonding portion, the bonding is performed at room temperature. In this embodiment, there are four IC chip bonding regions on the circuit board 2, and after bonding the IC chip 1 to each IC chip bonding portion, the four IC chips 1,. The joined body 20 is carried out of the joining chamber 53 to the atmospheric pressure exchange chamber 54 by the belt conveyor 50A.

【0095】次いで、大気圧交換チャンバー54では、
ベルトコンベヤ50Aにより上記接合チャンバー53か
ら接合体20が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ5
0Bにより上記接合チャンバー53から空のチップトレ
ー55が搬入されると、排気及びガス供給装置71の駆
動により、表面処理チャンバー52と同等の減圧下での
無酸素雰囲気から大気圧の空気の雰囲気に交換される。
交換されて大気圧の空気の雰囲気になったのち、ベルト
コンベヤ50Aにより上記大気圧交換チャンバー54外
に接合体20が搬出されるとともに、ベルトコンベヤ5
0Bにより上記大気圧交換チャンバー54外に空のチッ
プトレー55が搬出される。
Next, in the atmospheric pressure exchange chamber 54,
The joined body 20 is carried in from the joining chamber 53 by the belt conveyor 50A, and the belt
When the empty chip tray 55 is carried in from the bonding chamber 53 by OB, the exhaust and gas supply device 71 is driven to change from an oxygen-free atmosphere under reduced pressure equivalent to that of the surface treatment chamber 52 to an atmosphere of atmospheric pressure air. Be exchanged.
After the exchange, the atmosphere becomes the atmosphere of atmospheric pressure, the bonded body 20 is carried out of the atmospheric pressure exchange chamber 54 by the belt conveyor 50A, and the belt conveyor 5
The empty chip tray 55 is carried out of the atmospheric pressure exchange chamber 54 by OB.

【0096】上記第3実施形態によれば、ベルトコンベ
ヤ50A,50Bにより多数の回路基板2,…,2及び
多数のICチップ1,…,1が連続的又は間欠的に走行
されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動作と、各回
路基板2の各電極4の表面改質動作又は各回路基板2の
各電極4及び各ICチップ1の各バンプ3の表面改質動
作と、ICチップ1の常温接合動作とがそれぞれ独立し
て同時並行して行うことができるため、全体として接合
体の製造効率を高めることができるとともに、効率良く
接合体を大量生産することができる。また、低圧(例え
ば、従来は50g/100μm2であったが、この実施
形態では従来の10分の1の5g/100μm2程度の
低圧)で接合動作を行うことができるため、電極配線が
微細化された化合物半導体のICチップなどにも適用す
ることができる。
According to the third embodiment, a number of circuit boards 2,..., And a number of IC chips 1,. Loading and unloading operations, surface modification operation of each electrode 4 of each circuit board 2 or surface modification operation of each electrode 4 of each circuit board 2 and each bump 3 of each IC chip 1, and room temperature of IC chip 1 Since the joining operation can be performed independently and simultaneously in parallel, the manufacturing efficiency of the joined body can be increased as a whole, and the joined body can be efficiently mass-produced. In addition, since the bonding operation can be performed at a low pressure (for example, 50 g / 100 μm 2 in the related art, but in this embodiment, a low pressure of about 1/10 of 5 g / 100 μm 2 ), the electrode wiring is fine. The present invention can also be applied to integrated compound semiconductor IC chips and the like.

【0097】(第4実施形態)本発明の第4実施形態に
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図5及び図6に示す。第4実施形態が第3実施形態
と異なる点は、表面改質チャンバー52と接合チャンバ
ー53との間に窒素ガス交換チャンバー81を配置し
て、常温接合動作を大気圧の窒素ガス雰囲気で行うよう
にしたものであり、表面改質動作及び接合動作自体につ
いては第3実施形態と大略同様である。
(Fourth Embodiment) FIGS. 5 and 6 show a room temperature bonding apparatus capable of performing a room temperature bonding method according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is different from the third embodiment in that a nitrogen gas exchange chamber 81 is disposed between the surface reforming chamber 52 and the bonding chamber 53, and the normal temperature bonding operation is performed in a nitrogen gas atmosphere at atmospheric pressure. The surface modification operation and the bonding operation itself are substantially the same as in the third embodiment.

【0098】すなわち、図5及び図6に示すように、第
4実施形態にかかる常温接合装置は、無酸素雰囲気交換
チャンバーの一例としての真空交換チャンバー51と、
接続部活性化チャンバーの一例としての表面処理チャン
バー52と、不活性ガス交換チャンバーの一例としての
窒素ガス交換チャンバー81と、接合チャンバー53A
と、空気雰囲気交換チャンバー54Aとをこの順に連続
して配置し、これらのチャンバー51,52,81,5
3A,54Aを、基板搬送装置例えばベルトコンベヤ5
0Aと、ICチップ搬送装置例えばベルトコンベヤ50
Bとが、それぞれ配置順に貫通することにより、ベルト
コンベヤ50A上に載置された基板2,…,2及びベル
トコンベヤ50B上にチップトレー55を介在させて載
置されたICチップ1,…,1が連続的に各チャンバー
を通過するように配置されている。
That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the room-temperature bonding apparatus according to the fourth embodiment includes a vacuum exchange chamber 51 as an example of an oxygen-free atmosphere exchange chamber,
Surface treatment chamber 52 as an example of a connection part activation chamber, nitrogen gas exchange chamber 81 as an example of an inert gas exchange chamber, and bonding chamber 53A
And an air atmosphere exchange chamber 54A are sequentially arranged in this order, and these chambers 51, 52, 81, and 5 are arranged.
3A and 54A are connected to a substrate transfer device such as a belt conveyor 5.
0A and an IC chip transport device, for example, a belt conveyor 50
B penetrate in the order of arrangement, so that the substrates 2, 2, and 2 placed on the belt conveyor 50A and the IC chips 1, ..., placed on the belt conveyor 50B with the chip tray 55 interposed therebetween. 1 are arranged so as to continuously pass through each chamber.

【0099】上記ベルトコンベヤ50A,50Bは、第
3実施形態と同様に、連続的に走行するようにしていて
もよいが、間欠的に走行するようにしてもよい。また、
両方の上記ベルトコンベヤ50A,50Bによる基板2
とチップトレー55の搬送は大略同期させることが生産
効率及び装着精度を高める上で好ましい。
The belt conveyors 50A and 50B may run continuously, as in the third embodiment, or may run intermittently. Also,
Substrate 2 by both belt conveyors 50A, 50B
It is preferable that the transfer of the chip tray 55 be substantially synchronized with the transfer of the chip tray 55 in order to increase production efficiency and mounting accuracy.

【0100】第3実施形態と同様に、上記真空交換チャ
ンバー51には、ベルトコンベヤ50Aにより装置外か
ら基板2が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ50B
により装置外から、4個の大略正方形の載置凹部を有す
る大略正方形のチップトレー55内に収納された4個の
大略正方形のICチップ1,…,1が搬入されるように
している。上記基板2及びICチップ1,…,1が上記
真空交換チャンバー51内に搬入されると、排気及びガ
ス供給装置68を駆動することにより、上記真空交換チ
ャンバー51内の雰囲気を、大気圧下の空気の雰囲気か
ら、例えば10 -7Pa程度の減圧下での無酸素雰囲気に
交換するものである。
As in the third embodiment, the vacuum exchange chamber
The member 51 has a belt conveyer 50A that is
The substrate 2 is carried in from the belt conveyor 50B.
Has four roughly square mounting recesses from outside the device
Four chip trays 55 stored in a roughly square chip tray 55
As the roughly square IC chips 1, ..., 1 are carried in
are doing. The substrate 2 and the IC chips 1,.
When loaded into the vacuum exchange chamber 51,
By driving the gas supply device 68, the vacuum exchange
The atmosphere in the chamber 51 is the atmosphere of air under atmospheric pressure.
For example, 10 -7Oxygen-free atmosphere under reduced pressure of about Pa
To replace.

【0101】第3実施形態と同様に、上記表面処理チャ
ンバー52は、上記真空交換チャンバー51と同等の減
圧下での無酸素雰囲気中で、上記真空交換チャンバー5
1からベルトコンベヤ50Aにより搬入されてきた基板
2の各電極4の表面にイオンビーム照射装置56からイ
オンビームを均一に照射することにより、上記各電極4
の表面の酸化膜や有機膜を除去して各電極4の表面を均
一に活性化して不安定化させるものである。
As in the third embodiment, the surface treatment chamber 52 is placed in an oxygen-free atmosphere under reduced pressure equivalent to that of the vacuum exchange chamber 51 in the vacuum exchange chamber 5.
By uniformly irradiating the surface of each electrode 4 of the substrate 2 carried in by the belt conveyor 50A with the ion beam from the ion beam irradiation device 56, the electrode 4
The surface of each electrode 4 is uniformly activated and destabilized by removing the oxide film and the organic film on the surface of the substrate.

【0102】上記窒素ガス交換チャンバー81は、ベル
トコンベヤ50Aにより上記表面処理チャンバー52か
ら基板2が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ50B
により上記表面処理チャンバー52からチップトレー5
5により4個の大略正方形のICチップ1,…,1が搬
入されるようにしている。上記基板2及びICチップ
1,…,1が上記窒素ガス交換チャンバー81内に搬入
されると、排気及びガス供給装置82を駆動することに
より、上記窒素ガス交換チャンバー81内の雰囲気を、
減圧下の無酸素雰囲気から大気圧の無酸素の窒素ガス雰
囲気に交換するものである。
The substrate 2 is loaded into the nitrogen gas exchange chamber 81 from the surface treatment chamber 52 by the belt conveyor 50A and the belt conveyor 50B.
From the surface treatment chamber 52 to the chip tray 5
5, four substantially square IC chips 1,..., 1 are carried in. When the substrate 2 and the IC chips 1,..., 1 are carried into the nitrogen gas exchange chamber 81, the atmosphere in the nitrogen gas exchange chamber 81 is changed by driving the exhaust and gas supply device 82.
The oxygen-free atmosphere under reduced pressure is replaced with an oxygen-free nitrogen gas atmosphere at atmospheric pressure.

【0103】上記接合チャンバー53Aは、排気及び不
活性ガス供給装置70により、上記窒素ガス交換チャン
バー81と同等の大気圧下でかつ同じ無酸素の窒素ガス
雰囲気に維持されている。上記接合チャンバー53A内
には、ベルトコンベヤ50Aにより上記窒素ガス交換チ
ャンバー81から基板2が搬入されるとともに、ベルト
コンベヤ50Bにより上記窒素ガス交換チャンバー81
から、チップトレー55内に収納された4個の大略正方
形のICチップ1,…,1が搬入されるようにしてい
る。上記接合チャンバー53A内には、接合装置の一例
としての装着ヘッド57が上下及び案内レール59沿い
に両方の上記ベルトコンベヤ50A,50Bの上方言い
替えれば搬入された基板2とチップトレー55の上方を
横切る範囲に左右に移動可能に配置されているととも
に、上記ベルトコンベヤ50Bの真上には、チップ反転
コレット59がベルトコンベヤ50Bの搬送方向及び該
搬送方向と直交する方向に駆動装置(図示せず)により
移動可能に配置されている。チップ反転コレット59
は、90度間隔毎に合計4個の吸着ノズルを有するもの
であり、上記ベルトコンベヤ50B上のチップトレー5
5内のICチップ1の装着面を上記ノズルで吸着してI
Cチップ1を1個だけ吸着保持したのち、180度回転
させて反転させて、装着面と反対側の面を上向きに位置
させるものである。装着ヘッド57は、チップ反転コレ
ット59により反転されたICチップ1の上面を、装着
ヘッド57の下面に吸着保持可能として、上記表面処理
チャンバー52からベルトコンベヤ50Aにより搬入さ
れてきた基板2にICチップ1を接合させる。この接合
動作は、第1実施形態と同様な超音波接合が好ましい。
上記大気圧の窒素ガス雰囲気は、これに限定されるもの
ではなく、ICチップ1の各バンプ3若しくは基板2の
各電極4が接合に支障が生じない雰囲気ならばどのよう
な雰囲気でもよく、例えば、酸素濃度を低下させた後に
水素などの還元ガス又は例えばAr,N2,Heなどの
非反応性ガスを充満させる雰囲気でもよい。
The bonding chamber 53A is maintained at the same atmospheric pressure as the nitrogen gas exchange chamber 81 and in the same oxygen-free nitrogen gas atmosphere by the exhaust and inert gas supply device 70. The substrate 2 is loaded into the bonding chamber 53A from the nitrogen gas exchange chamber 81 by the belt conveyor 50A, and is also loaded by the belt conveyor 50B.
, Four substantially square IC chips 1,..., 1 stored in the chip tray 55 are carried in. In the bonding chamber 53A, a mounting head 57 as an example of a bonding apparatus crosses above the upper and lower belt conveyors 50A and 50B along the upper and lower sides and along the guide rail 59, in other words, above the loaded substrate 2 and chip tray 55. A chip reversing collet 59 is disposed right above the belt conveyor 50B so as to be movable left and right within the range, and is driven by a driving device (not shown) in the conveying direction of the belt conveyor 50B and in a direction perpendicular to the conveying direction. Is arranged so as to be movable. Chip reversing collet 59
Has a total of four suction nozzles at 90-degree intervals, and has a tip tray 5 on the belt conveyor 50B.
5 is attached to the mounting surface of the IC chip 1 by the nozzle, and
After sucking and holding only one C chip 1, the C chip 1 is rotated by 180 degrees and turned upside down to position the surface opposite to the mounting surface upward. The mounting head 57 can hold the upper surface of the IC chip 1 inverted by the chip reversing collet 59 on the lower surface of the mounting head 57 by suction and hold the IC chip 1 on the substrate 2 carried in from the surface treatment chamber 52 by the belt conveyor 50A. 1 is joined. This bonding operation is preferably ultrasonic bonding similar to that of the first embodiment.
The nitrogen gas atmosphere at atmospheric pressure is not limited to this, and may be any atmosphere as long as the bumps 3 of the IC chip 1 or the electrodes 4 of the substrate 2 do not hinder the bonding. Alternatively, the atmosphere may be such that after reducing the oxygen concentration, a reducing gas such as hydrogen or a non-reactive gas such as Ar, N 2 , or He is filled.

【0104】上記空気雰囲気交換チャンバー54Aは、
上記接合チャンバー53Aからベルトコンベヤ50Aに
より搬入されてきたICチップ1,…,1が基板2に接
合された接合体20及びベルトコンベヤ50Bにより搬
入されてきたチップトレー55の周囲の雰囲気を、上記
接合チャンバー53Aと大気圧下での窒素ガス雰囲気か
ら大気圧下の空気の雰囲気に交換するものである。
The air atmosphere exchange chamber 54A is
The IC chips 1,..., 1 carried in from the joining chamber 53A by the belt conveyor 50A are joined to the substrate 2 and the atmosphere around the chip tray 55 carried in by the belt conveyor 50B is subjected to the joining. The chamber 53A and the atmosphere of nitrogen gas at atmospheric pressure are exchanged with the atmosphere of air at atmospheric pressure.

【0105】上記ベルトコンベヤ50A,50Bの図示
しないモータなどの駆動装置、各チャンバーでの排気及
びガス供給装置68,69,70,71A、イオンビー
ム照射装置56、装着ヘッド57、チップ反転コレット
59、加熱装置62、必要ならば隣接するチャンバー間
を仕切るためのシャッターを設ける場合にはそのシャッ
ターの開閉駆動装置は、制御装置87により動作制御さ
れるようになっている。よって、上記ベルトコンベヤ5
0A,50Bによる各チャンバーに対する各基板2及び
各チップトレー55の搬入及び搬出動作と、各チャンバ
ー51,52,81,53A,54Aでのそれぞれ独立
した排気及び窒素ガス供給などの動作と、上記装着ヘッ
ド57及びチップ反転コレット59の各種動作例えば吸
着動作を行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置調
整動作と超音波発生動作と平行度調整動作と、上記イオ
ンビーム照射装置56のイオンビーム照射動作、加熱装
置62の加熱動作などは、制御装置87により適宜制御
されるようにしている。
Driving devices such as motors (not shown) of the belt conveyors 50A and 50B, exhaust and gas supply devices 68, 69, 70 and 71A in each chamber, ion beam irradiation devices 56, mounting heads 57, chip reversing collets 59, When a heating device 62 and, if necessary, a shutter for partitioning between adjacent chambers are provided, the opening / closing drive device of the shutter is controlled by a control device 87. Therefore, the belt conveyor 5
The loading and unloading operations of each substrate 2 and each chip tray 55 into and out of each chamber by 0A and 50B, the operations such as independent exhaust and nitrogen gas supply in each of the chambers 51, 52, 81, 53A and 54A, and the mounting Various operations of the head 57 and the chip reversing collet 59, for example, on / off operation and position adjustment operation of a suction circuit for performing suction operation, ultrasonic wave generation operation, parallelism adjustment operation, ion beam irradiation operation of the ion beam irradiation device 56, The heating operation of the heating device 62 is appropriately controlled by the control device 87.

【0106】上記構成にかかる常温接合装置によれば、
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置87の制御の下に行われる。
According to the room temperature bonding apparatus having the above configuration,
Room-temperature bonding is performed as follows. The following operations are performed under the control of the control device 87.

【0107】まず、大気圧の空気の雰囲気内で、ベルト
コンベヤ50A,50Bに所定間隔毎に回路基板2,
…,2及びチップトレー55,…,55が載置されると
ともに、ベルトコンベヤ50A,50Bの駆動により、
回路基板2及びチップトレー55が大気圧の空気の雰囲
気から真空交換チャンバー51内に搬入される。真空交
換チャンバー51内に回路基板2及びチップトレー55
が搬入されるとき、真空交換チャンバー51内の雰囲気
は、大気圧の空気の雰囲気となっている。そして、真空
交換チャンバー51内に回路基板2及びチップトレー5
5が搬入されたのち、真空交換チャンバー51の排気及
びガス供給装置68を駆動して、Ar,N 2,H2,He
などのガスを供給して真空交換チャンバー51の雰囲気
を大気圧の空気の雰囲気から例えば10-7Pa程度の減
圧下での無酸素雰囲気に交換する。
First, in an atmosphere of air at atmospheric pressure, the belt
The circuit boards 2 are provided on the conveyors 50A and 50B at predetermined intervals.
, 2 and the chip trays 55,.
In both cases, by driving the belt conveyors 50A and 50B,
The circuit board 2 and the chip tray 55 are in an atmosphere of atmospheric pressure air.
It is carried into the vacuum exchange chamber 51 from the air. Vacuum exchange
Circuit board 2 and chip tray 55
When the is loaded, the atmosphere in the vacuum exchange chamber 51
Is an atmosphere of air at atmospheric pressure. And vacuum
The circuit board 2 and the chip tray 5 are placed in the exchange chamber 51.
5 is carried in, the vacuum exchange chamber 51 is evacuated and exhausted.
And the gas supply device 68 to drive the Ar, N Two, HTwo, He
The atmosphere of the vacuum exchange chamber 51 by supplying a gas such as
From atmosphere of atmospheric pressure-7Pa reduction
Replace with an oxygen-free atmosphere under pressure.

【0108】次いで、真空交換チャンバー51が減圧下
での無酸素雰囲気になると、真空交換チャンバー51内
の上記回路基板2及びチップトレー55が、ベルトコン
ベヤ50A,50Bにより、それぞれ、真空交換チャン
バー51から隣接する上記表面処理チャンバー52内に
搬入される。上記表面処理チャンバー52の排気及びガ
ス供給装置69により、Ar,N2,H2,Heなどのガ
スを供給して上記表面処理チャンバー52は常に上記真
空交換チャンバー51と同等の減圧下での無酸素雰囲気
に維持されている。そして、ベルトコンベヤ50Aの走
行によりベルトコンベヤ50A上の回路基板2が上記表
面処理チャンバー52内の所定のイオンビーム照射位置
に位置すると、当該回路基板2の各電極4の表面に向け
て、イオンビーム照射装置56からイオンビームを均一
に照射して、上記各電極4の表面の酸化膜や有機膜を除
去することにより各電極4の表面を均一に活性化して不
安定なものとして表面改質を行う。このとき、同時に、
ベルトコンベヤ50Bの走行によりベルトコンベヤ50
B上のチップトレー55内の4個のICチップ1,…,
1も上記表面処理チャンバー52内の所定のイオンビー
ム照射位置に位置するようにして、当該4個のICチッ
プ1,…,1の各バンプ3の表面に向けて、イオンビー
ム照射装置56からイオンビームを均一に照射して、上
記各バンプ3の表面の酸化膜や有機膜を除去することに
より各バンプ3の表面を均一に活性化して不安定なもの
として表面改質を行うようにしてもよい。このとき、こ
の表面処理チャンバー52内は、上記真空交換チャンバ
ー51と同等の10-7Pa程度の減圧下とするのが好ま
しい。
Next, when the vacuum exchange chamber 51 becomes an oxygen-free atmosphere under reduced pressure, the circuit board 2 and the chip tray 55 in the vacuum exchange chamber 51 are separated from the vacuum exchange chamber 51 by the belt conveyors 50A and 50B, respectively. It is carried into the adjacent surface treatment chamber 52. A gas such as Ar, N 2 , H 2 , He is supplied by the exhaust and gas supply device 69 of the surface treatment chamber 52, and the surface treatment chamber 52 is always under the same reduced pressure as the vacuum exchange chamber 51 under a reduced pressure. It is maintained in an oxygen atmosphere. When the circuit board 2 on the belt conveyor 50A is positioned at a predetermined ion beam irradiation position in the surface treatment chamber 52 by traveling of the belt conveyor 50A, the ion beam is directed toward the surface of each electrode 4 of the circuit board 2 By irradiating the ion beam uniformly from the irradiation device 56 and removing the oxide film and the organic film on the surface of each of the electrodes 4, the surface of each of the electrodes 4 is uniformly activated, and the surface is modified as unstable. Do. At this time,
The traveling of the belt conveyor 50B causes the belt conveyor 50 to move.
, Four IC chips 1,... In the chip tray 55
1 is also located at a predetermined ion beam irradiation position in the surface treatment chamber 52, and the ion beam is irradiated from the ion beam irradiation device 56 toward the surface of each bump 3 of the four IC chips 1,. Even if the surface of each bump 3 is uniformly activated by irradiating a beam and removing the oxide film and the organic film on the surface of each bump 3 to make the surface unstable, the surface modification may be performed. Good. At this time, it is preferable that the inside of the surface treatment chamber 52 is under a reduced pressure of about 10 −7 Pa, which is the same as that of the vacuum exchange chamber 51.

【0109】次いで、表面処理チャンバー52内での回
路基板2の各電極4の表面改質、又は、回路基板2の各
電極4及び各ICチップ1の各バンプ3の表面改質が終
了すると、表面処理チャンバー52内からベルトコンベ
ヤ50A,50Bにより、上記回路基板2及びチップト
レー55が窒素ガス交換チャンバー81に搬入される。
上記回路基板2及びチップトレー55が窒素ガス交換チ
ャンバー81内に搬入されるとき、窒素ガス交換チャン
バー81は上記表面処理チャンバー52と同等の減圧下
での無酸素雰囲気に維持されている。上記回路基板2及
びチップトレー55が窒素ガス交換チャンバー81内に
搬入されたのち、排気及びガス供給装置82を駆動する
ことにより、上記窒素ガス交換チャンバー81内の雰囲
気を、上記表面処理チャンバー52と同等の減圧下の無
酸素雰囲気から大気圧の無酸素の窒素ガス雰囲気に交換
する。
Next, when the surface modification of each electrode 4 of the circuit board 2 or the surface modification of each electrode 4 of the circuit board 2 and each bump 3 of each IC chip 1 in the surface treatment chamber 52 is completed, The circuit board 2 and the chip tray 55 are carried into the nitrogen gas exchange chamber 81 from the inside of the surface treatment chamber 52 by the belt conveyors 50A and 50B.
When the circuit board 2 and the chip tray 55 are carried into the nitrogen gas exchange chamber 81, the nitrogen gas exchange chamber 81 is maintained in the same oxygen-free atmosphere under reduced pressure as the surface treatment chamber 52. After the circuit board 2 and the chip tray 55 have been carried into the nitrogen gas exchange chamber 81, the atmosphere in the nitrogen gas exchange chamber 81 is changed to the surface treatment chamber 52 by driving the exhaust and gas supply device 82. The atmosphere is exchanged from an oxygen-free atmosphere under reduced pressure to an oxygen-free nitrogen gas atmosphere at atmospheric pressure.

【0110】次いで、上記窒素ガス交換チャンバー81
内が大気圧の窒素ガス雰囲気になると、窒素ガス交換チ
ャンバー81内の上記回路基板2及びチップトレー55
が、ベルトコンベヤ50A,50Bにより、それぞれ、
窒素ガス交換チャンバー81から隣接する上記接合チャ
ンバー53A内に搬入される。上記回路基板2及びチッ
プトレー55が接合チャンバー53A内に搬入されると
き、接合チャンバー53Aは、排気及び不活性ガス供給
装置70により、上記窒素ガス交換チャンバー81と同
等の大気圧下での無酸素の窒素ガス雰囲気に維持されて
いる。上記回路基板2及びチップトレー55が接合チャ
ンバー53A内に搬入されたのち、まず、チップ反転コ
レット59によりチップトレー55から1個のICチッ
プ1が吸着保持されたのち180度反転させられる。次
いで、装着ヘッド57がチップ反転コレット59の上方
まで移動して下降して、チップ反転コレット59に吸着
保持されたICチップ1を装着ヘッド57の下面に吸着
保持させてチップ反転コレット59からICチップ1を
受取る。次いで、装着ヘッド57が元の位置まで上昇し
たのち、基板2のICチップ接合領域の上方まで移動し
下降して、ICチップ接合領域に対して吸着保持されて
いるICチップ1を押圧させつつ接合させる。この接合
動作は、ベルトコンベヤ50Aの下方に配置された加熱
装置62によりベルトコンベヤ50A上の回路基板2を
加熱しつつ第1実施形態と同様な超音波接合を行うこと
が好ましい。各ICチップ1の各電極には前もってバン
プ3が形成されており、各バンプ3が回路基板2のIC
チップ接合部の活性化された各電極4に直接接触するこ
とにより、常温接合されるようになっている。この第4
実施形態では、回路基板2に4つのICチップ接合領域
があり、各ICチップ接合部に対してICチップ1を接
合させたのち、上記4個のICチップ1,…,1が回路
基板2に接合された接合体20を上記接合チャンバー5
3Aからベルトコンベヤ50Aにより空気雰囲気交換チ
ャンバー54Aに搬出する。
Next, the nitrogen gas exchange chamber 81
When the inside becomes a nitrogen gas atmosphere of atmospheric pressure, the circuit board 2 and the chip tray 55 in the nitrogen gas exchange chamber 81 are changed.
However, by the belt conveyors 50A and 50B,
It is carried into the adjacent bonding chamber 53A from the nitrogen gas exchange chamber 81. When the circuit board 2 and the chip tray 55 are carried into the bonding chamber 53A, the bonding chamber 53A is evacuated by an exhaust gas and an inert gas supply device 70 under an atmospheric pressure equivalent to that of the nitrogen gas exchange chamber 81. Is maintained in a nitrogen gas atmosphere. After the circuit board 2 and the chip tray 55 are carried into the joining chamber 53A, first, one IC chip 1 is sucked and held from the chip tray 55 by the chip reversing collet 59 and then turned 180 degrees. Next, the mounting head 57 moves to a position above the chip reversing collet 59 and descends, causing the IC chip 1 adsorbed and held by the chip reversing collet 59 to be adsorbed and held on the lower surface of the mounting head 57. Receive 1 Next, after the mounting head 57 moves up to the original position, the mounting head 57 moves to a position above the IC chip bonding area of the substrate 2 and descends to bond the IC chip 1 adsorbed and held against the IC chip bonding area while pressing. Let it. In this bonding operation, it is preferable to perform the same ultrasonic bonding as in the first embodiment while heating the circuit board 2 on the belt conveyor 50A by the heating device 62 disposed below the belt conveyor 50A. Each electrode of each IC chip 1 has bumps 3 formed in advance, and each bump 3
By directly contacting each of the activated electrodes 4 of the chip bonding portion, bonding is performed at room temperature. This fourth
In the embodiment, the circuit board 2 has four IC chip bonding regions. After the IC chips 1 are bonded to the respective IC chip bonding portions, the four IC chips 1,. The bonded body 20 is bonded to the bonding chamber 5.
3A is carried out to the air atmosphere exchange chamber 54A by the belt conveyor 50A.

【0111】次いで、空気雰囲気交換チャンバー54A
では、ベルトコンベヤ50Aにより上記接合チャンバー
53Aから接合体20が搬入されるとともに、ベルトコ
ンベヤ50Bにより上記接合チャンバー53Aから空の
チップトレー55が搬入されると、排気及びガス供給装
置71Aの駆動により、表面処理チャンバー52と同等
の大気圧下での無酸素窒素ガス雰囲気から大気圧の空気
の雰囲気に交換される。交換されて大気圧の空気の雰囲
気になったのち、ベルトコンベヤ50Aにより上記空気
雰囲気交換チャンバー54A外に接合体20が搬出され
るとともに、ベルトコンベヤ50Bにより上記空気雰囲
気交換チャンバー54A外に空のチップトレー55が搬
出される。
Next, the air atmosphere exchange chamber 54A
Then, when the bonded body 20 is carried in from the joining chamber 53A by the belt conveyor 50A, and the empty chip tray 55 is carried in from the joining chamber 53A by the belt conveyor 50B, the exhaust and gas supply device 71A is driven to drive the chip tray 55. The oxygen-free nitrogen gas atmosphere under the same atmospheric pressure as that of the surface treatment chamber 52 is replaced with an atmospheric air atmosphere. After the exchange, the atmosphere becomes the atmosphere of the atmospheric pressure, the bonded body 20 is carried out of the air atmosphere exchange chamber 54A by the belt conveyor 50A, and the empty chips are moved out of the air atmosphere exchange chamber 54A by the belt conveyor 50B. The tray 55 is carried out.

【0112】上記第4実施形態によれば、ベルトコンベ
ヤ50A,50Bにより多数の回路基板2,…,2及び
多数のICチップ1,…,1が連続的又は間欠的に走行
されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動作と、各回
路基板2の各電極4の表面改質動作又は各回路基板2の
各電極4及び各ICチップ1の各バンプ3の表面改質動
作と、ICチップ1の常温接合動作とがそれぞれ独立し
て同時並行して行うことができるため、全体として接合
体の製造効率を高めることができるとともに、効率良く
接合体を大量生産することができる。また、低圧(例え
ば、従来は50g/100μm2であったが、この実施
形態では従来の10分の1の5g/100μm2程度の
低圧)で接合動作を行うことができるため、電極配線が
微細化された化合物半導体のICチップなどにも適用す
ることができる。また、ICチップ1をハンドリングす
る方法として、吸着ツールを用いるのが一般的である
が、減圧下では、これが不可能となり、チャッキング等
の別の手段を用いる必要が生じる。しかしながら、これ
は、ICチップ割れなどが生じやすく、困難な手段であ
るため、上記第4実施形態のように大気圧にして、吸着
ツールによるハンドリングを行なうことにより、ICチ
ップ割れなどを防止することができて好ましい。
According to the fourth embodiment, a number of circuit boards 2,..., And a number of IC chips 1,. Loading / unloading operation, surface modification operation of each electrode 4 of each circuit board 2 or surface modification operation of each electrode 4 of each circuit board 2 and each bump 3 of each IC chip 1, and normal temperature of IC chip 1 Since the joining operation can be performed independently and simultaneously in parallel, the manufacturing efficiency of the joined body can be increased as a whole, and the joined body can be efficiently mass-produced. In addition, since the bonding operation can be performed at a low pressure (for example, 50 g / 100 μm 2 in the related art, but in this embodiment, a low pressure of about 1/10 of 5 g / 100 μm 2 ), the electrode wiring is fine. The present invention can also be applied to integrated compound semiconductor IC chips and the like. In addition, as a method of handling the IC chip 1, a suction tool is generally used, but this cannot be performed under reduced pressure, and it is necessary to use another means such as chucking. However, since this is likely to cause cracking of the IC chip and the like, it is a difficult means. Therefore, as in the above-described fourth embodiment, the IC chip is prevented from being broken by handling with a suction tool at atmospheric pressure. Is preferred.

【0113】(第5実施形態)上記各実施形態において
は、接合動作時、回路基板2の上方からICチップ2を
下向きに下降させて回路基板2に押圧して接合するよう
にしているが、本発明はこれに限られるものではない。
例えば、本発明の第5実施形態にかかる常温接合装置及
び方法として、図7に示すように、各電極4が表面改質
された後の回路基板2を下向きに基板搬送ステージ90
にネジ又はチャック91などにより挟み込んで固定する
とともに、チップ搬送ステージ93に載置保持されかつ
各バンプ3が表面改質された後のICチップ1を上記回
路基板2の電子部品接合領域ノ一例としてのICチップ
接合領域に対して位置決めしたのち、チップ搬送ステー
ジ1を上昇させてICチップ1を上記回路基板2に常温
接合するようにしてもよい。すなわち、この場合、回路
基板2は、まず、基板搬送ステージ90の上面にネジ又
はチャック91などにより固定したのち、基板搬送ステ
ージ90の上下を逆転させて、回路基板2のICチップ
接合部の接合すべき電極面を下向きに位置させる。一
方、チップ搬送ステージ93には、ICチップ1を載置
保持する。チップ搬送ステージ93の大きさをICチッ
プ1と同等以下とすることにより、図17に示すように
回路基板2に複数のICチップ接合部がある場合、複数
のICチップ接合部に対して複数のICチップ1,1を
複数のチップ搬送ステージ90,90にそれぞれ載置保
持して同時的に接合させることが可能となる。
(Fifth Embodiment) In each of the above embodiments, the IC chip 2 is lowered downward from above the circuit board 2 during the bonding operation and pressed against the circuit board 2 for bonding. The present invention is not limited to this.
For example, as a room-temperature bonding apparatus and method according to a fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG.
The IC chip 1, which has been placed and held on the chip transfer stage 93 and the surface of each of the bumps 3 has been modified, is fixed as an example of the electronic component bonding area of the circuit board 2 as described above. After the IC chip 1 is positioned with respect to the IC chip bonding area, the chip transfer stage 1 may be raised to bond the IC chip 1 to the circuit board 2 at room temperature. That is, in this case, the circuit board 2 is first fixed to the upper surface of the substrate transfer stage 90 with a screw or a chuck 91, and then the substrate transfer stage 90 is turned upside down to join the IC chip bonding portion of the circuit board 2. The electrode surface to be placed is positioned downward. On the other hand, the IC chip 1 is placed and held on the chip transfer stage 93. By setting the size of the chip transfer stage 93 to be equal to or smaller than that of the IC chip 1, when there are a plurality of IC chip joints on the circuit board 2 as shown in FIG. The IC chips 1, 1 can be placed and held on the plurality of chip transfer stages 90, 90, respectively, and can be simultaneously joined.

【0114】一般に、減圧下では、ICチップ1を吸着
保持することが困難であるが、第5実施形態によれば、
上記したように、ICチップ1を吸着させずにチップ搬
送ステージ93に載置保持することにより、容易にIC
チップ1を保持することができICチップ1の取扱いが
容易なものとなり、より精度よくかつ効率良く接合動作
を行うことができる。また、低圧で接合動作を行うこと
ができるため、電極配線が微細化された化合物半導体の
ICチップなどにも適用することができる。
In general, it is difficult to hold the IC chip 1 by suction under reduced pressure, but according to the fifth embodiment,
As described above, by mounting and holding the IC chip 1 on the chip transfer stage 93 without sucking the IC chip 1,
Since the chip 1 can be held and the IC chip 1 can be easily handled, the bonding operation can be performed more accurately and efficiently. Further, since the bonding operation can be performed at low pressure, the present invention can be applied to a compound semiconductor IC chip or the like in which electrode wiring is miniaturized.

【0115】(第6実施形態)本発明の第6実施形態に
かかる常温接合装置及び方法は、ICチップ1と基板2
との位置合わせに関するものであり、特に、第1実施形
態の変形例に相当するものである。すなわち、図8及び
図9に示すように、下側に固定された基台104上に基
板2を載置し、基台104より上向きに延びた支柱10
3の上端に、支柱103に対して上下可能に支持されて
いる可動部105が配置されたICチップ及び基板保持
装置106を用意する。この基板保持装置106の可動
部105には、ICチップ1が吸着又はチャックなどに
より保持し、かつ、上下方向と直交するX方向に位置調
整可能な、マイクロメータのような、X方向調整部材1
01Xと、上下方向及びX方向と直交するY方向に位置
調整可能な、マイクロメータのような、Y方向調整部材
101Yとを備えて、XY方向に位置調整可能としてい
る。
(Sixth Embodiment) A room-temperature bonding apparatus and method according to a sixth embodiment of the present invention include an IC chip 1 and a substrate 2
And particularly corresponds to a modification of the first embodiment. That is, as shown in FIGS. 8 and 9, the substrate 2 is placed on the base 104 fixed to the lower side, and the columns 10 extending upward from the base 104 are arranged.
An IC chip and a substrate holding device 106 on which a movable portion 105 supported up and down with respect to the column 103 is disposed at the upper end of 3 are prepared. An X-direction adjusting member 1 such as a micrometer, which holds the IC chip 1 by suction or a chuck and can adjust the position in the X direction orthogonal to the vertical direction, is provided on the movable portion 105 of the substrate holding device 106.
01X and a Y-direction adjusting member 101Y, such as a micrometer, capable of adjusting the position in the vertical direction and the Y direction orthogonal to the X direction, so that the position can be adjusted in the XY directions.

【0116】このICチップ及び基板保持装置106
を、大気圧下で、位置合わせ装置の一例としてのアライ
メント(位置合わせ)確認ステージ102に載置する。
アライメント確認ステージ102は、ICチップ及び基
板保持装置106のICチップ1と基板2との間の空間
に入り込むアライメント確認カメラ100を備えてお
り、アライメント確認カメラ100がICチップ1と基
板2との位置をそれぞれ認識したのち、X方向調整部材
101XとY方向調整部材101YとによりXY方向に
位置調整する。この位置調整は、手動で行うようにして
もよいし、アライメント確認カメラ100により認識さ
れたデータを元に制御装置で画像処理を行い、XY方向
の位置補正量を求めたのち、X方向調整部材101Xと
Y方向調整部材101Yをそれぞれ別々のモータなどで
正逆回転駆動して自動的に位置調整するようにしてもよ
い。
This IC chip and substrate holding device 106
Under atmospheric pressure is placed on an alignment (positioning) check stage 102 as an example of a positioning device.
The alignment confirmation stage 102 includes an alignment confirmation camera 100 that enters the space between the IC chip 1 and the substrate 2 of the IC chip and the substrate holding device 106, and the alignment confirmation camera 100 moves the position of the IC chip 1 and the substrate 2. Are recognized, the position is adjusted in the X and Y directions by the X direction adjusting member 101X and the Y direction adjusting member 101Y. This position adjustment may be performed manually, or an image processing may be performed by a control device based on the data recognized by the alignment confirmation camera 100 to obtain a position correction amount in the XY directions, and then the X direction adjustment member may be used. The position adjustment may be performed automatically by driving the 101X and Y direction adjustment members 101Y to rotate forward and reverse with separate motors.

【0117】このようにして、大気圧下で、アライメン
ト確認ステージ102を利用してICチップ及び基板保
持装置106でのICチップ1と基板2との位置調整を
行ったのち、図9に示すように、第1実施形態の減圧チ
ャンバー6内のヒートステージ13上に、ICチップ及
び基板保持装置106を載置保持する。そして、減圧下
で、接合動作を行うとき、ロードセル111で荷重を検
出しつつ、加圧機構110を駆動して、ICチップ及び
基板保持装置106の可動部105を下降させて、可動
部105に保持されたICチップ1を基板2に押圧接合
させる。
In this manner, the position of the IC chip 1 and the substrate 2 in the IC chip and substrate holding device 106 is adjusted using the alignment confirmation stage 102 under the atmospheric pressure, and as shown in FIG. Next, the IC chip and the substrate holding device 106 are placed and held on the heat stage 13 in the decompression chamber 6 of the first embodiment. When the bonding operation is performed under reduced pressure, the pressing mechanism 110 is driven while detecting the load with the load cell 111 to lower the movable portion 105 of the IC chip and the substrate holding device 106, and The held IC chip 1 is bonded to the substrate 2 by pressing.

【0118】上記第6実施形態によれば、大気圧下でI
Cチップ1と基板2との位置調整を行ったのち、その位
置調整された状態のまま減圧チャンバー内に搬入するこ
とができ、減圧チャンバー内での電極表面改質後の接合
動作時に位置調整が不要となり、より精度良くかつ確実
に位置調整された状態で接合動作を行うことができる。
According to the sixth embodiment, I
After the position adjustment between the C chip 1 and the substrate 2, it can be carried into the decompression chamber while the position is adjusted, and the position adjustment can be performed during the bonding operation after the electrode surface modification in the decompression chamber. This is unnecessary, and the joining operation can be performed with the position adjusted more accurately and reliably.

【0119】(第7実施形態)上記各実施形態において
は、ICチップ1を基板2に接合するとき超音波接合す
ることについて説明したが、接合方法はこれに限られる
ものではない。例えば、本発明の第7実施形態にかかる
常温接合装置及び方法は、図10に示すように、ICチ
ップ1の各バンプ3と基板2の電極4との間に接合材料
121を介在させて接合するものである。一例として、
第1実施形態について説明すると、減圧チャンバー13
内でICチップ1を基板4に半田又は導電性接着材等の
接合材料121を用いて装着する場合について説明す
る。
(Seventh Embodiment) In each of the above embodiments, the ultrasonic bonding was performed when bonding the IC chip 1 to the substrate 2, but the bonding method is not limited to this. For example, as shown in FIG. 10, the room-temperature bonding apparatus and method according to the seventh embodiment of the present invention perform bonding by interposing a bonding material 121 between each bump 3 of the IC chip 1 and the electrode 4 of the substrate 2. Is what you do. As an example,
The first embodiment will be described.
A case where the IC chip 1 is mounted on the substrate 4 using a bonding material 121 such as solder or a conductive adhesive will be described.

【0120】まず、密閉された減圧チャンバー13にお
いて大気を排気して酸素濃度を低下させ、かつ、接続部
活性化のために電極表面の改質を行ったのち、ICチッ
プ1の各電極上のバンプ3と、接合材料121が予め供
給された基板2上の接続電極4とを位置合わせした後、
基板側から加熱しつつ接合する。その後、基板側からの
加熱により、接合材料121が半田の場合は溶融接合
し、接合材料121が導電性接着材の場合は熱硬化し、
ICチップ1のバンプ3と基板2の電極4とが導通状態
で接合固定される。
First, the atmosphere is evacuated in the closed decompression chamber 13 to lower the oxygen concentration, and the surface of the electrode is modified to activate the connection portion. After positioning the bump 3 and the connection electrode 4 on the substrate 2 to which the bonding material 121 has been supplied in advance,
Bonding while heating from the substrate side. Then, by heating from the substrate side, when the bonding material 121 is a solder, it is melt-bonded, and when the bonding material 121 is a conductive adhesive, it is thermoset,
The bumps 3 of the IC chip 1 and the electrodes 4 of the substrate 2 are joined and fixed in a conductive state.

【0121】以上のように、第7実施形態によれば、I
Cチップ1の各バンプ3又は基板2の各電極4が大気中
酸素の影響により接合時に電極表面の酸化が進行した
り、大気中の炭素等の有機物の付着により接合が阻害さ
れ、電極間での導通不良となることを防ぐことができ
る。従来、溶融させなければ接合できなかったもの(A
u−Sn,Au−Al,Au−Cuなど)では金属間の
拡散層が生じ、このように拡散層が拡大することによ
り、高温放置テストにおいては接合信頼性の低下を引き
起こしてしまうことになる。塑性変形のしやすさ、接合
性の良い物質としての接合材料121を中間に設けるこ
とにより、接合材料121を使用した常温接合では、よ
り安定して信頼性の高い接合を得ることができる。
As described above, according to the seventh embodiment, I
Oxidation of the electrode surface progresses at the time of bonding of the bumps 3 of the C chip 1 or the electrodes 4 of the substrate 2 due to the influence of oxygen in the atmosphere, or the adhesion is inhibited by the attachment of organic substances such as carbon in the atmosphere, and the bonding between the electrodes is prevented. Can be prevented from becoming defective. Conventionally, it could not be joined without melting (A
In the case of u-Sn, Au-Al, Au-Cu, etc., a diffusion layer is formed between the metals, and the expansion of the diffusion layer causes a reduction in the bonding reliability in a high-temperature storage test. . By providing the bonding material 121 as a substance having good plastic deformation and good bonding properties in the middle, more stable and reliable bonding can be obtained in room temperature bonding using the bonding material 121.

【0122】(第8実施形態)本発明の第8実施形態に
かかる常温接合装置及び方法は、電子部品の例としてI
Cチップ1ではなくチップコンデンサを基板2に上記と
は別の接合方法で行うものである。図11に示すよう
に、一例として、第1実施形態について説明すると、減
圧チャンバー13内でチップコンデンサ124を基板4
に半田又は導電性接着材等の接合材料123を用いて装
着する場合について説明する。
(Eighth Embodiment) A room-temperature bonding apparatus and method according to an eighth embodiment of the present invention are described below.
In this embodiment, a chip capacitor instead of the C chip 1 is bonded to the substrate 2 by a different bonding method. As shown in FIG. 11, as an example, the first embodiment will be described.
The case of mounting using a bonding material 123 such as solder or conductive adhesive will be described.

【0123】まず、密閉された減圧チャンバー13にお
いて大気を排気して酸素濃度を低下させ、かつ、接続部
活性化のために電極表面の改質を行ったのち、チップコ
ンデンサ124の各電極120と、接合材料123が予
め供給された基板2上の接続電極4とを位置合わせした
後、基板側から加熱しつつ接合する。その後、基板側か
らの加熱により、接合材料123が半田の場合は溶融接
合し、接合材料123が導電性接着材の場合は熱硬化
し、チップコンデンサ124の各電極120と基板2の
各電極4とが導通状態で接合固定される。
First, the atmosphere is evacuated in the closed decompression chamber 13 to lower the oxygen concentration, and the surface of the electrode is modified to activate the connection portion. After the alignment with the connection electrode 4 on the substrate 2 to which the bonding material 123 is supplied in advance, the bonding is performed while heating from the substrate side. Thereafter, by heating from the substrate side, fusion bonding is performed when the bonding material 123 is a solder, and thermosetting when the bonding material 123 is a conductive adhesive, and each electrode 120 of the chip capacitor 124 and each electrode 4 of the substrate 2 are heated. Are fixed in a conductive state.

【0124】以上のように、第8実施形態によれば、チ
ップコンデンサ124の各電極120又は基板2の各電
極4が大気中酸素の影響により接合時に電極表面の酸化
が進行したり、大気中の炭素等の有機物の付着により接
合が阻害され、電極間での導通不良となることを防ぐこ
とができる。このように、ICチップではなく、チップ
コンデンサに常温接合を適用したとき、ICとチップコ
ンデンサが混載される場合には、同一実装方法により、
効率的なものづくりが可能となること、つまりプロセス
の簡素化により、低コスト化が実現できる。
As described above, according to the eighth embodiment, the electrodes 120 of the chip capacitor 124 or the electrodes 4 of the substrate 2 are oxidized at the time of bonding due to the influence of atmospheric oxygen, Can be prevented from being hindered by adhesion of an organic substance such as carbon to cause poor conduction between the electrodes. In this way, when the room temperature bonding is applied to the chip capacitor instead of the IC chip, and the IC and the chip capacitor are mixedly mounted, the same mounting method is used.
Efficient manufacturing is possible, that is, simplification of the process can realize cost reduction.

【0125】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented in other various modes.

【0126】例えば、上記実施形態においては、電子部
品としてICチップを例にして説明したが、本発明はこ
れに限られるものではなく、チップコンデンサなどにも
適用することができる。
For example, in the above embodiments, an IC chip is described as an example of an electronic component. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a chip capacitor and the like.

【0127】また、上記した各実施形態では、回路基板
2の各電極4のみが表面改質されるものについて説明し
たが、回路基板2の各電極4とICチップ1の各バンプ
3との両方が表面改質するようにしてもよいし、ICチ
ップ1の各バンプ3のみが表面改質されるようにしても
よい。
In each of the embodiments described above, only the electrodes 4 of the circuit board 2 are surface-modified. However, both the electrodes 4 of the circuit board 2 and the bumps 3 of the IC chip 1 May be surface-modified, or only the bumps 3 of the IC chip 1 may be surface-modified.

【0128】また、必要に応じて、隣接するチャンバー
間を仕切るためのシャッターを設けるようにしてもよ
い。
[0128] If necessary, a shutter for partitioning between adjacent chambers may be provided.

【0129】また、上記各実施形態において、ICチッ
プ1のバンプ3としてAuめっきなどのめっきバンプを
使用して超音波エネルギーを用いて装着するようにして
もよい。また、各バンプも一定高さにレベリングしたの
ち、基板に対して接合するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, a plating bump such as Au plating may be used as the bump 3 of the IC chip 1 and mounted using ultrasonic energy. Also, each bump may be leveled to a certain height and then joined to the substrate.

【0130】また、上記電子部品の上記電気的接続部の
例としての電極又は上記回路形成体の上記電気的接続部
の例としての電極は、Au,Cu,Al,In,Snの
いずれかより構成されるようにしてもよい。
The electrode as an example of the electrical connection of the electronic component or the electrode as an example of the electrical connection of the circuit forming body may be made of any of Au, Cu, Al, In, and Sn. It may be configured.

【0131】また、本発明を適用することができる上記
電子部品としては、ICチップの他、SAWフィルタ
ー、水晶発振子、GaAsチップや、それ以外の電子部
品が挙げられる。
The electronic components to which the present invention can be applied include, in addition to IC chips, SAW filters, crystal oscillators, GaAs chips, and other electronic components.

【0132】なお、上記様々な実施形態のうちの任意の
実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有
する効果を奏するようにすることができる。
It is to be noted that, by appropriately combining any of the above-described various embodiments, the effects of the respective embodiments can be exhibited.

【0133】[0133]

【発明の効果】本発明によれば、密閉されたチャンバー
の内部を減圧し、酸素濃度を例えば1%以下程度まで低
下させて大略無酸素状態又は無酸素状態とすることによ
り接合時の電気的接続部の酸化を進行させない状態の雰
囲気内に、電子部品の電気的接続部と回路形成体の電気
的接続部とを位置させて、いずれか一方の電気的接続部
の表面をエネルギー波により活性化するとともに、活性
化されたのちの電気的接続部を利用して電子部品の電気
的接続部と回路形成体の電気的接続部間を常温で接合さ
せた接合体を量産することができ、常温接合された接合
体を効率良くかつ良好な接合品質で大量生産することが
できる。すなわち、上記接続部の活性化を行う上記接続
部酸化防止雰囲気内に上記回路形成体又は上記電子部品
を自動的に搬入して位置させ、上記接続部酸化防止雰囲
気内で上記接続部の活性化を行ったのち、上記接続部酸
化防止雰囲気内で上記活性化された電気的接続部を利用
して上記電子部品と上記回路形成体との常温接合を行っ
たのち、上記雰囲気から搬出するようにしているため、
連続的に、上記接続部の活性化及び常温接合を行うこと
ができ、安定した品質の接合体を大量生産することがで
きる。
According to the present invention, the inside of the sealed chamber is decompressed, and the oxygen concentration is reduced to, for example, about 1% or less to make the chamber substantially oxygen-free or oxygen-free, thereby providing electrical connection during bonding. The electric connection part of the electronic component and the electric connection part of the circuit forming body are located in an atmosphere where the oxidation of the connection part does not proceed, and the surface of one of the electric connection parts is activated by an energy wave. With the use of the activated electrical connection portion, it is possible to mass-produce a joined body in which the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body are joined at room temperature using the activated electrical connection portion, It is possible to mass-produce a joined body that is joined at room temperature efficiently and with good joining quality. That is, the circuit forming body or the electronic component is automatically carried in and placed in the connection portion oxidation preventing atmosphere for activating the connection portion, and the connection portion is activated in the connection portion oxidation preventing atmosphere. After performing the normal-temperature bonding between the electronic component and the circuit forming body using the activated electrical connection portion in the oxidation preventing atmosphere after the connection portion, Because
The activation of the connection portion and the normal temperature bonding can be performed continuously, and a bonded body of stable quality can be mass-produced.

【0134】また、常温接合のとき、低圧で接合動作を
行うことができるため、電気的接続部の例としての電極
配線が微細化された化合物半導体のICチップなどにも
適用することができる。
Further, since the bonding operation can be performed at a low pressure during the room temperature bonding, the present invention can be applied to a compound semiconductor IC chip having a fine electrode wiring as an example of the electrical connection portion.

【0135】また、ベルトコンベヤにより、複数の回路
形成体、又は、複数の電子部品、又は、複数の回路形成
体及び複数の電子部品が連続的に上記雰囲気に対して搬
入及び搬出動作と、各電子部品又は各回路形成体の各電
気的接続部の表面活性化動作と、減圧下又は大気圧下で
の各電子部品と各回路形成体との常温接合動作とがそれ
ぞれ独立して同時並行して行うことができるようにする
とき、全体として接合体の製造効率を高めることができ
るとともに、効率良く接合体を大量生産することができ
る。
Further, a plurality of circuit forming bodies or a plurality of electronic components, or a plurality of circuit forming bodies and a plurality of electronic components are continuously carried into and out of the atmosphere by the belt conveyor. The surface activation operation of each electrical connection portion of the electronic component or each circuit forming body and the room temperature bonding operation of each electronic component and each circuit forming body under reduced pressure or atmospheric pressure are independently and simultaneously performed in parallel. In this case, the manufacturing efficiency of the joined body can be improved as a whole, and the joined body can be efficiently mass-produced.

【0136】一般に、減圧下では、電子部品を吸着保持
することが困難であるが、上記回路形成体の電子部品接
合領域を下向きに保持して上記電子部品を上向きに上記
回路形成体の上記電子部品接合領域に押圧接触させて接
合させるときには、電子部品を吸着させずに例えばチッ
プ搬送ステージに載置保持するだけでよくなる。よっ
て、容易に電子部品を保持することができ電子部品の取
扱いが容易なものとなり、より精度よくかつ効率良く接
合動作を行うことができる。
In general, it is difficult to suck and hold an electronic component under reduced pressure. However, the electronic component bonding region of the circuit formed body is held downward and the electronic component is turned upward and the electronic component of the circuit formed body is turned upward. When the electronic components are joined by pressing and contacting the component joining area, the electronic components need only be placed and held on, for example, a chip transfer stage without being sucked. Therefore, the electronic component can be easily held, the electronic component can be easily handled, and the joining operation can be performed more accurately and efficiently.

【0137】また、上記電子部品の上記電気的接続部と
上記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを大
気圧下で行ったのち、上記電子部品の上記電気的接続部
と上記回路形成体の上記電気的接続部とが位置合わせさ
れた状態で、上記電子部品と上記回路形成体とを上記接
続部酸化防止雰囲気内に位置させるとき、減圧雰囲気内
での電気的接続部の表面活性化後の接合動作時に位置調
整が不要となり、より精度良くかつ確実に位置調整され
た状態で接合動作を行うことができる。
After the electrical connection of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body are aligned under atmospheric pressure, the electrical connection of the electronic component and the circuit When the electronic component and the circuit forming body are positioned in the connection part oxidation preventing atmosphere in a state where the electric connection part of the formed body is aligned with the electric connection part, the surface of the electric connection part in a reduced pressure atmosphere Position adjustment is not required at the time of the joining operation after activation, and the joining operation can be performed with the position adjusted more accurately and reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態にかかる常温接合装置
の概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a room-temperature bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2実施形態にかかる常温接合装置
の正面から見た概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view of a room temperature bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention as viewed from the front.

【図3】 (A),(B)はそれぞれ本発明の第3実施
形態にかかる常温接合装置の正面から見た概略説明図及
び搬出側の側面から見た接合チャンバーの概略説明図で
ある。
FIGS. 3A and 3B are a schematic explanatory view of a room-temperature bonding apparatus according to a third embodiment of the present invention as viewed from the front and a schematic explanatory view of a bonding chamber as viewed from a side surface on an unloading side, respectively.

【図4】 上記第3実施形態にかかる常温接合装置の上
から見た概略説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory view of a room temperature bonding apparatus according to the third embodiment as viewed from above.

【図5】 (A),(B)はそれぞれ本発明の第4実施
形態にかかる常温接合装置の正面から見た概略説明図及
び搬出側の側面から見た接合チャンバーの概略説明図で
ある。
FIGS. 5A and 5B are a schematic explanatory view of a room-temperature bonding apparatus according to a fourth embodiment of the present invention as viewed from the front and a schematic explanatory view of a bonding chamber as viewed from the side of a carry-out side, respectively.

【図6】 上記第4実施形態にかかる常温接合装置の上
から見た概略説明図である。
FIG. 6 is a schematic explanatory view of a room-temperature bonding apparatus according to the fourth embodiment as viewed from above.

【図7】 本発明の第5実施形態にかかる常温接合装置
の接合動作時のICチップと基板との保持関係を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a holding relationship between an IC chip and a substrate during a bonding operation of a room-temperature bonding apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第6実施形態にかかる常温接合装置
のICチップと基板との位置合わせ動作を示す説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory view showing an alignment operation between an IC chip and a substrate of a room-temperature bonding apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】 上記第6実施形態にかかる常温接合装置にお
いて位置合わせされた状態でICチップと基板とを減圧
チャンバー内に配置したのちの接合動作を示す説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a bonding operation after an IC chip and a substrate are placed in a reduced-pressure chamber in a state where they are aligned in the room-temperature bonding apparatus according to the sixth embodiment.

【図10】 本発明の第7実施形態にかかる常温接合装
置のICチップと基板との接合動作を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory view showing a bonding operation between an IC chip and a substrate of a room-temperature bonding apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の第8実施形態にかかる常温接合装
置のICチップと基板との接合動作を示す説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a bonding operation between an IC chip and a substrate of a room-temperature bonding apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】 (A)は従来のフリップチップ実装において
ICチップを接合材料を介して基板に対して装着する状
態を示した説明図であり、(B)は従来においてボンディ
ングツールで吸着保持したICチップを基板に対して装
着する状態を示した説明図であり、(C)はチップ部品
を基板に装着する状態を示した説明図である。
FIG. 12A is an explanatory view showing a state in which an IC chip is mounted on a substrate via a bonding material in a conventional flip chip mounting, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which a chip is mounted on a substrate, and FIG. 4C is an explanatory diagram showing a state in which a chip component is mounted on the substrate.

【図13】 電子部品や回路基板の各電極の金属結晶の
表面に酸化膜や有機膜などが形成されている状態を示す
説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state in which an oxide film, an organic film, and the like are formed on the surface of a metal crystal of each electrode of an electronic component or a circuit board.

【図14】 図13の酸化膜や有機膜をアルゴンイオン
により除去して活性化した状態を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory view showing a state where the oxide film and the organic film of FIG. 13 are activated by being removed by argon ions.

【図15】 常温で活性化された電極面を接合すべき電
極面に低圧下で直接接触させる状態を示す説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory view showing a state in which an electrode surface activated at room temperature is brought into direct contact with an electrode surface to be joined under a low pressure.

【図16】 接触された電極面同士の間で原子間の結合
がなされる状態を示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory view showing a state where atoms are bonded between contacted electrode surfaces.

【図17】 上記第5実施形態においてのマルチチップ
モジュールの実装、すなわち、複数のICチップを複数
のチップ搬送ステージにそれぞれ載置保持して同時的に
接合させる状態の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory view of the mounting of the multi-chip module in the fifth embodiment, that is, a state in which a plurality of IC chips are respectively mounted and held on a plurality of chip transfer stages and are simultaneously bonded.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ICチップ、2…回路基板、3…バンプ、4…電
極、5…搬送装置、5A…ICチップ搬送装置、5B…
基板搬送装置、6…減圧チャンバー、7…接続部活性化
装置、7a…エネルギー波照射部、7b…駆動装置、8
…接合装置、8a…固定部、8b…可動部、8c…案内
ロッド、8d…駆動装置、9…排気装置、10…不活性
ガス供給装置、11…排気口、12…給気口、13…ヒ
ートステージ、14…チップ吸着保持及び超音波印加装
置、15…位置調整装置、21…吸着ノズル部、22…
超音波発生部、29…制御装置、30…ベルトコンベ
ヤ、30A…駆動装置、31…無酸素雰囲気交換チャン
バー、32…表面処理チャンバー、33…不活性ガス雰
囲気交換チャンバー、34…接合チャンバー、35…イ
オンビーム照射装置、36…吸着接合装置、37…制御
装置、38…無酸素雰囲気交換チャンバーの排気及びガ
ス供給装置、39…表面処理チャンバーの排気及びガス
供給装置、40…不活性ガス雰囲気交換チャンバーの排
気及びガス供給装置、41…接合チャンバーの排気及び
不活性ガス供給装置、42…加熱装置、50A…基板側
のベルトコンベヤ、50B…ICチップ側のベルトコン
ベヤ、51…真空交換チャンバー、52…表面処理チャ
ンバー、53,53A…接合チャンバー、54…大気圧
交換チャンバー、54A…空気雰囲気交換チャンバー、
55…チップトレー、56…イオンビーム照射装置、5
7…装着ヘッド、58…案内レール、59…チップ反転
コレット、62…加熱装置、67…制御装置、68…真
空交換チャンバーの排気及びガス供給装置、69…表面
処理チャンバーの排気及びガス供給装置、70…接合チ
ャンバーの排気及び不活性ガス供給装置、71…不活性
ガス雰囲気交換チャンバーの排気及びガス供給装置、7
1A…空気雰囲気交換チャンバーの排気及びガス供給装
置、81…窒素ガス交換チャンバー、82…窒素ガスチ
ャンバーの排気及び不活性ガス供給装置、87…制御装
置、90…基板搬送ステージ、91…ネジ又はチャッ
ク、93…チップ搬送ステージ、100…アライメント
確認カメラ、101X…X方向調整部材、101Y…Y
方向調整部材、102…アライメント確認ステージ、1
03…支柱、104…基台、105…可動部、106…
ICチップ及び基板保持装置、110…加圧機構、11
1…ロードセル、120…電極、121…接合材料、1
23…接合材料、124…チップコンデンサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... IC chip, 2 ... Circuit board, 3 ... Bump, 4 ... Electrode, 5 ... Carrier, 5A ... IC chip carrier, 5B ...
Substrate transfer device, 6: decompression chamber, 7: connection unit activation device, 7a: energy wave irradiation unit, 7b: drive device, 8
... joining device, 8a ... fixed portion, 8b ... movable portion, 8c ... guide rod, 8d ... drive device, 9 ... exhaust device, 10 ... inert gas supply device, 11 ... exhaust port, 12 ... air supply port, 13 ... Heat stage, 14: chip suction holding and ultrasonic applying device, 15: position adjusting device, 21: suction nozzle section, 22 ...
Ultrasonic wave generator, 29: control device, 30: belt conveyor, 30A: drive device, 31: oxygen-free atmosphere exchange chamber, 32: surface treatment chamber, 33: inert gas atmosphere exchange chamber, 34: joining chamber, 35 ... Ion beam irradiation device, 36: adsorption bonding device, 37: control device, 38: exhaust and gas supply device of oxygen-free atmosphere exchange chamber, 39: exhaust and gas supply device of surface treatment chamber, 40: inert gas atmosphere exchange chamber 41: Exhaust and inert gas supply device for bonding chamber, 42: Heating device, 50A: Belt conveyor on substrate side, 50B: Belt conveyor on IC chip side, 51: Vacuum exchange chamber, 52 ... Surface treatment chamber, 53, 53A: bonding chamber, 54: atmospheric pressure exchange chamber, 5 A ... air atmosphere exchange chamber,
55: chip tray, 56: ion beam irradiation device, 5
7, mounting head, 58, guide rail, 59, chip reversing collet, 62, heating device, 67, control device, 68, exhaust and gas supply device for vacuum exchange chamber, 69, exhaust and gas supply device for surface treatment chamber, 70 ... Exhaust and gas supply device for bonding chamber, 71 ... Exhaust and gas supply device for inert gas atmosphere exchange chamber, 7
1A: Exhaust and gas supply device of air atmosphere exchange chamber, 81: Nitrogen gas exchange chamber, 82: Exhaust and inert gas supply device of nitrogen gas chamber, 87: Control device, 90: Substrate transfer stage, 91: Screw or chuck , 93: chip transfer stage, 100: alignment confirmation camera, 101X: X-direction adjusting member, 101Y: Y
Direction adjustment member, 102: alignment check stage, 1
03 ... post, 104 ... base, 105 ... movable part, 106 ...
IC chip and substrate holding device, 110 ... pressing mechanism, 11
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Load cell, 120 ... Electrode, 121 ... Bonding material, 1
23: bonding material, 124: chip capacitor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 和之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3B116 AA46 AB42 BC01 5E319 AA03 AB05 AC17 BB09 BB10 CC46 CD04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuyuki Tomita 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 3B116 AA46 AB42 BC01 5E319 AA03 AB05 AC17 BB09 BB10 CC46 CD04

Claims (31)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 接合対象となる回路形成体(2)の電気
的接続部(4)又は電子部品(1,121)の電気的接
続部(3)の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気室
(6)に対して上記回路形成体又は上記電子部品を搬入
搬出する搬送装置(5,5A,5B,30,50A,5
0B)と、 上記接続部酸化防止雰囲気室内にて上記電子部品の上記
電気的接続部と該電気的接続部に接続されるべき上記回
路形成体の上記電気的接続部との少なくともいずれか一
方の表面をエネルギー波により活性化する接続部活性化
装置(7,35,56)と、 その後、接続部酸化防止雰囲気中で上記電子部品と上記
回路形成体とを常温で接合させて、上記電子部品の電気
的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気的に
接続させる接合装置(8,36,57)とを備えるよう
にしたことを特徴とする常温接合装置。
An atmosphere for preventing oxidation of a connection portion for preventing oxidation of an electrical connection portion of a circuit forming body to be joined or an electrical connection portion of an electronic component. A transport device (5, 5A, 5B, 30, 50A, 5) for loading and unloading the circuit forming body or the electronic component with respect to (6).
0B) and / or at least one of the electrical connection part of the electronic component and the electrical connection part of the circuit forming body to be connected to the electrical connection part in the oxidation prevention atmosphere chamber. A connection activating device (7, 35, 56) for activating the surface by an energy wave; and thereafter, bonding the electronic component and the circuit forming body at room temperature in an atmosphere for preventing the connection from oxidizing to form the electronic component. A bonding device (8, 36, 57) for electrically connecting the electrical connection portion of (1) and the electrical connection portion of the circuit forming body.
【請求項2】 上記接続部酸化防止雰囲気は無酸素雰囲
気である請求項1に記載の常温接合装置。
2. The room temperature bonding apparatus according to claim 1, wherein the connection portion oxidation preventing atmosphere is an oxygen-free atmosphere.
【請求項3】 上記接合装置は、大気圧下の上記接続部
酸化防止雰囲気中で、上記電子部品と上記回路形成体と
を常温で接合させて、上記電子部品の電気的接続部と上
記回路形成体の電気的接続部とを電気的に接続させるよ
うにした請求項1又は2に記載の常温接合装置。
3. The joining device joins the electronic component and the circuit forming body at room temperature in an atmosphere where the connection is oxidized under atmospheric pressure, and connects the electrical connection of the electronic component to the circuit. The room-temperature bonding apparatus according to claim 1 or 2, wherein an electrical connection portion of the formed body is electrically connected.
【請求項4】 上記接続部酸化防止雰囲気室は、 上記搬送装置により上記回路形成体又は上記電子部品が
搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換する無酸素
雰囲気交換チャンバー(31)と、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、か
つ、上記接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接
続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化
チャンバー(32)と、 上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、かつ、
上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス雰囲気
に交換する不活性ガス雰囲気交換チャンバー(33)
と、 上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置さ
れ、かつ、上記接合装置が配置された上記接続部酸化防
止雰囲気である不活性ガス雰囲気の接合チャンバー(3
4)とを備えるようにした請求項1に記載の常温接合装
置。
4. An oxygen-free atmosphere exchange chamber (31) for replacing the circuit-formed body or the electronic component by the transfer device with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure after the transfer unit has carried in the atmosphere. A connection part activation chamber (32) that is arranged following the oxygen-free atmosphere exchange chamber and that is an oxygen-free atmosphere that is the connection part oxidation-preventing atmosphere under reduced pressure and that includes the connection part activation device; Placed following the connection activation chamber, and
An inert gas atmosphere exchange chamber (33) for exchanging the above-described oxygen-free atmosphere under reduced pressure with an inert gas atmosphere at atmospheric pressure.
And a joining chamber (3) of an inert gas atmosphere which is arranged following the inert gas atmosphere exchange chamber and which is the connection part oxidation preventing atmosphere in which the joining device is arranged.
The room-temperature bonding apparatus according to claim 1, further comprising: (4).
【請求項5】 上記接続部酸化防止雰囲気室は、上記搬
送装置により上記回路形成体又は上記電子部品が搬入さ
れたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換する無酸素雰囲気
交換チャンバー(51)と、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、か
つ、上記接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接
続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化
チャンバー(52)と、 上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、かつ、
上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰
囲気に維持されているとともに、上記接合装置が配置さ
れた接合チャンバー(53)と、 上記接合チャンバーに続いて配置され、かつ、上記減圧
下の無酸素雰囲気を大気圧に交換する大気圧交換チャン
バー(54)とを備えるようにした請求項1に記載の常
温接合装置。
5. An oxygen-free atmosphere exchange chamber (51) for replacing the circuit-forming body or the electronic component by the transfer device with an oxygen-free atmosphere under reduced pressure after the transfer unit carries the circuit-formed body or the electronic component; A connection part activation chamber (52) that is disposed following the oxygen-free atmosphere exchange chamber and that is an oxygen-free atmosphere that is the connection part oxidation-preventing atmosphere under reduced pressure and that includes the connection part activation device; Placed following the connection activation chamber, and
A joining chamber (53) in which the joining device is arranged, the joining chamber being placed in an oxygen-free atmosphere that is the oxidation preventing atmosphere of the connection portion under the reduced pressure, and a joining chamber arranged next to the joining chamber; The room-temperature bonding apparatus according to claim 1, further comprising an atmospheric pressure exchange chamber (54) for exchanging the oxygen-free atmosphere with atmospheric pressure.
【請求項6】 上記接続部酸化防止雰囲気室は、 上記搬送装置により上記回路形成体又は上記電子部品が
搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換する無酸素
雰囲気交換チャンバー(51)と、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、か
つ、上記接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接
続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化
チャンバー(52)と、 上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、かつ、
上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス雰囲気
に交換する不活性ガス交換チャンバー(81)と、 上記不活性ガス交換チャンバーに続いて配置され、か
つ、上記大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活
性ガス雰囲気に維持されているとともに、上記接合装置
が配置された接合チャンバー(53A)と、 上記接合チャンバーに続いて配置され、かつ、上記大気
圧の不活性ガス雰囲気を大気圧の空気雰囲気に交換する
空気雰囲気交換チャンバー(54A)とを備えるように
した請求項1に記載の常温接合装置。
6. An oxygen-free atmosphere exchange chamber (51) for replacing the circuit-forming body or the electronic component with the oxygen-free atmosphere under reduced pressure after the transfer device has carried in the circuit-formed body or the electronic component, A connection part activation chamber (52) that is disposed following the oxygen-free atmosphere exchange chamber and that is an oxygen-free atmosphere that is the connection part oxidation-preventing atmosphere under reduced pressure and that includes the connection part activation device; Placed following the connection activation chamber, and
An inert gas exchange chamber (81) for exchanging the oxygen-free atmosphere under reduced pressure with an inert gas atmosphere at atmospheric pressure; and an oxidation chamber connected to the inert gas exchange chamber and oxidized at the atmospheric pressure. The inert gas atmosphere, which is a prevention atmosphere, is maintained, and a bonding chamber (53A) in which the bonding apparatus is disposed, and an inert gas atmosphere at the atmospheric pressure, which is disposed subsequent to the bonding chamber and has the atmospheric pressure, are expanded. The room-temperature bonding apparatus according to claim 1, further comprising an air atmosphere exchange chamber (54A) for exchanging the air atmosphere with the atmospheric pressure.
【請求項7】 上記搬送装置は、上記接続部酸化防止雰
囲気室に対して複数の上記回路形成体を載置して搬送す
るベルトコンベヤである請求項1〜6のいずれか1つに
記載の常温接合装置。
7. The belt conveyor according to claim 1, wherein the transfer device is a belt conveyor that mounts and transfers a plurality of the circuit forming bodies to the connection portion oxidation preventing atmosphere chamber. Room temperature bonding equipment.
【請求項8】 上記搬送装置は、上記接続部酸化防止雰
囲気室に対して複数の上記回路形成体を載置して搬送す
るベルトコンベヤと複数の上記電子部品を載置して搬送
するベルトコンベヤとより構成されている請求項1〜6
のいずれか1つに記載の常温接合装置。
8. The belt conveyor for mounting and transporting a plurality of the circuit forming bodies on the connecting portion oxidation preventing atmosphere chamber and the belt conveyor for mounting and transporting a plurality of the electronic components. Claims 1 to 6
The room-temperature bonding apparatus according to any one of the above.
【請求項9】 上記接続部活性化装置は、上記接続部酸
化防止雰囲気室内にて、上記電子部品の電気的接続部と
上記回路形成体の電気的接続部との少なくともいずれか
一方の表面の酸化物又は有機物を、エネルギー波として
のレーザビーム、エネルギービーム、又は、プラズマに
より除去して活性化するようにした請求項1〜8のいず
れか1つに記載の常温接合装置。
9. The connecting part activating device according to claim 1, wherein said connecting part activating device includes a connecting part oxidizing atmosphere chamber having at least one of a surface of an electrical connecting part of said electronic component and a part of an electrical connecting part of said circuit forming body. The room-temperature bonding apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the oxide or the organic substance is activated by removing it by a laser beam, an energy beam, or plasma as an energy wave.
【請求項10】 上記電子部品の上記電気的接続部又は
上記回路形成体の上記電気的接続部はAu,Cu,A
l,In,Snのいずれかより構成されている請求項1
〜9のいずれか1つに記載の常温接合装置。
10. The electric connection part of the electronic component or the electric connection part of the circuit forming body is made of Au, Cu, A
2. The semiconductor device according to claim 1, which is composed of any one of l, In, and Sn.
10. The room-temperature bonding apparatus according to any one of items 9 to 9.
【請求項11】 上記接合装置は、上記電子部品を保持
して上記回路形成体上に押圧接触させて接合させる請求
項1〜10のいずれか1つに記載の常温接合装置。
11. The room temperature bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding apparatus holds the electronic component and presses and contacts the electronic component on the circuit forming body to bond the electronic component.
【請求項12】 上記接合装置は、上記回路形成体の電
子部品接合領域を下向きに保持して上記電子部品を上向
きに上記回路形成体の上記電子部品接合領域に押圧接触
させて接合させる請求項1〜10のいずれか1つに記載
の常温接合装置。
12. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the electronic component bonding area of the circuit forming body is held downward, and the electronic component is pressed upwardly into contact with the electronic component bonding area of the circuit forming body to perform bonding. The room-temperature bonding apparatus according to any one of 1 to 10.
【請求項13】 上記電子部品の上記電気的接続部と上
記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを行う
位置合わせ装置(102)をさらに備え、上記位置合わ
せ装置で大気圧下で上記電子部品の上記電気的接続部と
上記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを予
め行った状態で、上記電子部品と上記回路形成体とを上
記接続部酸化防止雰囲気室内に搬入するようにした請求
項1〜3のいずれか1つに記載の常温接合装置。
13. An alignment device (102) for aligning the electrical connection portion of the electronic component with the electrical connection portion of the circuit forming body, wherein the alignment device performs the adjustment under atmospheric pressure. With the electrical connection of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body being aligned in advance, the electronic component and the circuit forming body are loaded into the oxidation prevention atmosphere chamber at the connection. The room temperature bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the room temperature bonding apparatus is used.
【請求項14】 上記接合装置は、常温で、上記電子部
品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを
電気的に接続させるとき超音波を印加する請求項1〜1
3のいずれか1つに記載の常温接合装置。
14. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding apparatus applies ultrasonic waves at room temperature when electrically connecting the electrical connection of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body.
3. The room-temperature bonding apparatus according to any one of 3.
【請求項15】 上記接合装置は、常温で、上記電子部
品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを
電気的に接続させるとき接合材料(121,123)を
介在させた状態で接合する請求項1〜13のいずれか1
つに記載の常温接合装置。
15. The bonding device has a bonding material (121, 123) interposed therebetween when electrically connecting the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body at normal temperature. 14. Any one of claims 1 to 13 which is joined in a state.
The room-temperature bonding apparatus according to any one of the first to third aspects.
【請求項16】 接合対象となる回路形成体(2)の電
気的接続部(4)又は電子部品(1,121)の電気的
接続部(3)の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気に
上記回路形成体又は上記電子部品を位置させ、 上記接続部酸化防止雰囲気中で上記電子部品の上記電気
的接続部と該電気的接続部に接続されるべき上記回路形
成体の上記電気的接続部との少なくともいずれか一方の
表面をエネルギー波により活性化し、 その後、接続部酸化防止雰囲気中で上記電子部品と上記
回路形成体とを常温で接合させて、上記電子部品の電気
的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気的に
接続させるようにしたことを特徴とする常温接合方法。
16. A connection part oxidation preventing atmosphere for preventing oxidation of an electric connection part (4) of a circuit forming body (2) to be joined or an electric connection part (3) of an electronic component (1, 121). The circuit forming body or the electronic component is located, and the electrical connecting portion of the electronic component and the electrical connecting portion of the circuit forming body to be connected to the electrical connecting portion in the oxidation preventing atmosphere of the connecting portion. Activating at least one of the surfaces by an energy wave, and then bonding the electronic component and the circuit forming body at room temperature in an atmosphere for preventing oxidation of the connection portion, and connecting the electrical connection portion of the electronic component to the electrical connection portion. A room-temperature bonding method, wherein an electrical connection portion of a circuit forming body is electrically connected.
【請求項17】 上記接続部酸化防止雰囲気は無酸素雰
囲気である請求項16に記載の常温接合方法。
17. The room temperature bonding method according to claim 16, wherein the connection portion oxidation preventing atmosphere is an oxygen-free atmosphere.
【請求項18】 上記電子部品の電気的接続部と上記回
路形成体の電気的接続部とを接合させるとき、大気圧下
の上記接続部酸化防止雰囲気中で、上記電子部品と上記
回路形成体とを常温で接合させて、上記電子部品の電気
的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気的に
接続させるようにした請求項16又は17に記載の常温
接合方法。
18. When joining the electrical connection of the electronic component and the electrical connection of the circuit forming body, the electronic component and the circuit forming body are placed in an atmosphere for preventing the connection from being oxidized under atmospheric pressure. 18. The room temperature bonding method according to claim 16 or 17, wherein the bonding is performed at room temperature to electrically connect an electrical connection portion of the electronic component and an electrical connection portion of the circuit forming body.
【請求項19】 上記回路形成体又は上記電子部品を上
記接続部酸化防止雰囲気に位置させるとき、上記回路形
成体又は上記電子部品が無酸素雰囲気交換チャンバー
(31)に搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換
することにより行い、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置された接
続部活性化チャンバー(32)の減圧下の上記接続部酸
化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接続部の活性
化を行い、 上記活性化後でかつ上記接合前に、上記接続部活性化チ
ャンバーに続いて配置された不活性ガス雰囲気交換チャ
ンバー(33)で上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の
不活性ガス雰囲気に交換し、 上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置され
た接合チャンバー(34)で上記接合を行うようにした
請求項16に記載の常温接合方法。
19. When the circuit forming body or the electronic component is positioned in the connection portion oxidation preventing atmosphere, the circuit forming body or the electronic component is carried into an oxygen-free atmosphere exchange chamber (31) and then subjected to a reduced pressure. The connection is performed by replacing the oxygen-free atmosphere with an oxygen-free atmosphere. After the above-mentioned activation and before the above-mentioned bonding, the oxygen-free atmosphere under the reduced pressure is reduced to the atmospheric pressure in the inert gas atmosphere exchange chamber (33) arranged subsequent to the connection part activation chamber. 17. The method according to claim 16, wherein the bonding is performed in a bonding chamber (34) disposed after the inert gas atmosphere exchange chamber after exchanging with an inert gas atmosphere. The room temperature bonding method described.
【請求項20】 上記回路形成体又は上記電子部品を上
記接続部酸化防止雰囲気に位置させるとき、上記回路形
成体又は上記電子部品が無酸素雰囲気交換チャンバー
(51)に搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換
し、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置された接
続部活性化チャンバー(52)の減圧下の上記接続部酸
化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接続部の活性
化を行い、 上記活性化後でかつ上記接合前に、上記接続部活性化チ
ャンバーに続いて配置された接合チャンバー(53)で
上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰
囲気で上記接合が行われ、 上記接合チャンバーに続いて配置された大気圧交換チャ
ンバー(54)で上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧に
交換するようにした請求項16に記載の常温接合方法。
20. When the circuit forming body or the electronic component is positioned in the connection part oxidation preventing atmosphere, the circuit forming body or the electronic component is transported into an oxygen-free atmosphere exchange chamber (51) and then under a reduced pressure. The connection is exchanged with an oxygen-free atmosphere, and the connection is activated in an oxygen-free atmosphere, which is an antioxidant atmosphere of the connection under a reduced pressure in a connection activation chamber (52) disposed following the oxygen-free atmosphere exchange chamber. After the activation and before the bonding, the bonding is performed in an oxygen-free atmosphere that is the oxidation preventing atmosphere of the connection under the reduced pressure in the bonding chamber (53) disposed subsequent to the connection activation chamber. 17. The method according to claim 16, wherein the oxygen-free atmosphere under reduced pressure is exchanged with an atmospheric pressure in an atmospheric pressure exchange chamber (54) disposed subsequent to the bonding chamber. The room temperature bonding method described.
【請求項21】 上記回路形成体又は上記電子部品を上
記接続部酸化防止雰囲気に位置させるとき、上記回路形
成体又は上記電子部品が無酸素雰囲気交換チャンバー
(51)に搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換
し、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置された接
続部活性化チャンバー(52)の減圧下の上記接続部酸
化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接続部の活性
化を行い、 上記接続部活性化チャンバーに続いて配置された不活性
ガス交換チャンバー(81)で上記減圧下の無酸素雰囲
気を大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活性ガ
ス雰囲気に交換し、 上記不活性ガス交換チャンバーに続いて配置された接合
チャンバー(53A)の上記大気圧の上記接続部酸化防
止雰囲気である不活性ガス雰囲気で上記接合が行われ、 上記接合チャンバーに続いて配置された空気雰囲気交換
チャンバー(54A)で上記大気圧の不活性ガス雰囲気
を大気圧の空気雰囲気に交換するようにした請求項16
に記載の常温接合方法。
21. When the circuit forming body or the electronic component is placed in the connecting portion oxidation preventing atmosphere, the circuit forming body or the electronic component is carried into an oxygen-free atmosphere exchange chamber (51) and then subjected to a reduced pressure. The connection is exchanged with an oxygen-free atmosphere, and the connection is activated in an oxygen-free atmosphere, which is an antioxidant atmosphere of the connection under a reduced pressure in a connection activation chamber (52) disposed following the oxygen-free atmosphere exchange chamber. In the inert gas exchange chamber (81) arranged following the connection section activation chamber, the oxygen-free atmosphere under the reduced pressure is exchanged with an inert gas atmosphere that is the connection section oxidation prevention atmosphere at atmospheric pressure. In the bonding chamber (53A) disposed subsequent to the inert gas exchange chamber, the connection portion at the atmospheric pressure is connected in an inert gas atmosphere which is an antioxidant atmosphere. The bonding is performed, and the inert gas atmosphere at the atmospheric pressure is exchanged with the air atmosphere at the atmospheric pressure in the air atmosphere exchange chamber (54A) disposed subsequent to the bonding chamber.
The room temperature bonding method described in 1.
【請求項22】 複数の上記回路形成体を載置したベル
トコンベヤにより、上記複数の回路形成体を連続的に上
記接続部酸化防止雰囲気内に位置させる請求項16〜2
1のいずれか1つに記載の常温接合方法。
22. The plurality of circuit forming bodies are continuously positioned in the connection portion oxidation preventing atmosphere by a belt conveyor on which a plurality of the circuit forming bodies are placed.
The room temperature bonding method according to any one of the first to third aspects.
【請求項23】 複数の上記回路形成体を載置したベル
トコンベヤと複数の上記電子部品を載置して搬送するベ
ルトコンベヤとにより、上記複数の回路形成体と上記複
数の電子部品を連続的に上記接続部酸化防止雰囲気内に
位置させる請求項16〜21のいずれか1つに記載の常
温接合方法。
23. A plurality of circuit forming bodies and the plurality of electronic components are continuously connected by a belt conveyor on which the plurality of circuit forming bodies are mounted and a belt conveyor on which the plurality of electronic components are mounted and transported. The room-temperature bonding method according to any one of claims 16 to 21, wherein the connection portion is located in the oxidation preventing atmosphere.
【請求項24】 上記接続部の活性化は、上記接続部酸
化防止雰囲気内にて、上記電子部品の電気的接続部と上
記回路形成体の電気的接続部との少なくともいずれか一
方の表面の酸化物又は有機物を、エネルギー波としての
レーザビーム、エネルギービーム、又は、プラズマによ
り除去して活性化するようにした請求項16〜23のい
ずれか1つに記載の常温接合方法。
24. The activation of the connection portion, wherein at least one of the surface of the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body is activated in the oxidation preventing atmosphere of the connection portion. The room-temperature bonding method according to any one of claims 16 to 23, wherein the oxide or the organic substance is activated by removing it with a laser beam, an energy beam, or plasma as an energy wave.
【請求項25】 上記電子部品の上記電気的接続部又は
上記回路形成体の上記電気的接続部はAu,Cu,A
l,In,Snのいずれかより構成されている請求項1
6〜24のいずれか1つに記載の常温接合方法。
25. The electric connection part of the electronic component or the electric connection part of the circuit forming body is made of Au, Cu, A
2. The semiconductor device according to claim 1, which is composed of any one of l, In, and Sn.
The room-temperature bonding method according to any one of 6 to 24.
【請求項26】 上記接合は、上記電子部品を保持して
上記回路形成体上に押圧接触させて接合させる請求項1
6〜25のいずれか1つに記載の常温接合方法。
26. The bonding according to claim 1, wherein the bonding is performed by holding the electronic component and pressing and contacting the electronic component on the circuit forming body.
26. The room temperature bonding method according to any one of 6 to 25.
【請求項27】 上記接合は、上記回路形成体の電子部
品接合領域を下向きに保持して上記電子部品を上向きに
上記回路形成体の上記電子部品接合領域に押圧接触させ
て接合させる請求項16〜25のいずれか1つに記載の
常温接合方法。
27. The bonding according to claim 16, wherein the electronic component bonding area of the circuit forming body is held downward, and the electronic component is pressed upwardly into contact with the electronic component bonding area of the circuit forming body to perform bonding. The room-temperature bonding method according to any one of Items 25 to 25.
【請求項28】 上記電子部品の上記電気的接続部と上
記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを大気
圧下で行ったのち、上記電子部品の上記電気的接続部と
上記回路形成体の上記電気的接続部とが位置合わせされ
た状態で、上記電子部品と上記回路形成体とを上記接続
部酸化防止雰囲気内に位置させるようにした請求項16
〜18のいずれか1つに記載の常温接合方法。
28. After aligning the electrical connection portion of the electronic component with the electrical connection portion of the circuit forming body under atmospheric pressure, the electrical connection portion of the electronic component and the circuit 17. The electronic device according to claim 16, wherein the electronic component and the circuit forming body are positioned in the oxidation preventing atmosphere in a state where the electrical connection portions of the formed body are aligned with each other.
The room-temperature bonding method according to any one of Items 1 to 18.
【請求項29】 上記接合は、常温で、上記電子部品の
電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気
的に接続させるとき超音波を印加する請求項16〜28
のいずれか1つに記載の常温接合方法。
29. The bonding device according to claim 16, wherein an ultrasonic wave is applied at room temperature to electrically connect the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body.
The room temperature bonding method according to any one of the above.
【請求項30】 上記接合は、常温で、上記電子部品の
電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気
的に接続させるとき接合材料(121,123)を介在
させた状態で接合する請求項16〜28のいずれか1つ
に記載の常温接合方法。
30. A state in which the bonding material (121, 123) is interposed when the electrical connection portion of the electronic component and the electrical connection portion of the circuit forming body are electrically connected at room temperature at normal temperature. The room-temperature bonding method according to any one of claims 16 to 28, wherein the bonding is performed by:
【請求項31】 請求項16〜30のいずれか1つに記
載の常温接合方法により上記電子部品が上記回路形成体
に常温接合されて構成される接合体。
31. A bonded body formed by bonding the electronic component to the circuit forming body at a room temperature by the room temperature bonding method according to any one of claims 16 to 30.
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