JP2000277567A - ボンディング用ヒータ - Google Patents
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- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ツールヘッドを介して半導体チップを加熱す
るヒータ部のヒータ面の温度分布を均一化し、半導体チ
ップの各接合端子を回路基板上の電極にムラ無く良好に
接合できるボンディング用ヒータを提供する。 【解決手段】 発熱体１２が埋設されたヒータ部１４
と、ヒータ部１４と一体的に形成されてヒータ部１４を
固定するホルダー部１５とを備えたセラミック基材から
なるボンディング用ヒータ１である。ヒータ部１４は平
面状のヒータ面１７を有し、ヒータ面１７の外周近傍部
に、ヒータ面１７の外周に沿って溝３が設けられてい
る。溝３はヒータ使用時にヒータ面１７に装着固定され
るツールヘッドによりその開口部分が塞がれて溝３内が
閉空間となる。
るヒータ部のヒータ面の温度分布を均一化し、半導体チ
ップの各接合端子を回路基板上の電極にムラ無く良好に
接合できるボンディング用ヒータを提供する。 【解決手段】 発熱体１２が埋設されたヒータ部１４
と、ヒータ部１４と一体的に形成されてヒータ部１４を
固定するホルダー部１５とを備えたセラミック基材から
なるボンディング用ヒータ１である。ヒータ部１４は平
面状のヒータ面１７を有し、ヒータ面１７の外周近傍部
に、ヒータ面１７の外周に沿って溝３が設けられてい
る。溝３はヒータ使用時にヒータ面１７に装着固定され
るツールヘッドによりその開口部分が塞がれて溝３内が
閉空間となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、液晶パネル実装
におけるＣＯＧ、コンピュータや携帯電話におけるＭＣ
Ｍ実装等で用いられるフリップチップボンディング（Ｆ
ＣＢ）に使用されるボンディング用ヒータに関する。
におけるＣＯＧ、コンピュータや携帯電話におけるＭＣ
Ｍ実装等で用いられるフリップチップボンディング（Ｆ
ＣＢ）に使用されるボンディング用ヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】 半導体デバイスの高速・多ピン化に伴
い、狭ピッチ・高精度の半導体実装技術がますます重要
になりつつある。特に、液晶パネル実装におけるＣＯ
Ｇ、コンピュータや携帯電話におけるＭＣＭ実装など
で、すでに実用化されているフリップチップボンディン
グ（ＦＣＢ）は、図８(ａ)に示すように、Ｓｉチップ等
の半導体チップ５０と回路基板６０上の電極６２を接合
する際、直接半田やＡｕロウ等の接合端子（バンプ）５
２で熱圧着により接合する方法である。
い、狭ピッチ・高精度の半導体実装技術がますます重要
になりつつある。特に、液晶パネル実装におけるＣＯ
Ｇ、コンピュータや携帯電話におけるＭＣＭ実装など
で、すでに実用化されているフリップチップボンディン
グ（ＦＣＢ）は、図８(ａ)に示すように、Ｓｉチップ等
の半導体チップ５０と回路基板６０上の電極６２を接合
する際、直接半田やＡｕロウ等の接合端子（バンプ）５
２で熱圧着により接合する方法である。
【０００３】 このＦＣＢは、図８(ｂ)、(ｃ)に示すよ
うな従来のリード線５４、５６を介して接合を行うワイ
ヤボンディング（ＷＢ）やテープキャリア（ＴＣ）と比
較して、デバイスの更なるコンパクト・小型化及び高速
化が可能となるため、今後ＷＢやＴＣにかわりＦＣＢが
主流になると予想されている。
うな従来のリード線５４、５６を介して接合を行うワイ
ヤボンディング（ＷＢ）やテープキャリア（ＴＣ）と比
較して、デバイスの更なるコンパクト・小型化及び高速
化が可能となるため、今後ＷＢやＴＣにかわりＦＣＢが
主流になると予想されている。
【０００４】 このＦＣＢに用いる装置の一例を図７に
示す。実際にＦＣＢを行う場合、半導体チップ５０のサ
イズに対応したツールヘッド２０を選択し、ツールヘッ
ド２０を真空吸着によりボンディング用ヒータ１に固定
した後、半導体チップ５０を真空吸着によりツールヘッ
ド２０に装着させる。ここで、ボンディング用ヒータ１
は、半導体チップ５０を強制冷却するために、ジャケッ
ト３０に固定用ねじ１１にてねじ止めされている。そし
て、半導体チップ５０と接合するための電極６２が配設
された回路基板６０を、基板用基台４０に真空吸着によ
り固定させる。
示す。実際にＦＣＢを行う場合、半導体チップ５０のサ
イズに対応したツールヘッド２０を選択し、ツールヘッ
ド２０を真空吸着によりボンディング用ヒータ１に固定
した後、半導体チップ５０を真空吸着によりツールヘッ
ド２０に装着させる。ここで、ボンディング用ヒータ１
は、半導体チップ５０を強制冷却するために、ジャケッ
ト３０に固定用ねじ１１にてねじ止めされている。そし
て、半導体チップ５０と接合するための電極６２が配設
された回路基板６０を、基板用基台４０に真空吸着によ
り固定させる。
【０００５】 次に、ツールヘッド２０を基板用基台４
０の位置決めされた方向に垂直に降下させて、半導体チ
ップ５０上の接合端子５２と回路基板６０上の電極６２
を接触させた後、所定の荷重（最大５０ｋｇｆ程度）を
掛けると同時に、半導体チップ５０を所定の温度（４５
０〜５００℃程度）に急速昇温（５０℃から４５０〜５
００℃まで５秒程度）させ、一定時間（３〜５秒程度）
保持することにより、半導体チップ５０上の接合端子５
２と回路基板６０上の電極６２を熱圧着する。
０の位置決めされた方向に垂直に降下させて、半導体チ
ップ５０上の接合端子５２と回路基板６０上の電極６２
を接触させた後、所定の荷重（最大５０ｋｇｆ程度）を
掛けると同時に、半導体チップ５０を所定の温度（４５
０〜５００℃程度）に急速昇温（５０℃から４５０〜５
００℃まで５秒程度）させ、一定時間（３〜５秒程度）
保持することにより、半導体チップ５０上の接合端子５
２と回路基板６０上の電極６２を熱圧着する。
【０００６】 そして、速やかにボンディング用ヒータ
１の電源を切断し、ジャケット３０にて強制冷却（水冷
又は空冷）を行い、ツールヘッド２０に装着された半導
体チップ５０を急速降温（４５０〜５００℃から１００
℃まで２０秒程度）させることにより、半導体チップ５
０上の接合端子５２と回路基板６０上の電極６２が接合
され、ＦＣＢは完了する。
１の電源を切断し、ジャケット３０にて強制冷却（水冷
又は空冷）を行い、ツールヘッド２０に装着された半導
体チップ５０を急速降温（４５０〜５００℃から１００
℃まで２０秒程度）させることにより、半導体チップ５
０上の接合端子５２と回路基板６０上の電極６２が接合
され、ＦＣＢは完了する。
【０００７】 このとき、半導体チップ５０の接合端子
５２の広がりを防止すると同時に、半導体チップ５０に
対する熱的なダメージを少なくするため、急速昇降温
（昇温：５秒以下、降温：２０秒以下）することが、Ｆ
ＣＢを確実に行う上で必要不可欠である。
５２の広がりを防止すると同時に、半導体チップ５０に
対する熱的なダメージを少なくするため、急速昇降温
（昇温：５秒以下、降温：２０秒以下）することが、Ｆ
ＣＢを確実に行う上で必要不可欠である。
【０００８】 上記要件を満たすために、ボンディング
用ヒータ１は、熱伝導性、均熱性、放熱性及び熱衝撃性
に優れるているとともに、酸化劣化しにくく長寿命であ
ることが必要である。このため、上記ボンディング用ヒ
ータの基材として、熱伝導性、均熱性、放熱性及び熱衝
撃性に優れた特性を有するＡｌＮが主に用いられてい
る。
用ヒータ１は、熱伝導性、均熱性、放熱性及び熱衝撃性
に優れるているとともに、酸化劣化しにくく長寿命であ
ることが必要である。このため、上記ボンディング用ヒ
ータの基材として、熱伝導性、均熱性、放熱性及び熱衝
撃性に優れた特性を有するＡｌＮが主に用いられてい
る。
【０００９】 図９は、従来ＦＣＢに用いられているボ
ンディング用ヒータを示す説明図で、(ａ)は平面図、
(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面図である。このボンディング用
ヒータ１は、発熱体１２が埋設されたヒータ部１４と、
このヒータ部１４と一体的に形成されてヒータ部１４を
固定するホルダー部１５とを備えたセラミック基材から
なるもので、ヒータ部１４は平面状のヒータ面１７を有
し、ＦＣＢの際には、このヒータ面１７にツールヘッド
を介してＳｉチップ等の半導体チップが装着固定され
る。
ンディング用ヒータを示す説明図で、(ａ)は平面図、
(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面図である。このボンディング用
ヒータ１は、発熱体１２が埋設されたヒータ部１４と、
このヒータ部１４と一体的に形成されてヒータ部１４を
固定するホルダー部１５とを備えたセラミック基材から
なるもので、ヒータ部１４は平面状のヒータ面１７を有
し、ＦＣＢの際には、このヒータ面１７にツールヘッド
を介してＳｉチップ等の半導体チップが装着固定され
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、この
ような従来のボンディング用ヒータは、前述のような急
速昇降温を要し、温度保持時間が数秒と短いＦＣＢにお
いては、ツールヘッド及び半導体チップの加熱に供する
ヒータ面１７に温度分布の著しい不均一が生じる。具体
的な温度分布としては、図１０に示すように、ヒータ面
１７の中央部が高温部となり、外周近傍部が低温部とな
る傾向にある。これは、外気にさらされるヒータ部１４
の外周部が放熱しやすいためである。
ような従来のボンディング用ヒータは、前述のような急
速昇降温を要し、温度保持時間が数秒と短いＦＣＢにお
いては、ツールヘッド及び半導体チップの加熱に供する
ヒータ面１７に温度分布の著しい不均一が生じる。具体
的な温度分布としては、図１０に示すように、ヒータ面
１７の中央部が高温部となり、外周近傍部が低温部とな
る傾向にある。これは、外気にさらされるヒータ部１４
の外周部が放熱しやすいためである。
【００１１】 そして、このようにヒータ面１７に温度
分布の不均一が生じることにより、そこに装着固定され
るツールヘッド２０の表面（ツール面２１）にも、図１
１に示すように不均一な温度分布が生じる。この結果、
ツールヘッド２０のツール面２１に装着固定される半導
体チップへの熱伝導が一様とならず、回路基板へのボン
ディングにムラができる、すなわち、半導体チップの接
合端子が回路基板上の電極に良好に接合されている部分
と、接合不良がある部分とが生じるという問題がある。
分布の不均一が生じることにより、そこに装着固定され
るツールヘッド２０の表面（ツール面２１）にも、図１
１に示すように不均一な温度分布が生じる。この結果、
ツールヘッド２０のツール面２１に装着固定される半導
体チップへの熱伝導が一様とならず、回路基板へのボン
ディングにムラができる、すなわち、半導体チップの接
合端子が回路基板上の電極に良好に接合されている部分
と、接合不良がある部分とが生じるという問題がある。
【００１２】 本発明は、このような従来技術の有する
課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、ツールヘッドを介して半導体チップを加熱するヒ
ータ部のヒータ面の温度分布を均一化し、半導体チップ
の各接合端子を回路基板上の電極にムラ無く良好に接合
できるボンディング用ヒータを提供することにある。
課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、ツールヘッドを介して半導体チップを加熱するヒ
ータ部のヒータ面の温度分布を均一化し、半導体チップ
の各接合端子を回路基板上の電極にムラ無く良好に接合
できるボンディング用ヒータを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、発熱
体が埋設されたヒータ部と、当該ヒータ部と一体的に形
成されて当該ヒータ部を固定するホルダー部とを備えた
セラミック基材からなるボンディング用ヒータであっ
て、前記ヒータ部は平面状のヒータ面を有し、当該ヒー
タ面の外周近傍部に、当該ヒータ面の外周に沿って溝が
設けられており、当該溝はヒータ使用時に前記ヒータ面
に装着固定されるツールヘッドによりその開口部分が塞
がれて溝内が閉空間となることを特徴とするボンディン
グ用ヒータ、が提供される。
体が埋設されたヒータ部と、当該ヒータ部と一体的に形
成されて当該ヒータ部を固定するホルダー部とを備えた
セラミック基材からなるボンディング用ヒータであっ
て、前記ヒータ部は平面状のヒータ面を有し、当該ヒー
タ面の外周近傍部に、当該ヒータ面の外周に沿って溝が
設けられており、当該溝はヒータ使用時に前記ヒータ面
に装着固定されるツールヘッドによりその開口部分が塞
がれて溝内が閉空間となることを特徴とするボンディン
グ用ヒータ、が提供される。
【００１４】 また、本発明によれば、発熱体が埋設さ
れたヒータ部と、当該ヒータ部と一体的に形成されて当
該ヒータ部を固定するホルダー部とを備えたセラミック
基材からなるボンディング用ヒータであって、前記ヒー
タ部は平面状のヒータ面を有し、当該ヒータ面の外周近
傍部に、当該ヒータ面の外周に沿って多数の穴が設けら
れており、当該穴はヒータ使用時に前記ヒータ面に装着
固定されるツールヘッドによりその開口部分が塞がれて
穴内が閉空間となることを特徴とするボンディング用ヒ
ータ、が提供される。
れたヒータ部と、当該ヒータ部と一体的に形成されて当
該ヒータ部を固定するホルダー部とを備えたセラミック
基材からなるボンディング用ヒータであって、前記ヒー
タ部は平面状のヒータ面を有し、当該ヒータ面の外周近
傍部に、当該ヒータ面の外周に沿って多数の穴が設けら
れており、当該穴はヒータ使用時に前記ヒータ面に装着
固定されるツールヘッドによりその開口部分が塞がれて
穴内が閉空間となることを特徴とするボンディング用ヒ
ータ、が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】 図１は、本発明の実施形態の一
例を示す説明図で、(ａ)は平面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ
断面図である。本発明のボンディング用ヒータ１は、タ
ングステン等の抵抗体からなる発熱体１２が埋設された
ヒータ部１４と、ヒータ部１４と一体的に形成されてヒ
ータ部１４を固定するホルダー部１５とを備えたセラミ
ック基材からなる。
例を示す説明図で、(ａ)は平面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ
断面図である。本発明のボンディング用ヒータ１は、タ
ングステン等の抵抗体からなる発熱体１２が埋設された
ヒータ部１４と、ヒータ部１４と一体的に形成されてヒ
ータ部１４を固定するホルダー部１５とを備えたセラミ
ック基材からなる。
【００１６】 また、このボンディング用ヒータ１は、
Ｓｉチップ等の半導体チップを、ツールヘッドを介して
真空吸着により固定するための半導体チップ真空吸着孔
（図示せず）と、ツールヘッドを真空吸着により固定す
るためのツールヘッド真空吸着孔（図示せず）と、発熱
体１２に給電する端子接合部８とを備えている。
Ｓｉチップ等の半導体チップを、ツールヘッドを介して
真空吸着により固定するための半導体チップ真空吸着孔
（図示せず）と、ツールヘッドを真空吸着により固定す
るためのツールヘッド真空吸着孔（図示せず）と、発熱
体１２に給電する端子接合部８とを備えている。
【００１７】 ヒータ部１４は、平面状のヒータ面１７
を有し、本発明の特徴的な構成として、このヒータ面１
７の外周近傍部に、ヒータ面１７の外周に沿って溝３が
設けられている。図２のように、この溝３は、ＦＣＢの
際にヒータ面１７に装着固定されるツールヘッド２０の
ヒータ面１７に相対する面により、その開口部分が塞が
れて、溝３内が閉空間となる。すなわち、ヒータ面１７
にツールヘッド２０が装着固定されると、溝３内には外
気から遮断された空気の断熱層が形成されることにな
る。
を有し、本発明の特徴的な構成として、このヒータ面１
７の外周近傍部に、ヒータ面１７の外周に沿って溝３が
設けられている。図２のように、この溝３は、ＦＣＢの
際にヒータ面１７に装着固定されるツールヘッド２０の
ヒータ面１７に相対する面により、その開口部分が塞が
れて、溝３内が閉空間となる。すなわち、ヒータ面１７
にツールヘッド２０が装着固定されると、溝３内には外
気から遮断された空気の断熱層が形成されることにな
る。
【００１８】 このため、ヒータ部１４の溝３よりも内
側の部分は、この空気断熱層により放熱が抑制され、ヒ
ータ面１７の当該内側部分は温度分布が均一化され、ま
た、そこに装着固定されるツールヘッド２０の半導体チ
ップ５０に相対するツール面２１の温度分布も均一化す
る。その結果、ヒータ面１７からツールヘッド２０に装
着固定される半導体チップ５０への熱伝導は、ヒータ面
１７の溝３よりも内側の部分においてほぼ一様となり、
半導体チップ５０の各接合端子を回路基板上の電極にム
ラなく良好に接合できる。
側の部分は、この空気断熱層により放熱が抑制され、ヒ
ータ面１７の当該内側部分は温度分布が均一化され、ま
た、そこに装着固定されるツールヘッド２０の半導体チ
ップ５０に相対するツール面２１の温度分布も均一化す
る。その結果、ヒータ面１７からツールヘッド２０に装
着固定される半導体チップ５０への熱伝導は、ヒータ面
１７の溝３よりも内側の部分においてほぼ一様となり、
半導体チップ５０の各接合端子を回路基板上の電極にム
ラなく良好に接合できる。
【００１９】 なお、本発明のボンディング用ヒータ１
においては、空気断熱層が形成される溝３よりも外側の
部分は、ほとんど発熱しないので、ヒータ面１７の溝３
よりも内側の部分が、実際に加熱に使用される部分とな
るようにヒータ面１７の寸法を設定するようにする。溝
３の深さｄは、ヒータ部１４側面の外気に露出している
部分の高さｈの５０％以上とすることが、溝３内に形成
された空気断熱層による断熱効果を高める観点から好ま
しい。
においては、空気断熱層が形成される溝３よりも外側の
部分は、ほとんど発熱しないので、ヒータ面１７の溝３
よりも内側の部分が、実際に加熱に使用される部分とな
るようにヒータ面１７の寸法を設定するようにする。溝
３の深さｄは、ヒータ部１４側面の外気に露出している
部分の高さｈの５０％以上とすることが、溝３内に形成
された空気断熱層による断熱効果を高める観点から好ま
しい。
【００２０】 また、上記図１の実施形態では、ヒータ
面１７に連続した（途切れの無い）環状の溝３が設けら
れているが、溝は必ずしも連続的に設けられている必要
はなく、図３のようにヒータ面１７の外周に沿って、不
連続な複数の溝３を形成してもよい。この場合、溝３同
士の端部の距離が長すぎると、その不連続部分からの放
熱が大きくなるので、できるだけ溝３同士の端部の距離
を短くすることが好ましい。
面１７に連続した（途切れの無い）環状の溝３が設けら
れているが、溝は必ずしも連続的に設けられている必要
はなく、図３のようにヒータ面１７の外周に沿って、不
連続な複数の溝３を形成してもよい。この場合、溝３同
士の端部の距離が長すぎると、その不連続部分からの放
熱が大きくなるので、できるだけ溝３同士の端部の距離
を短くすることが好ましい。
【００２１】 更に、本発明では、環状ではなく、図４
のように、一部に途切れがある溝３を形成し、その途切
れ部分においてヒータ部１４の側面に設けた穴よりモニ
ター用の温度センサ１３を挿入するようにしてもよい。
のように、一部に途切れがある溝３を形成し、その途切
れ部分においてヒータ部１４の側面に設けた穴よりモニ
ター用の温度センサ１３を挿入するようにしてもよい。
【００２２】 更にまた、本発明では、図５のように溝
３を多重に設けて、空気断熱層を複数形成するようにし
てもよい。本例では、溝３を二重に形成しているので、
２つの環状の空気断熱層が形成されることになるが、こ
れにより断熱効果が一層高まり、溝３よりも内側の部分
におけるヒータ面１７の温度分布がより均一化される。
３を多重に設けて、空気断熱層を複数形成するようにし
てもよい。本例では、溝３を二重に形成しているので、
２つの環状の空気断熱層が形成されることになるが、こ
れにより断熱効果が一層高まり、溝３よりも内側の部分
におけるヒータ面１７の温度分布がより均一化される。
【００２３】 以上の実施形態では、空気断熱層の形成
のためにヒータ面に溝を形成しているが、溝の代わり
に、図６のように、ヒータ面１７の外周近傍部に、ヒー
タ面１７の外周に沿って多数の穴５を設けてもよい。こ
れらの穴５も、前記実施形態における溝と同様、ヒータ
使用時にヒータ面１７に装着固定されるツールヘッド２
０により、その開口部分が塞がれて、穴５内が閉空間と
なり、穴５内に外気から遮断された空気の断熱層が形成
される。この実施形態では、隣接する穴５同士の間から
ヒータ部１４の熱が放熱されるため、通常は上記のよう
に溝を設けた場合よりも断熱効果が劣るが、穴５同士の
間隔を狭めることなどによって、かなり高い断熱効果が
得られ、ヒータ面１７の穴５が設けられた部分よりも内
側の部分における温度分布が均一化する。
のためにヒータ面に溝を形成しているが、溝の代わり
に、図６のように、ヒータ面１７の外周近傍部に、ヒー
タ面１７の外周に沿って多数の穴５を設けてもよい。こ
れらの穴５も、前記実施形態における溝と同様、ヒータ
使用時にヒータ面１７に装着固定されるツールヘッド２
０により、その開口部分が塞がれて、穴５内が閉空間と
なり、穴５内に外気から遮断された空気の断熱層が形成
される。この実施形態では、隣接する穴５同士の間から
ヒータ部１４の熱が放熱されるため、通常は上記のよう
に溝を設けた場合よりも断熱効果が劣るが、穴５同士の
間隔を狭めることなどによって、かなり高い断熱効果が
得られ、ヒータ面１７の穴５が設けられた部分よりも内
側の部分における温度分布が均一化する。
【００２４】 なお、この実施形態においても、ヒータ
面１７の穴５が設けられた部分よりも外側の部分は、ほ
とんど発熱しないので、穴５が設けられた部分よりも内
側の部分が、実際に加熱に使用される部分となるように
ヒータ面１７の寸法を設定するようにする。穴５の形状
は特に限定されるものではなく、円形、楕円形、長円
形、矩形等の任意の形状とすることができる。穴５の深
さは、上記の溝の深さと同様にヒータ部１４側面の外気
に露出している部分の高さの５０％以上とすることが、
穴５内に形成された空気断熱層による断熱効果を高める
観点から好ましい。
面１７の穴５が設けられた部分よりも外側の部分は、ほ
とんど発熱しないので、穴５が設けられた部分よりも内
側の部分が、実際に加熱に使用される部分となるように
ヒータ面１７の寸法を設定するようにする。穴５の形状
は特に限定されるものではなく、円形、楕円形、長円
形、矩形等の任意の形状とすることができる。穴５の深
さは、上記の溝の深さと同様にヒータ部１４側面の外気
に露出している部分の高さの５０％以上とすることが、
穴５内に形成された空気断熱層による断熱効果を高める
観点から好ましい。
【００２５】 本発明では、ヒータ部とホルダー部とを
備えるセラミック基材の熱伝導率が、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上であるとともに、抗折強度が３００ＭＰａ以上、破壊
靱性が２ＭＰａ・ｍ1/2以上、熱衝撃性がΔＴ５００℃
以上であることが好ましい。このため、セラミック基材
は、単一材料で、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪
素のいずれかで形成されていることが好ましく、特にジ
ャケットで強制冷却を行う場合、より抗折強度、破壊靱
性、熱衝撃性に優れた窒化珪素で形成さていることが好
ましい。
備えるセラミック基材の熱伝導率が、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上であるとともに、抗折強度が３００ＭＰａ以上、破壊
靱性が２ＭＰａ・ｍ1/2以上、熱衝撃性がΔＴ５００℃
以上であることが好ましい。このため、セラミック基材
は、単一材料で、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪
素のいずれかで形成されていることが好ましく、特にジ
ャケットで強制冷却を行う場合、より抗折強度、破壊靱
性、熱衝撃性に優れた窒化珪素で形成さていることが好
ましい。
【００２６】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【００２７】（実施例）窒化珪素造粒顆粒を金型プレス
（成形圧：２００ｋｇ）にて成形し、プレス成形体Ａを
作製した。次いで、９９重量％のタングステン粉末（平
均粒径：１．１μｍ）にバインダーとしてポリビニルブ
チラールを加え、ブチルカルビトールで粘調したペース
トを調製した。このペーストを用い、プレス成形体Ａの
上面に所定の発熱体形状となるようにスクリーン印刷を
施した。
（成形圧：２００ｋｇ）にて成形し、プレス成形体Ａを
作製した。次いで、９９重量％のタングステン粉末（平
均粒径：１．１μｍ）にバインダーとしてポリビニルブ
チラールを加え、ブチルカルビトールで粘調したペース
トを調製した。このペーストを用い、プレス成形体Ａの
上面に所定の発熱体形状となるようにスクリーン印刷を
施した。
【００２８】 スクリーン印刷されたプレス成形体Ａの
上に窒化珪素造粒顆粒を金型内で積層させた後、金型プ
レス（成形圧：２００ｋｇ）にて成形し、プレス成形体
Ｂを作製した。このプレス成形体Ｂを７ｔの加圧でコー
ルドアイソスタティックプレス（ＣＩＰ）にて成形し、
更に白加工することにより、プレス成形体Ｃを作製し
た。
上に窒化珪素造粒顆粒を金型内で積層させた後、金型プ
レス（成形圧：２００ｋｇ）にて成形し、プレス成形体
Ｂを作製した。このプレス成形体Ｂを７ｔの加圧でコー
ルドアイソスタティックプレス（ＣＩＰ）にて成形し、
更に白加工することにより、プレス成形体Ｃを作製し
た。
【００２９】 上記プレス成形体Ｃをバインダー等の樹
脂を抜くために、窒素ガス雰囲気下、５００℃で２時間
仮焼した後、更に窒素ガス雰囲気下、１８７０℃で３時
間焼成を行うことにより、ヒータ部とホルダー部が一体
となったセラミック基材を作製した。このセラミック基
材に対し、図１のように、ヒータ面１７外周から１ｍｍ
内側の部分に幅ｗが１ｍｍで、深さｄがヒータ部１４側
面の外気に露出している部分の高さｈとほぼ同等の溝３
を設けるとともに、セラミック基材の高さＨが６ｍｍ、
ヒータ部１４側面の外気に露出している部分の高さｈが
４ｍｍで、ヒータ部１４が一辺の長さ２９ｍｍの正方形
のヒータ面１７を持つように研削及び研磨を施した。更
に、セラミック基材に埋設された発熱体の両端部に、Ａ
ｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系合金（融点：８５０℃）であるロウ材
を用いて端子（端子材料：ｋｏｖａｒ）をロウ付けし、
ボンディング用ヒータを得た。
脂を抜くために、窒素ガス雰囲気下、５００℃で２時間
仮焼した後、更に窒素ガス雰囲気下、１８７０℃で３時
間焼成を行うことにより、ヒータ部とホルダー部が一体
となったセラミック基材を作製した。このセラミック基
材に対し、図１のように、ヒータ面１７外周から１ｍｍ
内側の部分に幅ｗが１ｍｍで、深さｄがヒータ部１４側
面の外気に露出している部分の高さｈとほぼ同等の溝３
を設けるとともに、セラミック基材の高さＨが６ｍｍ、
ヒータ部１４側面の外気に露出している部分の高さｈが
４ｍｍで、ヒータ部１４が一辺の長さ２９ｍｍの正方形
のヒータ面１７を持つように研削及び研磨を施した。更
に、セラミック基材に埋設された発熱体の両端部に、Ａ
ｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系合金（融点：８５０℃）であるロウ材
を用いて端子（端子材料：ｋｏｖａｒ）をロウ付けし、
ボンディング用ヒータを得た。
【００３０】 こうして得られたボンディング用ヒータ
を室温から５００℃まで５秒間で昇温し、そのまま５０
０℃で保持した状態にて、サーモビューワでヒータ面１
７上の温度分布を観測し、ヒータ面１７の溝３よりも内
側部分における最高温度Ｔmaxと最低温度Ｔminを調べ、
その差（Ｔmax−Ｔmin）を求めた。また、ボンディング
用ヒータ１のヒータ面１７に、そのヒータ面１７と同等
の形状・寸法のツール面を持つ炭化珪素製のツールヘッ
ドを装着固定し、ボンディング用ヒータを室温から５０
０℃まで２０秒間で昇温し、そのまま５００℃で保持し
た状態にて、サーモビューワでツール面の温度分布を観
測し、ツール面の最高温度Ｔ maxと最低温度Ｔminを調
べ、その差（Ｔmax−Ｔmin）を求めた。それらの結果を
表１に示す。
を室温から５００℃まで５秒間で昇温し、そのまま５０
０℃で保持した状態にて、サーモビューワでヒータ面１
７上の温度分布を観測し、ヒータ面１７の溝３よりも内
側部分における最高温度Ｔmaxと最低温度Ｔminを調べ、
その差（Ｔmax−Ｔmin）を求めた。また、ボンディング
用ヒータ１のヒータ面１７に、そのヒータ面１７と同等
の形状・寸法のツール面を持つ炭化珪素製のツールヘッ
ドを装着固定し、ボンディング用ヒータを室温から５０
０℃まで２０秒間で昇温し、そのまま５００℃で保持し
た状態にて、サーモビューワでツール面の温度分布を観
測し、ツール面の最高温度Ｔ maxと最低温度Ｔminを調
べ、その差（Ｔmax−Ｔmin）を求めた。それらの結果を
表１に示す。
【００３１】（比較例）ヒータ面に溝を形成せず、ま
た、ヒータ部が一辺の長さ２５ｍｍの正方形のヒータ面
を持つようにした（すなわち、当該比較例のボンディン
グ用ヒータのヒータ面は上記実施例のボンディング用ヒ
ータのヒータ面１７の溝３よりも内側の部分と同等の形
状・寸法を持つ。）以外は、上記実施例と同様の手順
で、図９のような従来構造のボンディング用ヒータを得
た。
た、ヒータ部が一辺の長さ２５ｍｍの正方形のヒータ面
を持つようにした（すなわち、当該比較例のボンディン
グ用ヒータのヒータ面は上記実施例のボンディング用ヒ
ータのヒータ面１７の溝３よりも内側の部分と同等の形
状・寸法を持つ。）以外は、上記実施例と同様の手順
で、図９のような従来構造のボンディング用ヒータを得
た。
【００３２】 こうして得られたボンディング用ヒータ
を室温から５００℃まで５秒間で昇温し、そのまま５０
０℃で保持した状態にて、サーモビューワでヒータ面１
７上の温度分布を観測し、ヒータ面１７の最高温度Ｔ
maxと最低温度Ｔminを調べ、その差（Ｔmax−Ｔmin）を
求めた。また、ボンディング用ヒータのヒータ面１７
に、そのヒータ面と同等の形状・寸法のツール面を持つ
炭化珪素製のツールヘッドを装着固定し、ボンディング
用ヒータを室温から５００℃まで２０秒間で昇温し、そ
のまま５００℃で保持した状態にて、サーモビューワで
ツール面の温度分布を観測し、ツール面の最高温度Ｔ
maxと最低温度Ｔminを調べ、その差（Ｔmax−Ｔmin）を
求めた。それらの結果を表１に示す。
を室温から５００℃まで５秒間で昇温し、そのまま５０
０℃で保持した状態にて、サーモビューワでヒータ面１
７上の温度分布を観測し、ヒータ面１７の最高温度Ｔ
maxと最低温度Ｔminを調べ、その差（Ｔmax−Ｔmin）を
求めた。また、ボンディング用ヒータのヒータ面１７
に、そのヒータ面と同等の形状・寸法のツール面を持つ
炭化珪素製のツールヘッドを装着固定し、ボンディング
用ヒータを室温から５００℃まで２０秒間で昇温し、そ
のまま５００℃で保持した状態にて、サーモビューワで
ツール面の温度分布を観測し、ツール面の最高温度Ｔ
maxと最低温度Ｔminを調べ、その差（Ｔmax−Ｔmin）を
求めた。それらの結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】 表１より、本発明に係る実施例のボンデ
ィング用ヒータは、従来技術に係る比較例のボンディン
グ用ヒータに比して、ヒータ部のヒータ面及びそれに装
着固定されたツールヘッドのツール面における最高温度
と最低温度との温度差が小さく、温度分布がより均一で
あることがわかる。
ィング用ヒータは、従来技術に係る比較例のボンディン
グ用ヒータに比して、ヒータ部のヒータ面及びそれに装
着固定されたツールヘッドのツール面における最高温度
と最低温度との温度差が小さく、温度分布がより均一で
あることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のボンデ
ィング用ヒータでは、その外周近傍部分に形成した溝又
は多数の穴によって、空気の断熱層が形成され、これら
溝又は穴よりも内側の部分の放熱が抑制されるため、当
該内側部分に温度分布の不均一が低減されたヒータ面が
得られる。このため、本発明のボンディング用ヒータを
用いてＦＣＢを実施すると、ツールヘッド及び半導体チ
ップへの熱伝導は、ヒータ面の溝又は穴よりも内側の部
分においてほぼ一様となり、半導体チップの各接合端子
を回路基板上の電極にムラ無く良好に接合できる。
ィング用ヒータでは、その外周近傍部分に形成した溝又
は多数の穴によって、空気の断熱層が形成され、これら
溝又は穴よりも内側の部分の放熱が抑制されるため、当
該内側部分に温度分布の不均一が低減されたヒータ面が
得られる。このため、本発明のボンディング用ヒータを
用いてＦＣＢを実施すると、ツールヘッド及び半導体チ
ップへの熱伝導は、ヒータ面の溝又は穴よりも内側の部
分においてほぼ一様となり、半導体チップの各接合端子
を回路基板上の電極にムラ無く良好に接合できる。
【図１】 本発明の実施形態の一例を示す説明図で、
(ａ)は平面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面図である。
(ａ)は平面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面図である。
【図２】 本発明のボンディング用ヒータのヒータ面
に、ツールヘッド及び半導体チップを装着固定した状態
を示す断面図である。
に、ツールヘッド及び半導体チップを装着固定した状態
を示す断面図である。
【図３】 本発明の実施形態の他の一例を示す平面図で
ある。
ある。
【図４】 本発明の実施形態の他の一例を示す平面図で
ある。
ある。
【図５】 本発明の実施形態の他の一例を示す平面図で
ある。
ある。
【図６】 本発明の実施形態の他の一例を示す平面図で
ある。
ある。
【図７】 フリップチップボンディング（ＦＣＢ）に用
いる装置の一例を示した概略説明図である。
いる装置の一例を示した概略説明図である。
【図８】 半導体実装技術の主要な方法を示したもので
あり、(ａ)はフリップチップボンディング（ＦＣＢ）、
(ｂ)はワイヤボンディング（ＷＢ）、(ｃ)はテープキャ
リア（ＴＣ）である。
あり、(ａ)はフリップチップボンディング（ＦＣＢ）、
(ｂ)はワイヤボンディング（ＷＢ）、(ｃ)はテープキャ
リア（ＴＣ）である。
【図９】 従来のボンディング用ヒータを示す説明図
で、(ａ)は平面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面図である。
で、(ａ)は平面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】 従来のボンディング用ヒータにおけるヒー
タ面の温度分布を示す説明図である。
タ面の温度分布を示す説明図である。
【図１１】 従来のボンディング用ヒータに装着された
ツールヘッドのツール面の温度分布を示す説明図であ
る。
ツールヘッドのツール面の温度分布を示す説明図であ
る。
１…ボンディング用ヒータ、３…溝、５…穴、８…端子
接合部、１２…発熱体、１３…モニター用温度センサ、
１４…ヒータ部、１５…ホルダー部、１７…ヒータ面、
２０…ツールヘッド、２１…ツール面、３０…ジャケッ
ト、４０…基板用基台、５０…半導体チップ、５２…接
合端子、５４…リード線（接続細線）、５６…リード線
（接続テープ）、６０…回路基板、６２…電極。
接合部、１２…発熱体、１３…モニター用温度センサ、
１４…ヒータ部、１５…ホルダー部、１７…ヒータ面、
２０…ツールヘッド、２１…ツール面、３０…ジャケッ
ト、４０…基板用基台、５０…半導体チップ、５２…接
合端子、５４…リード線（接続細線）、５６…リード線
（接続テープ）、６０…回路基板、６２…電極。
Claims (6)
- 【請求項１】 発熱体が埋設されたヒータ部と、当該ヒ
ータ部と一体的に形成されて当該ヒータ部を固定するホ
ルダー部とを備えたセラミック基材からなるボンディン
グ用ヒータであって、前記ヒータ部は平面状のヒータ面
を有し、当該ヒータ面の外周近傍部に、当該ヒータ面の
外周に沿って溝が設けられており、当該溝はヒータ使用
時に前記ヒータ面に装着固定されるツールヘッドにより
その開口部分が塞がれて溝内が閉空間となることを特徴
とするボンディング用ヒータ。 - 【請求項２】 前記溝が不連続な複数の溝である請求項
１記載のボンディング用ヒータ。 - 【請求項３】 前記溝が多重に設けられた請求項１記載
のボンディング用ヒータ。 - 【請求項４】 前記ヒータ面の溝よりも内側の部分が、
実際に加熱に使用される部分となるようにヒータ面の寸
法が設定された請求項１記載のボンディング用ヒータ。 - 【請求項５】 発熱体が埋設されたヒータ部と、当該ヒ
ータ部と一体的に形成されて当該ヒータ部を固定するホ
ルダー部とを備えたセラミック基材からなるボンディン
グ用ヒータであって、前記ヒータ部は平面状のヒータ面
を有し、当該ヒータ面の外周近傍部に、当該ヒータ面の
外周に沿って多数の穴が設けられており、当該穴はヒー
タ使用時に前記ヒータ面に装着固定されるツールヘッド
によりその開口部分が塞がれて穴内が閉空間となること
を特徴とするボンディング用ヒータ。 - 【請求項６】 前記ヒータ面の穴が設けられた部分より
も内側の部分が、実際に加熱に使用される部分となるよ
うにヒータ面の寸法が設定された請求項５記載のボンデ
ィング用ヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8200699A JP2000277567A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | ボンディング用ヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8200699A JP2000277567A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | ボンディング用ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277567A true JP2000277567A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13762452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8200699A Withdrawn JP2000277567A (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | ボンディング用ヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277567A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014022629A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Shinkawa Ltd | ボンディング装置用ヒータ及びその冷却方法 |
| CN104916554A (zh) * | 2014-03-11 | 2015-09-16 | 东莞高伟光学电子有限公司 | 将半导体器件或元件焊接到基板上的方法和装置 |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP8200699A patent/JP2000277567A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014022629A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Shinkawa Ltd | ボンディング装置用ヒータ及びその冷却方法 |
| CN104916554A (zh) * | 2014-03-11 | 2015-09-16 | 东莞高伟光学电子有限公司 | 将半导体器件或元件焊接到基板上的方法和装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |