CN114430655B - 电子部件接合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子部件接合装置，能够高精度地定位并接合电子部件与基板，不会对微细电子部件造成损伤，还能够获得高可靠性的接合质量。本发明的电子部件接合装置，包括：接合头(11)，用于将电子部件(M)吸附在夹头(20)上，为了与基板(P)接合，使电子部件(M)相对于基板(P)在垂直方向上移动；工作台(16)，具有用于吸附基板(P)并加热基板(P)加热器(18)；腔室(15)，从侧壁部(23)向进行电子部件(M)与基板(P)的接合的接合加工室(22)供给惰性气体(G)，并将内部维持在低氧浓度；电子部件(M)，吸附在筒夹(20)上；以及上下双视场照相机单元(45)，被插入与被吸附在载物台(16)上的基板(P)之间，能够同时识别电子部件(M)的外形和基板(P)的基准标记(56)。

Description

电子部件接合装置

技术领域

本发明涉及一种电子部件接合装置。

背景技术

以往，在将电子部件接合在基板上时，如果相互的接合面被氧化，则有时不能得到充分的接合质量。近年来，电子部件的微细化程度不断提高，接合时需要电子部件与基板的高精度对准，因此，行业普遍需要一种能够在接合时防止接合面氧化且能够进行高精度对准的电子部件接合装置。

现有技术中，有一种在基板上形成线状焊料接合部来接合电子部件的电子部件接合装置。在该电子部件接合装置中，通过等离子体处理除去所供给的线状焊料表面的氧化膜，进而在内部被控制为低氧浓度的腔室内使线状焊料熔融，并将电子部件接合在基板上(例如，参照专利文献1)。

另外，还有一种电子部件接合装置，其具有用于同时检测电子部件的位置和基板的位置的上下双视场照相机单元，能够进行电子部件与基板的高精度的对准(例如，参照专利文献2)。该电子部件接合装置具有用于加热基板的加热器以及用于加热电子部件的加热器，并且能够在将设置于电子部件的电极上的焊料层熔融后进行接合的能力。

【先行技术文献】

【专利文献1】日本特开2012-99524号公报

【专利文献2】日本特开2017-183451号公报

然而，在专利文献1的电子部件接合装置中，线状焊料供给部、在基板上成形熔融焊料的整形部、以及接合部这三个单元被配置为在连通腔室的外部和内部的开口部上下移动。而且，输送电子部件与基板的导轨从腔室入口贯通至出口。这样，由于腔室具有4处或5处开口部，因此无法在氧浓度充分降低的状态下进行接合。另外，由于在腔室内进行多个工序，腔室的容积变大，导致难以将内部控制为低氧浓度，因此不能确保接合质量。

另外，在专利文献2的电子部件接合装置中，在基板和电子部件之间插入上下双视场照相机单元，同时拍摄基板和电子部件的电极配置图案或基准标记，并修正位置偏移。但是，由于双视场照相机单元时通过拍摄电子部件接合面的反射光，并通过图像处理来识别位置，因此如果电子部件的反射面有伤痕或污渍，则有可能无法进行正确的位置识别。另外，专利文献2的电子部件接合装置是在基板吸附侧(载物台)和电子部件吸附侧(筒夹)均具有加热器的结构，因此导致电子部件升降机构(接合头)在结构上大型化、复杂化。

鉴于这种情况，本专利的目的在于提供一种电子部件接合装置，其能够将电子部件与基板高精度地定位并接合，同时又不会对微细的电子部件造成损伤，能够得到高可靠性的接合质量。

发明内容

【1】本发明的电子部件接合装置，用于将电子部件与基板接合，其特征在于，包括：接合头，将所述电子部件吸附在筒夹(Collet)上，为了与所述基板接合从而使所述电子部件相对于所述基板在垂直方向上移动；载物台，吸附所述基板并具有用于加热所述基板的加热器；腔室，从侧壁部向用于进行所述电子部件与所述基板接合的接合加工室供给惰性气体，并将内部维持在低氧浓度；以及上下双视场照相机单元，在所述腔室的上部，被插入至由所述筒夹吸附的所述电子部件与由所述载物台吸附的所述基板之间，能够同时识别所述电子部件的外形以及所述基板的基准标记。

【2】在本发明的电子部件接合装置中，所述腔室具有用于封堵上部开口部的透明玻璃板，在所述玻璃板上设置有能够插通所述基板和所述筒夹的贯通孔。

【3】在本发明的电子部件接合装置中，所述接合加工室中的氧浓度小于等于100PPM。

【4】在本发明的电子部件接合装置中，所述筒夹具有用于吸附所述电子部件的吸附面，并且还具有：由低热传导率的材料构成的电子部件吸附构件、以及反射面，所述反射面比所述电子部件的外形更向外侧扩张且其朝向所述电子部件的面被加工成镜面。

【5】在本发明的电子部件接合装置中，所述电子部件吸附构件由聚酰亚胺系树脂构成，其热传导率小于等于2W/mK。

【6】在本发明的电子部件接合装置中，进一步包括：

载荷传感器，在所述电子部件与所述基板接合时，用于检测附加在所述电子部件上的载荷；以及压电(Piezo)驱动部，根据所述载荷传感器的检测值控制所述载荷，从所述腔室一侧起依次串联配置有所述筒夹、所述载荷传感器、以及所述压电驱动部。

【7】在本发明的电子部件接合装置中，在所述电子部件以及所述基板的各接合面上形成有Au层或Au-Sn层，所述电子部件接合装置将所述基板加热至300℃～500℃，并利用共晶反应来接合所述电子部件。

发明效果

根据本发明的电子部件接合装置，由于其具有上下双视场照相机单元用于同时识别电子部件的外形和基板的基准标记并进行对准，因此即使在电子部件的接合面上有伤痕或污垢等，也能够明确地识别电子部件。这样一来，就能够高精度地定位并接合电子部件与基板。另外，由于电子部件与基板的接合在低氧浓度的腔室(接合加工室)中进行，因此能够抑制电子部件与基板的接合面的氧化。另外，通过用载荷传感器检测接合时附加在电子部件上的载荷，并根据检测结果利用压电驱动部对载荷进行微调，就能够在不对微细的电子部件造成损伤的情况下获得高可靠性的接合质量。

附图说明

图1是从正面观察电子部件接合装置1时的概略结构图，图中展示的是接合前的状态。

图2是从接合头11侧观察腔室15时的平面图。

图3是筒夹20的结构图，图中展示的是吸附了电子部件M时的状态。

图4是上下双视场照相机单元45的示例性配置图。

图5是电子部件接合装置1将电子部件M接合在基板P上时的状态图。

图6是用于说明在一个基板P上接合两个电子部件M时的示例放大图。

图7是使用电子部件接合装置1进行电子部件M与基板P的接合时的接合方法主要工序流程图。

具体实施方式

以下，参照图1～图7对本发明的电子部件接合装置1进行说明。以下说明的各图是比例尺缩放，实际尺寸存在差异。

【电子部件接合装置1的结构】

图1是从正面观察电子部件接合装置1时的概略结构图，图中展示的是接合前的状态。在图1中，以左右方向为Y方向、上下方向为Z方向或高度方向、纸面进深方向为X方向进行说明。电子部件接合装置1具有基板载置部10以及接合头11。基板载置部10吸附保持有作为被接合构件的基板P。基板P主要是以硅、陶瓷、玻璃等为材料的半导体元件，也包括其他有源元件等。接合头11吸附保持作为接合构件的电子部件M。在本示例中，作为接合对象的电子部件M是例如LED元件或激光发光元件等边长为约2mm以下的芯片。这种电子部件M以及基板P的接合有时被称为热沉(Submount)。不过，电子部件M的平面尺寸不限于上述示例的尺寸。

基板载置部10具有配置在架台基座12上的X轴驱动部13、配置在X轴驱动部13上的Y轴驱动部14、以及腔室15。在图1中，腔室15为截面图，其具有上部开口的俯视呈四边形的容器形状，并在内部底面配置有用于吸附基板P的载物台16。载物台16(基板P)可以通过X轴驱动部13与腔室15一起在X方向上移动，也可以通过Y轴驱动部14在Y轴方向上移动。在载物台16和腔室16的底部设置有用于真空吸附基板P的真空路17。真空路17通过柔性管等与未图示的真空装置连接。在载物台16的内部埋设有加热器18，可以通过载物台16将基板P加热到300℃～500℃。

腔室15的上部开口部15a由高透光性的玻璃板19封堵。不过，在玻璃板19的中央部设置有贯通孔21，该贯通孔21能够贯穿基板P，并且能够贯穿吸附了电子部件M的筒夹20。通过使用玻璃板19作为封堵腔室15的上部开口部15a的构件，就能够从腔室15的外部观察接合加工室22，从而确认内部是否被污垢和异物侵入并能够适当地进行接合加工室22的维护等。接合加工室加工22同时也是在腔室15中用于进行电子部件M与基板P接合的空间。

电子部件M通过贯通孔21与基板P接合。为了将接合加工室22维持在低氧主动环境，贯通孔21的尺寸被设置为能够在贯穿基板P和筒夹20的情况下尽量得小。在本示例中，贯通孔21的大小为边长为10mm左右的四边形。另外，贯通孔21也可以形成为接近圆形的形状。贯通孔21的形状和大小与基板P的形状和平面尺寸相对应(基板能够被贯穿的形状和大小)。接合加工室22能够通过氮气或氩气等惰性气体G将内部维持在低氧浓度。另外，在本示例中，将接合加工室22尺寸设为了边长为50mm的立方体。

在腔室15四周的侧壁部23上设有惰性气体流路25，该惰性气体流路25具有向接合加工室21喷射惰性气体G的多个喷射孔24。惰性气体流路25通过柔性管等与未图示的惰性气体供给装置连接。在接合加工室21中设置有氧气浓度计26，接合加工室22内的氧气浓度被控制在小于等于100PPM的水平。惰性气体供给装置根据氧气浓度计26的检测结果，调整惰性气体G的喷射量以使氧气浓度小于等于100PPM。腔室15的更详细的说明将参照图2进行说明。

接下来，说明接合头11的结构。接合头11从腔室15一侧依次具有：用于吸附电子部件M的筒夹20、用于检测电子部件M与基板P接合时所施加的载荷的载荷传感器30、以及用于使筒夹20(电子部件M)沿Z方向、X方向、Y方向移动的压电驱动部31。压电驱动部31是用于使电子部件M在Z方向细微移动的致动器。筒夹20通过筒夹支撑部32被固定在载荷传感器30上。筒夹20、载荷传感器30、以及压电驱动部31被配置在中心轴Zp上从而构成筒夹单元33，筒夹单元33与Z轴可动部34连接。

Z轴可动部34是能够通过Z轴引导件35顺着接合头支柱36升降的结构，其通过滚珠丝杠机构37上升或下降。滚珠丝杠机构37由Z轴电动机38和滚珠丝杠39构成。Z轴电机38固定在固定有接合头支柱36的上部基座40上。上部基座40固定在主体框架(未图示)上。箱型的Z轴可动部34在内部具有θ轴电动机41，θ轴电动机41以中心轴Zp为旋转中心使筒夹单元33旋转。在筒夹20上设置有用于真空吸附电子部件M的真空路27，真空路27通过柔性管等与未图示的真空装置连接。关于筒夹20的结构，将参照图3详细说明。

上述接合头11通过滚珠丝杠机构37迅速移动电子部件M至可与基板P接合的位置，并通过压电驱动部31在Z方向上微速移动，将电子部件M接合在基板P上。

如图1所示，在腔室15的上部，在被筒夹20吸附的电子部件M与被载物台16吸附的基板P之间配置有上下双视场照相机单元45。上下双视场照相机单元45具有用于识别电子部件M及基板P的上下视场部46，通过上下视场部46同时识别电子部件M的位置和基板部件P的位置。在上下视场部46中配设有第一棱镜65。上下视场照相机单元45通过图像处理检测电子部件M与基板P之间的相对偏移量。基板P通过X轴驱动部13和Y轴驱动部14修正基板P与电子部件M之间的位置偏移，通过θ轴电动机41修正电子部件M相对于基板P的姿态。另外，上下双视场照相机单元45在将电子部件M接合在基板P上时，会退避到不妨碍接合工序的位置。后述将参照图4详细说明上下双视场照相机单元45的结构。

图2是从接合头11侧观察腔室15时的平面图。也参照图1进行说明。对图1中说明的部件、要素标注与图1相同的符号。腔室15固定在Y轴驱动部14的上部。腔室15具有四个侧壁部23，四个侧壁部23各自具有惰性气体流路25，各惰性气体流路25上设有用于喷射惰性气体G的多个喷射孔24。腔室15的上部开口部15a被玻璃板19封堵，在玻璃板19的中央部设置有贯通孔21。从该贯通孔21的上方能够看到接合后的电子部件M和基板P。

基板P在被定位成与电子部件M的接合位置的中心与中心轴Zp一致的状态下被载置台16吸附。筒夹20将中心轴Zp作为Z方向的移动轴，基板P使基板P在X轴方向及Y轴方向移动，以使应该接合电子部件M的位置的中心与中心轴Zp对准。

图3是筒夹20的结构图，图中展示吸附了电子部件M后的状态。其中，图3(a)是侧视图，图3(b)是从箭头A方向观察图3(a)时的俯视图。筒夹20由固定在筒夹支撑部32上的筒夹主体部50、形成在筒夹主体部50的前端且比电子部件M的外形更向外侧扩展的镜面构成的反射面51、以及用于吸附电子部件M的电子部件吸附构件52构成。即，反射面51具有能够投影电子部件M的整体外形(至少是电子部件M的四个角落部)的大小和形状。在电子部件吸附构件52、夹具主体部5、以及筒夹支撑部32上均设置有真空路27。

电子部件吸附构件52采用聚酰亚胺系树脂等低热传导性材料，其热传导率小于等于2W/mK。即，电子部件吸附构件52为隔热构件。电子部件吸附构件52具有用于吸附电子部件M的吸附面57，吸附面57的尺寸和形状不会妨碍上下双视场照相机单元45识别电子部件M。在接合电子部件M与基板P时，从载物台16向基板P和电子部件M有效地传导热，从电子部件M隔着作为绝热材料的电子部件吸附构件52从而不使热量扩散至筒夹主体部50。这样一来，就能够在短时间内到达使电子部件M与基板P的接合部发生共晶反应的温度。

构成电子部件吸附构件52的材料不仅热传导率低，还具有低磨损性、耐热性、机械强度、耐蠕变性和尺寸稳定性等优异特性，并且轻量化。另外，在电子部件M中，将被电子部件吸附构件52吸附的面作为被吸附面53，将与基板P接合的面作为接合面54。被吸附面53是有源面。在本示例中，电子部件M与基板P的接合手段是共晶接合，在电子部件M的接合面54以及基板P的接合面55(参照图1)上，作为接合层形成有Au或Au-Sn层。接合层是通过溅射、蒸镀或电镀等形成的厚度为2～3μm的层。不过，电子部件M与基板P的接合方式不限于共晶接合，也可以是焊锡接合。在焊锡接合的情况下，在基板P的接合面55上形成焊锡层。另外，图3(b)展示的是将一个电子部件M接合在基板P上的例子，因此也可以将多个电子部件M接合在一个基板P上。关于这一点，后述将参照图6进行说明。接下来，参照图4说明上下双视场照相机单元45的结构。

图4是上下双视场照相机单元45的结构图，其中，图4(a)是俯视图，图4(b)是上下双视场照相机单元45识别电子部件M和基板P的说明图。上下双视场照相机单元45具有：用于识别电子部件M的第一识别照相机60、具有用于识别基板P的第二识别照相机61的照相机单元62、用于使照相机单元62在X方向上移动的光学系统X轴驱动部63、以及用于使照相机单元62在Y方向上移动的光学系统Y轴驱动部6。其中，第一识别照相机60和第二识别照相机61为CCD照相机。

照相机单元62由配置在上下视场部46的第一棱镜65、配置在第一棱镜65的X方向两侧的第二棱镜66和第三棱镜67、第一识别照相机60、第二识别照相机61以及用于收纳这些的框体68构成。上下视场部46的上开口部69具有第1棱镜65能够投影来自筒夹20的反射面51的反射光、即能够投影电子部件M的外形形状的开口面积。上下视场部46的下开口部70具有第一棱镜65能够投影基板P的基准标记56(参照图6)的开口面积。在进行电子部件M及基板P的识别时，通过光学系统X轴驱动部63及光学系统Y轴驱动部64移动，以使上下视场部46的中心位置与筒夹20的中心轴Zp一致。另外，光学系统Y轴驱动部64能够使照相机单元62退避到在接合时不会妨碍筒夹20的动作的位置。

接着，一边参照图4(a)、(b)，一边对电子部件M与基板P的对准进行说明。首先，说明电子部件M侧的光路A(用实线表示光路A)。来自筒夹20的反射面51的反射光经由第一棱镜65、第二棱镜66入射到第一识别照相机60中，第一识别照相机60识别到电子部件M的外形。接着，对基板P侧的光路B进行说明(用虚线表示光路B)。来自基板P的反射光经由第一棱镜65、第三棱镜67入射到第二识别照相机61中，第二识别照相机61识别到基板P的基准标记56。另外，基准标记56是设置在基板P上的所谓对准标记，但在基板P上形成有布线图案的情况下，也可以将该布线图案的一部分作为基准标记，还可以将基板P的外形作为基准标记。

上下双视场照相机单元45将所得到的电子部件M和基板P的图像数据通过图像处理计算出电子部件M和基板P在X方向和Y方向上的位置偏移和姿态偏移(平面方向的偏移角度θ)，基板P通过X轴驱动部13和Y轴驱动部14进行修正，以使接合位置的中心位置与中心轴Zp一致。接着，对电子部件M、基板P和电子部件M接合进行说明。

图5是电子部件接合装置1将电子部件M接合在基板P上时的状态图。由于电子部件接合装置1的结构在图1中进行了说明，所以此处省略说明。基板P按照电子部件M的接合位置的中心与筒夹20的中心轴Zp一致的方式被吸附在载物台16上。电子部件M在被吸附在筒夹20上的状态下，相对于基板P的位置及姿态进行修正。

具体接合方法是：驱动滚珠丝杠机构37，使电子部件M迅速移动到即将与基板P接触前。接着，一边利用载荷传感器30测定电子部件M的按压力(载荷)，一边使压电驱动部31微动，一边施加一定时间的适当载荷，将电子部件M共晶接合在基板P上。在电子部件M与基板P接合时，接合加工室22的氧浓度被控制在小于等于100PPM的水平，基板P被加热器18加热到300℃～500℃。上下双视场照相机单元45退避到远离筒夹20的位置。

上述电子部件接合装置1是在一个基板P上接合一个电子部件M，但也可以在一个基板P上接合多个电子部件M。关于这一点，参照图6进行说明。

图6是用于说明在一个基板P上接合两个电子部件M的示例放大图。其中，图6(a)是接合了最初接合电子部件M1后的状态，图6(b)表示接合了第二个电子部件M2后的状态，图6(C)时将电子部件M1、M2接合在基板P上的状态剖视图。筒夹20在中心轴Zp上移动，因此通过X轴驱动部13和Y轴驱动部14(均参照图1)，使基板P的电子部件接合位置的中心P1与中心轴Zp一致。然后，使用上下双视场照相机单元45修正电子部件M1相对于基板P的位置及姿态，使筒夹20下降，将电子部件M接合在基板P上。图6(a)中所示P2表示接下来要接合的电子部件M2的接合位置。

在接合第二个电子部件M2时，通过X轴驱动部13和Y轴驱动部14(均参照图1)使基板P的电子部件的接合位置的中心P2与中心轴Zp一致。然后，使用上下双视场照相机单元45修正电子部件M2相对于基板P的位置及姿态，再使筒夹20下降，将电子部件M接合在基板M上。另外，电子部件M的数量不限于两个，即使是三个或更多个电子部件M也可以按照接合两个电子部件时同样地进行接合。另外，在电子部件接合装置1中，也可以将尺寸和形状不同的电子部件接合在一个基板P上。

【电子部件M的接合方法】

图7是使用电子部件接合装置1进行电子部件M与基板P的接合时的接合方法主要工序流程图。在电子部件接合装置1开始运转之前，向腔室15内喷射惰性气体G，使接合加工室22的氧浓度小于等100PPM，预先将载置台16的温度加热到300℃～500℃。在确认腔室15内的环境良好的状态下，从玻璃板19的贯通孔21插入基板P，输送到载物台16的规定位置并吸附基板P(步骤S1)。基板P的输送通过未图示的传输装置等进行。

接着，输送电子部件M并吸附在筒夹20(电子部件吸附构件52)上(步骤S2)。电子部件M的输送通过未图示的传输装置等进行。接着，使筒夹20下降，将电子部件M移动到上下双视场照相机单元45可识别的位置(步骤S3)，将上下双视场照相机单元45移动到能够识别基板P和电子部件M的位置(步骤S4)。上下双视场照相机单元45识别到基板P和电子部件M(步骤S5)，通过图像处理根据基板P和电子部件M的位置偏移计算出电子部件M的位置和姿态的修正量(步骤S6)。

接着，根据计算出的修正量，通过X轴驱动部13和Y轴驱动部14修正X方向和Y方向上的位置偏移，通过θ轴电动机41修正姿态偏移(电子部件M的平面方向的角度θ相对于基板P的偏移)(步骤S7)。

在基板P与电子部件M的对准结束后，使上下双视场照相机单元45退避(步骤S8)，使筒夹20下降，将电子部件M压接在基板P上进行接合(步骤S9)。在该接合工序中，利用滚珠丝杠机构37迅速移动到电子部件M即将与基板P接触或接触之前，在接触后，利用载荷传感器30检测接合时的载荷，并利用压电驱动部31以微速按压电子部件M，以免对电子部件M和基板P造成过载荷。

基板P与电子部件M的接合结束后，使筒夹20从腔室15退避到初始位置(步骤S10)，将接合有电子部件M的基板P从腔室15送出(步骤S11)。基板P的送出通过未图示的传输装置等进行，也可以共用将基板P搬送到载物台16时使用的搬送装置。以上说明的工序流程为接合单个电子部件M时的情况。在接合多个电子部件时，在步骤S10之后，使基板P移动到下一个电子部件的接合位置(步骤S12)，反复进行步骤S2置步骤S10，在接合了全部电子部件后，将基板P从腔室15送出(步骤S11)。

以上说明的电子部件接合装置1是用于将电子部件M与基板P接合的装置。电子部件接合装置1包括：为了将电子部件M吸附在筒夹20上并与基板P接合而使电子部件M相对于基板P在垂直方向上移动的接合头11；具有吸附基板P并加热基板P的加热器18的载置台16，以及从侧壁部23向进行电子部件M和基板P的接合的接合加工室22供给惰性气体G。并且，电子部件接合装置1在腔室15的上部具有上下双视场照相机单元45，该上下双视场照相机单元45插入被筒夹20吸附的电子部件M与被载物台16吸附的基板P之间，能够同时识别电子部件M的外形和基板P56的基准标记。

电子部件接合装置1通过上下双视场照相机单元45识别电子部件M的外形及基板P的基准标记56并进行对准。即使电子部件M的接合面54上有伤痕或污垢等，也能够识别出电子部件M，从而能够高精度地定位并接合电子部件M与基板P。另外，由于电子部件M与基板P的接合在低氧浓度的接合加工室22中进行，因此可以抑制电子部件M的接合面54及基板P的接合面55的氧化，获得高可靠性的接合质量。

在电子部件接合装置1中，腔室16具有用于封堵上部开口部15a的透明玻璃板19，在玻璃板19上设置有能够插入基板P和筒夹20的贯通孔21。

腔室16的上部开口部15a被透明的玻璃板19封堵，这样就能够从腔室15的外部上方观察接合加工室22，确认接合加工室22是否被污垢和异物的侵入，从而能够适当地进行接合加工室22的维护等，从而排除妨碍接合的几个主要原因。

另外，在电子部件接合装置1中，接合加工室22中的氧浓度小于等于100PPM。通过使接合加工室22氧浓度小于等于100PPM，就可以抑制电子部件M的接合面54和基板P的接合面55的氧化，从而获得高可靠性高的接合质量。另外，在接合加工室22中，只开口了设置在玻璃板19上的通孔21。因此，相比上述专利文献1那样在腔室中设置多个开口部的结构，气密性更高且能够将氧浓度水平维持在规定的值。

另外，在电子部件接合装置1中，筒夹20具有用于吸附电子部件M的吸附面，并且具有由低热传导率的材料构成的电子部件安装构件52，以及翻身面51，该反射面51比电子部件M的外形更向外侧扩张且其朝向电子部件M的面被加工成镜面。

上下2视场照相机单元45对电子部件M的识别是对来自筒夹20的反射面51的反射光进行识别，即，识别电子部件M外形形状。因此，即使电子部件M的接合面51有伤痕、污垢或模糊等，也能够识别电子部件M的位置，从而能够高精度地定位并接合电子部件M与基板P。

另外，在电子部件接合装置1中，电子部件吸附构件52由聚酰亚胺系树脂构成，其热传导率小于等于2W/mK。

电子部件吸附构件52使用的是热传导率小于等于2W/mK的材料、即隔热材料。在接合电子部件M与基板P时，从载物台16向基板P和电子部件M有效地传导热，从电子部件M向筒夹主体部50隔着作为绝热材料的电子部件吸附构件52，不热扩散到筒夹主体部50。这样，就能够在短时间内使电子部件M与基板P的接合部到达能够共晶接合的温度，即使在筒夹20侧不设置加热器也能够有效地进行接合。

另外，如果像现有技术那样在筒夹20上设置加热器，则筒夹20的重量就会增加，而且还会导致接合头11的复杂化或大型化等，这样一来就有可能因接合头11的惯性而减慢移动速度(响应速度)。而通过将加热器18只配设在载物台16上，使用轻量的电子部件吸附构件52，就能够加快筒夹20的起动速度或使其紧急停止，从而细致地控制接合位置以及用于接合的负荷。

另外，在电子部件接合装置1中，还具有在电子部件M与基板P接合时检测附加在电子部件M上的载荷的载荷传感器30、以及基于载荷传感器30的检测值控制载荷的压电驱动部31，并且从腔室15侧依次具有筒夹20、载荷传感器30、压电驱动部31。

通过用载荷传感器30检测接合时施加在电子部件M上的载荷，并根据检测结果利用压电驱动部31对载荷进行微调，就可以在不对微细的电子部件M造成损伤的情况下获得高可靠性的接合质量。另外，由于筒夹20、载荷传感器30、压电驱动部31、θ轴电动机以及滚珠丝杠机构37配设在中心轴Zp的延长线上，因此接合头11能够抑制工作时的振动，提高作为微细芯片的电子部件M与基板P的接合质量。

另外，在电子部件接合装置1中，在电子部件M和基板P的各接合面54、55上形成有Au层或Au-Sn层，将基板P加热到300℃～500℃，利用共晶反应接合电子部件。

作为电子部件M与基板P的接合方法，在基板P上形成焊料层，将焊料熔融后进行接合。但是，焊料接合存在焊料层的厚度变厚、在微细电子部件中焊料向电子部件的外形流出、以及无法得到充分的接合强度等问题。通过共晶接合，就可以使接合部的厚度变薄，即使是微细电子部件也能够获得稳定的接合强度。接合构件也不会从电子部件M的外框流出。

【符号说明】

1…电子部件接合装置；10…基板载置部；11…接合头；13…X轴驱动部；14…Y轴驱动部；15…腔室；15a…上部开口部；16…载物台；17…真空路；18…加热器；19…玻璃板；20…筒夹；21…贯通孔；22…接合加工室；23…侧壁部；24…喷射孔；25…惰性气体流路；26…氧气浓度计；27…真空路；30…载荷传感器；31…压电驱动部；32…筒夹支撑部；33…筒夹单元；34…Z轴可动部；35…Z轴导轨；37…滚珠丝杠机构；38…Z轴马达；39…滚珠丝杠；41…θ轴电机；45…上下双视场摄像头单元；46…上下视场部；50…筒夹主体部；51…反射面；52…电子部件吸附构件；53…被吸附面；57…吸附面；54、55…接合面；56…基准标记；60…第一识别照相机；61…第二识别照相机；62…照相机单元；63…光学系统X轴驱动部；64…光学系统Y轴驱动部；65…第一棱镜；66…第二棱镜；67…第三棱镜；68…框体；69…上开口部；70…下开口部；A、B…光路；G…惰性气体；M、M1、M2…电子部件；P…基板；P1、P2…电子部件接合位置的中心；Zp…中心轴。

Claims (6)

1.一种电子部件接合装置，用于将电子部件与基板接合，其特征在于，包括：

接合头，将所述电子部件吸附在筒夹上，为了与所述基板接合从而使所述电子部件相对于所述基板在垂直方向上移动；

载物台，吸附所述基板并具有用于加热所述基板的加热器；

腔室，从侧壁部向用于进行所述电子部件与所述基板接合的接合加工室供给惰性气体，并将内部维持在低氧浓度；以及

上下双视场照相机单元，在所述腔室的上部，被插入至由所述筒夹吸附的所述电子部件与由所述载物台吸附的所述基板之间，能够同时识别所述电子部件的外形以及所述基板的基准标记，

其中，所述腔室具有用于封堵上部开口部的透明玻璃板，

在所述玻璃板上设置有能够插通所述基板和所述筒夹的贯通孔，所述贯通孔的形状和大小与所述基板的形状和平面尺寸相对应。

2.根据权利要求1所述的电子部件接合装置，其特征在于：

其中，所述接合加工室中的氧浓度小于等于100PPM。

3.根据权利要求1或2所述的电子部件接合装置，其特征在于：

其中，所述筒夹具有用于吸附所述电子部件的吸附面，并且还具有：由低热传导率的材料构成的电子部件吸附构件、以及反射面，所述反射面比所述电子部件的外形更向外侧扩张且其朝向所述电子部件的面被加工成镜面。

4.根据权利要求3所述的电子部件接合装置，其特征在于：

其中，所述电子部件吸附构件由聚酰亚胺系树脂构成，其热传导率小于等于2W/mK。

5.根据权利要求1或2所述的电子部件接合装置，其特征在于，进一步包括：

载荷传感器，在所述电子部件与所述基板接合时，用于检测附加在所述电子部件上的载荷；以及压电驱动部，根据所述载荷传感器的检测值控制所述载荷，

从所述腔室一侧起依次串联配置有所述筒夹、所述载荷传感器、以及所述压电驱动部。

6.根据权利要求1或2所述的电子部件接合装置，其特征在于：

其中，在所述电子部件以及所述基板的各接合面上形成有Au层或Au-Sn层，所述电子部件接合装置将所述基板加热至300℃～500℃，并利用共晶反应来接合所述电子部件。