JP2000286305A - ボンディング用ヒータ - Google Patents
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- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒータの熱変形、破損および酸化劣化を防止
し、長寿命であるボンディング用ヒータを提供する。 【解決手段】 電子素子と外部電極を接合端子で接合す
るために用いるボンディング用ヒータ１である。重金属
炭化物からなる粉末ペーストを用い、セラミック基材２
中に発熱体１２のパターンを形成し、一体焼結すること
により、セラミック基材２と発熱体１２とが一体化され
ている。
し、長寿命であるボンディング用ヒータを提供する。 【解決手段】 電子素子と外部電極を接合端子で接合す
るために用いるボンディング用ヒータ１である。重金属
炭化物からなる粉末ペーストを用い、セラミック基材２
中に発熱体１２のパターンを形成し、一体焼結すること
により、セラミック基材２と発熱体１２とが一体化され
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、電子素子と外部
電極を接合端子で接合するために用いるボンディング用
ヒータに係り、更に詳細には、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ＭＣＭ実装等
で用いられるフリップチップボンディング（ＦＣＢ）に
使用されるボンディング用ヒータに関する。
電極を接合端子で接合するために用いるボンディング用
ヒータに係り、更に詳細には、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ＭＣＭ実装等
で用いられるフリップチップボンディング（ＦＣＢ）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４（ａ）に示すように、半導体デバ
イスのＳｉチップ５０と基板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）５２
で熱圧着により接合する方法である。このフリップチッ
プボンディング（ＦＣＢ）は、図４（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・小形化および
高速化が可能となるため、今後ワイヤボンディング（Ｗ
Ｂ）にかわりフリップチップボンディング（ＦＣＢ）が
主流になると予想されている。
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４（ａ）に示すように、半導体デバ
イスのＳｉチップ５０と基板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）５２
で熱圧着により接合する方法である。このフリップチッ
プボンディング（ＦＣＢ）は、図４（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・小形化および
高速化が可能となるため、今後ワイヤボンディング（Ｗ
Ｂ）にかわりフリップチップボンディング（ＦＣＢ）が
主流になると予想されている。
【０００３】 このフリップチップボンディング（ＦＣ
Ｂ）に用いる装置の一例を図３に示す。実際にフリップ
チップボンディング（ＦＣＢ）を行う場合、Ｓｉ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を真空吸着によりヒータ１に固定した
後、Ｓｉ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、ヒータ１は、Ｓｉチップ５０を
強制冷却するために、ジャケット３０にネジ止めされて
いる。そして、Ｓｉチップ５０と接合するための電極６
２が配設された基板６０を、基板用基台４０に真空吸着
により固定させる。
Ｂ）に用いる装置の一例を図３に示す。実際にフリップ
チップボンディング（ＦＣＢ）を行う場合、Ｓｉ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を真空吸着によりヒータ１に固定した
後、Ｓｉ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、ヒータ１は、Ｓｉチップ５０を
強制冷却するために、ジャケット３０にネジ止めされて
いる。そして、Ｓｉチップ５０と接合するための電極６
２が配設された基板６０を、基板用基台４０に真空吸着
により固定させる。
【０００４】 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、Ｓｉチッ
プ５０上の接合端子５２と基板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、Ｓｉチップ５０を所定の温度（４５０〜５０
０℃程度）に急速昇温（５０℃から４５０〜５００℃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、Ｓｉチップ５０上の接合端子（バンプ）５
２と基板６０上の電極６２を熱圧着する。そして、速や
かにヒータ１の電源を切断し、ジャケット３０で強制冷
却（水冷又は空冷）を行い、ツールヘッド２０に装着さ
れたＳｉ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、Ｓｉチッ
プ５０上の接合端子（バンプ）５２と基板６０上の電極
６２が接合され、フリップチップボンディング（ＦＣ
Ｂ）は完了する。
０の位置決めされた方向に垂直に降下させて、Ｓｉチッ
プ５０上の接合端子５２と基板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、Ｓｉチップ５０を所定の温度（４５０〜５０
０℃程度）に急速昇温（５０℃から４５０〜５００℃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、Ｓｉチップ５０上の接合端子（バンプ）５
２と基板６０上の電極６２を熱圧着する。そして、速や
かにヒータ１の電源を切断し、ジャケット３０で強制冷
却（水冷又は空冷）を行い、ツールヘッド２０に装着さ
れたＳｉ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、Ｓｉチッ
プ５０上の接合端子（バンプ）５２と基板６０上の電極
６２が接合され、フリップチップボンディング（ＦＣ
Ｂ）は完了する。
【０００５】 このとき、Ｓｉチップ５０の接合端子
（バンプ）５２の広がりを防止すると同時に、Ｓｉ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、フリップチップボンディング（ＦＣＢ）を確実に行
う上で必要不可欠である。
（バンプ）５２の広がりを防止すると同時に、Ｓｉ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、フリップチップボンディング（ＦＣＢ）を確実に行
う上で必要不可欠である。
【０００６】 上記の要件を満たすために、最近では、
熱伝導性、均熱性、放熱性および熱衝撃性の優れた特性
を有する窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素等のセ
ラミックスを用いたボンディング用ヒータ１が主に用い
られている。
熱伝導性、均熱性、放熱性および熱衝撃性の優れた特性
を有する窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素等のセ
ラミックスを用いたボンディング用ヒータ１が主に用い
られている。
【０００７】 このとき、上記ヒータに発熱体を埋設す
る場合、例えば、タングステンやモリブデン等の重金属
からなる粉末ペーストを用いて、セラミック基材中に発
熱体のパターンを形成した後、一体焼結することによ
り、セラミック基材に発熱体とを一体化することが行わ
れてきた。しかしながら、セラミック基材と発熱体との
一体焼結時に、重金属からなる粉末ペーストの炭化によ
り発熱体の体積が膨張し、セラミック基材中の発熱体周
辺部に剥離が発生するため、ヒータの使用時に熱変形、
破損および酸化劣化が発生し、ヒータの寿命が短くなっ
てしまうという問題があった。
る場合、例えば、タングステンやモリブデン等の重金属
からなる粉末ペーストを用いて、セラミック基材中に発
熱体のパターンを形成した後、一体焼結することによ
り、セラミック基材に発熱体とを一体化することが行わ
れてきた。しかしながら、セラミック基材と発熱体との
一体焼結時に、重金属からなる粉末ペーストの炭化によ
り発熱体の体積が膨張し、セラミック基材中の発熱体周
辺部に剥離が発生するため、ヒータの使用時に熱変形、
破損および酸化劣化が発生し、ヒータの寿命が短くなっ
てしまうという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 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、ヒータの製造時におけるセラ
ミック基材中の発熱体周辺部の剥離を防止することによ
り、ヒータの熱変形、破損および酸化劣化を防止し、長
寿命であるボンディング用ヒータを提供するものであ
る。
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、ヒータの製造時におけるセラ
ミック基材中の発熱体周辺部の剥離を防止することによ
り、ヒータの熱変形、破損および酸化劣化を防止し、長
寿命であるボンディング用ヒータを提供するものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、電子素子と外部電極を接合端子で接合するために
用いるボンディング用ヒータであって、重金属炭化物か
らなる粉末ペーストを用い、セラミック基材中に発熱体
のパターンを形成し、一体焼結することにより、セラミ
ック基材と発熱体とが一体化されて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。
れば、電子素子と外部電極を接合端子で接合するために
用いるボンディング用ヒータであって、重金属炭化物か
らなる粉末ペーストを用い、セラミック基材中に発熱体
のパターンを形成し、一体焼結することにより、セラミ
ック基材と発熱体とが一体化されて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。
【００１０】 このとき、本発明では、重金属炭化物の
粒径が、０．５〜３μｍであることが好ましく、重金属
が、タングステン又はモリブデンであることが好まし
い。
粒径が、０．５〜３μｍであることが好ましく、重金属
が、タングステン又はモリブデンであることが好まし
い。
【００１１】 また、本発明では、セラミック基材が、
単一材料で、かつ窒化珪素、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い。
単一材料で、かつ窒化珪素、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い。
【００１２】 また、本発明によれば、電子素子と外部
電極を接合端子で接合するために用いるボンディング用
ヒータであって、重金属炭化物及びセラミックスからな
る粉末ペーストを用い、セラミック基材中に発熱体のパ
ターンを形成し、一体焼結することにより、セラミック
基材と発熱体とが一体化されて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。
電極を接合端子で接合するために用いるボンディング用
ヒータであって、重金属炭化物及びセラミックスからな
る粉末ペーストを用い、セラミック基材中に発熱体のパ
ターンを形成し、一体焼結することにより、セラミック
基材と発熱体とが一体化されて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。
【００１３】 このとき、本発明では、重金属炭化物の
粒径が、セラミックスの粒径の５〜３０％であることが
好ましい。
粒径が、セラミックスの粒径の５〜３０％であることが
好ましい。
【００１４】 また、本発明では、粉末ペースト中の重
金属炭化物が、１０〜５０容積％であることが好まし
く、重金属が、タングステン又はモリブデンであること
が好ましい。
金属炭化物が、１０〜５０容積％であることが好まし
く、重金属が、タングステン又はモリブデンであること
が好ましい。
【００１５】 更に、本発明では、セラミック基材が、
単一材料で、かつ窒化珪素、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、粉末ペ
ーストに含有されるセラミックスが、セラミック基材と
同一の材料であることが好ましい。
単一材料で、かつ窒化珪素、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、粉末ペ
ーストに含有されるセラミックスが、セラミック基材と
同一の材料であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】 本発明のボンディング用ヒータ
は、電子素子と外部電極を接合端子で接合するために用
いるボンディング用ヒータであって、重金属炭化物から
なる粉末ペースト又は重金属炭化物及びセラミックスか
らなる粉末ペーストを用い、セラミック基材中に発熱体
のパターンを形成し、一体焼結することにより、セラミ
ック基材と発熱体とが一体化されてなるものである。
は、電子素子と外部電極を接合端子で接合するために用
いるボンディング用ヒータであって、重金属炭化物から
なる粉末ペースト又は重金属炭化物及びセラミックスか
らなる粉末ペーストを用い、セラミック基材中に発熱体
のパターンを形成し、一体焼結することにより、セラミ
ック基材と発熱体とが一体化されてなるものである。
【００１７】 これにより、本発明のボンディング用ヒ
ータは、ヒータの製造時におけるセラミック基材中の発
熱体周辺部の剥離を防止することができるため、ヒータ
の熱変形、破損および酸化劣化を防止し、長寿命であ
る。
ータは、ヒータの製造時におけるセラミック基材中の発
熱体周辺部の剥離を防止することができるため、ヒータ
の熱変形、破損および酸化劣化を防止し、長寿命であ
る。
【００１８】 ここで、本発明のボンディング用ヒータ
の主な特徴は、セラミック基材に発熱体のパターンを形
成するときに、重金属炭化物からなる粉末ペーストを用
いたことにある。これにより、セラミック基材と発熱体
との一体焼結時における重金属の炭化を低減することが
できるため、セラミック基材中の発熱体周辺部の剥離を
防止することができる。
の主な特徴は、セラミック基材に発熱体のパターンを形
成するときに、重金属炭化物からなる粉末ペーストを用
いたことにある。これにより、セラミック基材と発熱体
との一体焼結時における重金属の炭化を低減することが
できるため、セラミック基材中の発熱体周辺部の剥離を
防止することができる。
【００１９】 また、重金属炭化物にセラミックスを添
加した粉末ペーストを用いることにより、上記の効果に
加えて、セラミック基材と発熱体界面の濡れ性が良好に
なり、発熱体は金属粒子の間をセラミックスと金属の化
合物が均一に補充した微構造になるため、ヒータ使用時
（加熱時）でも熱膨張によるミスマッチおよび発熱体の
粗密による異常発熱による破損をより低減することがで
きる。このとき、粉末ペースト中の重金属炭化物は、１
０〜５０容積％であることが好ましい。これは、スクリ
ーン印刷に適した粉末ペーストの粘性が得られるからで
ある。また、粉末ペーストに含有されるセラミックス
は、セラミック基材と同一の材料であることが好まし
い。
加した粉末ペーストを用いることにより、上記の効果に
加えて、セラミック基材と発熱体界面の濡れ性が良好に
なり、発熱体は金属粒子の間をセラミックスと金属の化
合物が均一に補充した微構造になるため、ヒータ使用時
（加熱時）でも熱膨張によるミスマッチおよび発熱体の
粗密による異常発熱による破損をより低減することがで
きる。このとき、粉末ペースト中の重金属炭化物は、１
０〜５０容積％であることが好ましい。これは、スクリ
ーン印刷に適した粉末ペーストの粘性が得られるからで
ある。また、粉末ペーストに含有されるセラミックス
は、セラミック基材と同一の材料であることが好まし
い。
【００２０】 本発明で用いた重金属炭化物の粒径は、
セラミックスの粒径の５〜３０％であることが好まし
い。これは、金属粒子の間をセラミックスと金属との化
合物が均一に補充された微構造になりやすいからであ
る。
セラミックスの粒径の５〜３０％であることが好まし
い。これは、金属粒子の間をセラミックスと金属との化
合物が均一に補充された微構造になりやすいからであ
る。
【００２１】 更に、本発明で用いる重金属は、従来か
ら用いられている高融点金属であれば、特に限定されな
いが、タングステン又はモリブデンであることが好まし
い。
ら用いられている高融点金属であれば、特に限定されな
いが、タングステン又はモリブデンであることが好まし
い。
【００２２】 尚、本発明に用いるセラミック基材２
は、熱伝導率が少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であると
ともに、抗折強度が３００ＭＰａ以上、破壊靭性が２Ｍ
Ｐａ・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２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３０（図３参照）で強制冷却を行う場合、より抗折強
度、破壊靱性及び熱衝撃性に優れた窒化珪素で形成され
ていることが好ましい。
は、熱伝導率が少なくとも３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であると
ともに、抗折強度が３００ＭＰａ以上、破壊靭性が２Ｍ
Ｐａ・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２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３０（図３参照）で強制冷却を行う場合、より抗折強
度、破壊靱性及び熱衝撃性に優れた窒化珪素で形成され
ていることが好ましい。
【００２３】
【実施例】 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られるものでは
ない。 （実施例１〜４、比較例１〜６）窒化珪素造粒顆粒を金
型プレス（成形圧：２００ｋｇ／ｃｍ2）で成形を行
い、プレス成形体Ａを作製した。
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。 （実施例１〜４、比較例１〜６）窒化珪素造粒顆粒を金
型プレス（成形圧：２００ｋｇ／ｃｍ2）で成形を行
い、プレス成形体Ａを作製した。
【００２４】 表１に示す原料粉末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−ルで粘
調した粉末ペーストをそれぞれ調製した。この粉末ペー
ストを用い、プレス成形体Ａの上面に図２（ａ）に示す
形状になるようにスクリーン印刷を施した。
ポリビニルブチラールを加え、ブチルカルビト−ルで粘
調した粉末ペーストをそれぞれ調製した。この粉末ペー
ストを用い、プレス成形体Ａの上面に図２（ａ）に示す
形状になるようにスクリーン印刷を施した。
【００２５】 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（平均粒径：１０μｍ）を金型内
で積層させた後、金型プレス（成形圧：２００ｋｇ／ｃ
ｍ2）で成形を行い、プレス成形体Ｂをそれぞれ作製し
た。上記プレス成形体Ｂを７ｔの加圧でコールドアイソ
スタティックプレス（ＣＩＰ）による成形と白加工する
ことにより、プレス成形体Ｃをそれぞれ作製した。
上に窒化珪素造粒顆粒（平均粒径：１０μｍ）を金型内
で積層させた後、金型プレス（成形圧：２００ｋｇ／ｃ
ｍ2）で成形を行い、プレス成形体Ｂをそれぞれ作製し
た。上記プレス成形体Ｂを７ｔの加圧でコールドアイソ
スタティックプレス（ＣＩＰ）による成形と白加工する
ことにより、プレス成形体Ｃをそれぞれ作製した。
【００２６】 上記プレス成形体Ｃをバインダー等の樹
脂抜くために、窒素ガス雰囲気下、５００℃×２ｈｒで
仮焼した後、更に窒素ガス雰囲気下、１８７０℃×３ｈ
ｒで焼成を行うことにより、発熱体が埋設され、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それぞ
れ作製した。
脂抜くために、窒素ガス雰囲気下、５００℃×２ｈｒで
仮焼した後、更に窒素ガス雰囲気下、１８７０℃×３ｈ
ｒで焼成を行うことにより、発熱体が埋設され、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それぞ
れ作製した。
【００２７】 得られたセラミック基材をマシニングセ
ンターで研削加工及び平面研磨機にて研磨することによ
り、図１に示す一体型ボンディング用ヒータをそれぞれ
作製した（実施例１〜４、比較例１〜６）。
ンターで研削加工及び平面研磨機にて研磨することによ
り、図１に示す一体型ボンディング用ヒータをそれぞれ
作製した（実施例１〜４、比較例１〜６）。
【００２８】 ここで、それぞれ作製されたボンディン
グ用ヒータ（実施例１〜４、比較例１〜６）は、図１〜
２に示すように、発熱体１２が埋設されたヒータ部１４
と、他部材にヒータ部１４を結合させるホルダー部１５
を有するセラミック基材２と発熱体１２とを一体焼結す
ることにより、セラミック基材２と発熱体１２とを一体
化したものである。これにより、ヒータ部とホルダー部
が分割されたヒータと比較して、接触熱抵抗を小さくす
ることができるため、降温速度を高速化することができ
るとともに、局所的な温度分布による応力集中が発生し
ないため、強度信頼性が高く、且つ剛性もあるため、熱
変形しにくく、平面度を良好にすることができる。
グ用ヒータ（実施例１〜４、比較例１〜６）は、図１〜
２に示すように、発熱体１２が埋設されたヒータ部１４
と、他部材にヒータ部１４を結合させるホルダー部１５
を有するセラミック基材２と発熱体１２とを一体焼結す
ることにより、セラミック基材２と発熱体１２とを一体
化したものである。これにより、ヒータ部とホルダー部
が分割されたヒータと比較して、接触熱抵抗を小さくす
ることができるため、降温速度を高速化することができ
るとともに、局所的な温度分布による応力集中が発生し
ないため、強度信頼性が高く、且つ剛性もあるため、熱
変形しにくく、平面度を良好にすることができる。
【００２９】 また、上記のボンディング用ヒータ１
は、Ｓｉチップ５０（図３参照）をツールヘッド２０
（図３参照）を介して真空吸着により固定するＳｉチッ
プ真空吸着孔４と、発熱体１２に給電する端子接合部８
と、ボンディング用ヒータ１の温度を測定する測温用熱
電対孔１３と、ツールヘッド２０（図３参照）を真空吸
着により固定するツールヘッド真空吸着孔６と、ジャケ
ット３０（図３参照）にボンディング用ヒータ１を固定
する固定用ねじ孔１０を備えている。尚、上記ヒータの
端子接合部は、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系合金（融点：８５０
℃）であるロウ材を用いて端子（端子材料：ｋｏｖａ
ｒ）をろう付けした。
は、Ｓｉチップ５０（図３参照）をツールヘッド２０
（図３参照）を介して真空吸着により固定するＳｉチッ
プ真空吸着孔４と、発熱体１２に給電する端子接合部８
と、ボンディング用ヒータ１の温度を測定する測温用熱
電対孔１３と、ツールヘッド２０（図３参照）を真空吸
着により固定するツールヘッド真空吸着孔６と、ジャケ
ット３０（図３参照）にボンディング用ヒータ１を固定
する固定用ねじ孔１０を備えている。尚、上記ヒータの
端子接合部は、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系合金（融点：８５０
℃）であるロウ材を用いて端子（端子材料：ｋｏｖａ
ｒ）をろう付けした。
【００３０】 次に、それぞれ得られたボンディング用
ヒータ（実施例１〜４、比較例１〜６）について、セラ
ミック基材２中の発熱体１２周辺部の剥離の有無を観察
し、その結果を表１に示す。
ヒータ（実施例１〜４、比較例１〜６）について、セラ
ミック基材２中の発熱体１２周辺部の剥離の有無を観察
し、その結果を表１に示す。
【００３１】 更に、それぞれ得られたボンディング用
ヒータ（実施例１〜４、比較例１〜６）を、図３に示す
フリップチップボンディング（ＦＣＢ）に用いる装置に
適用し、Ｓｉチップを５００℃に急速昇温（５０℃から
５００℃まで５秒以下）し、５００℃で一定時間（３〜
５秒程度）保持した後、Ｓｉチップを急速降温（５００
℃から１００℃まで２０秒以下）させる工程を１サイク
ルとして、これをヒータ寿命まで繰り返し行うことによ
り、熱サイクル耐久試験を行い、その結果を表１に示
す。
ヒータ（実施例１〜４、比較例１〜６）を、図３に示す
フリップチップボンディング（ＦＣＢ）に用いる装置に
適用し、Ｓｉチップを５００℃に急速昇温（５０℃から
５００℃まで５秒以下）し、５００℃で一定時間（３〜
５秒程度）保持した後、Ｓｉチップを急速降温（５００
℃から１００℃まで２０秒以下）させる工程を１サイク
ルとして、これをヒータ寿命まで繰り返し行うことによ
り、熱サイクル耐久試験を行い、その結果を表１に示
す。
【００３２】
【表１】
【００３３】（考察：実施例１〜４、比較例１〜６）表
１の結果から、比較例２〜６は、セラミック基材と発熱
体との一体焼結時に、Ｗからなる粉末ペーストの炭化に
より発熱体の体積が膨張し、セラミック基材中の発熱体
周辺部に剥離が発生しているため、ヒータの使用時に熱
変形、破損および酸化劣化が発生し、実施例１〜４と比
較して、熱サイクル耐久性も低下していることが判明し
た。一方、実施例１〜４は、ＷＣからなる粉末ペースト
又はＷＣ及びＳｉ3Ｎ4からなる粉末ペーストを用いてい
るため、セラミック基材中の発熱体周辺部に剥離が発生
しないため、ヒータの使用時に熱変形、破損および酸化
劣化を防止し、熱サイクル耐久性も良好であった。尚、
比較例１のように、ＷＣの平均粒子径が３．０μｍを超
過すると、セラミック基材中の発熱体周辺部に剥離が発
生することが判明した。
１の結果から、比較例２〜６は、セラミック基材と発熱
体との一体焼結時に、Ｗからなる粉末ペーストの炭化に
より発熱体の体積が膨張し、セラミック基材中の発熱体
周辺部に剥離が発生しているため、ヒータの使用時に熱
変形、破損および酸化劣化が発生し、実施例１〜４と比
較して、熱サイクル耐久性も低下していることが判明し
た。一方、実施例１〜４は、ＷＣからなる粉末ペースト
又はＷＣ及びＳｉ3Ｎ4からなる粉末ペーストを用いてい
るため、セラミック基材中の発熱体周辺部に剥離が発生
しないため、ヒータの使用時に熱変形、破損および酸化
劣化を防止し、熱サイクル耐久性も良好であった。尚、
比較例１のように、ＷＣの平均粒子径が３．０μｍを超
過すると、セラミック基材中の発熱体周辺部に剥離が発
生することが判明した。
【００３４】
【発明の効果】 以上の説明から明らかなように、本発
明のボンディング用ヒータは、ヒータの製造時における
セラミック基材中の発熱体周辺部の剥離を防止すること
ができるため、ヒータの熱変形、破損および酸化劣化を
防止し、長寿命である。
明のボンディング用ヒータは、ヒータの製造時における
セラミック基材中の発熱体周辺部の剥離を防止すること
ができるため、ヒータの熱変形、破損および酸化劣化を
防止し、長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例及び比較例で作製したボンディング用
ヒータの一例であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面
図、（ｃ）は右側面図である。
ヒータの一例であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面
図、（ｃ）は右側面図である。
【図２】 実施例及び比較例で作製したボンディング用
ヒータの発熱体の配置の一例であり、（ａ）は正面透視
図、（ｂ）は側面透視図である。
ヒータの発熱体の配置の一例であり、（ａ）は正面透視
図、（ｂ）は側面透視図である。
【図３】 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４】 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（ＦＣ
Ｂ）、（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（ＦＣ
Ｂ）、（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。
１…ボンディング用ヒータ、２…セラミック基材（ヒー
タ部＋ホルダー部）、４…Ｓｉチップ真空吸着孔、６…
ツールヘッド真空吸着孔、８…端子接合部、１０…固定
用ねじ孔、１１…固定用ねじ、１２…発熱体、１３…測
温用熱電対孔、１４…ヒータ部、１５…ホルダー部、１
７…加熱面、１８…冷却面、２０…ツールヘッド、３０
…ジャケット、４０…基板用基台、５０…Ｓｉ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…基板、６２…電極。
タ部＋ホルダー部）、４…Ｓｉチップ真空吸着孔、６…
ツールヘッド真空吸着孔、８…端子接合部、１０…固定
用ねじ孔、１１…固定用ねじ、１２…発熱体、１３…測
温用熱電対孔、１４…ヒータ部、１５…ホルダー部、１
７…加熱面、１８…冷却面、２０…ツールヘッド、３０
…ジャケット、４０…基板用基台、５０…Ｓｉ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…基板、６２…電極。
Claims (10)
- 【請求項１】 電子素子と外部電極を接合端子で接合す
るために用いるボンディング用ヒータであって、 重金属炭化物からなる粉末ペーストを用い、セラミック
基材中に発熱体のパターンを形成し、一体焼結すること
により、セラミック基材と発熱体とが一体化されてなる
ことを特徴とするボンディング用ヒータ。 - 【請求項２】 重金属炭化物の粒径が、０．５〜３μｍ
である請求項１に記載のボンディング用ヒータ。 - 【請求項３】 重金属が、タングステン又はモリブデン
である請求項１又は２に記載のボンディング用ヒータ。 - 【請求項４】 セラミック基材が、単一材料で、かつ窒
化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素のいずれかで形成
されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のボンデ
ィング用ヒータ。 - 【請求項５】 電子素子と外部電極を接合端子で接合す
るために用いるボンディング用ヒータであって、 重金属炭化物及びセラミックスからなる粉末ペーストを
用い、セラミック基材中に発熱体のパターンを形成し、
一体焼結することにより、セラミック基材と発熱体とが
一体化されてなることを特徴とするボンディング用ヒー
タ。 - 【請求項６】 重金属炭化物の粒径が、セラミックスの
粒径の５〜３０％である請求項５に記載のボンディング
用ヒータ。 - 【請求項７】 粉末ペースト中の重金属炭化物が、１０
〜５０容積％である請求項５又は６に記載のボンディン
グ用ヒータ。 - 【請求項８】 重金属が、タングステン又はモリブデン
である請求項５〜７のいずれか１項に記載のボンディン
グ用ヒータ。 - 【請求項９】 セラミック基材が、単一材料で、かつ窒
化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素のいずれかで形成
されている請求項５〜８のいずれか１項に記載のボンデ
ィング用ヒータ。 - 【請求項１０】 セラミックスが、セラミック基材と同
一の材料である請求項５〜９のいずれか１項に記載のボ
ンディング用ヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8866299A JP2000286305A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | ボンディング用ヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8866299A JP2000286305A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | ボンディング用ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000286305A true JP2000286305A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13949046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8866299A Withdrawn JP2000286305A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | ボンディング用ヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000286305A (ja) |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP8866299A patent/JP2000286305A/ja not_active Withdrawn
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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 |