CN102709203B - 接合装置及接合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供接合装置及接合方法。该接合装置通过高效地使基板升温来降低对半导体装置进行倒装式连接时产生错位、连接不良。上模块使夹紧面接近被支承于基板保持板的基板，利用辐射热对基板和半导体装置进行预加热，在该基板支承于基板保持板的状态下，将夹紧面按压于半导体装置而使绝缘性粘接剂硬化，并使半导体装置的凸块接合于基板端子部。

Description

接合装置及接合方法
技术领域
本发明涉及例如多个半导体装置借助绝缘性粘接剂粘接于基板、各半导体装置的凸块被倒装式接合(flip chip bonding)于基板端子部的工件的接合装置及接合方法。
背景技术
在图23(A)中，在形成有布线图案的布线基板51的基板端子部51a上涂敷或粘贴绝缘性粘接剂52(例如NCF(Non Conductive Film)、NCP(Non Conductive Paste))，粘接半导体装置53(倒装片)。在该状态下，半导体装置53的金属凸块54(焊锡凸块、金凸块等)和基板端子部51a未电连接。
通过一边将该布线基板51例如载置在下模55上而将该布线基板51夹在下模55与上模56之间，一边加热加压到金属凸块54的熔点温度，半导体装置53和基板端子部51a电连接，并且，绝缘性粘接剂52硬化而进行底部填充。
另外，已经提出了一种不是将布线基板、而是将半导体元件逐一地准压接于引线框之后一并正式热压接的安装装置(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2000-100837号公报
在将半导体装置53一并倒装式连接于热膨胀系数较大的布线基板51的情况下，将其搬入到回流焊炉等而升温至金属凸块54的熔点温度(例如焊锡熔点或者粘接剂的硬化温度)时，如图23(B)所示，由热膨胀导致布线基板51伸长。在该状态下，欲将半导体装置53压接于基板时，有可能在金属凸块54与基板端子部51a之间发生错位而引起接合不良。
另外，在利用模具夹紧布线基板51和半导体装置53来进行加热加压的情况下，设置于上模56的加热器的热量通过布线基板51和半导体装置53被由下模55侧吸热，加热半导体装置53和布线基板51时的热容量变大，因此，直到升温至金属凸块54的熔点温度(例如焊锡熔点或者粘接剂的硬化温度)为止的加热时间变长，也有可能在利用焊锡电连接之前粘接剂52硬化而引起连接不良。
并且，在加热时间变长时，也可设想如下情况：由于粘接剂52的不同，预先混入的微细的空气因加热而膨胀、发泡而妨碍半导体装置53的粘接性。
发明内容
本发明的目的在于解决上述以往技术的课题，目的在于提供一种通过高效地使基板升温来降低对半导体装置进行倒装式连接时产生错位、连接不良的半导体装置的接合装置及接合方法。
本发明为了达到上述目的，具有如下构造。
即，一种接合装置，该接合装置用于将多个半导体装置借助绝缘性粘接剂粘接于基板而成的工件的各半导体装置的凸块倒装式接合于基板端子部，其特征在于，包括：基板支承部件，其用于对粘接有上述半导体装置的基板进行支承；加热加压部件，其内置有热源，在将上述基板支承于基板支承部件的状态下，其能够通过按压夹紧面来进行加热加压(本文中的加压是指“施加压力”)；上述加热加压部件使夹紧面接近被支承于上述基板支承部件的基板，利用辐射热对上述基板和半导体装置进行预加热，在该基板支承于基板支承部件的状态下将夹紧面按压于上述半导体装置而使上述绝缘性粘接剂硬化，并使半导体装置的凸块接合于基板端子部。这里所说的接合是指将凸块和基板端子部接在一起并电连接，也包含借助导电性粘接剂接在一起、利用加热加压使凸块熔融而压接的情况。
作为接合装置的另一方式，该接合装置利用上模和下模将包含借助粘接层层叠的多个构件的工件夹紧来接合各构件，其特征在于，上述上模具有用于对上述工件进行加热加压的第1加热加压部，上述下模具有：第2加热加压部，其能够上下运动，用于对上述工件进行加热加压；支承部，其通过上述第2加热加压部向上运动而相对地自上述第2加热加压部的夹紧面退避，通过上述第2加热加压部向下运动而相对地自上述第2加热加压部的夹紧面突出。
采用本发明的接合装置，能够提高作为工件的各构件相互间借助粘接层进行连接的可靠性。
具体地讲，在对半导体装置和基板进行预加热而使它们升温之后，将半导体装置一并接合于基板，因此，凸块和基板端子部难以发生错位。
另外，通过使粘接有半导体装置的布线基板与夹紧面分开并利用基板支承部件来支承布线基板，能够降低基板的热容量而使其在短时间内升温，因此，能够降低由绝缘性粘接剂早期硬化导致的连接不良的产生。
另外，根据粘接剂的特性的不同，通过一边形成减压空间一边进行加热加压、或者一边形成加压空间一边进行加热加压，能够抑制绝缘性粘接剂的气孔(void)影响而维持半导体装置的粘接性。
附图说明
图1(A)及图1(B)是实施例1的接合装置的接合工序的剖视图。
图2(A)及图2(B)是实施例1的接合装置的接合工序的剖视图。
图3(A)及图3(B)是接合工序的效果的说明图。
图4(A)及图4(B)是实施例2的接合装置的接合工序的剖视图。
图5(A)及图5(B)是实施例2的接合装置的接合工序的剖视图。
图6(A)及图6(B)是实施例3的接合装置的接合工序的剖视图。
图7(A)及图7(B)是实施例3的接合装置的接合工序的剖视图。
图8(A)及图8(B)是实施例4的接合装置的接合工序的剖视图。
图9(A)及图9(B)是实施例4的接合装置的接合工序的剖视图。
图10(A)及图10(B)是实施例5的接合装置的接合工序的剖视图。
图11是表示接合装置的布置构造的俯视图。
图12是示意性地表示实施例6的动作中的接合装置的剖视图。
图13是示意性地表示接着图12的动作中的接合装置的剖视图。
图14是示意性地表示接着图13的动作中的接合装置的剖视图。
图15是表示图12的接合装置的变形例的剖视图。
图16是示意性地表示实施例7的动作中的接合装置的剖视图。
图17是示意性地表示接着图16的动作中的接合装置的剖视图。
图18是示意性地表示接着图17的动作中的接合装置的剖视图。
图19是示意性地表示接合工序中的半导体装置的剖视图。
图20是示意性地表示接着图19的接合工序中的半导体装置的剖视图。
图21是示意性地表示接着图20的接合工序中的半导体装置的剖视图。
图22是用于说明接合技术的效果的说明图。
图23(A)及图23(B)是说明以往的接合装置及其课题的剖视图。
具体实施方式
下面，对本发明的接合装置及接合方法的较佳实施方式和附图一同进行详细说明。
实施例1
参照图1(A)及图1(B)、图2(A)及图2(B)对半导体装置的接合装置的一个例子和接合方法一同进行说明。
在图1(A)中，在形成有布线图案的布线基板1(以下简称作“基板1”)的基板端子部1a上，借助作为热固性树脂的绝缘性粘接剂2(例如NCF(Non Conductive Film)、NCP(NonConductive Paste))等粘接有多个半导体装置(例如半导体芯片)3。另外，粘接有半导体装置3的基板1不仅是有机基板，也可以是陶瓷基板这样的无机基板等其他种类的基板，也可以是引线框、半导体晶圆等。使用公知的倒装片接合器(未图示)将半导体装置3多行多列地排队(排列)而粘接在基板1上。
基板1被卡盘4a夹持其基板周缘部而被保持于基板保持板4。基板保持板4为了将基板1没有歪斜且平坦地保持，其下表面利用多个支承杆5支承。如图1(A)所示，为了防止半导体装置3被偏斜地支承(加压)，各支承杆5避开多个半导体装置3正下方地配置。各支承杆5借助被设置于下模6(基板支承部件)的螺旋弹簧7以其上端自下模夹紧面6a分开的状态被浮动支承。另外，为了使基板保持板4和上模8的间隔均匀，各支承杆5在通常状态下为相同的突出长度。另外，为了防止基板保持板4因自重而挠曲并导致高度不均匀，各支承杆5以均等的间隔配置。另外，下模6能够利用未图示的合模机构进行升降动作。另外，在使用像陶瓷基板那样刚性较高且挠曲较少的基板1的情况下，也可以省略基板保持板4而将基板1直接支承于支承杆5。
由此，在利用设置于后述的上模8的热源(加热器13)加热时，能够增加基板1正下方的热阻而使热量难以逃逸。换言之，由于能够降低接触于基板1的构件的热容量而使基板1在短时间内升温，因此，能够降低由绝缘性粘接剂2早期硬化导致的连接不良的发生。
具体地讲，如图3(A)所示，通过能够使基板1的温度T在短时间内升温，能够使绝缘性粘接剂2的粘度ηn变低的时机和凸块3a熔融而粘度ηb变低的时机一致。另外，成为粘度下降到如下程度的状态：作为热固性树脂的绝缘性粘接剂2在被施加规定热量的时刻粘度ηn最低，在该最低的粘度ηn的前后(该图中粘度ηn低于虚线的范围)熔融的凸块3a能够进行接合。由此，能够利用凸块3a将基板1和半导体装置3可靠地电连接。另外，如图3(B)所示，在无法使基板1的温度T在短时间内升温的情况下，粘度ηn变低的时机早于粘度ηb变低的时机，无法使时机一致。因此，有可能无法可靠地进行凸块3a的电连接。
如图1(A)所示，在上模8(加热加压部件)中，上模块10借助螺旋弹簧11悬吊支承于上模座9。螺旋弹簧11的弹簧力大于螺旋弹簧7的弹簧力。另外，螺旋弹簧11也可以省略。在上模块10中，在与半导体装置3相对的位置设置有冷却器12，在与基板1的除半导体装置3之外的部分相对的位置设置有加热器13(热源)，冷却器12和加热器13交替地设置。上模块10在半导体装置3接近时利用辐射热对基板1和各半导体装置3进行预加热。另外，在该半导体装置3被按压时，上模块10将凸块3a(焊锡凸块、金凸块等的金属凸块等)倒装式接合(以下简称作“接合”)于基板端子部1a。
例如在凸块3a熔融的状态下开模时，有可能引起基板端子部1a接合不良，因此，设有冷却器12。在利用冷却器12使凸块3a和基板端子部1a的接合部充分冷却硬化(固化)的状态下开模。考虑到冷却效率，也可以在下模6中的与基板端子部1a相对的位置设置冷却器6b。其原因在于，在重复半导体装置3的接合工序之后下模6的温度过度上升时，会促进绝缘性粘接剂2硬化。另外，由于能够迅速地对整个模具进行加热及冷却，因此，能够提高生产率。
另外，也可以省略冷却器12，将上模8作为加热专用，将下模6作为冷却专用。并且，也可以在下模6上也设置加热器，自下模6和上模8这两者进行加热。在这种情况下，由于基板保持板4被支承杆5浮动支承，因此，不仅能够防止来自上模8的热量传导到基板1，也能够有效地防止来自下模6的热量传导到基板1。由此，能够使从基板1的载置到加压的期间里的绝缘性粘接剂2的硬化延迟。
另外，在上模块10的用于与半导体装置3抵接的夹紧面(抵接面)10a上吸附保持有离型膜(release film)14。离型膜14具有经得起加热器13的加热温度的耐热性，自模具面容易地剥离，其适合采用具有柔软性、伸展性的材料，例如PTFE、ETFE、PET、FEP膜、氟浸渍玻璃纤维布、聚丙烯膜、聚偏氯乙烯等。
通过使用上述离型膜14，能够吸收半导体装置3距基板1的高度的偏差。另外，能够防止绝缘性粘接剂2在加热熔融时蔓延到半导体装置3的上表面，导致半导体装置3的上表面及夹紧面10a污损。
接着，说明半导体装置的接合工序。在此，接合工序是指使载置(也包含借助绝缘性粘接剂2粘接的情况)在基板1上的半导体装置3电连接的工序。
首先，在未图示的公知的倒装片接合器中，如图1(A)所示，在使凸块3a对位于基板端子部1a的状态下，借助绝缘性粘接剂2将多个半导体装置3粘接于基板1。另外，只要半导体装置3定位在正确的位置而在输送过程中不会发生错位，就不一定必须粘接。并且，只要能定位在正确的位置，就也可以利用将绝缘性粘接剂2涂敷在基板1的整个面来粘接半导体装置3这样的方法进行配置。
接着，在图1(A)中，利用加热器13加热上模8，向被支承在处于开模状态的下模6的支承杆5上的基板保持板4上搬入基板1，并且，利用卡盘4a夹持并保持基板周缘部。在这种情况下，既可以将1个基板1配置在基板保持板4的中央，也可以将多个基板1对称地配置在基板保持板4上。基板保持板4利用支承杆5自下模夹紧面被浮动支承。另外，预先将离型膜14吸附保持在上模块10的夹紧面10a上。另外，也可以自搬入基板1之后开始利用加热器13进行加热。
接着，在图1(B)中，使下模6向上运动，使半导体装置3接近上模块10的夹紧面10a。此时，利用被加热器13加热后的夹紧面10a的辐射热将基板保持板4上的基板1及各半导体装置3预加热至规定温度而使其热膨胀(线膨胀)。该规定温度优选被设定为比凸块3a的熔融温度低几十℃左右(例如10～30℃)的温度。作为一个例子，在凸块3a是焊锡凸块的情况下，加热至比熔融温度260℃低20℃左右的240℃左右。另外，在金凸块的情况下，加热至比熔融温度180℃低20℃左右的160℃。
这样，通过加热基板保持板4上的基板1，与例如在冷却后的下模6的模块上加热基板1的情况相比，能够同样迅速地加热绝缘性粘接剂2及凸块3a。另外，能够在夹紧之前使基板1充分地热膨胀。相对于此，例如在加热后的下模6的模块上对基板1进行加热加压(压接)的情况下，绝缘性粘接剂2有可能在凸块3a熔融之前就已硬化，但通过上述迅速的加热，也不会引起这样的问题。
接着，在图2(A)中，通过预加热使基板1热膨胀之后，使下模6进一步上升，将半导体装置3按压于上模块10的夹紧面10a，以保持该状态地使其升温至凸块3a的熔融温度的方式进行加热加压。由此，凸块3a熔融而与基板端子部1a电连接。
此时，基板1及半导体装置3利用设置于下模6的螺旋弹簧7的按压力被夹紧在上模块10与基板保持板4之间。
在使下模6进一步上升时，如图2(B)所示，支承杆5被推回到下模6内而压缩螺旋弹簧7，移动至基板保持板4顶接于下模6的下模夹紧面6a，从而继续加热加压。此时，基板1及半导体装置3利用设置于上模8的螺旋弹簧11的按压力被夹紧在上模块10与基板保持板4之间。另外，也可以使下模6的上升位置停止在图2(A)的状态，保持该状态地进行加热加压。
由此，由于使基板1充分地热膨胀后使绝缘性粘接剂2硬化，并使金属凸块3a电连接于基板端子部1a，因此，能够使基板1和半导体装置3可靠地接合。此时，采用上述构造，接触于半导体装置3及基板1的构件的热容量较小，能够高效地进行预加热。另外，由于在基板1中发生伸长的状态下进行夹紧，将半导体装置3的金属凸块3a和基板端子部1a接合，因此，能够不发生错位地接合。另外，由于能够浮动支承基板1来降低热容量而在短时间内升温，因此，能够降低由于长时间加热导致绝缘性粘接剂2早期硬化而发生连接不良。
接着，在图2(B)的状态下，停止利用加热器13进行加热，并开始利用冷却器6b、12进行冷却，使凸块3a和基板端子部1a的接合部冷却硬化。接着，使下模6下降而开模，搬出基板1而将其收纳在未图示的收纳部中，该半导体装置3的接合工序结束。在这种情况下，即使在开模时对凸块3a施加拉伸力，也能够可靠地维持与基板端子部1a的电连接，因此，不会损害连接可靠性，较为理想。
实施例2
接着，说明半导体装置的接合装置及接合方法的另一例子。
在本实施例中，除了基板保持板4的构造及翻转为载置在其上的基板1的上下方向朝向不同的方面之外，其他的接合装置的概略构造及接合方法的过程与实施例1相同。因此，对相同构件标注相同附图标记而引用说明，下面，以不同的构造为中心进行说明。
在图4(A)中，在基板保持板4上突出设有俯视的外形比半导体装置3的外形稍小那样程度的支承部4b。因此，在基板保持板4中，在支承部4b相互间形成有凹槽4c。另外，由于半导体装置3的周缘部的不支承于支承部4b的部分的宽度较窄，因此，不会因加压而导致变形。支承部4b以与半导体装置3的排列相同程度的间隔设置。在将基板1搬入到基板保持板4上时，载置基板1，从而使半导体装置3和支承部4b的中心对齐地将各半导体装置3支承在各支承部4b上。还优选基板保持板4采用与基板1的热膨胀系数相近的材质。例如，在基板1是陶瓷基板时，基板保持板4最好采用陶瓷或接近陶瓷的热膨胀系数的材质。
如图4(B)所示，在预加热时，使基板1的背面接近上模块10的夹紧面10a，利用夹紧面10a的辐射热从基板1的背面对基板1、绝缘性粘接剂2、半导体装置3及基板保持板4进行加热。由此，成为热膨胀系数相等的基板1和基板保持板4分别相同程度地热膨胀的状态。因而，能够使半导体装置3追随基板端子部1a的由基板1的热膨胀导致的位置的移动，因此，能够可靠地防止半导体装置3相对于基板1错位。
接着，在夹紧基板时，如图5(A)所示，通过将基板1的背面按压于上模块10的夹紧面10a来进一步升温。在这种情况下，由于使用热膨胀系数相等的基板1和基板保持板4，因此，即使例如夹紧后的基板1热膨胀，也能够在不会使载置在基板保持板4上的半导体装置3相对于基板1错位地进行夹紧的同时进行加热加压。同样，如图5(B)所示，即使在使下模夹紧面6a顶接于基板保持板4而用更大的力进行夹紧的状态下，也同样能够在不会使半导体装置3相对于基板1错位地进行夹紧的同时进行加热加压。由此，即使在将半导体装置3朝下地载置在基板保持板4上的情况下，也能够可靠地将凸块3a和基板端子部1a电连接。
此时，认为加热而熔融的绝缘性粘接剂2会从基板1和半导体装置3之间流下。例如，若是未突出设有支承部4b的平坦的基板保持板4，则在流出的绝缘性粘接剂2到达基板保持板4时，有可能因毛细管现象而进入到半导体装置3和基板保持板4之间的间隙。在这种情况下，有可能在半导体装置3的上表面产生毛刺、或者基板保持板4污损而需要逐一清洁。
相对于此，由于支承部4b的高度高于板面(凹槽4c)、外形小于半导体装置3，因此，半导体装置3的侧面下端成为自基板保持板4分开的状态。在这种情况下，流出的绝缘性粘接剂2利用表面张力留在半导体装置3的侧面的下端。因而，绝缘性粘接剂2不会进入到半导体装置3和基板保持板4之间的间隙中，能够留在半导体装置3的侧面而成为圆角(fillet)，因此，能够防止由流出的绝缘性粘接剂2引起的上述不良。另外，由于流出的剩余的绝缘性粘接剂2聚集在半导体装置3的侧面，因此，能够缩小圆角的成形宽度，从而能够提高半导体装置3的安装密度。并且，在使用像半导体晶圆那样存在表面污损问题的基板1时，能够可靠地防止由剩余的绝缘性粘接剂2流出导致的表面污损，因此更加有效。
另外，为了防止污损等，也可以将离型膜14以夹在半导体装置3与支承部4b之间的方式在载置基板1之前供给到基板保持板4上。在这种情况下，基板保持板4能够使用平坦的基板保持板4。另外，通过一边利用空气对离型膜14进行加压、一边进行上述处理，能够防止绝缘性粘接剂2流出。或者不言而喻，在不发生绝缘性粘接剂2流出的情况下，能够不使用离型膜14而使用平坦的基板保持板4。
另外，即使一边夹紧一边进行加热加压，不会使半导体装置3相对于基板1错位。因此，在搬入基板1之后不等待通过预加热加热至规定温度，就能够开始加热加压，从而能够提高生产率。
另外，即使在与实施例1同样朝上地配置工件，在半导体装置3的上方配置与基板1同样的热膨胀的材质的板而进行成形，也能够起到同样的效果。在这种情况下，由于在该加热加压时板与基板1同样地伸长，因此，能够防止半导体装置3相对于基板1错位。该板也可以放置在半导体装置3上。另外，也可以由弹性构件等支承的方式配置在基板保持板4上，从而直到加压为止处于自半导体装置3浮起的位置。
实施例3
接着，参照图6(A)及图6(B)、图7(A)及图7(B)说明半导体装置的接合装置及接合方法的另一例子。
本实施例在加热加压部件与基板支承部件之间密闭的密闭空间内收容有基板1，并在形成有减压空间或者加压空间的状态下对半导体装置3进行加热加压。
如图6(A)所示，在基板保持板15中设有空气抽吸通路15a、连通于板面的多个抽吸孔15b。空气抽吸通路15a与设置于下模块19的基板吸附机构16的空气管16a相连通。在空气管16a的一部分设有具有挠性的伸缩自由的螺旋状管16b。螺旋状管16b在基板保持板15被上模8按压时吸收空气管16a的剩余部分。基板吸附机构16连接于未图示的抽吸泵。基板1通过将半导体装置3的与粘接面相反的相反面抽吸于抽吸孔15b而被吸附保持于基板保持板15。
在下模17中，在下模座18上支承有下模块19，在下模块19上，借助螺旋弹簧7浮动支承有支承杆5。另外，在下模块19的周围，可动夹具20借助螺旋弹簧21支承于下模座18。另外，在下模块19和下模座18中形成有空气通路22。
在可动夹具20和下模块19的侧面之间设有密封件23a(例如O型密封圈)。另外，在可动夹具20的夹紧面(上端面)20a也设有密封件23b(例如O型密封圈)。在上模块10的夹紧面10a吸附保持有离型膜14。如图6(B)所示，在使下模17上升时，可动夹具20的夹紧面20a隔着离型膜14抵接于上模块10的夹紧面10a。在这种情况下，在上模8与下模17之间形成有密闭空间K(参照图6(B))。
另外，如图6(A)所示，在夹紧之前的通常状态下载置基板1时，在半导体装置3的上表面低于可动夹具20的夹紧面的位置处，基板保持板15支承于支承杆5。因此，在形成密闭空间K的时刻，成为上模块10的夹紧面10a与半导体装置3分开的状态，能够在密闭空间K中进行预加热。利用未图示的压缩机通过空气通路22抽吸空气或者送入压缩空气，从而能够在密闭空间K中形成减压空间或者加压空间。另外，在该图中，与上述实施例不同地省略冷却器6b、12，但也可以设置冷却器6b、12。
接着，说明半导体装置的接合工序。
在图6(A)中，在利用加热器13加热上模块10，将离型膜14吸附保持于上模块10的夹紧面10a的状态下，向基板保持板15上搬入基板1。此时，向支承在处于开模状态的下模17的支承杆5上的基板保持板15上载置基板1。接着，利用基板吸附机构16将基板1吸附保持在自抽吸孔15b抽吸空气的板面上。由此，即使在基板1从最初就歪斜的情况、因偏倚地加热而产生歪斜的情况下，能够使基板1可靠地贴在基板保持板15上。由此，能够没有摆动或者倾斜地将基板1平坦地吸附。因此，能够在基板1整个面上平行地保持于夹紧面10a，从而能够均匀地进行加热及加压。
接着，在图6(B)中，使下模17向上运动，使可动夹具20抵接于上模块10，形成密闭空间K，通过空气通路22抽吸空气，从而对密闭空间K进行减压。此时，使半导体装置3接近于上模块10的夹紧面10a，在密闭空间K中利用辐射热将基板1及半导体装置3预加热至规定温度。
接着，在图7(A)中，使下模17进一步上升，将半导体装置3按压于上模块10的夹紧面10a，保持该状态地升温至凸块3a的熔融温度，在密闭空间K中进行加热加压。
此时，基板1利用设置于下模17的螺旋弹簧7的按压力被夹紧在上模块10与基板保持板15之间。另外，可动夹具20在抵接于上模块10的状态下被推回，使得螺旋弹簧21收缩。
使下模17进一步上升，如图7(B)所示，支承杆5压缩螺旋弹簧7而被推回到下模块19内。由此，基板保持板15移动至顶接于下模块19的下模夹紧面19a，继续加热加压。此时，基板1被夹紧在上模块10与基板保持板15之间。
此时，由于在减压空间中进行加热加压，因此，即使在绝缘性粘接剂2中含有气孔，也能够将其排出到绝缘性粘接剂2外，更高品质地进行底部填充。另外，由于与上述实施例同样地在使基板1预先热膨胀(线膨胀)之后进行夹紧，因此，能够防止由基板1的热膨胀导致的错位。另外，由于能够浮动支承基板1并使其在短时间内升温，因此，能够降低发生上述连接不良。接着，在图7(B)的状态下，解除密闭空间K的减压，并且，与合模相反地动作而开模。接着，解除基板吸附机构16的吸附保持，搬出并收纳基板1，该半导体装置3的接合工序结束。
利用该构造，根据绝缘性粘接剂2的特性的不同，通过一边形成减压空间一边进行加热，能够抑制气孔的影响而维持半导体装置3的粘接性。
另外，通过在密闭空间K中形成加压空间，在该加压空间中进行预加热及加热加压，也能够在对绝缘性粘接剂2进行加压的同时使其硬化。在这种情况下，即使在绝缘性粘接剂2中含有气孔，通过压缩空气而使其微小化，也能够高品质地进行底部填充。另外，也能够一边进行控制而将密闭空间K切换为加压空间和减压空间，一边进行预加热及加热加压。
实施例4
接着，参照图8(A)及图8(B)、图9(A)及图9(B)说明半导体装置的接合装置及接合方法的另一例子。
本实施例在针对每个半导体装置3分隔出密闭空间K、并能够利用各自的模腔定程块进行加热加压的方面与实施例3不同。
在图8(A)中，上模24在上模块25的下端形成有上模凹部25a。在该上模凹部25a中悬吊支承有夹具27。在夹具27中，安装在其上端的引导杆27a利用螺旋弹簧26a悬吊支承于上模块25。引导杆27a被设置于上模块25的引导孔25b引导并被悬吊。该夹具27配置在支承杆5的上方，设置为能够与支承杆5一同夹紧基板1。另外，夹具27与半导体装置3的排列相对应地设有俯视形状为网格状的分隔壁27b。由此，分隔壁27b与支承杆5一同夹紧在基板1的外周及半导体装置3之间。另外，密闭空间K通过被夹具27的分隔壁27b分隔，被分隔成能够分别收容半导体装置3的模腔孔27c。在配置于模腔孔27c内的模腔定程块28中，安装在其上端的引导杆28a利用螺旋弹簧26b悬吊支承于上模块25。引导杆28a被设置于上模块25的引导孔25c引导并进行悬吊。
模腔定程块28为了防止由毛细管现象导致的绝缘性粘接剂2的进入，具有比各半导体装置3的俯视外形小的按压面。另外，模腔定程块28自设置于上模块25的加热器(未图示)被加热。另外，如图8(A)所示，模腔定程块28在夹紧之前的通常状态下被支承，使得其按压面处于比夹具27的下端面(夹紧面)高出规定高度的位置。在这种情况下，该规定的高度被设定得大于将绝缘性粘接剂2的厚度和半导体装置3的厚度加在一起的高度。另外，螺旋弹簧26a、26b采用弹簧力大于螺旋弹簧7的弹簧。因此，直到由下模夹紧面17a和夹具27夹紧基板1为止，能够成为半导体装置3和模腔定程块28的按压面分开的状态而进行预加热。
另外，在模腔定程块28中，引导杆28a被铅直地设置于上模块25的引导孔25c引导，能够一边将按压面保持与夹具27的夹紧面平行一边移动。由此，能够利用均匀的压力将模腔定程块28所对应的各半导体装置3按压于基板1，能够分别将各半导体装置3在整个面中接合于均匀的高度。
另外，在上模块25的上模凹部25a的侧壁设有与未图示的压缩机等连接的空气通路25d。另外，在夹具27与上模凹部25a之间设有用于形成密闭空间K的密封件29(例如O型密封圈)。因此，在图8(B)所示的夹紧时，能够由基板1、上模凹部25a、夹具27和密封件29形成密闭空间K来进行减压。
另外，在基板保持板4中，在与基板1的外缘部相对应的位置突出设有定位销4d。使定位销4d贯穿被设置于基板1的基板孔(通孔)1d，将基板1定位而保持于基板保持板4。在这种情况下，优选设置于基板1的基板孔1d沿着通过基板1的中心的线段形成为多个长孔。由此，能够将基板1可靠地载置在基板保持板4上的相同位置，从而能够将半导体装置3相对于模腔定程块28的按压面定位在适当的位置。另一方面，在夹具27的下端面设有供定位销4d的顶端嵌入的定位孔27d。在图8(B)所示那样合模时，定位销4d嵌入到定位孔27d，将基板1夹紧于夹具27。
接着，说明半导体装置的接合工序。
在图8(A)中，将粘接有多个半导体装置3的基板1搬入到处于开模状态的下模17内的基板保持板4上，使定位销4d贯穿基板孔1d地进行保持。
接着，使下模17向上运动，如图8(B)所示那样使夹具27抵接于基板1，形成密闭空间K，通过空气通路25d抽吸空气，从而形成减压空间。此时，半导体装置3接近各模腔定程块28的按压面。由此，利用来自被未图示的加热器加热后的按压面的辐射热，在减压空间中将基板1及各半导体装置3预加热至规定温度，使基板1热膨胀。另外，随着下模17向上运动，设置于可动夹具20的按压面的密封件23b被按压于上模块25。
另外，定位销4d嵌入到定位孔27d而被夹紧，但由于夹紧力仅仅是螺旋弹簧7的按压力，因此，基板1能够热膨胀。在这种情况下，只要基板孔1d沿着通过基板1的中心的线段形成为长孔，即使基板1热膨胀，也能利用定位销4d限制其变形，不会施加压力。
接着，使下模17进一步上升，如图9(A)所示，支承杆5压缩螺旋弹簧7而被推回到下模块19内。此时，可动夹具20隔着O型密封圈23b顶接按压于上模块25。此时，能够将模腔定程块28的按压面一边保持与夹具27的夹紧面平行一边移动。因此，能够使与按压面的距离在半导体装置3的整个面上均匀，从而能够均匀地加热各半导体装置3的整个面。因而，能够使绝缘性粘接剂2均匀地进行硬化，并且，能够使凸块3a均匀地升温。
接着，如图9(B)所示，使下模17进一步上升，将半导体装置3按压于模腔定程块28的按压面来进行加热加压，升温至凸块3a的熔融温度。在这种情况下，夹具27及模腔定程块28随着下模17的上升而隔着基板1按压于下模17，从而被推回，使得螺旋弹簧26a、26b收缩。此时，通过被螺旋弹簧26a、26b的按压力夹紧，基板1即使热膨胀也不会摆动。另外，由于半导体装置3在被夹紧为分别在其整个面中处于均匀的高度的状态下被加热加压，因此，能够可靠地利用绝缘性粘接剂2进行接合。
如上所述，通过利用上述模腔定程块28分别按压于半导体装置3，即使半导体装置3距基板1的高度产生偏差，也能够利用螺旋弹簧26b吸收高度的偏差而可靠地接合各半导体装置3。
另外，也可以采用以除螺旋弹簧26b之外的方式按压夹具27和模腔定程块28的构造。例如也可以使用空气弹簧、其他弹性构件。另外，也可以替代弹性构件，利用液压缸、电动机等驱动机构能够与下模17的升降动作连动地升降动作的结构。
另外，在使图8(B)所示的密闭空间K成为加压空间时，分别通过上模24的空气通路25d及下模17的空气通路22送入压缩空气，利用空气从上下方向对基板1进行加压。由此，能够不使基板1挠曲，使模腔孔27c内成为加压空间地进行预加热及加热加压。
并且，在本实施例中使用离型膜14的情况下，设有图8(A)中以虚线表示的连通槽27e。该连通槽27e在夹具27的夹紧面中将模腔孔27c之间连通，自模腔孔27c连通于外侧。由此，即使将离型膜14吸附保持于上模24的夹紧面，也能够经由连通槽27e使空气通过。因此，能够通过设置于下模17的空气通路22(参照图6(A))来进行减压或者加压。另外，在用空气进行加压时，自上模24的空气通路25d送入压缩空气，也需要利用空气从上方对离型膜14进行加压。即使如上所述那样将密闭空间K分隔成模腔孔27c，能够一边使用离型膜14一边在减压空间或者加压空间中进行加热加压。
实施例5
接着，参照图10(A)及图10(B)说明半导体装置的接合装置及接合方法的另一例子。对与实施例1相同构件标注相同附图标记而引用说明。
本实施例在上模8(第1模具)的内置有加热器的上模块10的上模夹紧面10a和下模6(第2模具)的下模夹紧面6a上分别设有止挡块30、31。该止挡块30、31的高度构成为，与基板1的包含加热加压后的半导体装置3和绝缘性粘接剂2在内的厚度与基板保持板4的厚度之和相同。
如图10(A)所示，将基板1搬入到基板保持板4上，利用卡盘4a夹持基板周缘部来进行保持。
接着，在图10(A)中，使下模6向上运动，使半导体装置3接近上模块10的夹紧面10a。在该状态下，利用辐射热将基板1及各半导体装置3预加热至规定温度之后，使下模6进一步上升，如图10(B)所示，保持将半导体装置3按压于上模块10的夹紧面10a的状态而使其升温至凸块3a的熔融温度。
通过使上模8和下模6合模至止挡块30、31顶接的高度，安装在被保持于基板保持板4的基板1上的半导体装置3被按压于上模块10，保持被夹紧在上模块10与基板保持板4之间的状态被加热加压。
这样，利用模具的停止位置来进行加热加压，能够实现半导体装置3的均匀的接合。在这种情况下，通过调整止挡块30、31的厚度，能够容易地调整夹紧时的间隔。因此，即使作为接合对象的基板1等的厚度变更，也能够利用简单的构造变更来应对。另外，止挡块30、31不必设置于上模8和下模6这两者，也可以仅设置于其中任一个。另外，也能够设置使止挡块30、31的突出长度可变的机构来应对基板1等的厚度变更。并且，止挡块30、31也可以设置于用于组装上模8和下模6的上下台板(未图示)。在这种情况下，由于来自加热器13的热量难以传导，因此，虽然自上模8和下模6分开，但止挡块30、31的长度不会根据温度的不同而变化，在这一点上较为理想。
在上述各实施例中，以下模升降的方式进行了说明，但也可以是上模升降，也可以是两者能够升降。
图11是表示接合装置的布置构造的俯视图，能够作为具有上述实施例15的构造的接合装置来实现。在该图中，与上述实施例不同，表示了移送基板保持板4的构造，该基板保持板4载置有在形成有布线图案的半导体晶圆上安装有半导体装置3的基板。在这种情况下，在本装置中，用于向具有冲压模具的冲压部P(压接部)移送的加载器32、及用于将压接有半导体装置的基板取出并收纳的卸载器33共用移动轨道34而能够移动地设置。
在基板供给部S中，将切割半导体晶圆而成的半导体芯片作为半导体装置3接合粘接在未安装半导体装置3的基板(半导体晶圆)1上。在这种情况下，通过在真空中进行接合，不会在绝缘性粘接剂2中含有气孔，因此较为理想。加载器32自基板供给部S接收半导体装置3所粘接的基板1，将其载置于在板供给载物台T待机的基板保持板4。接着，加载器32重新对载置有基板1的基板保持板4进行把持而将其移送到冲压部P。在冲压部P中，利用上述实施例1～5的构造来进行半导体装置3和基板1的接合。加载器32将完成了加热加压后的基板保持板4从冲压部P取出，载置于取出载物台U。接着，卸载器33自取出载物台U接收基板1，将其收纳于基板收纳部35。被取出到取出载物台U的基板保持板4利用加载器32再次返回到板供给载物台T而被冷却。
在本实施例中，设有多个板供给载物台T，并且，在冲压部P的外部将多个基板保持板4冷却后再利用。由此，通过将基板1载置于冷却后的基板保持板4之后搬入到冲压部P，能够将其快速地加热，在对基板1进行加热加压之前绝缘性粘接剂2不会进行硬化。另外，由于能够交替地使用基板保持板4，因此，在使用一个基板保持板4进行接合的期间里，能够将另一个基板保持板4冷却，载置基板1。因此，不会为了冷却、载置的动作而产生等待时间，能够提高生产效率。另外，不言而喻，也可以自装置外供给半导体装置3所粘接的基板1。
如上所述，对半导体装置的接合装置及接合方法例示地进行详细说明，但本案发明并不限定于上述实施方式。例如对避开半导体装置3的正下方来配置支承杆5的结构例进行了说明，但本发明并不限定于此。例如也可以将由螺旋弹簧7浮动支承的支承杆5设置为半导体装置3的配置个数，支承杆5在半导体装置3的正下方支承基板保持板4。在这种情况下，例如通过调整各螺旋弹簧7的输出，能够改变半导体装置3的加压力。另外，通过将各螺旋弹簧7的输出变更为相同程度，能够均匀地改变半导体装置3的加压力。另外，也可以在下模6的内部设置供支承杆5竖立设置的杆支承板。在这种情况下，通过由螺旋弹簧7支承杆支承板，能够使支承杆5的突出长度均匀。
另外，也可以使上模8和下模6的结构相反。例如，也可以设置为在上模的下表面悬吊能够保持基板1的基板保持板4，并且，在下模上设置加热器来进行加热加压。在这种情况下，优选直到进行预加热为止，在基板保持板4和下模加热器之间配置分隔板来截断辐射热，防止基板1被加热。另外，在上述各实施例中，也可以采用配置分隔板来截断辐射热的构造。另外，也可以采用通过在基板保持板4中内置有帕尔贴元件，直到加压为止维持冷却的状态的构造。在这种情况下，能够更可靠地防止由辐射热导致的绝缘性粘接剂2先被加热而硬化的问题。另外，在省略基板保持板4而利用支承杆5支承基板1时，为了增加支承面积，在支承杆5的顶端设置凸缘部来进行支承。
另外，在实施例3～实施例5中，也可以像实施例2那样采用将基板1的上下方向的朝向相反地载置来进行加热加压的构造。另外，作为基板1的保持及定位的部件，在各实施例的构造中也可以采用卡盘、吸附保持、定位销及静电吸盘这样的各种构造。另外，在除实施例1之外的所有实施例中，也可以是在使基板保持板4、15顶接于下模夹紧面6a之前、在利用螺旋弹簧7的按压力夹紧的状态下完成加热加压的构造。另外，在像有机基板那样热膨胀较大的基板1中，优选停止合模来进行预加热，但在像半导体晶圆那样热膨胀较小的基板1的情况下，能够缩短预加热，因此，也存在不必停止合模的情况。
另外，对使用支承杆5作为基板支承部件的构造进行了说明，但只要能够增大用于载置基板1的构件的热阻而使基板1高效地升温，也就可以采用其他构造。例如也可以是在下模夹紧面6a中形成网格状的槽、使用能够插入到该槽中的网格状的支承构件来支承基板保持板4、15的构造。在这种情况下，支承构件既可以避开半导体装置3的正下方而支承在半导体装置3之间，也可以支承在半导体装置3的正下方。采用该构造，能够在更均匀的高度支承基板1。
对利用螺旋弹簧7支承基板保持板4、15的构造进行了说明，但本发明并不限定于此。例如也可以使用空气弹簧、其他弹性构件。另外，也可以为省略弹性构件、利用液压缸、电动机等驱动机构能够与下模6的升降动作连动地升降动作的构造。例如在预加热时，将基板保持板4、15相对于下模夹紧面6a和上模夹紧面10a分别维持规定的距离。另外，在加热加压时，通过进行控制成上模夹紧面10a与基板保持板4、15的距离恒定(与夹紧的厚度相当)这样的一连串的控制，能够更精密地控制压力。由此，也能够进行高品质的底部填充。
另外，对使用借助设有各支承杆5的螺旋弹簧7浮动支承的下模6的构造进行了说明。但是，作为基板支承部件，只要是能够通过将工件按压于加热加压部件来加压的构造即可。例如，也可以为利用气(液压)缸、电动机等驱动机构来使支承杆5升降动作的构造。在这种情况下，也能够将支承杆5固定于杆支承板来一并驱动其升降。另外，通过分别驱动支承杆5升降，与工件的挠曲、倾斜、膨胀这样的形状相结合地调节顶端位置，从而能够使工件的上表面侧位置相同，无论工件的形状怎样，都能够均匀地加压。另外，作为基板支承部件，例如只要是截面积较小、在绝热的同时也能支承的构造，就也可以是除杆之外的形状。
接着，对使用半导体装置的接合装置及接合方法的其他部件进行说明。
实施例6
本实施方式的接合装置利用上模和下模将包含借助粘接层层叠的多个构件的工件夹持来接合各构件。图19及图21分别表示夹紧前及夹紧后的工件W。在图19所示的工件W中，电子零件103借助粘接层104(例如NCF及NCP)准接合在布线基板102上。在该工件W中，自绝缘层108暴露出的多个连接焊盘105(例如铜焊盘)与对应的多个连接凸块106(例如焊锡凸块)对位。在图21所示的工件W中，布线基板102的多个连接焊盘105与对应的电子零件103的多个连接凸块106电连接，电子零件103借助粘接层104接合(倒装式接合)在布线基板102上。
参照图12等说明本实施方式的接合装置101A。接合装置101A也是用于制造在布线基板102上安装(电连接)有多个电子零件103的半导体装置107(参照图21)的半导体制造装置。
接合装置101A包含在上下方向上相对配置、夹持工件W的上模111和下模112地构成。在本实施方式中，上模111固定并组装在未图示的可动台板的中央部，下模112固定并组装在未图示的固定台板的中央部。固定台板和可动台板利用多个连结杆在各自的外周部相连接，固定台板固定于连结杆，可动台板利用连结杆滑动。另外，可动台板利用公知的升降机构(由电动机、滚珠丝杠等构成的机构)能够升降(能够上下运动)。
利用该固定台板和可动台板，在上模111和下模112分开而开模的状态下，将工件W供给(搬入)到下模112上(参照图12)。另外，在上模111和下模112接近而合模的状态下，形成有密闭空间131(腔室)，夹持工件W(参照图14)。另外，也可以将上模111固定并组装于固定台板，将下模112固定并组装于可动台板，使下模112相对于上模111升降。
该接合装置101A包括支承机构110、加热加压机构113、密封机构114和腔室压力调整机构115。支承机构110对供给到上模111与下模112之间的工件W进行浮动支承。密封机构114将内置有被夹紧的工件W的空间密封。腔室压力调整机构115使密封的密闭空间内的气压上升。支承机构110、加热加压机构113和密封机构114由上模111、下模112构成，腔室压力调整机构115设置在上模111和下模112的外部。
首先，具体说明加热加压机构113。如图12所示，上模111具有设置在靠下模112一侧、用于对工件W进行加热加压的上加热加压部116(第1加热加压部)。另外，下模112具有设置在靠上模111一侧、用于对工件W进行加热加压的能够上下运动的下加热加压部117(第2加热加压部)。即，加热加压机构113是各自发出热量的上加热加压部116和下加热加压部117接近来进行加热加压的机构。
上加热加压部116是例如由合金工具钢构成的构件，在其内部具有加热器118(热源)。下加热加压部117是例如由合金工具钢构成的构件，在其内部具有加热器119(热源)。由利用加热器118带有热量的上加热加压部116、及利用加热器119带有热量的下加热加压部117夹紧的工件W被加热。另外，下加热加压部117接近上加热加压部116，将被供给到上加热加压部116与下加热加压部117之间的工件W夹紧并加压(参照图14)。
加热器118、119为了提高加热能力，被设置为分别设在上加热加压部116、下加热加压部117的内部，并沿图12的纸面垂直(深度)方向延伸。加热器118、119的加热能力考虑到上加热加压部116、下加热加压部117等构件所具有的热容量来设定。具体地讲，需要对被夹紧的工件W施加电子零件103的连接凸块106(焊锡：参照图21)熔融的温度、且使粘接层104(NCF或者NCP)加热硬化的温度。例如焊锡的熔点为250～260℃左右，或者NCF、NCP的熔融温度为200～260℃左右，通过加热规定时间来硬化。
另外，由于上加热加压部116及下加热加压部117夹持工件W来进行夹紧(加压)，因此，也是夹紧部(加压部件)。因此，上加热加压部116的靠下模112一侧的面形成为夹紧面116a，下加热加压部117的靠上模111一侧的面形成为夹紧面117a。
在上模111中，例如由合金工具钢构成的上模座121固定组装于未图示的可动台板。在该上模座121下固定并组装有上加热加压部116。在比该上加热加压部116(夹紧面116a)靠下侧固定并组装有例如由合金工具钢构成的固定间隔部122(间隔部)。该固定间隔部122为了利用上加热加压部116和下加热加压部117夹紧工件W，与工件W的厚度相应地调整设置，根据工件W的厚度，也存在不需要的情况。
在下模112中，例如由合金工具钢构成的下模座123固定并组装于未图示的固定台板。例如由合金工具钢构成的多个销状的支承销124(支承部)立起地排列并组装在该下模座123上。另外，为了抑制来自下模112的热量借助支承销124传导到工件W，支承销124优选为导热系数较小的材质，也可以使用陶瓷、耐热玻璃这样的材质。
另外，供支承销124贯穿的孔123a以与工件W相应的任意间隔设置在下模座123上。支承销124的一端侧的销头利用例如由合金工具钢构成的固定部125防脱固定地组装。这样设置的多个支承销124长度相同，在这些支承销124的另一端侧支承(载置)有工件W。
另外，下加热加压部117能够在下模112内上下运动地组装在下模座123的上方。在该下加热加压部117中，沿厚度方向贯穿地形成有多个通孔117b。多个支承销124贯穿被设置于下加热加压部117的多个通孔117b中地进行设置。因此，在下加热加压部117上下运动的情况下，各通孔117b的孔壁面与支承销124滑动。下加热加压部117和固定部125为了即使各自热膨胀支承销124也能够顺畅地滑动，优选由热膨胀系数相同的材质构成。另外，只要使上述多个通孔117b与支承销124的外径相比成形得足够大，就也可以使用热膨胀系数不同的材质。
下加热加压部117被支承固定在例如由合金工具钢构成的多个支承杆126的一端。在下模座123和组装在该下模座123上的固定部125中，沿厚度方向贯穿并连通地以规定间隔形成有多个通孔123a。多个支承杆126分别贯穿在多个通孔123a中地设置。支承杆126的另一端隔着绝热材料127固定并组装于例如由合金工具钢构成的杆升降部128。该杆升降部128与未图示的能够沿上下方向升降的升降机构固定并进行组装。在使该升降机构工作时，下加热加压部117借助竖立设置于杆升降部128的支承杆126上下运动。在下加热加压部117上下运动时，各支承杆126在贯穿下模座123和固定部125的各通孔123a内滑动。
另外，通过用多个支承杆126浮动支承下加热加压部117，难以向升降机构侧(杆升降部128侧)发散下加热加压部117的热量。另外，通过绝热材料127介于支承杆126与杆升降部128之间，更加难以传导热量。
接着，具体地说明接合装置101A的支承机构110。如图12所示，下模112具有沿上下方向贯穿下加热加压部117地设置的多个支承销124。通过下加热加压部117向上运动，支承销124相对地自夹紧面117a退避，移动到该面的下方(参照图14)。另一方面，通过下加热加压部117向下运动，支承销124相对地自夹紧面117a突出(参照图13)。
多个支承销124例如以矩阵状平面配置在下模座123上，对载置有工件W的支承板129进行支承。即，下模112具有支承板129，该支承板129用于支承被设置得在比下加热加压部117及支承销124靠上侧的工件W。在此，各支承杆126以均等的间隔配置，使得支承板129不会因自重而挠曲并导致高度不均匀。通过使用该支承板129来支承工件W，能够在夹紧时将工件W与上加热加压部116(固定间隔部122)平行地配置。另外，在工件W的刚性较高的情况、例如将刚性较高、挠曲较少的基板(例如陶瓷基板)用作布线基板102的情况下，能够省略支承板129。
在支承销124自下加热加压部117的夹紧面117a突出的状态下，支承机构110借助支承板129支承工件W(参照图12、图13)。另外，在支承机构110中，下加热加压部117向上运动而使支承销124相对地自夹紧面117a退避(拉入)，将工件W自支承销124借助支承板129交接到下加热加压部117(参照图14)。即，被交接到下加热加压部117的工件W借助支承板129被载置在夹紧面117a上。
该支承机构110利用支承销124浮动支承工件W，直到被供给到上模111与下模112之间的工件W从支承销124交接到下加热加压部117为止。因此，即使在上加热加压部116、下加热加压部117带有热量的情况下，工件W也能浮动支承在贯穿下加热加压部117的支承销124上，因此，能够抑制导热。即，能够抑制将工件W的布线基板102和电子零件103接合(准接合)的粘接层104(参照图19)进行硬化。这样，支承销124也可以说是绝热用销。
在加热加压机构113中，如图14所示，在下加热加压部117隔着支承板129将工件W载置在夹紧面117a上的状态下，将其按压于上加热加压部116的夹紧面116a来进行夹紧。然后，上加热加压部116及下加热加压部117夹紧着工件W来进行加热加压。即，下加热加压部117在夹紧着工件W的状态下进一步向上运动，将工件W强有力地按压于上加热加压部116，从而利用上加热加压部116和下加热加压部117进行加热加压，将工件W的各构件(布线基板102、电子零件103)接合(参照图21)。
这样，通过由上加热加压部116和下加热加压部117夹持来夹紧工件W，能够对包含借助粘接层104层叠的布线基板102及电子零件103的工件W快速地加热。
在该接合装置101A中，即使是包含因规定温度而熔融的连接凸块106以及与加热的总量相应地熔融及硬化的粘接层104这样的工件W，也能够可靠地连接。即，在粘接层104因热量而硬化之前，在短时间内使连接凸块106熔融，将连接焊盘105和连接凸块106接合。之后，由于能够使粘接层104硬化，因此，能够提高布线基板102和电子零件103的连接可靠性。下面，参照图3(A)及图3(B)来具体说明接合装置101A的效果。在图3(A)及图3(B)中，将横轴设为时间t，左纵轴设为粘度η，右纵轴设为温度T，示出了工件W的温度T、粘接层104的粘度ηn、连接凸块106的粘度ηb。
如图3(A)所示，加热后的粘接层104的粘度ηn以相对于时间t描画为向下凸的抛物线的方式变化。在该粘接层104中，成为粘度下降到如下程度的状态：在施加规定热量的时刻，粘度ηn最低，在最低的粘度ηn的前后熔融的连接凸块106能够接合。在图3(A)中，将该状态表示为粘度ηn低于虚线的范围。在低于该虚线的范围内，通过将熔融的连接凸块106和连接焊盘105接合，能够提高布线基板102和电子零件103相互间借助粘接层104连接的可靠性(参照图21)。
但是，如图3(B)所示，在无法使布线基板102的温度T在短时间内升温的情况下，粘接层104的粘度ηn降低的时机早于连接凸块106的粘度ηb降低的时机，无法使时机一致。具体地讲，在粘接层104的粘度ηn低于虚线的范围内，连接凸块106的粘度ηb未降低。在这种情况下，也有可能无法可靠地将布线基板102的连接焊盘105和电子零件103的连接凸块106电连接。但是，采用接合装置101A，能够使工件W的温度T迅速地在短时间升温。由此，能够使粘接层104的粘度ηn降低的时机与连接凸块106熔融而粘度ηb降低的时机一致。
接着，具体地说明接合装置101A的密封机构114。如图12所示，密封机构114具有设置在上加热加压部116和下加热加压部117的周围、用于将内置有工件W的空间密封的上密封块132及下密封块133。
下密封块133是例如由合金工具钢构成的筒状的构件，其固定并组装在下模座123的上表面周缘侧。利用下模座123和下密封块133，在下模112中形成有开口于上模111侧的凹状的箱部137。在该下模112所具有的箱部137内收纳有下加热加压部117及支承销124。在下密封块133的上端部还设有密封构件134(例如O型密封圈)。
另外，上密封块132是例如由合金工具钢构成的筒状的构件，其固定并组装在上模座121的下表面周缘侧。即，利用上模座121和上密封块132，在上模111中形成有开口于下模112侧的凹状的箱部136。在该上模111所具有的箱部136内收纳有上加热加压部116。另外，上密封块132的下端部与设有密封构件134的下密封块133的上端部相对设置。
另外，在接合装置101A中，在下模座123的通孔123a中，为了使支承杆126顺畅地滑动，需要设置通孔123a与支承杆126之间的微小的间隙。因此，密封机构114在通孔123a内设有密封构件135(例如O型密封圈)，该密封构件135用于密封下模座123的通孔123a与支承杆126之间的间隙。
通过上模座121和下模座123接近，箱部136的缘部和箱部137的缘部接触，在内部形成有密闭空间131(参照图13)。通过在密闭空间131中内置工件W，能够利用上加热加压部116、下加热加压部117更快速地加热工件W。另外，在本实施方式中，下模座123和下密封块133在其内部具有加热器138(加热部)。由此，能够更快速地加热被内置在密闭空间131内的工件W。
另外，下模112的下密封块133具有沿着下加热加压部117的外周面设置的内壁面133a。该内壁面133a被利用设置于下密封块133的加热器138加热。因而，下加热加压部117被由加热器138加热后的内壁面133a引导而上下运动。在此，由于下加热加压部117和下密封块133及设有该下密封块133的下模座123由同一构件(例如合金工具钢)构成，因此，热膨胀系数相同。因此，通过使下模112内的各部成为均匀的温度状态，下加热加压部117和下密封块133相同程度地膨胀，因此，能够使下加热加压部117顺畅地上下运动。
接着，具体说明接合装置101A的腔室压力调整机构115。如图13所示，腔室压力调整机构115具有压缩机141(例如compresser)，该压缩机141用于通过形成在上密封块132中的空气通路139向密封的密闭空间131中导入压缩空气。
在密闭空间131中，利用来自上加热加压部116、下加热加压部117的辐射热来加热粘接层104(参照图19)。此时存在这样的情况，即，在粘接层104内产生气孔而粘接层104膨胀，有可能将电子零件103自布线基板102拉开。因此，能够通过使密闭空间131成为压缩空间来抑制气孔的产生。另外，接合装置101A在压缩空间中将多个电子零件103一并接合于布线基板102，因此，能够一边抑制气孔的产生来施加同样的压力、一边进行加热。因而，能够提高多个电子零件103借助粘接层104粘接在布线基板102上的连接可靠性。
另外，腔室压力调整机构115也可以连接用于对密封的密闭空间131进行减压的减压机(例如真空泵)来替代压缩机141。其原因在于，通过减压，能够除去粘接层104内的微细的空气。另外，也能够积极地除去浮游在密闭空间131内的微细的灰尘等异物、对粘接层104的硬化反应、处理产生影响的氧化物等。另外，腔室压力调整机构115例如也可以同时使用减压机和压缩机141，从而在减压而排除粘接层104内的空气之后使之成为压缩空间。在这种情况下，能够进一步提高多个电子零件103借助粘接层104粘接在布线基板102上的连接可靠性。
接着，参照图12～图14及图19～图21对使用本实施方式的接合装置101A将多个电子零件103一并接合在布线基板102上的接合方法与由此制造的半导体装置107的制造方法一同进行说明。图12等是示意性地表示动作中的接合装置101A的剖视图，图19等为了使动作中的接合装置101A的工件W明确，将图12等所示的工件W的主要部分放大表示。
概略地讲，本实施方式的接合方法包括这样的工序，即，利用具有上加热加压部116的上模111、及具有能够上下运动的下加热加压部117和沿上下方向延伸的支承销124的下模112将包含借助粘接层104层叠的布线基板102和电子零件103的工件W夹持来接合各构件。
首先，如图19所示，使布线基板102的多个连接焊盘105与对应的各电子零件103的多个连接凸块106相对来进行对位。接着，准备将电子零件103借助粘接层104层叠在布线基板102上而成的工件W。另外，使用包括上模111和下模112接合装置101A，上模111具有上加热加压部116，下模112具有下加热加压部117和支承销124。
在工件W中，使用公知的倒装片接合器将多个电子零件103从粘接层104侧以矩阵状相对于粘接有粘接层104的布线基板102对位，并进行准接合(准压接)。布线基板102例如是玻璃环氧基板，在其内部形成有布线图案，而且，形成有自绝缘层108暴露出的连接焊盘105。另外，电子零件103例如是半导体芯片、芯片电容器，作为连接凸块106使用焊锡凸块。另外，在本实施方式中，将连接凸块106(焊锡凸块)熔融而与连接焊盘105接合。
接着，如图12所示，在上模111和下模112分开的状态下，利用未图示的输送装置将工件W载置于下模112。具体地讲，在下模112中，利用自下加热加压部117的夹紧面117a突出的支承销124支承工件W。
接着，如图13所示，通过使上模111和下模112接近，箱部136的缘部(上密封块132的下端部)与箱部137的缘部(下密封块133的上端部)夹持密封构件134地相接触，形成密闭空间131。之后，利用腔室压力调整机构115向密封的密闭空间131中导入压缩空气，形成压缩空间。压缩空间例如能够在直到密闭空间131的密封解除为止的期间里预先形成。但是，密闭空间131为了防止空气发泡、积极地排出空气，优选至少直到粘接层104硬化为止形成。
另外，也可以在形成密闭空间131之后、形成压缩空间之前，通过空气通路139利用减压机(例如真空泵)对密封的密闭空间131进行减压。通过进行减压，能够除去粘接层104内的微细的空气、内置有工件W的密闭空间131内的异物(浮游物)。由此，能够防止异物等混入到包含布线基板102和电子零件103的半导体装置107中。
接着，如图14所示，自图13所示的状态使下加热加压部117向上运动。由此，使突出的支承销124相对地自下加热加压部117的夹紧面117a退避，将工件W从支承销124交接到夹紧面117a并载置于夹紧面117a。接着，使下加热加压部117进一步向上运动，将载置的工件W按压于上加热加压部116的夹紧面116a来进行夹紧。接着，利用上加热加压部116和下加热加压部117夹紧着工件W的状态下进行加热加压。
由于上加热加压部116和下加热加压部117被预先加热，因此，从下加热加压部117自支承销124接收工件W时开始、或者上加热加压部116利用下加热加压部117碰到工件W时开始直接加热工件W。利用上加热加压部116和下加热加压部117从两侧夹持并进行加热的工件W开始被快速地加热。另外，利用来自上加热加压部116、下加热加压部117的辐射热，使密闭空间131内的温度上升，因此，工件W会被间接地加热。
如图3(A)所示，在工件W的温度T快速上升时，连接凸块106快速地熔融。即，连接凸块106的粘度ηb快速降低。若粘接层104的粘度ηn在低于图3(A)所示的虚线的范围内，则粘接层104是熔融状态，因此，能够将熔融的连接凸块106和连接焊盘105按压而可靠地接合。即，能够提高布线基板102和电子零件103相互间借助粘接层104连接的可靠性。
这样，能够使用接合装置101A对包含在布线基板102上粘接的多个电子零件103的工件W夹紧而将各构件一并接合于该工件W。另外，能够制造在布线基板102上安装有电子零件103的半导体装置107。
像本实施方式这样，通过在加热的同时进行加压，在将连接焊盘105和连接凸块106接合时连接凸块106熔融，因此，能够容易地将连接焊盘105和连接凸块106接合(压接)。另外，通过直到在布线基板102上安装电子零件103为止维持压缩空间，即使在粘接层104中含有微细的空气，也能够压缩微细的空气使其微小化。由此，能够利用粘接层104在布线基板102和电子零件103之间高品质地进行底部填充。结果，能够降低设置于工件W的连接焊盘105和连接凸块106的连接不良，并且，提高布线基板102和电子零件103的连接可靠性。
接着，在工件W的接合完成之后停止腔室压力调整机构115的加压，使下加热加压部117向下运动，使载置的工件W离开上加热加压部116的夹紧面116a。接着，如图13所示，自图14所示的状态使下加热加压部117向下运动，使支承销124自下加热加压部117的夹紧面117a突出，将工件W交接到支承销124。接着，如图12所示，通过使上模111和下模112分开，打开由上下的箱部136、137构成的密闭空间131。接着，通过由未图示的输送装置自下模112搬出工件W，1个工件W的接合动作结束。在这种情况下，也可以通过在由支承销124支承工件W之后维持规定时间，在降低连接凸块106的温度而硬化之后将工件W搬出。
另外，并不限定于支承杆126固定于杆升降部128的构造，也可以使多个支承杆126分别升降动作。例如也可以相对于平衡较佳地支承在下加热加压部117的下表面内的、至少3根以上各支承杆126，如图15所示那样设置能够分别升降驱动的驱动部128a。在这种情况下，能够根据各驱动部128a的驱动量、各支承杆126正上方位置的夹紧面117a的高度等来控制夹紧面117a相对于夹紧面116a的姿态。由此，能够将开始夹紧工件W时的两夹紧面116a、117a的间隙极为准确地形成均匀的状态。因此，能够均匀地夹紧工件W，因此，不对电子零件103施加横向的力就能够良好地接合。另外，即使工件W大型化，也能够以均匀的压力夹紧整个工件W，因此，即使是大型的工件W，也能够良好地接合。
接着，对使用半导体装置的接合装置及接合方法的另一例子进行说明。
实施例7
参照图16～图18等说明本实施方式的接合装置101C。在实施例6中，作为支承部使用了固定于下模座123的支承销124，但在本实施方式中，在使用不固定而能够上下运动的可动支承销141的方面有所不同。另外，在实施例6中，作为间隔部使用了固定于上模座121的固定间隔部122，但在本实施方式中，在使用不固定而能够上下运动的可动间隔部144的方面有所不同。下面，以该不同点为中心进行说明。
在下模112中，多个可动支承销141分别插入到形成于下模座123的多个通孔123b中。这些可动支承销141的另一端组装于能够沿上下方向升降的销升降部142。这样，在本实施方式中，无论下加热加压部117如何，使工件W接近至与上加热加压部116接触之前，在即将接触之前抑制粘接层104进行硬化。在通孔123b中具有用于将通孔123b与可动支承销141之间密封的密封构件143。
本实施方式的上模111具有设置在比上加热加压部11的下侧的、能够上下运动的可动间隔部144。即，可动间隔部144组装成在上模座121的下方能够上下运动。
可动间隔部144是例如由合金工具钢构成的构件，在其内部形成有沿着与工件W抵接的面(参照图17)等间隔地配置的多个冷却管路147。该冷却管路147通过使由设置在外部的未图示的冷却源冷却后的液体的制冷剂或者气体的制冷剂通过其内部，能够将可动间隔部144冷却。即，可动间隔部144具有冷却功能。另外，可动间隔部144具有沿着与工件W抵接的面(参照图17)等间隔地配置的多个加热器148(热源)。即，可动间隔部144具有加热功能。
另外，在可动间隔部144中，冷却功能和加热功能不是同时使用的。因此，能够交替地配置冷却管路147和加热器148，对于抵接的工件W充分发挥各自的功能，减薄可动间隔部144来减少热容量，提高温度的升降速度。但是，为了使可动间隔部144的下表面的温度均匀，也可以采用在可动间隔部144内将冷却管路和加热器上下排列的构造。例如也可以采用将冷却管路排列在靠近夹紧面的位置，将加热器排列在冷却管路的上方的构造。
该可动间隔部144固定并组装于例如由合金工具钢构成的杆状的支承杆145的下端，利用多个支承杆145悬吊支承。在组装于上模座121的下表面的上加热加压部116中，以规定间隔形成有沿厚度方向贯穿并连通的多个通孔116b。另外，在上模座121中也形成有连通于通孔116b的通孔121a。在多个通孔116b、121a中分别插入有多个支承杆145地设置。
这些支承杆145的上端固定并组装于例如由合金工具钢构成的杆升降部146。该杆升降部146固定并组装于未图示的能够沿上下方向升降的升降机构。在利用该升降机构使可动间隔部144上下运动的情况下，支承杆145在上模座121及上加热加压部116和通孔121a、116b的孔壁面上滑动。另外，也可以在上模座121与杆升降部146之间追加拉伸弹簧，调整可动间隔部144的升降。
在本实施方式中，可动间隔部144为了冷却工件W而具有由冷却管路147提供的冷却功能。由此，在可动间隔部144接触于上加热加压部116的状态下，冷却功能停止，在可动间隔部144自上加热加压部116分开的状态下，对由支承销124支承的工件W进行冷却。即，在使工件W自上加热加压部116和下加热加压部117分开时，能够由可动间隔部144将加热的工件W冷却。由此，例如能够强制地冷却工件W，如图22所示，能够迅速地使连接凸块106凝固。
利用可动间隔部144的冷却功能，在短时间内使粘接层104完全硬化，并且，也使连接焊盘105、连接凸块106的接合部位冷却，从而能够谋求接合部位及其周边的紧密化。即，能够提高布线基板102和电子零件103相互间借助粘接层104连接的可靠性。具体地讲，通过在夹紧着工件W的状态下降低粘接层104和连接凸块106的温度，来促进连接于连接焊盘105的连接凸块106凝固(硬化)。另外，能够使粘接层104的温度低于玻化温度。由此，能够更可靠地进行电连接，从而能够防止由粘接层104的收缩引起的工件W翘曲。另外，能够缩短工件W冷却所需要的时间，也能够提高装置的处理速度。
但是，由于支承杆145滑动，因此，也存在利用与上模座121的通孔121a之间的间隙来形成空气通路的情况。因此，密封机构143在通孔121a内设有用于对上模座121的通孔121a和支承杆145之间的间隙进行密封的密封构件149(例如O型密封圈)。由此，能够在上模111与下模112之间形成密闭空间131(参照图17)。能够快速地将内置在密闭空间131中的工件W加热。
接着，参照图16～图18对使用本实施方式的接合装置101C将多个电子零件103一并接合在布线基板102上的接合方法与由此制造的半导体装置107的制造方法一同进行说明。
首先，如图16所示，准备具有上加热加压部116和可动间隔部144的上模111、及具有下加热加压部117和可动支承销141的下模112。接着，在上模111和下模112分开的状态下，利用未图示的输送装置将工件W(参照图19)载置于下模112。具体地讲，在下模112中，利用自下加热加压部117的夹紧面117a突出的可动支承销141支承工件W。
接着，通过使上模111和下模112接近，箱部36的缘部和箱部137的缘部夹持密封构件134地接触，形成密闭空间131。之后，利用腔室压力调整机构115向密封的密闭空间131中导入压缩空气，形成压缩空间(参照图13)。接着，直到工件W接触于上加热加压部116之前为止，使可动支承销141与下加热加压部117一同向上运动(参照图17)。
接着，如图17所示，使下加热加压部117向上运动，使可动支承销141相对地退避，将工件W从可动支承销141交接到下加热加压部117。接着，在停止了冷却功能的可动间隔部144接触于上加热加压部116的状态下，使下加热加压部117进一步向上运动，将工件W按压于可动间隔部144来进行夹紧。接着，利用上加热加压部116和隔着可动间隔部144的下加热加压部117夹紧着工件W的状态下进行加热加压，将各构件(布线基板102和电子零件103)接合。
接着，如图18所示，使下加热加压部117向下运动，使退避的支承销141突出，自下加热加压部117交接工件W并由支承销141支承。另外，在保持接触于工件W的状态下使可动间隔部144向下运动，使工件W自上加热加压部116分开。接着，利用冷却功能将与可动间隔部144接触并由支承销141支承的工件W冷却。
由于将由可动支承销141浮动支承的工件W冷却，因此，在短时间内使粘接层104完全硬化。与此同时，也能够将连接焊盘105、连接凸块106的接合部位冷却。由此，能够谋求接合部位及其周边的紧密化。即，能够提高布线基板102和电子零件103相互间借助粘接层104连接的可靠性。
这样，能够使用接合装置101C对包含在布线基板102上粘接的多个电子零件103的工件W进行夹紧来将各构件一并接合。另外，能够制造在布线基板102上安装有电子零件103的半导体装置107。
另外，在使可动间隔部144向上运动而与冷却后的工件W分开、并停止冷却功能之后，利用可动间隔部144所具有的加热功能，也能够一边加热可动间隔部144、一边将可动间隔部144按压于上加热加压部116。由此，能够在抑制上加热加压部116的加热温度降低的状态下接收下一个工件W。因而，能够快速地加热工件W，如上所述，能够提高布线基板102和电子零件103相互间借助粘接层104连接的可靠性。
以上，根据实施方式具体地说明了本发明，但不言而喻，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
在上述各实施例中，作为借助粘接层层叠的第1构件及第2构件，对分别包含布线基板和半导体芯片的工件进行了说明。但是，也能够应用于还层叠有第3、第4、...构件的工件。例如，第1构件也能够适用借助粘接层层叠布线基板而成的工件，第2及第3构件也能够适用借助粘接层层叠半导体芯片而成的工件。
另外，例如例示说明了布线基板102(第1构件)的连接焊盘105与电子零件103(第2构件)的连接凸块106未接触的状态的工件W(参照图19)。并不限定于此，也可以使用布线基板102的连接焊盘105与电子零件103的连接凸块106相接触的状态的工件W(参照图20)。在这种情况下，也能够夹紧工件W而将多个电子零件103一并接合于布线基板102来制造半导体装置107(参照图21)。
另外，例如在上述各实施例中，对通过加热使电子零件103的连接凸块106熔融的情况进行了说明。并不限定于此，即便使布线基板102的连接焊盘105熔融，或者，即便使布线基板102的连接焊盘105和电子零件103的连接凸块106均熔融，也能够将布线基板102和电子零件103接合。
另外，例如在上述各实施例中，对将工件W载置于下模112的情况进行了说明。并不限定于此，也可以是在上模111中利用吸附、爪的把持来支承工件W的构造。
另外，例如在上述各实施例中，也可以设置从上模或者下模中的至少任一侧对夹紧的工件W施加超声波振动的超声波振子。具体地讲，在形成于上模与下模之间的密闭空间内夹紧工件W，使连接焊盘和连接凸块抵接。在这种状态下使超声波振子振动，并且，利用加热器对抵接的连接焊盘105和连接凸块106进行加热。然后，也可以进一步对加热后的连接焊盘和连接凸块进行加压，使连接焊盘和连接凸块接合。
由此，超声波振子使抵接的连接焊盘和连接凸块振动，除去粘接层、氧化膜。另外，通过对工件W施加超声波振动直到加热的连接凸块熔融为止，能够除去更多的粘接层、氧化膜。因而，能够提高工件W的连接焊盘和连接凸块的连接可靠性。另外，在对工件W施加超声波振动的情况下，有可能自粘接层产生气孔，因此，优选在向密闭空间中送入压缩空气而成的压缩空间内利用超声波振动来起振。

Claims (19)

1.一种接合装置，该接合装置用于将多个半导体装置借助绝缘性粘接剂粘接于基板的基板端子部而成的工件利用上模和下模夹紧并进行加热加压、使上述绝缘性粘接剂硬化并且将各半导体装置的凸块电连接于基板端子部，其特征在于，
包括：
上述下模，其利用多个支承杆以自下模夹紧面分开的状态浮动支承用于载置上述工件的基板保持板；以及
上述上模，其内置有热源，能够通过将上述半导体装置按压于上模夹紧面来对支承于上述基板保持板的上述工件进行加热加压，
进行上述上模与上述下模的合模动作，使被载置于上述下模的上述基板保持板的上述工件接近上述上模夹紧面，利用辐射热对上述基板和上述半导体装置进行预加热，在合模完成时，将被保持于上述基板保持板的上述工件的上述半导体装置按压于上述上模夹紧面，
随着合模动作的进行，多个上述支承杆被压入上述下模内，移动至上述基板保持板与上述下模夹紧面紧贴为止，上述工件及上述基板保持板在被上述上模和上述下模夹入的状态下被加热加压，使上述绝缘性粘接剂硬化，并使半导体装置的凸块接合于基板端子部。
2.根据权利要求1所述的接合装置，其中，
在上述基板保持板上设有用于吸附保持上述基板的与用于安装半导体装置的安装面相反侧的面的基板吸附机构。
3.根据权利要求1所述的接合装置，其中，
在上述上模夹紧面上吸附保持有离型膜。
4.根据权利要求1所述的接合装置，其中，
在利用上述上模和上述下模合模而成的密闭空间内，以上述基板支承于上述基板保持板的状态收容该基板，且在上述密闭空间形成有减压空间或者加压空间的状态下，对上述半导体装置及基板进行加热加压。
5.根据权利要求1所述的接合装置，其中，
通过合模至使得设在上述上模的夹紧面上的止挡块和设在上述下模的夹紧面上的止挡块彼此顶接的高度，被保持于上述基板保持板的上述工件中的上述半导体装置在被按压于上述上模夹紧面的状态下被加热加压，上述基板保持板在紧贴于上述下模夹紧面的状态下被加热加压。
6.根据权利要求1所述的接合装置，其中，
在上述上模的与上述半导体装置相对应的位置和上述下模的与上述基板端子部相对应的位置中的至少一者设有冷却器。
7.根据权利要求1所述的接合装置，其中，
上述多个支承杆避开上述半导体装置正下方地配置于上述下模。
8.根据权利要求1所述的接合装置，其中，
上述支承杆利用内置于上述下模的螺旋弹簧，以该支承杆的上端自上述下模夹紧面突出而分开的状态，对上述基板保持板进行浮动支承。
9.一种接合方法，该接合方法用于将多个半导体装置借助绝缘性粘接剂粘接于基板的基板端子部而成的工件利用上模和下模夹紧并进行加热加压，从而使上述绝缘性粘接剂硬化，并且将各半导体装置的凸块电接合于该基板，其特征在于，
包括：
利用多个支承杆使保持有上述工件的基板保持板与下模夹紧面分开而支承于上述下模的工序；
预加热工序，进行上述上模和上述下模的合模动作，使内置有热源的上模夹紧面接近被支承于上述基板保持板的上述工件，利用辐射热将上述基板和半导体装置预加热至规定温度；
接合工序，随着合模动作的进行，上述半导体装置被按压于上述上模夹紧面，使多个上述支承杆退避至上述下模内，使上述基板保持板紧贴于上述下模夹紧面，合模完成，之后在将上述上模夹紧面按压于半导体装置的状态下使半导体装置升温至凸块熔融温度，使上述绝缘性粘接剂硬化，并使上述凸块接合于基板端子部。
10.根据权利要求9所述的接合方法，其中，
在上述预加热工序之前包括以下工序：
利用上述上模形成密闭空间，将上述基板在支承于上述下模的状态下收容在该密闭空间内；
抽吸上述密闭空间的空气而形成减压空间，或者向上述密闭空间中送入压缩空气而形成加压空间。
11.一种接合装置，该接合装置利用上模和下模将工件夹入来接合各构件，该工件包含借助粘接层层叠的多个构件，其特征在于，
上述上模具有用于对上述工件进行加热加压的第1加热加压部；
上述下模具有：
第2加热加压部，其能够上下运动，用于对上述工件进行加热加压；以及
支承部，其设置在比上述第2加热加压部靠上侧的位置，支承用于载置上述工件的支承板，
通过上述第2加热加压部向上运动而使上述支承部相对地自上述第2加热加压部的夹紧面退避，将上述支承板交接到上述第2加热加压部，通过上述第2加热加压部向下运动而使上述支承部相对地自上述第2加热加压部的夹紧面突出，对上述支承板进行支承。
12.根据权利要求11所述的接合装置，其特征在于，
上述支承部能够上下运动；
上述支承部的可动范围小于上述第2加热加压部的可动范围。
13.根据权利要求11所述的接合装置，其特征在于，
上述上模包括设置在比上述第1加热加压部靠下侧的、能够上下运动的可动间隔部；
上述可动间隔部具有冷却功能，在与上述第1加热加压部接触的状态下，上述冷却功能停止，在自上述第1加热加压部分开的状态下，对由上述支承部支承的上述工件进行冷却。
14.根据权利要求11所述的接合装置，其特征在于，
上述下模具有沿着上述第2加热加压部的外周面设置的内壁面、及用于加热上述内壁面的加热部。
15.根据权利要求11所述的接合装置，其特征在于，
上述上模具有开口于上述下模侧的凹形的第1箱部；
上述下模具有开口于上述上模侧的凹形的第2箱部；
在上述第1箱部内收纳有上述第1加热加压部；
在上述第2箱部内收纳有上述第2加热加压部及上述支承部；
上述第1箱部的缘部和上述第2箱部的缘部接触而形成在内部的密闭空间连接有用于压缩的压缩机和用于减压的减压机中的至少任一个。
16.一种接合方法，该接合方法利用具有第1加热加压部的上模、及具有能够上下运动的第2加热加压部和沿上下方向延伸的支承部的下模将工件夹入来接合各构件，该工件包含借助粘接层层叠的多个构件，其特征在于，
包括以下工序：
(a)利用自上述第2加热加压部的夹紧面突出的上述支承部支承上述工件；
(b)使上述第2加热加压部向上运动，使自夹紧面突出的上述支承部相对地自上述第2加热加压部的夹紧面退避，将上述工件从上述支承部载置于上述第2加热加压部的夹紧面；
(c)使上述第2加热加压部进一步向上运动，将载置的上述工件按压于上述第1加热加压部的夹紧面并进行夹紧；
(d)利用上述第1加热加压部和第2加热加压部在夹紧着上述工件的状态下进行加热加压。
17.根据权利要求16所述的接合方法，其特征在于，
在上述(b)工序中，上述支承部也与上述第2加热加压部一同向上运动至上述工件与上述第1加热加压部接近的位置为止。
18.根据权利要求16所述的接合方法，其特征在于，
上述上模具有设置在比上述第1加热加压部靠下侧的、具有冷却上述工件的冷却功能的能够上下运动的可动间隔部；
该接合方法包括以下工序：
(e)在上述(d)工序之后，使上述第2加热加压部向下运动而使退避的上述支承部突出，利用上述支承部自上述第2加热加压部支承上述工件，并且，在保持与上述工件接触的状态下使上述可动间隔部向下运动，使上述工件自上述第1加热加压部分开；
(f)在上述(e)工序之后，利用上述冷却功能对与上述可动间隔部接触并由上述支承部支承的上述工件进行冷却。
19.根据权利要求16所述的接合方法，其特征在于，
上述上模具有设置在比上述第1加热加压部靠下侧的、具有冷却上述工件的冷却功能的能够上下运动的可动间隔部；
该接合方法包括以下工序：
(e)在上述(d)工序之后，使上述第2加热加压部向下运动而使退避的上述支承部突出，利用上述支承部自上述第2加热加压部支承上述工件，并且，在保持与上述工件接触的状态下使上述可动间隔部向下运动，使上述工件自上述第1加热加压部分开；
(f)在上述(e)工序之后，利用上述冷却功能对与上述可动间隔部接触并由上述支承部支承的上述工件进行冷却；
(g)在上述(f)工序之后，使上述可动间隔部向上运动而与冷却后的上述工件分开，并且，在停止上述冷却功能之后，一边利用上述可动间隔部所具有的加热功能来加热上述可动间隔部，一边将上述可动间隔部按压于上述第1加热加压部。
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