JP2003179101A - 接合装置、半導体装置の製造方法および接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、超音波接合を用いて半導体チップ
を回路基板に実装する際に、どの半導体チップに対して
も均一な荷重印加および超音波振動の伝達を行うことの
できる接合装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 突起型電極１７と回路配線３２とを接触
させ、超音波振動を伝達することによって接触部分を溶
融させて接合する接合装置であって、半導体チップ１０
に荷重を印加して回路基板３１に押圧するボンディング
ヘッド３６と、超音波振動を発生する圧電素子４１と、
この超音波振動をボンディングヘッド３６に伝達する振
動伝達機構４２と、ボンディングヘッド３６と半導体チ
ップ１０との間に介在される低弾性フィルム６２とを備
える。低弾性フィルム６２はフィルム供給用ロール部６
１ａよりボンディングヘッド３６と半導体チップ１０と
の間に供給され、接合工程が行われる毎にフィルム回収
用ロール部６１ｂによって回収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップに荷
重を印加すると共に超音波振動を伝達し、半導体チップ
を回路基板に接合する超音波接合に関し、特に量産時に
おける接合に適した接合装置および接合方法等に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】今日、多くの電化製品に半導体チップが
実装された回路基板が用いられるようになり、日増しに
その性能が向上している。半導体チップを回路基板に実
装して半導体装置を製造する方法としては、はんだ接合
によるＣ４(Controlled Collapse Chip Connection)接
合工法が知られている。また、半導体チップの突起型電
極と回路基板との接触による機械的・電気的接合（以
下、メカニカル接合とする）を行う接合工法が知られて
いる。

【０００３】メカニカル接合による半導体チップの実装
には、「超音波接合」が適用されつつある。本発明は、
この超音波接合に関するものである。超音波接合では、
ワイヤボンディング方式を流用して、半導体チップと回
路基板とに一括して荷重を印加し、振動させて接合す
る。この超音波接合については、例えば特許第２９１５
３５０号公報の技術が知られている。この技術では、圧
電素子から導入された振動を波長の定数倍にて固定し、
その上方から荷重を印加する。そして反射された振動波
長が重なり合って強め合い、導入された振動波形を有効
活用する。

【０００４】またメカニカル接合には、伝導性粒子を内
在するＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性
導電膜）またはＡＣＰ（Anisotropic Conductive Past
e：異方性導電ペースト）を介して接合を行う工法、お
よび伝導粒子を内在しないＮＣＦ（Non Conductive Fil
m）やＮＣＰ（Non Conductive Paste）を介して接合を
行う工法がある。ＡＣＦ工法の詳細については、例えば
特開２０００−２８６２９８号公報に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような超音波
接合を行って半導体チップを実装し、製品を量産する際
には、個々の半導体チップに対して印加される荷重およ
び伝達される超音波振動を一定に保つことが求められ
る。また、１つの半導体チップに対して荷重を印加し、
超音波振動を伝達させる際には、この半導体チップ内の
どの部分に対しても均一な荷重を印加し、均一な超音波
振動を伝達することが求められる。ところで、超音波接
合を行う際にはボンディングヘッドの荷重印加面と半導
体チップの裏面とが直接接触する。そして、ボンディン
グヘッドの荷重印加面から半導体チップの裏面に対して
超音波振動を伝達させる際、これらの面の間ではどうし
ても若干のすべりが生じる。１つの半導体チップを超音
波接合する際の工程を１サイクルとすると、量産時にお
いては数万サイクルもの超音波接合が繰り返されること
になる。このように超音波接合が繰り返されると、荷重
印加面はすべりによって徐々に磨耗してしまう。そうす
ると、ボンディングヘッドの荷重印加面と半導体チップ
の裏面との間における動摩擦係数が変化してしまってい
た。つまり、このために半導体チップに均一な荷重を印
加し、均一な超音波振動を伝達することができなくなる
おそれがあった。

【０００６】そこで、本発明は、量産時に超音波接合を
用いた場合において、どの半導体チップに対しても一定
の荷重の印加および超音波振動の伝達が可能であり、１
つの半導体チップ内のどの部分においても均一な荷重印
加および超音波振動の伝達を行うことのできる、すなわ
ちボンディングヘッドの荷重印加面と半導体チップの裏
面との間の動摩擦係数を均一に保つことのできる超音波
接合装置および超音波接合方法を提供することを目的と
する。また、超音波接合時におけるボンディングヘッド
の損傷および磨耗を防止することのできる接合装置およ
び接合方法を提供することを他の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、次のように構成されたことを特徴とする接合装
置を提供する。この接合装置は、電子部品と回路基板と
を接触させ、振動を伝達することによって接触部分を溶
融させて接合する接合装置であって、電子部品に荷重を
印加して、この電子部品を回路基板に押圧する荷重印加
部と、振動を発生すると共に、この振動を荷重印加部に
伝達する振動発生伝達部と、荷重印加部と電子部品との
間に介在されるフィルムとを備える。ここでこの接合装
置は、フィルムを荷重印加部と回路基板との間に供給す
るフィルム供給部と、荷重印加部によって押圧されると
共に振動が伝達された後のフィルムを、荷重印加部と電
子部品との間から回収するフィルム回収部とを備える。
ロール状のフィルムを用いる場合、このフィルム供給部
はロール状のフィルムを収納し、フィルム回収部はフィ
ルム供給部より供給されたフィルムをロール状に巻き取
る構成とすることができる。このフィルムは、低弾性か
つ高耐熱性かつ非圧着性を備えたポリエチレンテフタレ
ートガラスまたはフッ素系樹脂が含まれているものとす
る。さらにこのフィルムは、３０〜７５μｍの厚みを有
するものとする。このように、フィルムを介在させて荷
重を印加すると共に振動を伝達すれば、このフィルムに
よって電子部品および荷重印加部を清掃することができ
る。そうすると、これらの部位が損傷および磨耗するこ
とがなくなるので、荷重印加部による荷重の印加および
振動の伝達を均一に行うことができる。

【０００８】また本発明は、次のように構成されたこと
を特徴とする接合装置を提供する。この接合装置は、電
子部品と回路基板とを接触させ、振動を伝達することに
よって接触部分を溶融させて接合する接合装置であっ
て、電子部品に荷重を印加して、この電子部品を回路基
板に押圧する荷重印加部と、振動を発生すると共に、こ
の振動を荷重印加部に伝達する振動発生伝達部と、荷重
印加部と電子部品との間にフィルムを繰り出し可能に保
持するフィルム保持部とを備える。このように、フィル
ムを繰り出し可能に保持するフィルム保持部が備えられ
ていれば、接合装置にフィルムが装填された場合には、
このフィルムを順次繰り出して電子部品と回路基板との
接合を行うことができる。

【０００９】さらに本発明は、次のように構成されたこ
とを特徴とする接合装置を提供する。すなわち、この接
合装置は、電子部品と回路基板とを接触させ、振動を伝
達することによって接触部分を溶融させて接合する接合
装置であって、電子部品に対して荷重を印加すると共に
振動を伝達する荷重印加部と、この荷重印加部と電子部
品との間に介在され、荷重印加部からの荷重および振動
による荷重印加部の損傷および磨耗を低減する弾性部材
とを備える。このように、荷重印加部の損傷および磨耗
を低減することができれば、荷重印加部から電子部品の
どの部位に対しても均一な荷重を印加することができる
と共に、均一な振動を伝達することができる。さらに、
荷重印加部が損傷、磨耗しないので、量産工程において
各々の電子部品に対しても均一な荷重の印加および均一
な振動の伝達を行うことができる。ここで、弾性部材と
しては、低弾性かつ高耐熱性かつ非圧着性を備えたもの
を用いることができる。また、この弾性部材は、荷重印
加部と電子部品との間に介在することができれば、フィ
ルム状のものであっても良いし、荷重印加部に貼着また
は塗布される形態のものであっても構わない。

【００１０】また、上記の目的を達成する本発明は、半
導体チップに形成された突起型電極と回路基板に設けら
れた回路配線との位置合わせを行う工程と、半導体チッ
プの上面をフィルムで覆う工程と、半導体チップに対し
てフィルムの上から荷重をかけると共に、この半導体チ
ップに対してフィルムを介して振動を加えることで半導
体チップを回路基板に接合する工程とを含む半導体装置
の製造方法を提供する。この製造方法を用いて半導体チ
ップを回路基板に実装し、半導体装置を製造すれば、荷
重をかけると共に振動を加える部位が損傷および磨耗す
ることがなくなる。これによって、半導体チップに対し
て均一な荷重をかけ、均一な振動を加えることができ
る。

【００１１】さらにまた、本発明は、次のような接合方
法を提供する。すなわち、電子部品に形成された突起型
電極と回路基板に設けられた回路配線とを接触させ、振
動を伝達することによって接触部分を溶融させて接合す
る接合方法は、突起型電極と回路配線との位置合わせを
行うステップと、電子部品上にフィルムを覆うステップ
と、このフィルムを介して電子部品に所定の大きさの荷
重を印加して押圧するステップと、フィルムを介して振
動を伝達するステップとを含む。ここで、この接合方法
は、フィルムを覆うステップに先立って、帯状のフィル
ムの未使用部分が電子部品上を覆うようにフィルムをず
らすステップをさらに含む。そして、フィルムをずらす
ステップは、荷重を印加して押圧するステップと振動を
伝達するステップとが行われる毎に実行される。そうす
ることによって、電子部品上を覆うフィルムが接合工程
毎に移動し、常にフィルムの新しい部分がこの電子部品
上に供給されるようになる。また、この接合方法におい
て振動を伝達するステップは、超音波を発生させて超音
波振動を発振し、この超音波振動をフィルムを介して伝
達する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す本実施の形
態に基づいて本発明を詳細に説明する。本実施の形態で
は、半導体チップを回路基板に実装して半導体装置を製
造する方法のうち、半導体チップに形成された突起型電
極を回路基板に設けられた回路配線に接触させ、荷重を
印加すると共に超音波振動を伝達することでこの接触部
分を溶融させて接合を行うメカニカル接合に関するもの
である。

【００１３】図１は、本実施の形態における半導体チッ
プに突起型電極を形成する工程を示す側面図である。本
実施の形態では、この突起型電極を形成するのにスタッ
ドバンプ工法を用いる。図１（ａ）に示すように、半導
体チップ本体１１の表面にはＡｌ（Aluminum：アルミニ
ウム）電極１２が配列されている。図１（ｂ）に示すボ
ンディングキャピラリ１３の先端部からはＡｕ（Auru
m：金）またはＡｌ等の金属線１４が突出している。ま
た、この金属線１４は、ボンディングキャピラリ１３を
貫通しており、ボンディングキャピラリ１３の先端部か
ら順次送り出すことができる。そして、金属線１４の先
端部には、前工程にてこの金属線１４が溶融した際に形
成されたイニシャルボール１５が形成されている。この
ボンディングキャピラリ１３に適当な荷重を印加して、
先端部にイニシャルボール１５が形成された金属線１４
をＡｌ電極１２に押し付ける。また同時に、Ａｌ電極１
２とイニシャルボール１５との接触部分の近傍にはスパ
ークトーチ１６が近づけられている。ボンディングキャ
ピラリ１３には、図示しない圧電素子が接続されている
ものとする。そして、この圧電素子に任意の電圧を印加
することにより、図１（ｃ）に矢印で示すような振動を
伝達させる。そうすると、金属線１４の先端部に備えら
れたイニシャルボール１５とＡｌ電極１２との間で摩擦
熱が生じてイニシャルボール１５が溶融し、このイニシ
ャルボール１５とＡｌ電極１２とが溶着される。

【００１４】イニシャルボール１５がＡｌ電極１２に溶
着されたら、図１（ｄ）に示すようにボンディングキャ
ピラリ１３を上昇させた後に、図１（ｅ）に示すように
横方向に移動させる。そうすることによって、ボンディ
ングキャピラリ１３から金属線１４が引き出されて、金
属線１４のループが形成される。そこで、図１（ｆ）に
示すように、スパークトーチ１６より金属線１４のルー
プ部分にスパークを印加する。このスパークによって金
属線１４は切断される。そして切断された金属線１４の
先端部分には、図１（ｇ）に示すように次工程にて溶接
されるイニシャルボール１５が形成される。また、Ａｌ
電極１２上には、図１（ｈ）に示す突起型電極１７が形
成される。

【００１５】図１（ｂ）〜図１（ｇ）に示した工程を繰
り返すことにより、図１（ｉ）に示す複数の突起型電極
１７が形成された半導体チップ１０（以下、半導体チッ
プ１０とする）となる。また、図１（ｊ）は、図１
（ｉ）にて示した半導体チップ１０を裏返した状態を示
す。

【００１６】図２は、本実施の形態における突起型電極
１７を平坦化する工程を示す側面図である。ここでは、
図１にて説明した工程にて製作された半導体チップ１０
の突起型電極１７を、図２（ａ）〜図２（ｃ）および図
２（ｄ）〜図２（ｆ）に示す２通りの方法にて平坦化す
る工程について説明する。

【００１７】まず、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す方法
にて、突起型電極１７の平坦化の工程を説明する。図２
（ａ）に示すように、突起型電極１７が形成された半導
体チップ１０は、レベリングステージ２２に載せられて
いる。そしてこの半導体チップ１０は、レベリングステ
ージ２２により真空吸着されている。このようにして配
設されたレベリングステージ２２および半導体チップ１
０の上部より、レベリングプレート２１を矢印で示すよ
うに降下させる。そうすると、図２（ｂ）に示すよう
に、半導体チップ１０に形成された突起型電極１７が押
しつぶされる。ここで、レベリングプレート２１の上部
より任意の荷重を印加することによって、突起型電極１
７はさらに押しつぶされる。本実施の形態では、レベリ
ングプレート２１による荷重は２０ｇｆ（ｇ重）以下で
あるものとする。そして、荷重印加後に図２（ｃ）の矢
印で示すようにレベリングプレート２１を上昇させる
と、半導体チップ１０には平坦化された突起型電極１８
（以下、平坦化突起型電極１８とする）が形成される。

【００１８】また、図２（ｄ）〜図２（ｆ）に示す方法
でも、突起型電極１７の平坦化を行うことができる。図
２（ｄ）に示すように、突起型電極１７が形成された半
導体チップ１０は、裏返されて配置されている。そして
この半導体チップ１０は、ボンディングヘッド２３によ
って真空吸着されている。また、ボンディングヘッド２
３および半導体チップ１０の下方には、フラットニング
ステージ２４が備えられている。このようにして配設さ
れたボンディングヘッド２３および半導体チップ１０を
矢印で示したように降下させる。そうすると、図２
（ｅ）に示すように、半導体チップ１０に形成された突
起型電極１７が押しつぶされる。ここで、ボンディング
ヘッド２３の上部より任意の荷重を印加することによっ
て、突起型電極１７はさらに押しつぶされる。ここでの
荷重も図２（ｂ）にて説明したものと同様に２０ｇｆ以
下であるものとする。そして、荷重印加後に図２（ｆ）
の矢印で示すようにボンディングヘッド２３および半導
体チップ１０を上昇させると、半導体チップ１０には平
坦化突起型電極１８が形成される。

【００１９】図３は、本実施の形態における半導体チッ
プ１０と回路基板との接合時の様子を示す側面図であ
る。また図４は、図３に示す接合における絶縁性フィラ
ーの挙動を示す部分拡大図である。ここでは、図３
（ａ）〜図３（ｅ）に示す平坦化突起型電極１８を備え
た半導体チップ１０を回路基板に接合する場合と、図３
（ｆ）〜図３（ｊ）に示す突起型電極１７を備えた半導
体チップ１０を回路基板に接合する場合との２通りにつ
いて説明する。いずれの場合も、半導体チップ１０を熱
硬化型樹脂を介して回路基板に接合するものとする。こ
こでは、熱硬化型樹脂として、樹脂内に導電粒子を内在
し、この導電粒子によって電気的な接続を行うＡＣＦま
たはＡＣＰを用いる場合と、樹脂内に導電粒子を内在し
ないＮＣＦやＮＣＰを用いる場合とについて説明する。
ＮＣＦやＮＣＰの樹脂内には、電気的な接続を抑制する
フィラーと呼ばれるシリカやアルミナ粒子が５０〜６０
ｗｔ（weight）％以上含まれている。これらのフィラー
は半導体チップ１０と回路基板の線膨張係数差を補償す
る目的に用いられる。

【００２０】まず、図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す、平
坦化突起型電極１８を備えた半導体チップ１０を接合す
る場合について説明する。図３（ａ）に示すように、回
路基板３１上に形成された回路配線３２の上部には熱硬
化型樹脂３３が貼り付けられている。図３（ａ）〜図３
（ｅ）では、熱硬化型樹脂３３としてＡＣＦまたはＡＣ
Ｐを用いる場合について説明する。そして、図３（ｂ）
に示すように、この熱硬化型樹脂３３の上部に加熱され
たフィルム圧着用ヘッド３５を載せる。そうすると熱硬
化型樹脂３３は、フィルム圧着用ヘッド３５の熱によっ
て軟化され、回路基板３１および回路配線３２のそれぞ
れの部位に圧着される。そして、図３（ｃ）に示すよう
に、平坦化突起型電極１８を備えた半導体チップ１０
は、ボンディングヘッド３６に設けられた吸着孔３７に
よって真空吸着され、回路基板３１上にて位置合わせが
行われる。その後、図３（ｄ）に示すように、ボンディ
ングヘッド３６を降下させて任意の荷重を印加すること
により、半導体チップ１０に備えられた平坦化突起型電
極１８を、熱硬化型樹脂３３を介して回路基板３１上に
形成された回路配線３２に圧着させる。本実施の形態で
は、ボンディングヘッド３６によって印加される荷重は
１つの平坦化突起型電極１８あたり２０ｇｆ以上である
ものとする。このように荷重を印加することによって、
平坦化突起型電極１８をさらに押しつぶすことができる
と共に、回路基板３１の反りを矯正することができる。
また、ボンディングヘッド３６を加熱することによって
熱硬化型樹脂３３を半硬化させることができる。そうす
ると、図３（ｅ）に示すように、半導体チップ１０と回
路基板３１とが半硬化した熱硬化型樹脂３３によって接
合される。このような熱硬化型樹脂３３を用いた半導体
チップ１０の圧着のプロセス時間や印加する荷重および
加熱温度等は、圧着させる半導体チップ１０や回路基板
３１および熱硬化型樹脂３３の種類等により任意に設定
することができる。

【００２１】次に、図３（ｆ）〜図３（ｊ）に示す、突
起型電極１７を備えた半導体チップ１０を接合する場合
の挙動について説明する。図３（ｆ）〜図３（ｊ）で
は、熱硬化型樹脂３３として、ＮＣＦまたはＮＣＰを用
いる場合について説明する。図３（ｆ）および図３
（ｇ）の工程は、上述した図３（ａ）および図３（ｂ）
にて説明した工程と同じなので説明を省略する。平坦化
が施されていない突起型電極１７を備えた半導体チップ
１０は、図３（ｈ）に示すようにボンディングヘッド３
６に設けられた吸着孔３７によって真空吸着され、位置
合わせが行われる。その後、図３（ｉ）に示すように、
ボンディングヘッド３６を降下させて半導体チップ１０
に備えられた突起型電極１７を、熱硬化型樹脂３３を介
して回路基板３１上に形成された回路配線３２に圧着さ
せる。このとき、図３（ｄ）にて説明したのと同様に、
ボンディングヘッド３６に任意の荷重を印加すると共に
加熱を行うことによって、熱硬化型樹脂３３を半硬化さ
せる。熱硬化型樹脂３３としてＮＣＦやＮＣＰを用いる
ことによって、これらの樹脂に内在されているフィラー
によって線膨張係数の違いによる半導体チップ１０や回
路基板３１の反りを抑制することができる。そうする
と、図３（ｊ）に示すように、半導体チップ１０と回路
基板３１とが半硬化した熱硬化型樹脂３３によって接合
される。

【００２２】ここで、図４（ａ）および図４（ｂ）を用
いて、平坦化突起型電極１８を圧着させる場合と平坦化
が施されていない突起型電極１７を圧着させる場合の挙
動の差異について説明する。図４（ａ）は図３（ｄ）の
Ａ部分の拡大図、図４（ｂ）は図３（ｉ）のＢ部分の拡
大図である。図４（ａ）に示すように、平坦化突起型電
極１８を備えた半導体チップ１０と回路配線３２との間
には導電粒子を内在する熱硬化型樹脂３３（ＡＣＦまた
はＡＣＰ）が備えられている。そうすると、平坦化突起
型電極１８と回路配線３２とを圧着させようとした際、
この平坦化突起型電極１８と回路配線３２との間におけ
る導電粒子の存在確率を補償することができる。つま
り、熱硬化型樹脂３３として導電粒子を内在したＡＣＰ
やＡＣＦを用いた場合には、平坦化突起型電極１８と回
路配線３２とが直接接触していなくても電気的な接合を
行うことができる。また、図４（ｂ）に示すように、平
坦化が施されていない突起型電極１７を備えた半導体チ
ップ１０と回路配線３２との間には導電粒子を内在しな
い熱硬化型樹脂３３（ＮＣＦまたはＮＣＰ）が備えられ
ている。この熱硬化型樹脂３３には、図示するように、
無数の絶縁性フィラー３４が内在している。ところで、
突起型電極１７は平坦化が施されていないので、この突
起型電極１７と回路配線３２とを圧着させようとした
際、この突起型電極１７の周囲に存在している絶縁性フ
ィラー３４は矢印で示した方向に押し出される。そして
突起型電極１７の先端は、図３（ｉ）に示した荷重印加
時につぶれて、絶縁性フィラー３４を突起型電極１７と
回路配線３２との間から排除しつつ回路配線３２と直接
接触する。つまり、熱硬化型樹脂３３として導電粒子を
内在せず、絶縁性フィラー３４を内在したＮＣＦやＮＣ
Ｐを用いた場合には、突起型電極１７がこの絶縁性フィ
ラー３４を排除して回路配線３２と確実に接触すること
によって電気的な接合を行うことができる。

【００２３】図５は、超音波接合時のチップダストによ
るボンディング跡の発生過程を示す図である。ここで
は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す半導体チップ１０よ
りも小さなボンディングヘッド３６ａを用いる場合と、
図５（ｄ）〜図５（ｆ）に示す半導体チップ１０よりも
大きなボンディングヘッド３６ｂを用いる場合とについ
て説明する。図５（ａ）に示すように、ボンディングヘ
ッド３６ａの上部には、棒状の振動伝達機構４２が備え
られており、この振動伝達機構４２には圧電素子４１が
接続されている。そして、ボンディングヘッド３６ａに
真空吸着された半導体チップ１０の位置合わせが行われ
て回路基板３１上の回路配線３２に接合される。その
際、ボンディングヘッド３６ａより半導体チップ１０に
対して荷重を印加する。さらに、圧電素子４１に電圧を
印加することにより超音波振動を発生させる。この超音
波振動は、振動伝達機構４２に破線で示すように伝達さ
れる。そしてこの超音波振動は、振動伝達機構４２およ
びボンディングヘッド３６ａを介して半導体チップ１０
に矢印方向の振動として伝達される。そうすることによ
って、半導体チップ１０と回路基板３１とが超音波接合
される。この超音波接合を行う際、図５（ｂ）に示すよ
うにボンディングヘッド３６ａと半導体チップ１０との
間に、ダイシング工程にて半導体チップ１０を切断した
際に発生するチップダスト５１が挟まれることが考えら
れる。このダイシング工程については、後に図６を用い
て説明する。チップダスト５１が挟まれた状態で超音波
振動を伝達すると、半導体チップ１０の裏面１０ｓおよ
びボンディングヘッド３６ａの半導体チップ１０との荷
重印加面３６ｓには、図５（ｃ）に示すようなボンディ
ング跡５２がついてしまう。つまり、荷重印加面３６ｓ
は、チップダスト５１が挟まれたことによって損傷して
しまう。このようなボンディング跡５２は超音波振動に
よる振動方向に沿って生じる。また、ボンディングヘッ
ド３６ａがいくら硬い材質のものであっても、このよう
な損傷は避けられない。

【００２４】また、図５（ｄ）に示すように、ボンディ
ングヘッド３６ｂが半導体チップ１０よりも大きい場合
には、図５（ｅ）に示すように、図５（ｂ）で示した場
合よりも多くのチップダスト５１をボンディングヘッド
３６ｂと半導体チップ１０との間に挟み込んでしまう。
そして、この状態で超音波振動を伝達すると、半導体チ
ップ１０の裏面１０ｓおよびボンディングヘッド３６ｂ
の半導体チップ１０との荷重印加面３６ｓには、図５
（ｆ）に示すように、図５（ｃ）にて示したよりも多く
のボンディング跡５２がついてしまう。このように超音
波振動接合では、荷重の印加および超音波振動の伝達時
に、チップダスト５１によってボンディングヘッド３６
の荷重印加面３６ｓや半導体チップ１０の裏面１０ｓに
ボンディング跡５２がついてしまうので、大きなボンデ
ィングヘッド３６ｂを用いるよりも小さなボンディング
ヘッド３６ａを用いることが好ましい。そうすると、半
導体チップ１０の裏面１０ｓのうちで、ボンディングヘ
ッド３６の荷重印加面３６ｓによって接触される部分の
面積が小さくなるので、ボンディング跡５２がつくのを
少なくすることが期待できる。

【００２５】図６は、図５に示したチップダスト５１が
発生するダイシング工程を示す図である。図６（ａ）に
示すように、シリコンウェハ上には複数の半導体チップ
１０が配列されている。図６（ｂ）は図６（ａ）に示し
たＣ部分の拡大図である。図６（ｂ）に示すように、個
々の半導体チップ１０は、シリコンウェハ上に形成され
た複数の半導体チップ１０をダイシングラインＬに沿っ
て切断することによって形成される。そして、個々の半
導体チップ１０の端面には、図示したように多くの凹凸
が形成されることがわかる。図６（ｂ）では、半導体チ
ップ１０の切断面が視認しやすいように、凹凸を実際の
状態よりも強調して示した。このように、シリコンウェ
ハから半導体チップ１０を切り出すダイシング工程にお
いて、シリコンウェハから切り出された単結晶に近い形
状のチップダスト５１が発生する。このように、ダイシ
ング工程において発生したチップダスト５１は、組み立
て前にクリーニング工程等を設けることにより除去され
るが、通常のクリーニング工程では完全に除去すること
ができない。そのため、ボンディングヘッド３６や半導
体チップ１０には、図５にて説明したようなボンディン
グ跡５２がついてしまう。そして、ボンディングヘッド
３６は、超音波接合を繰り返されることによって徐々に
磨耗していくばかりでなく、このボンディング跡５２に
よって徐々に損傷していくので、ボンディングヘッド３
６と半導体チップ１０との間の動摩擦係数が一定に保た
れなくなってしまう。すると、半導体チップ１０の各部
に対して均一な荷重の印加および均一な超音波振動の伝
達を行うことができなくなると共に、量産工程において
個々の半導体チップ１０に対して印加する荷重の大きさ
および伝達される超音波振動の大きさが変化してしま
う。

【００２６】図７は、本実施の形態における低弾性フィ
ルムを介した超音波接合について示す図である。図７
（ａ）に示すように、搭載用ヘッド３８には、吸着孔３
９が設けられている。半導体チップ１０は、この吸着孔
３９により真空吸着される。また、半導体チップ１０と
回路基板３１との間隙から半導体チップ１０および回路
基板３１を撮影することのできるＣＣＤカメラ７０が備
えられている。このＣＣＤカメラ７０は２つのＣＣＤカ
メラを組み合わせて構成されており、半導体チップ１０
が設けられたＣＣＤカメラ７０の上面側、および回路基
板３１が設けられたＣＣＤカメラ７０の下面側の視野を
同時に撮影し、認識することができる。半導体チップ１
０に形成された突起型電極１７と回路基板３１上に備え
られた回路配線３２との位置合わせを行う際には、ＣＣ
Ｄカメラ７０により撮影された半導体チップ１０の位置
の情報に基づいて半導体チップ１０の位置を微調整す
る。図７（ｂ）および図７（ｃ）で示すように、本実施
の形態ではロールフィルム機構６０を介して荷重の印加
および超音波振動の伝達を行うため、ボンディングヘッ
ド３６に吸着孔を設けることができない。そこで、この
ように超音波接合を行う前に回路基板上３１上に半導体
チップ１０を配置する。

【００２７】また、図７（ｂ）に示すように、本実施の
形態におけるロールフィルム機構６０には、回転可能な
供給用ロール部６１ａおよび回収用ロール部６１ｂが備
えられている。供給用ロール部６１ａには低弾性フィル
ム６２が巻かれており、矢印方向に回転することによっ
てボンディングヘッド３６と半導体チップ１０との間に
低弾性フィルム６２を供給することができる。また、回
収用ロール部６１ｂは、供給用ロール部６１ａと同方向
に回転することによって図７（ｃ）に示す接合工程後の
低弾性フィルム６２を巻き取ることができる。すなわ
ち、本実施の形態におけるロールフィルム機構６０は、
半導体チップ１０と回路基板３１との間において低弾性
フィルム６２を保持することができる。そして、このロ
ールフィルム機構６０にロール状の低弾性フィルム６２
を装填することによって、半導体チップ１０と回路基板
３１との間に低弾性フィルム６２を介在させることがで
きる。本実施の形態では、供給用ロール部６１ａから半
導体チップ１０上に連続して供給され、この半導体チッ
プ１０上から回収用ロール部６１ｂへと回収される帯状
の低弾性フィルム６２を用いる。また、この低弾性フィ
ルム６２の供給および回収は、図７（ｃ）に示す接合工
程毎に行われ、超音波接合前の半導体チップ１０の上部
には、順次新しい低弾性フィルム６２が供給される。こ
こで、この帯状の低弾性フィルム６２の回収および供給
によって、帯状の低弾性フィルム６２のうちで接合工程
で荷重を印加されると共に振動が伝達された部分は、半
導体チップ１０上から回収用ロール部６１ｂ側にずれる
ように移動することになる。そして、このずれによって
帯状の低弾性フィルム６２の使用済部分が半導体チップ
１０上から移動されて、未使用部分が半導体チップ１０
上に移動される。

【００２８】この低弾性フィルム６２の特性は、低弾性
であるばかりでなく、高耐熱性および非接着性を備えた
ものであることが望ましい。低弾性フィルム６２の材料
としては、ポリエチレンテフタレートガラスクロスや、
フッ素系樹脂等を用いることができる。さらに本実施の
形態では、この低弾性フィルム６２を介して超音波振動
を伝達するため、３０〜７０μｍ程度のできるだけ薄い
ものを用いることが望ましい。このように、半導体チッ
プ１０とボンディングヘッド３６との間に低弾性フィル
ム６２を配設すると、接合工程時におけるボンディング
ヘッド３６の磨耗を低減することができる。またそれば
かりでなく、後に図８を用いて説明するように、ボンデ
ィングヘッド３６および半導体チップ１０がチップダス
ト５１によって損傷することをも防止することができ
る。本実施の形態では上述したようなロールフィルム機
構６０を例示したが、接合工程毎にボンディングヘッド
３６と半導体チップ１０との間への未使用の低弾性フィ
ルム６２の供給およびボンディングヘッド３６と半導体
チップ１０との間からの使用済の低弾性フィルム６２の
回収を行うことができるような機構および方法があれ
ば、その機構および方法を用いても構わない。そして、
このロールフィルム機構６０の上部には、回路基板３１
上に載せられた半導体チップ１０に荷重を印加するボン
ディングヘッド３６と、電圧を印加することにより超音
波振動を発生させる圧電素子４１と、超音波振動をボン
ディングヘッド３６に伝達する振動伝達機構４２とが備
えられている。

【００２９】供給用ロール部６１ａより新しい低弾性フ
ィルム６２が供給されると、図７（ｃ）に示すように圧
電素子４１および振動伝達機構４２が接続されたボンデ
ィングヘッド３６が下降して、低弾性フィルム６２を挟
んで半導体チップ１０に荷重を印加する。さらに、圧電
素子４１に電圧を印加することにより超音波振動を発生
させ、振動伝達機構４２、ボンディングヘッド３６およ
び低弾性フィルム６２を介して半導体チップ１０に矢印
方向の超音波振動を伝達する。そうすると、半導体チッ
プ１０の突起型電極１７と回路基板３１上に形成された
回路配線３２との間で摩擦が生じる。つまり、超音波振
動による運動エネルギーは、瞬間的に熱エネルギーに変
換される。そして、この摩擦によって発生する摩擦熱に
よって突起型電極１７と回路配線３２とが溶融される。
このようにして、半導体チップ１０と回路基板３１とが
超音波接合される。このとき、ボンディングヘッド３６
を加熱すれば、突起型電極１７と回路配線３２とが溶融
するのに必要な熱エネルギーを補足することができる。
また、回路基板３１側からも加熱を行えばさらに熱エネ
ルギーを補足することができる。このような熱エネルギ
ーの補足は、半導体チップ１０側と回路基板３１との両
方または片方から行うようにしても構わないし、必要が
なければ行わないようにしても構わない。

【００３０】ここで、半導体チップ１０と回路基板３１
とを接合する際、超音波接合を行っただけでは接合強度
が弱いものとなってしまう。そこで、半導体チップ１０
と回路基板３１との間隙には、図３にて説明したＡＣＦ
やＡＣＰまたはＮＣＦやＮＣＰ等の熱硬化型樹脂３３を
配設して補強を行うことが望ましい。この補強について
は、図７にて説明した超音波接合工程の前に、図３
（ａ）および図３（ｂ）にて示したように行っても良い
し、図７にて説明した超音波接合工程の後に溶融した状
態のＮＣＰやＡＣＰを半導体チップ１０と回路基板３１
との間隙に流し込んで、その後に硬化させるようにして
も構わない。超音波接合工程の前に熱硬化型樹脂３３を
配設すれば、超音波接合時に発生する熱エネルギーによ
ってこれらの樹脂を半硬化させることができる。またこ
こで、上述したように半導体チップ１０または回路基板
３１側より加熱を行うことによって樹脂の硬化を促進す
ることができる。

【００３１】図８は、本実施の形態における低弾性フィ
ルム６２を介した超音波接合時の接合部付近の部分拡大
図である。ここでは、低弾性フィルム６２を介して超音
波接合を行う際のチップダスト５１の挙動について説明
する。図８に示すように、半導体チップ１０の裏面１０
ｓや側面付近には、図６で説明したダイシング工程にて
発生したチップダスト５１が付着している。そして、こ
のチップダスト５１が付着した半導体チップ１０の裏面
１０ｓの上部には、供給用ロール部６１ａより供給され
た新しい低弾性フィルム６２が配設されている。図７で
も説明したように本実施の形態では、この低弾性フィル
ム６２を介してボンディングヘッド３６による荷重の印
加を行う。そしてさらに、超音波振動を伝達することに
よって、ボンディングヘッド３６を矢印で示した方向に
振動させて超音波接合を行う。図示したように、低弾性
フィルム６２を配設することによって、半導体チップ１
０の裏面１０ｓに付着したチップダスト５１がボンディ
ングヘッド３６の荷重印加面３６ｓに直接接触すること
がなくなる。

【００３２】以上のように、本実施の形態では、低弾性
フィルム６２を介して超音波接合を行っている。超音波
接合装置をこのような構成とし、上述したような方法に
おいて超音波接合を行えば、荷重を印加した際および超
音波振動を伝達させた際に半導体チップ１０に付着した
チップダスト５１が低弾性フィルム６２に捕集される。
つまり低弾性フィルム６２によって、半導体チップ１０
に付着したチップダスト５１を除去することができる。
そうすることによって、チップダスト５１が半導体チッ
プ１０の裏面１０ｓおよびボンディングヘッド３６の荷
重印加面３６ｓに、ボンディング跡５２をつけることを
回避することができる。つまり、チップダスト５１がボ
ンディングヘッド３６および半導体チップ１０を損傷す
ることが無くなる。この低弾性フィルム６２は、チップ
ダスト５１の捕集ばかりでなく、荷重印加面３６ｓを清
掃する効果も期待できる。

【００３３】また、ボンディングヘッド３６と半導体チ
ップ１０との間に低弾性フィルム６２を配設することに
より、超音波振動はボンディングヘッド３６から低弾性
フィルム６２に伝達された後に半導体チップ１０に伝達
されるようになる。ここで、ボンディングヘッド３６と
低弾性フィルム６２との間にはすべりが発生することは
ない。また低弾性フィルム６２と半導体チップ１０との
間でもすべりが発生することはない。さらに本実施の形
態では、一度接合工程に用いられた低弾性フィルム６２
を再び用いることなく、接合工程毎に新しい低弾性フィ
ルム６２が供給されるので、各々の半導体チップ１０の
接合工程において印加される荷重の大きさおよび伝達さ
れる超音波振動の大きさは変化しない。またさらに、ボ
ンディングヘッド３６の荷重印加面３６ｓと半導体チッ
プ１０の裏面１０ｓとの間ですべりが生じないので、特
に荷重印加面３６ｓ側の磨耗を防止することができるよ
うになる。そうすることによって、半導体チップ１０と
回路基板３１とを超音波接合によって量産した場合にお
ける接合不良等を未然に防ぐことができるようになり、
超音波接合の生産歩留まりが向上する。

【００３４】図９は、本実施の形態における低弾性フィ
ルム６２を用いた超音波接合装置での接合工程を示す平
面図および側面図である。図９（ａ）は本実施の形態に
おける超音波接合装置での接合工程を示す平面図であ
り、図９（ｂ）は本実施の形態における超音波接合装置
での接合工程を示す側面図である。まず、半導体チップ
１０を真空吸着した搭載用ヘッド３８と搭載用ステージ
８１上に載せられた回路基板３１との間には、Ｙ方向の
矢印に沿ってＣＣＤカメラ７０が挿入される。そしてこ
のＣＣＤカメラ７０にて、半導体チップ１０のＸ，Ｙ方
向およびθ方向の位置合わせを行って、搭載位置を決定
し、回路基板３１上に半導体チップ１０を搭載する。半
導体チップ１０が搭載された回路基板３１は、Ｘ方向の
矢印に沿った基板移送方向に移送される。

【００３５】超音波接合用ステージ８２上へと移送され
てきた回路基板３１および半導体チップ１０は、ボンデ
ィングヘッド３６の位置にて停止する。そして、ボンデ
ィングヘッド３６と超音波接合用ステージ８２上に載せ
られた半導体チップ１０および回路基板３１との間に
は、Ｙ方向の矢印に沿ってロールフィルム機構６０が挿
入される。その後、圧電素子４１と振動伝達機構４２と
が接続されたボンディングヘッド３６がＺ方向の矢印に
沿って降下する。そして、図７にて説明したように、ボ
ンディングヘッド３６により荷重を印加すると共に、圧
電素子４１で発生した超音波振動を伝達することにより
超音波接合を行う。

【００３６】超音波接合が終了した後には、ボンディン
グヘッド３６およびロールフィルム機構６０がＺ方向の
矢印に沿って上昇し、ロールフィルム機構６０は図９
（ａ）にて示した初期の位置に格納される。このとき、
ボンディングヘッド３６によって荷重が印加され、超音
波振動が伝達された部分の低弾性フィルム６２は回収用
ロール部６１ｂによって巻き取られ、供給用ロール部６
１ａからは新しい低弾性フィルム６２が供給される。ま
た、超音波接合によって半導体チップ１０が接合された
回路基板３１は、基板移送方向に沿って移送される。以
上、図９にて説明した超音波接合装置における接合工程
を１サイクルとし、このサイクルを繰り返すことによっ
て量産を行うことができる。

【００３７】図１０は、本実施の形態における超音波接
合工程における処理の流れを示すフローチャートであ
る。この超音波接合工程に示す処理の流れに沿って半導
体チップ１０と回路基板３１とを接合すると、回路基板
３１上に半導体チップ１０が実装された半導体装置を製
造することができる。まず、回路基板３１が搭載用ステ
ージ８１上に配置される（ステップ１００１）。また、
半導体チップ１０が搭載用ヘッド３８に設けられた吸着
孔３９により真空吸着される（ステップ１００２）。半
導体チップ１０を吸着した搭載用ヘッド３８は、搭載用
ステージ８１上に配置された回路基板３１上に移動す
る。そして、この搭載用ヘッド３８の位置を移動して、
半導体チップ１０の突起型電極１７と回路基板３１上の
回路配線３２との位置合わせが行われる（ステップ１０
０３）。ここで、半導体チップ１０と回路基板３１との
間にＣＣＤカメラ７０が挿入される。そして、ＣＣＤカ
メラ７０により半導体チップ１０の位置を検出し、ステ
ップ１００３における位置合わせによって半導体チップ
１０が所定の位置に配置されたか否かの判断が行われる
（ステップ１００４）。ここで、半導体チップ１０が所
定の位置に配置されていないと判断された場合には、Ｃ
ＣＤカメラ７０によって検出された位置に基づいて、再
びステップ１００３の位置合わせを行って半導体チップ
１０の位置を微調整する。ステップ１００３およびステ
ップ１００４の処理は、半導体チップ１０が所定の位置
に配置されるまで繰り返し行われる。ステップ１００４
で半導体チップ１０が所定の位置に配置されたと判断さ
れると、ＣＣＤカメラ７０が抜き取られて回路基板３１
上に半導体チップ１０が搭載される。そして、半導体チ
ップ１０を搭載した回路基板３１は、搭載用ステージ８
１から超音波接合用ステージ８２へと移送される（ステ
ップ１００５）。

【００３８】搭載用ステージ８１から移送されてきた回
路基板３１は、超音波接合用ステージ８２上の所定の位
置に到達して停止する（ステップ１００６）。そうする
と、超音波接合装置の所定の位置に格納されたローラフ
ィルム機構６０が回路基板３１上に移動する（ステップ
１００７）。このローラフィルム機構６０には、新しい
低弾性フィルム６２が供給されているものとする。そし
てローラフィルム機構６０を降下させて、回路基板３１
に搭載された半導体チップ１０の裏面１０ｓに低弾性フ
ィルム６２を密着させる（ステップ１００８）。そして
さらに、ローラフィルム機構６０の上部に配置されたボ
ンディングヘッド３６が降下する（ステップ１００
９）。そうすると低弾性フィルム６２は、半導体チップ
１０とボンディングヘッド３６とによって挟み込まれ
る。

【００３９】そして、ボンディングヘッド３６から低弾
性フィルム６２を介して半導体チップ１０へと荷重を印
加する（ステップ１０１０）。また、圧電素子４１に電
圧を印加することによって超音波振動を発振させ、振動
伝達機構４２、ボンディングヘッド３６および低弾性フ
ィルム６２を介して半導体チップ１０にこの超音波振動
を伝達する（ステップ１０１１）。超音波振動の発振に
よって半導体チップ１０の突起型電極１７と回路基板３
１上の回路配線３２との間に摩擦熱が生じ、この部分が
摩擦熱により溶融することで超音波接合される。半導体
チップ１０の裏面１０ｓ等には、ダイシング工程で発生
したチップダスト５１が付着しているが、ステップ１０
１０の荷重の印加やステップ１０１１の超音波振動の発
振および伝達は、低弾性フィルム６２を介して行われ
る。このとき、チップダスト５１は低弾性フィルム６２
によって捕集されるため、半導体チップ１０の裏面１０
ｓやボンディングヘッド３６の荷重印加面３６ｓを損傷
することがなくなる。また、低弾性フィルム６２を介し
て超音波接合を行うことによって、半導体チップ１０の
どの部位に対しても均一な荷重の印加や超音波振動の伝
達を行うことができるようになる。さらに、ボンディン
グヘッド３６の荷重印加面３６ｓおよび半導体チップ１
０の裏面１０ｓの磨耗を防止することができるようにな
る。

【００４０】ステップ１０１０におけるボンディングヘ
ッド３６による荷重、およびステップ１０１１における
超音波振動が所定時間印加および伝達されたら、ボンデ
ィングヘッド３６が上昇する（ステップ１０１２）。さ
らに、半導体チップ１０に低弾性フィルム６２を密着さ
せていたローラフィルム機構６０が上昇する（ステップ
１０１３）。ここで、ステップ１０１０の荷重印加時お
よびステップ１０１１の超音波振動の伝達時に使用され
た部分の低弾性フィルム６２は、回収用ロール部６１ｂ
によって巻き取られる（ステップ１０１４）。それと同
時に供給用ロール部６１ａから新しい低弾性フィルム６
２が供給される。その後、ロールフィルム機構６０は所
定の位置に格納される（ステップ１０１５）。以上のよ
うにして、１つの半導体チップ１０が回路基板３１に超
音波接合される。そして、量産工程においては、ステッ
プ１００１からステップ１０１５までの処理を繰り返し
て行う。

【００４１】図１１は、本実施の形態における超音波接
合での荷重印加および超音波振動発振と時間との関係を
示す図である。図１１（ａ）は１段発振を行った場合の
荷重印加および超音波振動発振と時間との相関図を、図
１１（ｂ）は２段発振を行った場合の相関図を示す。図
１１（ａ）では、ボンディングヘッド３６による荷重の
印加を開始し、この荷重の値が最大となったときに、圧
電素子４１に電圧を印加することにより超音波振動の発
振を行っている。また、図１１（ｂ）では、ボンディン
グヘッド３６による荷重の印加の途中で圧電素子４１に
電圧を印加することにより超音波振動の発振を行ってい
る。そして、超音波振動の発振を一時中断した後に、さ
らに大きな荷重を印加すると共に再び超音波振動を発振
している。

【００４２】以上のように本実施の形態では、荷重印加
のタイミングや印加する荷重の大きさ、および超音波振
動の発振のタイミングやこの超音波振動の発振時間を任
意に変更することができる。これによって、半導体チッ
プ１０の種類や状態、また半導体チップ１０の突起型電
極１７の数、および回路基板３１の種類や状態等、様々
な条件に応じた超音波接合を行うことができるようにな
る。つまり、汎用性のない低ロット数の製品や多品種の
製品の製造にも対応することができるようになる。そし
て本実施の形態では、低弾性フィルム６２を介して荷重
の印加や超音波振動の伝達を行うため、この荷重の印加
や超音波振動の伝達を均一に行うことができるようにな
る。さらに、低弾性フィルム６２を配設することによっ
てチップダスト５１によるボンディングヘッド３６の損
傷や磨耗を防止することができるようになる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば量
産時においても半導体チップとボンディングヘッドとの
間における動摩擦係数を均一に保つことのできる超音波
接合装置および超音波接合方法を提供することができ
る。すなわち、１つの半導体チップの各部および各々の
半導体チップに対して均一な荷重印加および超音波振動
の伝達ができるようになる。これによって量産時におけ
る製品の接合不良を防止することができるようになり、
量産時における生産歩留まりが向上する。

【００４４】また、本発明の超音波接合装置および超音
波接合方法では、半導体チップとボンディングヘッドと
の間に低弾性フィルムを配置するので、半導体チップに
付着したチップダストを捕集することができ、超音波接
合時における半導体チップおよびボンディングヘッドの
損傷および磨耗を未然に防止することができるようにな
る。つまり、チップダストによる生産性への影響を無く
することができる。

【００４５】さらに本発明では、超音波接合時に印加す
る荷重の大きさおよび超音波振動の発振時間等のプロセ
スパラメータを適宜変更することができるので、様々な
種類の半導体チップの超音波接合に適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態における半導体チップに突起型
電極を形成する工程を示す側面図である。

【図２】 本実施の形態における突起型電極を平坦化す
る工程を示す側面図である。

【図３】 本実施の形態における半導体チップと回路基
板との接合時における絶縁性フィラーの挙動を示す側面
図である。

【図４】 図３に示した絶縁性フィラーの挙動を示す部
分拡大図である。

【図５】 超音波接合時のチップダストによるボンディ
ング跡の発生過程の挙動を示す図である。

【図６】 図５に示したチップダストが発生するダイシ
ング工程を示す図である。

【図７】 本実施の形態における低弾性フィルムを介し
た超音波接合工法について示す図である。

【図８】 本実施の形態における低弾性フィルムを介し
た超音波接合工法における接合部付近の部分拡大図であ
る。

【図９】 本実施の形態における低弾性フィルムを用い
た超音波接合装置での接合工程を示す平面図および側面
図である。

【図１０】 本実施の形態における超音波接合工程にお
ける処理の流れを示すフローチャートである。

【図１１】 本実施の形態における荷重の印加と時間と
の関係を示す相関図である。

【符号の説明】

１０…複数の突起型電極が形成された半導体チップ（半
導体チップ）、１０ｓ…裏面、１１…半導体チップ本
体、１２…Ａｌ（Aluminum：アルミニウム）電極、１３
…ボンディングキャピラリ、１４…金属線、１５…イニ
シャルボール、１６…スパークトーチ、１７…突起型電
極、１８…平坦化された突起型電極（平坦化突起型電
極）、２１…レベリングプレート、２２…レベリングス
テージ、２３…ボンディングヘッド、２４…フラットニ
ングステージ、３１…回路基板、３２…回路配線、３３
…熱硬化型樹脂、３４…絶縁性フィラー、３５…フィル
ム圧着用ヘッド、３６…ボンディングヘッド、３６ｓ…
荷重印加面、３７…吸着孔、３８…搭載用ヘッド、３９
…吸着孔、４１…圧電素子、４２…振動伝達機構、５１
…チップダスト、５２…ボンディング跡、６０…ロール
フィルム機構、６１ａ…供給用ロール部、６１ｂ…回収
用ロール部、６２…低弾性フィルム、７０…ＣＣＤカメ
ラ、８１…搭載用ステージ、８２…超音波接合用ステー
ジ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品と回路基板とを接触させ、振動
   を伝達することによって接触部分を溶融させて接合する
   接合装置であって、 前記電子部品に荷重を印加して当該電子部品を前記回路
   基板に押圧する荷重印加部と、 振動を発生すると共に、当該振動を前記荷重印加部に伝
   達する振動発生伝達部と、 前記荷重印加部と前記電子部品との間に介在されるフィ
   ルムとを備えたことを特徴とする接合装置。
2. 【請求項２】 前記フィルムを前記荷重印加部と前記回
   路基板との間に供給するフィルム供給部と、 前記荷重印加部によって押圧されると共に前記振動が伝
   達された後の前記フィルムを、当該荷重印加部と前記電
   子部品との間から回収するフィルム回収部とを備えたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の接合装置。
3. 【請求項３】 前記フィルム供給部は、ロール状の前記
   フィルムを収納し、 前記フィルム回収部は、前記フィルム供給部より供給さ
   れた前記フィルムをロール状に巻き取ることを特徴とす
   る請求項２に記載の接合装置。
4. 【請求項４】 前記フィルムは、 低弾性かつ高耐熱性かつ非圧着性を備えたポリエチレン
   テフタレートガラスまたはフッ素系樹脂が含まれている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の接合
   装置。
5. 【請求項５】 前記フィルムは、 ３０〜７５μｍの厚みを有することを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の接合装置。
6. 【請求項６】 電子部品と回路基板とを接触させ、振動
   を伝達することによって接触部分を溶融させて接合する
   接合装置であって、 前記電子部品に荷重を印加して当該電子部品を前記回路
   基板に押圧する荷重印加部と、 振動を発生すると共に、当該振動を前記荷重印加部に伝
   達する振動発生伝達部と、 前記荷重印加部と前記電子部品との間にフィルムを繰り
   出し可能に保持するフィルム保持部とを備えたことを特
   徴とする接合装置。
7. 【請求項７】 電子部品と回路基板とを接触させ、振動
   を伝達することによって接触部分を溶融させて接合する
   接合装置であって、 前記電子部品に対して荷重を印加すると共に振動を伝達
   する荷重印加部と、 前記荷重印加部と前記電子部品との間に介在され、当該
   荷重印加部からの荷重および振動による当該荷重印加部
   の損傷および磨耗を低減する弾性部材とを備えたことを
   特徴とする接合装置。
8. 【請求項８】 半導体チップに形成された突起型電極と
   回路基板に設けられた回路配線との位置合わせを行う工
   程と、 前記半導体チップの上面をフィルムで覆う工程と、 前記半導体チップに対して前記フィルムの上から荷重を
   かけると共に、当該半導体チップに対して前記フィルム
   を介して振動を加えることで当該半導体チップを前記回
   路基板に接合する工程とを含むことを特徴とする半導体
   装置の製造方法。
9. 【請求項９】 電子部品に形成された突起型電極と回路
   基板に設けられた回路配線とを接触させ、振動を伝達す
   ることによって接触部分を溶融させて接合する接合方法
   であって、 前記突起型電極と前記回路配線との位置合わせを行うス
   テップと、 前記電子部品上にフィルムを覆うステップと、 前記フィルムを介して前記電子部品に所定の大きさの荷
   重を印加して押圧するステップと、 前記フィルムを介して振動を伝達するステップとを含む
   ことを特徴とする接合方法。
10. 【請求項１０】 前記フィルムを覆うステップに先立っ
    て、 帯状の前記フィルムの未使用部分が前記電子部品上を覆
    うように当該フィルムをずらすステップをさらに含むこ
    とを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
11. 【請求項１１】 前記フィルムをずらすステップは、 前記荷重を印加して押圧するステップと振動を伝達する
    ステップとが行われる毎に実行されることを特徴とする
    請求項９〜１０のいずれかに記載の接合方法。
12. 【請求項１２】 前記振動を伝達するステップは、超音
    波を発生させて超音波振動を発振し、当該超音波振動を
    前記フィルムを介して伝達するステップであることを特
    徴とする請求項９に記載の接合方法。