JP2003218138A - Hot bonding method, bonding device, and calibration method in hot bonding - Google Patents

Hot bonding method, bonding device, and calibration method in hot bonding

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JP2003218138A
JP2003218138A JP2002014302A JP2002014302A JP2003218138A JP 2003218138 A JP2003218138 A JP 2003218138A JP 2002014302 A JP2002014302 A JP 2002014302A JP 2002014302 A JP2002014302 A JP 2002014302A JP 2003218138 A JP2003218138 A JP 2003218138A
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JP
Japan
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heating
holding
bonding
bonded
center
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JP2002014302A
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Akira Yamauchi
朗 山内
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Toray Engineering Co Ltd
Original Assignee
Toray Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot bonding method, a device, and a calibration method for the same in hot bonding, wherein works as objects of bonding are bonded together with high accuracy without causing misalignment attendant on thermal expansion. <P>SOLUTION: In this hot bonding method, a first work as an object of bonding is held and heated on a holding means equipped with a heater, and a second work as an object of bonding is bonded to the heated first work. The hot bonding method is characterized by it that the heating center of the holding surface of the holding means, which hardly moves with thermal expansion caused by heating, is substantially aligned with the bonding center of the first work to be bonded to the second work, and then the two works are bonded together. A hot bonding device and a calibration method in hot bonding are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱を加えつつ被
接合物同士を接合するに際し、より高精度に加熱接合を
行うことが可能な、加熱接合方法および装置並びに加熱
接合におけるキャリブレーション方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating joining method and apparatus, and a calibration method in heating joining, capable of performing heating joining with higher accuracy when joining objects to be joined while applying heat. .

【0002】[0002]

【従来の技術】被接合物同士を接合するために、たとえ
ばチップを基板に実装するに際しては、両者の相対位置
を精度良く合わせなければならない。とくに、加熱しつ
つ被接合物同士を接合する場合には、高精度にアライメ
ントしても、アライメント後にあるいはアライメント後
両被接合物を接触させた状態で加熱すると、被接合物を
保持している保持手段、たとえばチップを保持するツー
ルや基板を保持するステージが熱膨張し、それに伴って
チップや基板の保持位置がずれてしまうことがある。位
置ずれが生じたまま接合されると、高精度の実装は期待
できない。
2. Description of the Related Art In order to bond objects to be bonded together, for example, when mounting a chip on a substrate, the relative positions of the two must be accurately aligned. In particular, when joining objects to be joined while heating, even if the objects to be joined are held with high accuracy, the objects to be joined are held when they are heated after the alignment or after the alignment and the objects to be joined are in contact with each other. A holding means, for example, a tool holding a chip or a stage holding a substrate may be thermally expanded, and the holding position of the chip or the substrate may be displaced accordingly. If they are joined with the positional deviation occurring, high-precision mounting cannot be expected.

【0003】たとえば図6に示すように、ヒータを内蔵
した基板保持ステージ101上に保持された基板102
に、ツール103に保持されたチップ104を実装する
場合、両者の相対位置が所定の精度内に合わせられた
後、たとえばチップ104が基板102に接地されて基
板保持ステージ101が加熱され、その状態でチップ1
04が基板102に接合される。
For example, as shown in FIG. 6, a substrate 102 held on a substrate holding stage 101 having a built-in heater.
When the chip 104 held by the tool 103 is mounted on the substrate 103, after the relative positions of the both are adjusted within a predetermined accuracy, for example, the chip 104 is grounded to the substrate 102 and the substrate holding stage 101 is heated, And tip 1
04 is bonded to the substrate 102.

【0004】ところが、このような実装装置において、
基板保持ステージ101が加熱されると、基板保持ステ
ージ101には多かれ少なかれ熱膨張が生じ、この熱膨
張は、ある基準点105に対して、破線で示す如く両側
に伸びるように生じることになる。基板102がこの基
準点105からずれた位置に保持されていると、加熱時
には、上記熱膨張に伴って基板102の位置もずれてし
まうことになる。たとえば図7に示すように、基板10
2は、実線で示した加熱前の位置Aから破線で示した加
熱後の位置Bへとずれてしまう。このような状態が生じ
ると、チップ104との相対位置に誤差が生じるので、
いくら事前に高精度のアライメントを行ったとしても、
高精度の実装は期待できなくなる。チップ104を保持
するツール103側にヒータが内蔵されている場合に
も、同様の問題が生じる。加熱前と加熱後の温度差を約
300℃程度とすると、上記熱膨張に伴って生じる誤差
は数ミクロンにも及ぶ。
However, in such a mounting apparatus,
When the substrate holding stage 101 is heated, the substrate holding stage 101 is more or less thermally expanded, and this thermal expansion occurs so as to extend to both sides with respect to a certain reference point 105 as shown by a broken line. If the substrate 102 is held at a position displaced from the reference point 105, the position of the substrate 102 will also be displaced due to the thermal expansion during heating. For example, as shown in FIG.
2 shifts from the position A before heating shown by the solid line to the position B after heating shown by the broken line. When such a state occurs, an error occurs in the relative position with the chip 104.
Even if you perform high-precision alignment in advance,
High-precision implementation cannot be expected. The same problem occurs when a heater is built in the tool 103 side that holds the chip 104. If the temperature difference between before heating and after heating is set to about 300 ° C., the error caused by the thermal expansion reaches several microns.

【0005】また、上記のような熱膨張に伴う基板10
2とチップ104との相対位置のずれは、接合中や接合
直後にも悪影響を及ぼすことがある。たとえば両者間を
ハンダ接合する場合、チップ104を基板102に接地
させた後チップ104の保持を解放したとしても、たと
えばチップ104を離して基板保持ステージ101側を
加熱したとしても、ハンダの表面張力によってチップ1
04が位置ずれ方向に引っ張られてしまい、不安定な位
置ずれが生じてしまうことがある。
The substrate 10 associated with the above thermal expansion
The shift in the relative position between the chip 2 and the chip 104 may adversely affect during or immediately after the bonding. For example, in the case of solder bonding between the two, even if the holding of the chip 104 is released after the chip 104 is grounded to the substrate 102, or even if the chip 104 is separated and the substrate holding stage 101 side is heated, the surface tension of the solder is By chip 1
There is a case where 04 is pulled in the direction of the position shift, and an unstable position shift occurs.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、上記のような問題点に着目し、位置ずれを生じさせ
ることなく高精度で加熱接合することが可能な、被接合
物同士の加熱接合方法および装置並びにその加熱接合に
おけるキャリブレーション方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to heat the objects to be bonded, which can be heated and bonded with high accuracy without causing a positional deviation, paying attention to the above problems. A bonding method and apparatus, and a calibration method in the heating bonding.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る加熱接合方法は、第1の被接合物を、
ヒータを備えた保持手段上に保持し、加熱しつつ第1の
被接合物に第2の被接合物を接合する方法であって、前
記保持手段の被接合物保持面の、加熱により生じる熱膨
張によっては位置が変動しない加熱中心に、前記第1の
被接合物の第2の被接合物との接合中心を実質的に位置
合わせした後、両被接合物を接合することを特徴とする
方法からなる。
In order to solve the above-mentioned problems, a heating and bonding method according to the present invention comprises a first object to be bonded,
A method for joining a second article to a first article to be held while heating it by holding it on a holding means provided with a heater, wherein heat generated by heating the article holding surface of the holding means. It is characterized in that after substantially aligning the joining center of the first object to be joined with the second object to be joined to the heating center whose position does not change due to expansion, both objects are joined. Consist of way.

【0008】上記第1の被接合物は、例えば基板からな
り、第2の被接合物は、例えばチップからなる。ただ
し、本発明において上記チップとは、たとえば、ICチ
ップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハー
など種類や大きさに関係なく基板と接合させる側の全て
の形態を示す。また、本発明において上記基板とは、た
とえば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チッ
プ、ウエハーなど種類や大きさに関係なくチップと接合
させる側の全ての形態を示す。
The first object to be joined is, for example, a substrate, and the second object to be joined is, for example, a chip. However, in the present invention, the chip refers to all forms such as an IC chip, a semiconductor chip, an optical element, a surface mount component, a wafer, etc. on the side to be bonded to the substrate regardless of the type or size. Further, in the present invention, the above-mentioned substrate refers to all forms such as a resin substrate, a glass substrate, a film substrate, a chip, a wafer, etc. on the side to be joined to the chip regardless of the type and size.

【0009】また、ヒータを備えた保持手段としては、
例えば基板を保持する、ヒータを内蔵した基板保持ステ
ージ、あるいは、チップを保持する、ヒータを内蔵した
ツールから構成でき、これらの一方だけを有している場
合の他、両方を有していてもよい。
Further, as the holding means provided with a heater,
For example, it can be composed of a substrate holding stage that holds a substrate, a heater built-in stage, or a tool that holds a chip and has a built-in heater. Good.

【0010】上記本発明に係る加熱接合方法において加
熱中心は、たとえば次のように求められる。すなわち、
上記保持手段の被接合物保持面上に、互いに離間した2
以上のマークを設け、接合に先立って予め、加熱による
保持手段の熱膨張により生じる前記マークの位置移動を
2温度以上について計測し、該計測結果に基づいて加熱
中心の位置を求めることができる。マークの設置位置
は、保持手段の被接合物保持面上の中心を間に互いに反
対側の位置に設定することが好ましく、このような形態
にて、少なくとも縦横2方向において少なくとも合計4
個のマークを設けることがより好ましい。ただし、原理
的には、加熱中心以外の位置に2以上のマークが設けら
れていれば、それらの2温度以上についての熱膨張によ
る位置移動から、加熱中心の位置を求めることが可能で
ある。
In the heating and joining method according to the present invention, the heating center is determined as follows, for example. That is,
2 separated from each other on the object holding surface of the holding means.
By providing the above marks, the position movement of the marks caused by the thermal expansion of the holding means due to heating can be measured in advance for joining at two temperatures or more, and the position of the heating center can be obtained based on the measurement result. It is preferable that the marks are installed at positions on opposite sides of the center of the holding means on the article holding surface, and in such a form, at least a total of 4 in at least two vertical and horizontal directions.
It is more preferable to provide individual marks. However, in principle, if two or more marks are provided at positions other than the center of heating, the position of the center of heating can be determined from the position movement due to thermal expansion at two or more temperatures.

【0011】マークの設定方法としては、保持手段の被
接合物保持面上に直接マークを付す方法であってもよ
く、あるいは、マークの付いた治具等を被接合物保持面
上に保持させる方法であってもよい。
As a method of setting the mark, a method may be used in which the mark is directly attached on the object holding surface of the holding means, or a jig having a mark is held on the object holding surface. It may be a method.

【0012】また、上記第1の被接合物に複数の第2の
被接合物を接合する場合には、接合の都度、第1の被接
合物の保持位置を変更して加熱中心に接合中心を位置合
わせすることが好ましく、これによって、複数の接合動
作のすべてにおいて、加熱中心に接合中心を合わせるこ
とができる。
Further, when a plurality of second objects to be joined are joined to the first object to be joined, the holding position of the first article to be joined is changed and the joining center is set to the heating center for each joining. Are preferably aligned, which allows the bonding center to be aligned with the heating center in all of the bonding operations.

【0013】本発明に係る加熱接合装置は、第1の被接
合物を、ヒータを備えた保持手段上に保持し、加熱しつ
つ第1の被接合物に第2の被接合物を接合する装置であ
って、前記保持手段の被接合物保持面上には、互いに離
間した2以上のマークが設けられ、かつ、加熱による保
持手段の熱膨張により生じる前記マークの位置移動を2
温度以上について計測する認識手段と、該計測結果に基
づいて、加熱により生じる熱膨張によっては位置が変動
しない前記被接合物保持面上の加熱中心の位置を求める
手段と、その加熱中心に前記第1の被接合物の第2の被
接合物との接合中心を実質的に位置合わせする制御手段
とを有することを特徴とするものからなる。第2の被接
合物を保持する手段にはヒータを備えていても備えてい
なくともよい。
The heating and bonding apparatus according to the present invention holds the first object to be bonded on the holding means having a heater, and bonds the second object to be bonded to the first object to be bonded while heating. In the device, two or more marks spaced from each other are provided on the object holding surface of the holding means, and the positional movement of the marks caused by thermal expansion of the holding means due to heating is performed.
Recognizing means for measuring the temperature or higher, means for obtaining the position of the heating center on the object holding surface whose position does not change due to thermal expansion caused by heating based on the measurement result, And a control means for substantially aligning a joining center of the one article to be joined with the second article to be joined. The means for holding the second object to be bonded may or may not include the heater.

【0014】上記制御手段は、前記第1の被接合物に複
数の第2の被接合物を接合する場合には、接合の都度、
第1の被接合物の保持位置を変更して加熱中心に接合中
心を位置合わせすることが好ましい。また、第1の被接
合物を保持する保持手段が加熱中心近傍を凸状に形成さ
れていることが好ましい。
When a plurality of second objects to be joined are joined to the first object to be joined, the above-mentioned control means, each time the joining is carried out,
It is preferable to change the holding position of the first object to be joined so that the joining center is aligned with the heating center. Further, it is preferable that the holding means for holding the first object to be joined is formed in a convex shape near the heating center.

【0015】上記認識手段としては、通常のアライメン
トに使用する認識手段を兼用する事が可能であるが、上
記マークの位置移動を計測するために専用の認識手段を
別途設けることもできる。認識手段の形態としては、た
とえCCDカメラ、赤外線カメラ、X線カメラ、センサ
等、上記マークを認識(または撮像)し得るものであれ
ばいかなるものも使用可能である。
As the recognizing means, the recognizing means used for normal alignment can be used also, but a dedicated recognizing means for measuring the position movement of the mark can be separately provided. As a form of the recognizing means, any device such as a CCD camera, an infrared camera, an X-ray camera, a sensor, or the like can be used as long as the mark can be recognized (or imaged).

【0016】本発明に係る加熱接合におけるキャリブレ
ーション方法は、第1の被接合物を、ヒータを備えた保
持手段上に保持し、加熱しつつ第1の被接合物に第2の
被接合物を接合するに際し、接合前に、前記保持手段の
被接合物保持面の、加熱により生じる熱膨張によっては
位置が変動しない加熱中心の位置を、被接合物保持面上
に互いに離間した2以上のマークを設け、加熱による保
持手段の熱膨張により生じる前記マークの位置移動を2
温度以上について計測した結果から求め、求められた加
熱中心の位置を、前記第1の被接合物の第2の被接合物
との接合中心の位置として設定することを特徴とする方
法からなる。
According to the calibration method for heating and bonding according to the present invention, the first object to be bonded is held on the holding means having a heater, and the first object to be bonded is heated to the second object to be bonded. Before joining, the position of the heating center of the object holding surface of the holding means, which does not change due to the thermal expansion caused by heating, is set on the object holding surface by two or more spaced apart from each other. A mark is provided, and the position movement of the mark caused by the thermal expansion of the holding means by heating is prevented.
The method is characterized in that the position of the heating center obtained from the result of measurement for the temperature or higher is set as the position of the joining center of the first object to be joined to the second object to be joined.

【0017】このようなキャリブレーションを行い、実
際の接合に先立って加熱中心の位置を求めることによ
り、前述の本発明に係る加熱接合方法および装置を実
施、実現が可能となる。
By performing such a calibration and obtaining the position of the heating center prior to the actual joining, the above-described heating joining method and apparatus according to the present invention can be carried out and realized.

【0018】上記のような本発明に係る加熱接合方法お
よび装置並びに加熱接合におけるキャリブレーション方
法においては、保持手段の被接合物保持面の加熱中心に
接合中心が位置合わせされた後、両被接合物の加熱接合
が行われる。被接合物保持面の加熱中心およびその近傍
では、加熱されても実質的に位置の変動が生じないの
で、被接合物保持面上に保持されている被接合物にも位
置ずれは生じない。この状態にて接合が行われるので、
加熱を伴った接合であっても、両被接合物間に相対的な
位置ずれは発生せず、高精度の接合状態が確保される。
In the heating joining method and apparatus and the calibration method in the heating joining according to the present invention as described above, after the joining center is aligned with the heating center of the object holding surface of the holding means, both joining objects are joined. The articles are heated and joined. At the heating center of the object-to-be-bonded holding surface and its vicinity, the position of the object to be bonded does not substantially fluctuate even when heated, so that the object to be bonded held on the object-to-be-bonded holding surface is not displaced. Since joining is performed in this state,
Even in the case of joining with heating, a relative positional shift does not occur between the objects to be joined, and a highly accurate joined state is secured.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図1〜図3は、本発
明の一実施態様に係る加熱接合装置を示しており、本実
施態様では、チップを基板に加熱接合により実装する加
熱接合装置1として構成されている。つまり、第2の被
接合物としてのチップ2を、下方に配された第1の被接
合物としての基板3に、位置合わせした後加熱接合によ
り実装する装置に構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show a heating and bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the heating and bonding apparatus 1 is configured to mount a chip on a substrate by heating and bonding. That is, the chip 2 as the second object to be bonded is aligned with the substrate 3 as the first object to be bonded which is arranged below, and is then configured to be mounted by heat bonding.

【0020】図1に示すように、チップ2は、ツール4
の下面に、たとえば吸着により保持される。吸着は、た
とえば、ツール4内に設けられ、ツール4の下面に開口
した吸引孔(図示略)を通しての空気吸引によって行わ
れる。ただしこのチップの保持手段は、吸着保持手段だ
けでなく、静電気による静電保持手段、磁石や磁場など
による磁気保持手段、複数の可動ツメによってチップを
挟む機械的手段、単数の可動ツメによってチップを押さ
える手段など、どのような手段であってもよい。また、
ツール4にはヒータが内蔵されていてもよい。
As shown in FIG. 1, the tip 2 has a tool 4
Is held on the lower surface of, for example, by adsorption. The suction is performed by, for example, air suction through a suction hole (not shown) provided in the tool 4 and opened on the lower surface of the tool 4. However, this chip holding means is not limited to adsorption holding means, electrostatic holding means by static electricity, magnetic holding means by magnets or magnetic fields, mechanical means for holding the chip by a plurality of movable claws, and a single movable claw for holding the chip. Any means such as a pressing means may be used. Also,
The tool 4 may have a built-in heater.

【0021】ツール4は、本実施態様では、図示を省略
した駆動制御機構によって、Z方向(上下方向)に移動
できるようになっている。この上下方向(Z方向)の移
動制御に伴って、チップ2が基板3に対して接地、加圧
されるようになっている。なお、本実施態様ではツール
4側の位置制御は上下方向(Z方向)のみとしている
が、回転方向θや平行移動方向X、Yにも位置制御でき
るようにしてもよい。
In the present embodiment, the tool 4 can be moved in the Z direction (vertical direction) by a drive control mechanism (not shown). With this movement control in the vertical direction (Z direction), the chip 2 is grounded and pressed against the substrate 3. In this embodiment, the position control on the tool 4 side is performed only in the vertical direction (Z direction), but the position control may be performed also in the rotation direction θ and the parallel movement directions X and Y.

【0022】基板3は、その下面側から基板保持ステー
ジ5に保持されている。この基板保持ステージ5による
基板3の保持手段としても、吸着保持手段、静電保持手
段、磁気保持手段、複数の可動ツメあるいは単数の可動
ツメによる機械的手段など、どのような手段であっても
よい。本実施態様では、基板保持ステージ5は、ヒータ
6を内蔵したヒートステージに構成されており、チップ
2との接合に際して、基板3を所定の温度に加熱し、か
つ、その加熱を通してチップ2との接合部を所定の温度
に加熱できるようになっている。この基板保持ステージ
5は、可動テーブル(図示略)上に装着されており、可
動テーブルの制御により、本実施態様では、平行移動方
向X、Yと回転方向θに位置制御可能となっている。位
置制御は、制御装置7からの指令に基づいて行われる。
The substrate 3 is held on the substrate holding stage 5 from its lower surface side. As the means for holding the substrate 3 by the substrate holding stage 5, any means such as a suction holding means, an electrostatic holding means, a magnetic holding means, a plurality of movable claws or a mechanical means with a single movable claw may be used. Good. In this embodiment, the substrate holding stage 5 is configured as a heat stage having a built-in heater 6, and when the substrate 2 is bonded to the chip 2, the substrate 3 is heated to a predetermined temperature, and the substrate 2 is connected to the chip 2 through the heating. The joint can be heated to a predetermined temperature. The substrate holding stage 5 is mounted on a movable table (not shown), and the position of the substrate holding stage 5 can be controlled in the parallel movement directions X and Y and the rotation direction θ by the control of the movable table in this embodiment. The position control is performed based on a command from the control device 7.

【0023】基板保持ステージ5の上方には、認識手段
8が進退可能(挿入、退避可能に)に配されている。認
識手段8は、後述の加熱中心の位置を特定するために基
板保持ステージ5上のマーク9の移動位置を読み取るこ
とが可能な手段に構成されている。本実施態様では、認
識手段8は、チップ2と基板3の位置を読み取り両者の
相対位置関係を所定の精度範囲内に調整、制御するアラ
イメント用の認識手段を兼ねており、たとえば、チップ
2側と基板3側の両方の位置を読み取ることが可能な2
視野の認識手段に構成されている。
A recognizing means 8 is arranged above the substrate holding stage 5 so as to be able to move forward and backward (insertable and retractable). The recognizing means 8 is configured to be capable of reading the moving position of the mark 9 on the substrate holding stage 5 in order to specify the position of the heating center described later. In the present embodiment, the recognition means 8 also functions as an alignment recognition means for reading the positions of the chip 2 and the substrate 3 and adjusting and controlling the relative positional relationship between the two within a predetermined accuracy range. It is possible to read both positions on the board and the board 3 side.
It is configured as a visual field recognition means.

【0024】基板保持ステージ5の基板3を保持する被
接合物保持面10には、マーク9が付されている。ただ
しこのマーク9は、マークを付した治具等を被接合物保
持面10に保持させることによって設けてもよい。この
マーク9は、本実施態様では図2に示すように、基板保
持ステージ5の中心位置に対しその両側に互いに離間さ
せて、縦横にそれぞれ2つずつ(つまり、一対のマーク
として)設けられている。
A mark 9 is attached to an object holding surface 10 for holding the substrate 3 of the substrate holding stage 5. However, the mark 9 may be provided by holding a jig or the like with the mark on the article holding surface 10. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the marks 9 are provided on the both sides of the center position of the substrate holding stage 5 so as to be spaced from each other, and two marks are provided vertically and horizontally (that is, as a pair of marks). There is.

【0025】各マーク9は、基板保持ステージ5が加熱
された際、その熱膨張に伴う被接合物保持面10の伸び
により、位置が移動する。この位置移動が、認識手段8
により、2温度以上について読み取られる。2温度以上
についての、複数のマークの位置移動の計測により、加
熱により生じる熱膨張によっては位置が変動しない被接
合物保持面10上の加熱中心11の位置が特定される。
この加熱中心11の位置の特定は、本発明に係るキャリ
ブレーション方法によって達成され、本実施態様では、
制御装置7内にて、認識手段8からの情報に基づいて演
算あるいは画像解析を行うことによって達成される。
When the substrate holding stage 5 is heated, the positions of the respective marks 9 move due to the expansion of the object holding surface 10 accompanying the thermal expansion thereof. This position movement is the recognition means 8
Is read for two or more temperatures. By measuring the position movements of the plurality of marks at two temperatures or higher, the position of the heating center 11 on the bonded object holding surface 10 whose position does not change due to thermal expansion caused by heating is specified.
The specification of the position of the heating center 11 is achieved by the calibration method according to the present invention, and in the present embodiment,
This is achieved by performing calculation or image analysis in the control device 7 based on the information from the recognition means 8.

【0026】加熱中心11の位置が特定された後、図
1、図3に示すように、この加熱中心11に、チップ2
と基板3との接合中心12(被接合物同士の接合中心)
が実質的に位置合わせされる。
After the position of the heating center 11 is specified, as shown in FIGS. 1 and 3, the tip 2 is placed on the heating center 11.
Center 12 between substrate and substrate 3 (center of joint between objects to be joined)
Are substantially aligned.

【0027】このように構成された加熱接合装置1にお
いては、加熱中心11の位置と接合中心12の位置が一
致しているので、チップ2と基板3をアライメントし、
チップ2を基板3に接地させた後、基板保持ステージ5
を所定の温度に加熱する際、基板保持ステージ5が熱膨
張しその熱膨張に伴って被接合物保持面10が伸びて
も、加熱中心11の位置は変動せず、その変動しない位
置を基準に基板3が保持され続けることになるから、基
板3の位置も実質的に変動しない。そして、上記加熱中
心11の位置に接合中心12が合わされた状態でチップ
2の基板3への加熱接合が行われるから、接合位置、接
合状態の変動は発生せず、高精度の接合が行われる。
In the heating / bonding apparatus 1 thus constructed, since the positions of the heating center 11 and the bonding center 12 coincide with each other, the chip 2 and the substrate 3 are aligned,
After the chip 2 is grounded to the substrate 3, the substrate holding stage 5
When the substrate is heated to a predetermined temperature, the position of the heating center 11 does not change even if the substrate holding stage 5 thermally expands and the bonded object holding surface 10 expands due to the thermal expansion. The position of the substrate 3 does not substantially change because the substrate 3 is continuously held. Since the chip 2 is heat-bonded to the substrate 3 in a state where the bonding center 12 is aligned with the position of the heating center 11, the bonding position and the bonding state do not vary, and highly accurate bonding is performed. .

【0028】また、加熱中心11の位置と接合中心12
の位置が一致している結果、たとえばハンダ接合を行う
場合、チップ2を基板3に接地させた後、たとえチップ
2を離したとしても、ハンダの表面張力にチップ2と基
板3の相対位置関係をずらすような力は作用しない。し
たがって、接合ステップに多少の変更があったとして
も、何ら問題は発生せず、高精度接合状態が確保され
る。
The position of the heating center 11 and the joining center 12
As a result of the coincidence of the positions, even if the chip 2 is grounded after the chip 2 is grounded, for example, even if the chip 2 is released, the relative positional relationship between the chip 2 and the substrate 3 depends on the surface tension of the solder. The force that displaces does not work. Therefore, even if there is some change in the joining step, no problem occurs and a highly accurate joining state is secured.

【0029】加熱接合装置1において基板3に対して複
数のチップ2を実装する場合、たとえば図4に示すよう
に基板21に対し複数の(図示例では4個の)チップ2
2を加熱接合する場合には、接合の都度、基板保持ステ
ージ5の被接合物保持面10上での基板21の保持位置
を変更し、前記加熱中心11にそのときの接合中心12
を位置合わせすることができる。たとえば、図5に示す
ように、図4における左上に配置されるチップ22を基
板21に加熱接合する場合、被接合物保持面10上の加
熱中心11の位置に、そのときの接合中心12の位置が
くるように基板21をずらして保持し、その状態でチッ
プ22を基板21に加熱接合すれば、加熱接合における
熱膨張の影響を除去することに関しては、図3に示した
のと同じ条件を創り出すことができ、高精度の実装が可
能になる。この位置における接合が完了すれば、順次基
板21の被接合物保持面10上での保持位置をずらし、
その都度加熱中心11と接合中心12を位置合わせし、
順次加熱接合を実行していけばよい。
When a plurality of chips 2 are mounted on the substrate 3 in the heating and bonding apparatus 1, for example, as shown in FIG. 4, a plurality of (two in the illustrated example) chips 2 are mounted on the substrate 21.
In the case of heat bonding of the two, the holding position of the substrate 21 on the object holding surface 10 of the substrate holding stage 5 is changed every time the bonding is performed, and the heating center 11 is used as the bonding center 12 at that time.
Can be aligned. For example, as shown in FIG. 5, when the chip 22 arranged at the upper left of FIG. 4 is bonded to the substrate 21 by heating, the position of the heating center 11 on the bonded object holding surface 10 is set to the bonding center 12 at that time. If the substrate 21 is shifted and held so that the position comes and the chip 22 is heat-bonded to the substrate 21 in that state, the same condition as that shown in FIG. Can be created, and high-precision mounting becomes possible. When the joining at this position is completed, the holding positions of the substrate 21 on the object holding surface 10 are sequentially shifted,
Each time the heating center 11 and the joining center 12 are aligned,
It suffices to perform the heating and joining in sequence.

【0030】このように、一方の被接合物に複数の他方
の被接合物を加熱接合する場合にも、加熱接合における
熱膨張の影響を除去することが可能になり、極めて高精
度の接合状態を効率よく実現することができる。
As described above, even when a plurality of objects to be joined are heated and joined to one object to be joined, the influence of thermal expansion in the heating and joining can be eliminated, and the joining state with extremely high accuracy can be obtained. Can be realized efficiently.

【0031】なお、第1の被接合物を保持する保持手段
を、その加熱中心近傍を凸状に形成しておき、その保持
手段の凸状部により第1の被接合物を保持するようにす
れば、保持手段の伸びによる第1の被接合物のずれを極
力抑えることができるので、望ましい。
The holding means for holding the first object to be welded is formed in a convex shape in the vicinity of the heating center, and the convex portion of the holding means holds the first object to be welded. By doing so, it is possible to suppress the displacement of the first object to be bonded due to the extension of the holding means as much as possible, which is desirable.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る加熱
接合方法および装置並びに加熱接合におけるキャリブレ
ーション方法によれば、加熱に伴う被接合物保持手段の
熱膨張による位置ずれの影響を被接合物に及ぼすことな
く、被接合物同士を高精度で加熱接合することができ
る。
As described above, according to the heating joining method and apparatus and the calibration method in the heating joining according to the present invention, the influence of the positional deviation due to the thermal expansion of the object holding means due to the heating is applied. The objects to be joined can be heated and joined with high accuracy without affecting the objects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施態様に係る加熱接合装置の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heating and bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の基板肘ステージの拡大平面図であ
る。
2 is an enlarged plan view of a substrate elbow stage of the apparatus of FIG.

【図3】図2の基板肘ステージ上での加熱中心と接合中
心の位置関係を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a positional relationship between a heating center and a joining center on the substrate elbow stage of FIG.

【図4】複数のチップを実装する場合の例を示す基板と
チップの平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a substrate and chips showing an example of mounting a plurality of chips.

【図5】図4の実装における基板肘ステージ上での保持
位置の変更例を示す平面図である。
5 is a plan view showing an example of changing a holding position on a substrate elbow stage in the mounting shown in FIG.

【図6】第1の被接合物の保持手段の好ましい態様を示
す概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a preferable aspect of a first object holding means.

【図7】従来装置における問題点を示す基板肘ステージ
の拡大平面図である。
FIG. 7 is an enlarged plan view of a substrate elbow stage showing a problem in the conventional apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加熱接合装置 2 第2の被接合物としてのチップ 3 第1の被接合物としての基板 4 ツール 5 基板保持ステージ 6 ヒータ 7 制御装置 8 認識手段 9 マーク 10 被接合物保持面 11 加熱中心 12 接合中心 21 基板 22 チップ 1 Heat bonding equipment 2 Chip as the second object 3 Substrate as the first object to be bonded 4 tools 5 Substrate holding stage 6 heater 7 Control device 8 recognition means 9 mark 10 Object holding surface 11 heating center 12 Junction center 21 board 22 chips

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B23K 101:40 B23K 101:40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // B23K 101: 40 B23K 101: 40

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の被接合物を、ヒータを備えた保持
手段上に保持し、加熱しつつ第1の被接合物に第2の被
接合物を接合する方法であって、前記保持手段の被接合
物保持面の、加熱により生じる熱膨張によっては位置が
変動しない加熱中心に、前記第1の被接合物の第2の被
接合物との接合中心を実質的に位置合わせした後、両被
接合物を接合することを特徴とする加熱接合方法。
1. A method for holding a first object to be bonded on a holding means equipped with a heater and bonding a second object to be bonded to the first object to be bonded while heating the holding object. After substantially aligning the joining center of the first article to be joined with the second article to the heating center of the object holding surface of the means, the position of which does not change due to thermal expansion caused by heating. A method for heating and joining, wherein both objects to be joined are joined.
【請求項2】 前記保持手段の被接合物保持面上に、互
いに離間した2以上のマークを設け、接合に先立って予
め、加熱による保持手段の熱膨張により生じる前記マー
クの位置移動を2温度以上について計測し、該計測結果
に基づいて前記加熱中心の位置を求める、請求項1の加
熱接合方法。
2. Two or more marks spaced apart from each other are provided on the object holding surface of the holding means, and the positional movement of the mark caused by thermal expansion of the holding means due to heating is performed by two temperatures prior to the joining. The heating and joining method according to claim 1, wherein the above-mentioned measurement is performed, and the position of the heating center is obtained based on the measurement result.
【請求項3】 前記第1の被接合物に複数の第2の被接
合物を接合するに際し、接合の都度、第1の被接合物の
保持位置を変更して前記加熱中心に前記接合中心を位置
合わせする、請求項1または2の加熱接合方法。
3. When bonding a plurality of second objects to be bonded to the first object to be bonded, the holding position of the first object to be bonded is changed for each bonding so that the heating center becomes the heating center. The heat-bonding method according to claim 1 or 2, wherein the positions are aligned.
【請求項4】 第1の被接合物を、ヒータを備えた保持
手段上に保持し、加熱しつつ第1の被接合物に第2の被
接合物を接合する装置であって、前記保持手段の被接合
物保持面上には、互いに離間した2以上のマークが設け
られ、かつ、加熱による保持手段の熱膨張により生じる
前記マークの位置移動を2温度以上について計測する認
識手段と、該計測結果に基づいて、加熱により生じる熱
膨張によっては位置が変動しない前記被接合物保持面上
の加熱中心の位置を求める手段と、その加熱中心に前記
第1の被接合物の第2の被接合物との接合中心を実質的
に位置合わせする制御手段とを有することを特徴とする
加熱接合装置。
4. An apparatus for holding a first article to be joined on a holding means provided with a heater and joining the second article to the first article to be joined while heating the holding means. Two or more marks spaced apart from each other are provided on the object holding surface of the means, and the recognizing means measures the positional movement of the marks caused by thermal expansion of the holding means due to heating at two or more temperatures. Means for determining the position of the heating center on the object holding surface whose position does not change due to thermal expansion caused by heating based on the measurement result, and a second object of the first object to be bonded to the heating center. A heating and bonding apparatus comprising: a control unit that substantially aligns a bonding center with a bonded object.
【請求項5】 前記制御手段は、前記第1の被接合物に
複数の第2の被接合物を接合するに際し、接合の都度、
第1の被接合物の保持位置を変更して前記加熱中心に前
記接合中心を位置合わせする、請求項4の加熱接合装
置。
5. The control means, when joining a plurality of second objects to be joined to the first object to be joined, each time the joining is performed.
The heating and bonding apparatus according to claim 4, wherein the holding position of the first object to be bonded is changed to align the bonding center with the heating center.
【請求項6】 前記第1の被接合物を保持する保持手段
が加熱中心近傍を凸状に形成されている、請求項4また
は5の加熱接合装置。
6. The heating and bonding apparatus according to claim 4, wherein the holding means for holding the first object to be bonded is formed in a convex shape near the heating center.
【請求項7】 第1の被接合物を、ヒータを備えた保持
手段上に保持し、加熱しつつ第1の被接合物に第2の被
接合物を接合するに際し、接合前に、前記保持手段の被
接合物保持面の、加熱により生じる熱膨張によっては位
置が変動しない加熱中心の位置を、被接合物保持面上に
互いに離間した2以上のマークを設け、加熱による保持
手段の熱膨張により生じる前記マークの位置移動を2温
度以上について計測した結果から求め、求められた加熱
中心の位置を、前記第1の被接合物の第2の被接合物と
の接合中心の位置として設定することを特徴とする、加
熱接合におけるキャリブレーション方法。
7. The first object to be bonded is held on a holding means provided with a heater, and when the second object to be bonded to the first object to be bonded while being heated, before the bonding, The position of the heating center of the holding member holding surface of the holding means, the position of which does not change due to thermal expansion caused by heating, is provided with two or more marks separated from each other on the holding object holding surface, and the heat of the holding means due to heating is increased. The position movement of the mark caused by expansion is obtained from the result of measurement at two temperatures or more, and the obtained position of the heating center is set as the position of the joining center of the first object to be joined with the second object to be joined. A method for calibration in heating and bonding, comprising:
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