JP2000260826A - 半導体チップ実装用加熱装置 - Google Patents

半導体チップ実装用加熱装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリップチップ実装において、半田バンプを
溶融させる際のエネルギーの浪費を削減し、熱による回
路基板の変形を防止する。 【解決手段】 加熱装置に、フェライトからなるヒータ
ブロック1と、ヒータブロック1の周囲に巻かれた加熱
コイル2Aと、加熱コイル2Aに接続された高周波電源
3とを備える。フリップチップ実装する際には、ヒータ
ブロック1上に回路基板4と半導体チップ5とを順次載
置した後に加熱コイル2Aに高周波電流を印加する。加
熱コイル2Aにより生成された高周波の磁束によって、
ヒータブロック1に渦電流が誘導されるので、ヒータブ
ロック1は発熱する。したがって、立上り時間が短い高
周波誘導加熱を使用して半田バンプ6が溶融されるの
で、必要時以外のエネルギーの浪費を抑制し、かつ、周
辺温度の上昇を抑制して熱による回路基板の変形を防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、IC等の半導体チ
ップを回路基板に実装する際に使用される加熱装置であ
って、特に、半導体チップと回路基板との電極同士を対
向して接続する際に使用される加熱装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、製品の小型化という要請に対応す
るために、いわゆるフリップチップボンディングが使用
されている。フリップチップボンディングにおいては、
半導体チップの電極と回路基板の電極とが、対向して位
置合わせされた後に半田バンプをはさんで接している。
そして、圧力と熱とが印加されて、半田バンプが溶融し
た後に硬化することによって、電極同士が電気的に接続
される。半導体チップと回路基板とに圧力と熱とを印加
するためには、例えばカートリッジヒータのような加熱
装置が使用されている。図3は、従来の加熱装置を使用
したフリップチップボンディングの説明図である。ステ
ージ10の上に、プリント基板等からなる回路基板11
が載置される。そして、回路基板11の電極(図示な
し)と半導体チップ12の電極(図示なし)とが対向し
て位置合わせされた後に、半導体チップ12の電極上に
予め形成された半田バンプ13をはさんで、回路基板1
1と半導体チップ12との電極同士が接する。更に、半
導体チップ12において電極が設けられていない面が、
カートリッジヒータを使用したヒータブロック14によ
って加圧され、かつ加熱される。これにより、半田バン
プ13が溶融して、回路基板11と半導体チップ12と
の電極同士が電気的に接続される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の加熱装置を使用する場合には、電源投入後に所定の
温度になるまでに時間を要するので、作業効率を高める
ために加熱装置は常に通電状態にされている。加えて、
カートリッジヒータから伝導した熱は、ヒータブロック
14から周囲に輻射される。したがって、加熱装置は、
本来必要でない時間においても発熱するとともに、必要
以外の領域に対しても熱を輻射するので、電気エネルギ
ーを浪費することになっていた。また、本来必要でない
時間と領域とにおいて発熱するので、加熱装置周辺の雰
囲気温度が上昇する。このことにより、半田バンプを溶
融させるために必要な熱を印加する際に、回路基板の温
度が上昇して、熱による回路基板の反り等の変形が発生
するおそれがあった。
【0004】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであり、省エネルギーを可能にし、熱による
回路基板の変形を防止する加熱装置を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の技術的課題を解決
するために、本発明に係る加熱装置は、半導体チップの
電極と回路基板の電極とを電気的に接続する際に使用さ
れる半導体チップ実装用加熱装置であって、回路基板を
固定する固定手段を備えるとともに、固定手段は高周波
電流によって誘導加熱されることを特徴とするものであ
る。
【0006】また、本発明に係る加熱装置は、半導体チ
ップの電極と回路基板の電極とを電気的に接続する際に
使用される半導体チップ実装用加熱装置であって、回路
基板を固定する固定手段と、回路基板に対して半導体チ
ップを圧接するための押圧手段とを備えるとともに、押
圧手段は高周波電流によって誘導加熱されることを特徴
とするものである。
【0007】
【作用】本発明によれば、高周波電流による誘導加熱を
使用するので、半導体チップと回路基板とを加熱する直
前に加熱装置の電源を投入すればよい。これにより、本
来加熱する必要がない時間において、加熱する必要がな
い領域に対して熱を輻射することがない。したがって、
エネルギーの浪費を抑制することができるとともに、加
熱装置周辺の雰囲気温度の上昇が抑制されるので回路基
板の変形を防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明す
る。図1は、本実施形態に係る半導体チップ実装用加熱
装置を使用したフリップチップボンディングの説明図で
ある。
【0009】図1において、ヒータブロック1は、例え
ばフェライトからなり、上面が水平になるように設けら
れている。加熱コイル2Aは、ヒータブロック1を取り
巻いて巻かれているコイルであって、高周波電源3に接
続されている。ヒータブロック1の上面には、例えばプ
リント基板からなる回路基板4が載置されている。そし
て、回路基板4の電極(図示なし)には、半導体チップ
5の電極(図示せず)上に設けられた半田バンプ6が、
位置合わせされて接している。
【0010】本実施形態に係る半導体チップ実装用加熱
装置を使用する場合には、ヒータブロック1上に回路基
板4を載置し、更に回路基板4上に半導体チップ5を位
置合わせして載置した後に、加熱コイル2Aに高周波電
流を印加する。これにより、加熱コイル2Aが生成する
高周波の磁束によって、ヒータブロック1には渦電流が
誘導される。したがって、ヒータブロック1は発熱し、
ヒータブロック1の上面に載置された回路基板4が加熱
されるので、半田バンプ6が溶融して半導体チップ5と
回路基板4との電極同士が電気的に接続される。
【0011】本実施形態に係る半導体チップ実装用加熱
装置の特徴は、所定の温度まで上昇するために必要な時
間が、極めて短いことである。例えば、室温から200
℃まで昇温するために必要な時間は、約3秒でよい。
【0012】したがって、本実施形態によれば、実際に
回路基板4をヒータブロック1上に載置した後に加熱コ
イル2Aに高周波電流を印加すればよい。したがって、
エネルギーの浪費を抑制できる。また、加熱時間を最小
限に抑えるので、加熱装置周辺の雰囲気温度の上昇を防
ぎ、かつ、回路基板4が高温にさらされる時間を短縮で
きる。したがって、熱による回路基板の変形を防止する
ことができる。
【0013】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態について、図面を参照しながら説明する。図2
は、本実施形態に係る半導体チップ実装用加熱装置を使
用したフリップチップボンディングの説明図である。
【0014】図2において、回路基板4はステージ7上
に載置され、回路基板4上に半導体チップ5が、電極同
士(図示なし)を位置合わせして載置されている。半導
体チップ5の電極上には、予め半田バンプ6が設けられ
ている。すなわち、回路基板4の電極には、半導体チッ
プ5の電極上に設けられた半田バンプ6が、位置合わせ
されて接している。ヒータブロック8は、圧接ツールと
加熱ツールとを兼ねるもので例えばフェライトからな
り、下面が、半導体チップ5に応じた形状とサイズとを
有し、かつ水平になるように設けられている。加熱コイ
ル2Bは、ヒータブロック8を取り巻いて巻かれている
コイルであって、高周波電源3に接続されている。
【0015】本実施形態に係る半導体チップ実装用加熱
装置を使用する場合には、ステージ7上に回路基板4と
半導体チップ5とを順次載置し、加熱コイル2Bに高周
波電流を印加する。これにより、第1の実施形態と同様
に、加熱コイル2Bが生成する高周波の磁束によって、
ヒータブロック8には渦電流が誘導され、ヒータブロッ
ク8は発熱する。その後に、ヒータブロック8によっ
て、半導体チップ5を回路基板4に圧接する。したがっ
て、発熱したヒータブロック8によって、圧接された半
導体チップ5が加熱されるので、半田バンプ6が溶融し
て半導体チップ5と回路基板4との電極同士が電気的に
接続される。
【0016】本実施形態の場合も、第1の実施形態と同
様に、ヒータブロック8が所定の温度まで上昇するため
に必要な時間が極めて短い。したがって、実際に回路基
板4をステージ7上に載置した後に加熱コイル2Bに高
周波電流を印加すればよい。したがって、エネルギーの
浪費を抑制できる。また、加熱時間を最小限に抑えるの
で、加熱装置周辺の雰囲気温度の上昇を防ぎ、かつ、回
路基板4が高温にさらされる時間を短縮できる。したが
って、熱による回路基板の変形を防止することができ
る。
【0017】なお、以上説明した各実施形態において
は、回路基板を載置するステージのみに、又は半導体チ
ップを圧接する圧接ツールのみに加熱コイルを設けた
が、ステージと圧接ツールとの双方に加熱コイルを設け
て、それぞれ半導体チップと回路基板とを直接加熱する
構造としてもよい。
【0018】また、回路基板としてプリント基板を使用
したが、これに限らず、ポリイミド等からなり可撓性を
有するフイルム状の回路基板、いわゆるフレキシブル基
板(Flexible Circuit)を使用してもよい。
【0019】また、半導体チップの電極上に予め半田バ
ンプを設けた構成について説明したが、これに代えて、
導電性物質として例えばAg−Pdの微粒子を混入した
導電性樹脂を使用してもよく、更に、回路基板の電極上
に予め導電性物質を設けてもよい。
【0020】更に、回路基板と半導体チップとの電極同
士に予めAuめっきを施し、電極同士を圧接した状態
で、半導体チップの周囲に熱硬化性樹脂を塗布した後
に、本発明に係る半導体チップ実装用加熱装置を使用し
て熱硬化性樹脂を硬化させることもできる。この場合に
は、硬化した樹脂の応力によって、電極同士の電気的な
接続が確保される。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、半導体チップ実装用加
熱装置において、高周波電流による誘導加熱を使用して
半導体チップと回路基板とが加熱されるので、真に加熱
する必要がある時間だけ加熱装置が動作すればよいこと
になる。これにより、本来加熱する必要がない時間に、
加熱する必要がない領域に対して熱を輻射することがな
いので、エネルギーの浪費を抑制することができる。ま
た、加熱装置周辺の雰囲気温度の上昇が抑制されるの
で、回路基板の変形を防止することができる。したがっ
て、エネルギーの浪費を抑制し、かつ回路基板の変形を
防止する半導体チップ実装用加熱装置を提供できるとい
う、優れた実用的な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体チップ実
装用加熱装置を使用したフリップチップボンディングの
説明図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る半導体チップ実
装用加熱装置を使用したフリップチップボンディングの
説明図である。
【図3】従来の半導体チップ実装用加熱装置を使用した
フリップチップボンディングの説明図である。
【符号の説明】 1 ヒータブロック(固定手段) 2A,2B 加熱コイル 3 高周波電源 4 回路基板 5 半導体チップ 6 半田バンプ 7 ステージ(固定手段) 8 ヒータブロック(押圧手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップの電極と回路基板の電極と
    を電気的に接続する際に使用される半導体チップ実装用
    加熱装置であって、 前記回路基板を固定する固定手段を備えるとともに、 前記固定手段は高周波電流によって誘導加熱されること
    を特徴とする半導体チップ実装用加熱装置。
  2. 【請求項2】 半導体チップの電極と回路基板の電極と
    を電気的に接続する際に使用される半導体チップ実装用
    加熱装置であって、 前記回路基板を固定する固定手段と、 前記回路基板に対して前記半導体チップを圧接するため
    の押圧手段とを備えるとともに、 前記押圧手段は高周波電流によって誘導加熱されること
    を特徴とする半導体チップ実装用加熱装置。
JP11065715A 1999-03-12 1999-03-12 半導体チップ実装用加熱装置 Pending JP2000260826A (ja)

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