JP2004342685A - ベアチップのマウント方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボイド率のさらなる低減を可能とするベアチップのマウント方法を提供すること。
【解決手段】一側壁に開口部１５が形成されたベアチップ保持治具１２を用いてベアチップ１１を真空吸着した状態で、ベアチップ保持治具１２を突起１７が形成された基板１０上に載置することにより、ベアチップ１１の真空吸着と突起１７の支持とによって基板１０とベアチップ１１との間に隙間を形成し、その隙間の側方にはんだ１６を供給して基板１０上ではんだ１６を溶融させ、毛細管現象およびはんだの濡れ作用を利用して溶融はんだ１６ａを基板１０とベアチップ１１との隙間に侵入させる。
【選択図】 図２
【解決手段】一側壁に開口部１５が形成されたベアチップ保持治具１２を用いてベアチップ１１を真空吸着した状態で、ベアチップ保持治具１２を突起１７が形成された基板１０上に載置することにより、ベアチップ１１の真空吸着と突起１７の支持とによって基板１０とベアチップ１１との間に隙間を形成し、その隙間の側方にはんだ１６を供給して基板１０上ではんだ１６を溶融させ、毛細管現象およびはんだの濡れ作用を利用して溶融はんだ１６ａを基板１０とベアチップ１１との隙間に侵入させる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にベアチップをはんだ接合するベアチップのマウント方法に関する。さらに詳細には、水素還元ダイボンド法によりはんだ接合を行うベアチップのマウント方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばパワートランジスタ等の電子部品の接合には、水素還元雰囲気中ではんだ付けを行う水素還元ダイボンド法が用いられている。この水素還元ダイボンド法は、図７に示すように、水素還元雰囲気中において、基板１００の表面の酸化物を除去し、その基板１００を加熱して、その加熱された基板１００上にはんだ１０６を供給する。そして、はんだ１０６が供給された所へ素子１０１をセットした後にスクラブ動作を行って基板１００と素子１０１とを接合する方法である。
【０００３】
ところが、上記した方法では、供給されるはんだ１０６の表面に形成されている酸化物を除去することができない。このため、スクラブ動作を行うことにより、酸化物を粉砕してボイドの発生を抑制している。しかしながら、スクラブ動作によっても酸化物を完全に除去することはできない。そのため、ある程度（５〜１０％程度）のボイドの発生を容認しなければならなかった。
【０００４】
そこで、水素還元ダイボンド法においてボイドの発生を防止するための方法が種々提案されている。そのうちの１つとして、例えば特開平６−２３５３４号公報に開示された方法がある。ここに開示された方法は、図８に示すように、基板１００と素子１０１との接合領域外にはんだ１０６を置き、溶融したはんだ１０６を毛細管現象により接合領域に侵入させてはんだ付けすることにより、はんだ接合部におけるボイドの発生を少なくするようにしている。なお、はんだ１０６の置き方として、図８（ａ）に示すように寝かした状態で置く場合と、図８（ｂ）に示すように治具１０７を用いて直立させた状態で置く場合が挙げられている。
【０００５】
また、別の方法として、特開平９−５１０４９号公報に開示された方法がある。この方法は、図９に示すように、接合する一方の部品１１０に突起１１５を設け、その突起１１５で他方の部品１１１を支持して、部品１１０と部品１１１との間に隙間を形成し、その隙間の側方からはんだ１０６を供給して、溶融したはんだ１０６ａを毛細管現象により隙間に侵入させてはんだ付けすることにより、はんだ接合部におけるボイドの発生を少なくするようにしている。そして、突起１１５によって支持されている部品１１１の中央部を加圧して撓ませることにより、はんだ供給部の毛細管現象を助けるようにしている。
【０００６】
さらに、別の方法として、特開平８−２８８３１９号公報に開示された方法もある。この方法は、図１０に示すように、素子１２１をコレット１２２にて吸着することにより、基板１２０と素子１２１との間に隙間を形成し、コレット１２２の側壁に形成されている開口に接続した注入管１２８から溶融はんだ１０６ａを流し込むようになっている。そして、基板１２０と素子１２１との隙間内に存在するエアーを、注入管１２８から流し込む溶融はんだ１０６ａによって、コレット１２２の側壁に開口したエアーベント１２９から押し出すことにより、ボイドの発生を防止している。
【０００７】
しかしながら、特開平６−２３５３４号公報に開示された方法では、素子１０１の下面に溶融したはんだ１０６が侵入しにくいという問題があった。なぜなら、基板１００と素子１０１とが接している、つまり基板１００と素子１０１との間に隙間がないため、溶融したはんだ１０６の浸透性が悪く毛細管現象が起こりにくいからである。
【０００８】
これに対し、特開平９−５１０４９号公報に開示された方法では、部品１１０に突起を設けて、部品１１０と部品１１１との間に隙間を形成しているため、溶融はんだ１０６ａが侵入しにくいという問題は解消されている。ところが、部品１１０に突起１１５を設定する必要があり、部品１１０の形状が複雑になってしまう。このため、製品のコストアップを招来するという問題がある。また、はんだには熱応力を緩和する働きがあるが、部品１１０と突起１１５とが接触しているため、はんだによる熱応力緩和の作用が生じないという問題がある。さらに、はんだ供給部の毛細管現象を助けるために部品１１１の中央部を撓ませているが、突起１１５に支持される部品１１１がベアチップなどの脆いものであると割れてしまうという問題がある。
【０００９】
ここで、熱応力を緩和するために、突起１１５を樹脂で形成すると、樹脂の熱伝導性が悪いため、部品１１０の放熱性を悪化させる。つまり、ボイドが発生した場合と同様の状態となる。さらに、部品１１０を撓ませるために、突起１１５が２個以上必要であるから樹脂の面積が増加し、ますます放熱性が悪化するという問題がある。
【００１０】
また、特開平８−２８８３１９号公報に開示された方法でも、基板１２０と素子１２１との間に隙間が形成されるので、溶融はんだ１０６ａが基板１２０と素子１２１との間に侵入しにくいという問題は解消されている。ところが、この方法では、供給する溶融はんだ１０６ａに含まれる酸化物も一緒に基板１２０と素子１２１との隙間に流れ込む。このため、流し込む溶融はんだ１０６ａに含まれる酸化物が原因でボイドが発生するという問題がある。
【００１１】
そこで、本出願人は上記した問題点を解決すべく、特願２００２−２４８１０６号にて、ボイドの発生を防止するとともにベアチップ（素子）下面へ確実にはんだを供給し、また、ベアチップ側面へのはんだ付着を防止することができるベアチップのマウント方法を提案した。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−２３５３４号公報（第２〜３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平９−５１０４９号公報（第２頁、第１図）
【特許文献３】
特開平８−２８８３１９号公報（第２〜３頁、第１図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本出願人が特願２００２−２４８１０６号で提案したベアチップのマウント方法では、ボイド率を０〜５％程度までは低減することができたが、ボイドを完全になくすることはできなかった。このようにボイドが発生する原因は、はんだが基板と素子との間に浸透する際に発生する下向きの力（素子を基板側に引き寄せようとする力）が作用するからである。すなわち、図１１に示すように、素子１０１と基板１００との間に対するはんだ１０６ａの浸透に伴い、素子１０１に対して下向きの力が発生すると、素子１０１が急激に下降したり、ばたついてしまい、素子１０１と基板１００との間に隙間がなくなってしまう。そうすると、はんだ１０６ａの流れが乱れてしまい、図１２に示すようにボイドが発生するのである。
【００１４】
その後、図１３に示すように、はんだ１６０ａの供給に伴い素子１０１は押し上げられ、素子保持治具にしっかりと保持される。しかしながら、一度発生したボイドははんだ内に残留してしまう。その結果、図１４に示すように、ボイドが発生した状態のままで、はんだ付けが終了するので、一定のボイド率までしか低減することができなかったのである。
【００１５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ボイド率のさらなる低減を可能とするベアチップのマウント方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るベアチップのマウント方法は、水素還元ダイボンド法により基板上にベアチップをはんだ接合するベアチップのマウント方法において、少なくとも一方の端部に開口部が形成されたベアチップ保持治具を用いて前記ベアチップを吸着保持した状態で、前記ベアチップと前記基板との間に突起部材を介して前記ベアチップ保持治具を前記基板上に載置することにより、前記基板と前記ベアチップとの間に隙間を形成し、前記隙間の側方であってかつ前記開口部の近傍から前記基板上にはんだを供給して前記基板上ではんだを溶融させ、前記開口部から前記基板上で溶融させたはんだを前記隙間に侵入させることにより、前記基板と前記ベアチップとをはんだ接合することを特徴とする。
【００１７】
このベアチップのマウント方法では、まず、少なくとも一方の端部に開口部が形成されたベアチップ保持治具によって、ベアチップが吸着保持される。そして、その状態でベアチップと基板との間に突起部材を介してベアチップ保持治具が基板上に載置される。これにより、ベアチップと基板との間に確実に隙間が形成される。なぜなら、ベアチップは、ベアチップ治具により吸着保持されるとともに、突起部材によって支持されるからである。そして、基板とベアチップとの間に形成された隙間の側方であって、かつベアチップ保持治具に形成された開口部の近傍から、基板上にはんだを供給して基板上ではんだを溶融させる。基板上で溶融したはんだには、元々、はんだに形成されていた酸化物も含まれているが、比重差により酸化物は表面に浮かんでくる。つまり、未酸化の溶融はんだが酸化物に被覆されたような状態となる。
【００１８】
そして、はんだが供給され続けると溶融はんだの量が増えていき、基板上に溶融はんだが広がりベアチップ下面に到達する。そうすると、溶融はんだの表面に形成された酸化膜が破れ、未酸化状態の溶融はんだが毛細管現象と濡れ作用により、基板とベアチップとの間の隙間に浸透していく。このとき、ベアチップに対して下向きの力が発生するが、ベアチップと基板との間に突起部材が介在しているため、ベアチップが急激に下降したり、ばたついてしまうことを防止することができる。このため、はんだの流れが乱れることなく、未酸化状態の溶融はんだが基板とベアチップとの間の隙間全体に充填される。これにより、ボイドの発生を防止することができる。なお、溶融はんだの上方に浮かんでいた酸化物は、基板とベアチップとの隙間の側方で基板上に残留するので、ベアチップ下面に酸化物が侵入することはない。
【００１９】
ここで、ベアチップ保持治具は、毛細管現象が発生しやすい高さにベアチップを保持するようにするのが好ましい。具体的には、基板とベアチップとの隙間が５０〜２００μｍ程度、望ましく５０μｍ程度になるようにするのがよい。つまり、突起部材の高さは５０μｍ程度とするのがよい。なぜなら、基板とベアチップとの隙間が５０μｍ以下となるようにすると、ベアチップ保持治具の製品誤差によって、基板とベアチップとの間に隙間が確保されないおそれがあるからである。一方、基板とベアチップとの隙間が２００μｍ以上であると、はんだの供給が追いつかずにベアチップ下面に空気が入り込んでしまい、ボイドが発生するおそれがあるからである。
【００２０】
ここで、突起部材は、金属製であってもよいし、樹脂製（ポリイミド樹脂など）であってもよい。また、突起部材の数は１つあればよい。これで、ベアチップの急激な下降やばたつきを十分に抑制することができるからである。そして、突起部材が１つだけでよいので、樹脂製の突起部材を使用する際に樹脂面積を最小することができ、放熱性に悪影響を与えないようにすることができる。また、突起部材として樹脂製のものを使用する場合には、放熱性の観点から、ベアチップとの接触面積ができるだけ小さくなるような形状とするのがよい。
【００２１】
本発明に係るベアチップのマウント方法においては、前記開口部から前記基板上で溶融させたはんだを前記隙間に侵入させた後、前記ベアチップ保持治具を上昇させ、前記突起部材と前記ベアチップとの間にはんだを侵入させることが望ましい。
【００２２】
突起部材として金属を使用してベアチップを基板にマウントすると、金属製突起部材とベアチップとが接触するので、金属製突起の熱膨張による熱応力が発生してしまう。このような熱応力が発生すると、ベアチップに余計な力が作用してしまい、ベアチップが破損してしまうおそれがある。そこで、突起部材とベアチップとの間にはんだを侵入させることにより、はんだのクリープ作用を利用し、金属製突起部材の熱膨張による熱応力を緩和することができるからである。
【００２３】
そして、本発明に係るベアチップのマウント方法においては、前記突起部材を予め前記基板上に形成しておけばよい。これにより、突起部材を配置するための工程を追加する必要がなくなるからでる。
【００２４】
本発明に係るベアチップのマウント方法においては、前記突起部材を前記ベアチップの略中央部に配置することが望ましい。こうすることにより、はんだが基板とベアチップとの間に浸透する際に、ベアチップがばたついてしまうことを確実に防止することができるからである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のベアチップのマウント方法を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、電子部品製造装置のボンディング行程に本発明を適用したものである。そこで、実施の形態に係るボンディング行程を実施するための電子部品製造装置の概略構成を図１に示す。図１は、電子部品製造装置の概略を示す平面図である。
【００２６】
この電子部品製造装置には、基板置き場２０から略中央に金属製の突起１７（高さは５０μｍ程度）が形成された基板１０を搬送するための基板搬送ロボット２１と、ベアチップ置き場２２からベアチップ１１を搬送するためのベアチップ搬送ロボット２３と、水素還元雰囲気を作り出すための水素還元チャンバ２４と、基板１０にベアチップ１１をはんだ接合するためのボンディングヘッド２５と、基板１０にベアチップ１１がマウントされた完成品を完成品置き場２６へ搬送するための完成品搬送ロボット２７とが備わっている。そして、この電子部品製造装置では、ボンディングヘッド２５からはんだが供給されて、水素還元チャンバ２４内において基板１０にベアチップ１１がはんだ接合され、完成品である電子部品が製造されるようになっている。
【００２７】
そして、ボンディングヘッド２５には、ベアチップ１１を吸着保持するためのベアチップ保持治具１２が備わっている。このベアチップ保持治具１２は、図２（ａ）に示すように、その下面が開放され上面が平坦である箱体形状をなすものである。なお、図２（ａ）は、ボンディング行程の一過程を示す図である。ベアチップ保持治具１２の上面には、ベアチップ１１を真空吸着するための真空吸着用流路１３が接続されている。なお、真空吸着用流路１３は、図示しない真空ポンプ（吸引源）に接続されている。また、ベアチップ保持治具１２の側壁１４は、ベアチップ１１を真空吸着した状態で基板１０上に載置した際、基板１０とベアチップ１１との間に５０μｍ程度の隙間が形成されるような高さとなっている。さらに、ベアチップ保持治具１２の一側壁には、開口部１５が形成されている。この開口部１５は、溶融はんだの供給口となるものである。また、ボンディングヘッド２５は、はんだ１６を鉛直方向に保持しつつ開口部１５の近傍に供給することができるようになっている。
【００２８】
次に、上記の構成を有する電子部品製造装置におけるボンディング行程について図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、ボンディング行程の内容を説明するための図である。まず、ベアチップ搬送ロボット２３によって、ベアチップ１１がベアチップ置き場２２から水素還元チャンバ２４内に搬送される。ベアチップ１１が水素還元チャンバ２４内に搬送されると、ベアチップ１１は、ボンディングヘッド２５に備わるベアチップ保持治具１２に真空吸着される。また、基板搬送ロボット２１によって、基板１０が基板置き場２０から水素還元チャンバ２４内に搬送される。そして、搬送されてきた基板１０上に、ベアチップ１１を真空吸着したベアチップ保持治具１２が載置される（図２（ａ））。これにより、ベアチップ保持治具１２の側壁１４が基板１０に接地するため、ベアチップ１１は基板１０に対して、突起１７を介して所定の高さ（５０μｍ程度）に保持される。すなわち、ベアチップ１１の真空吸着と突起１７の支持とにより、基板１０とベアチップ１１との間に５０μｍ程度の隙間が形成される。その結果、溶融はんだの毛細管現象が生じやすくなる。
【００２９】
続いて、ボンディングヘッド２５からはんだ１６が基板１０上に供給される。より詳細に述べると、ベアチップ保持治具１２の開口部１５の側方に、はんだ１６が供給される。そうすると、供給されたはんだ１６は基板１０上で溶融する。このとき、はんだ１６に形成されている酸化物１６ｂも溶融するが、溶融はんだ１６ａと酸化物１６ｂとの比重差により、酸化物１６ｂは溶融はんだ１６ａの表面に浮かんでくる。つまり、未酸化状態の溶融はんだ１６ａが酸化物１６ｂによる酸化膜で被覆された状態となる（図２（ｂ））。
【００３０】
その後、溶融はんだ１６ａの量が増加していき、溶融はんだ１６ａがベアチップ１１に到達すると、溶融はんだ１６ａ表面の酸化膜１６ｂが破られて未酸化状態の溶融はんだ１６ａが、毛細管現象およびはんだ濡れ作用によって、基板１０とベアチップ１１との隙間に浸透していく（図２（ｃ））。このとき、ベアチップ１１に対して下向きの力が発生するが、ベアチップ１１は基板１０に形成された突起１７に支えられているため、ベアチップ１１が急激に下降したり、ばたついてしまうことがない。このため、はんだ１６ａの流れが乱れることなく、未酸化状態のはんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間の隙間全体に充填される。したがって、基板１０とベアチップ１１との隙間にはんだ１６ａが浸透していく際に、ボイドが発生することを確実に防止することができる。なお、はんだ濡れ性を良くするために、基板１０の表面にはニッケルメッキを施し、ベアチップ１１のはんだ付着面には金メッキあるいはニッケルメッキを施していることが望ましい。
【００３１】
そして、所定量のはんだ１６が供給されると、未酸化状態の溶融はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との隙間全体に充填される。一方、溶融はんだ１６ａの表面に浮かんでいた酸化物１６ｂは、基板１０とベアチップ１１との隙間の側方で基板１０上に残留する。つまり、基板１０とベアチップ１１との隙間には、未酸化状態の溶融はんだ１６ａのみが供給されるため、ボイドの発生が防止される。なお、基板１０上に残留した酸化物１６ｂは、はんだ接合が終了した後に除去される。
【００３２】
最後に、ベアチップ保持治具１２を少し上昇させて、突起１７とベアチップとの間にはんだ１６ａを侵入させる（図２（ｅ））。これにより、突起１７が熱膨張することによって発生する熱応力を、ベアチップ１１と突起１７との間に介在するはんだ１６ａのクリープ作用を利用して緩和することができる。また、このときに、ベアチップ１１の下面四隅にまで溶融はんだ１６ａを確実に供給するために、はんだ１６の供給を停止した後にスクラブ動作を行うのがよい。
【００３３】
このようにしてはんだ接合した場合におけるボイド率を調べたので、そのときのＸ線による映像を、図３〜図６に示す。図３は従来のベアチップのマウント方法を用いた場合を示し、図４は特願２００２−２４８１０６号で提案したベアチップのマウント方法を用いた場合を示している。図５および図６は、本発明に係るベアチップのマウント方法を用いた場合を示している。なお、図５は突起をベアチップの中央に配置した場合（本実施の形態）を示し、図６は突起をベアチップの端に配置した場合を示している。
【００３４】
図３、図４に示すように、特願２００２−２４８１０６号で提案した方法を含めて従来の方法では、ボイドが発生していることがわかる。なお、上記したように、従来の方法ではボイド率が５〜１０％程度である。また、特願２００２−２４８１０６号で提案した方法ではボイド率が０〜５％程度であった。これに対して、本発明に係る方法では、図５、図６に示すように、ほとんどボイドが発生していないことがわかる。特に、本実施の形態に係る方法を用いれば、図５に示すように、ボイドが一切発生していないことがわかる。ちなみに、本実施の形態に係る方法を用いた場合のボイド率は、０＋ ％（ｎ＝１００程度）であった。
【００３５】
ここで、本発明に係る方法であっても突起１７をベアチップ１１の端に配置した場合には、図６に示すように、少しボイドが発生していることがわかる。ただし、図３、図４と図６とを比較すれば明らかなように、本発明に係る方法を用いることにより、ボイドの発生が低減されていることがわかる。なお、突起１７をベアチップ１１の端に配置した場合のボイド率は０．２５％程度（ｎ＝５０）であった。このように、基板１０とベアチップ１１との間に介在させる突起をベアチップ１１の略中央に配置することにより、ボイド率をより低減させられることが実証された。これは、突起１７をベアチップ１１の端に配置すると、はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間に浸透したときに、ベアチップ１１がばたつくことを完全に防止することができず、はんだ１６ａの流れが乱れるためである。
【００３６】
以上、詳細に説明したように実施の形態に係るボンディング行程によれば、一側壁に開口部１５が形成されたベアチップ保持治具１２を用いてベアチップ１１を真空吸着した状態で、ベアチップ保持治具１２を突起１７が形成された基板１０上に載置することにより、ベアチップ１１の真空吸着と突起１７の支持とによって基板１０とベアチップ１１との間に隙間を形成し、その隙間の側方にはんだ１６を供給して基板１０上ではんだ１６を溶融させ、毛細管現象およびはんだの濡れ作用を利用して溶融はんだ１６ａを基板１０とベアチップ１１との隙間に侵入させるので、未酸化状態の溶融はんだ１６ａのみが基板１０とベアチップ１１との隙間に供給される一方、酸化物１６ｂはベアチップ保持治具１２の開口部１５の近傍に残留する。
【００３７】
そして、溶融はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との隙間に浸透したときに、ベアチップ１１に対して下向きの力が発生するが、ベアチップ１１は基板１０に形成された突起１７に支えられているため、ベアチップ１１が急激に下降したり、ばたついてしまうことがない。このため、はんだ１６ａの流れが乱れることなく、未酸化状態のはんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間の隙間全体に充填させることができる。したがって、ほとんどボイドが発生しない（ボイド率：０＋ ％）はんだ接合を行うことができる。
【００３８】
また、実施の形態に係るボンディング行程では、はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間の隙間全体に充填させた後に、ベアチップ保持治具１２を上昇させ、突起１７とベアチップ１１との間にはんだ１６ａを侵入させるので、はんだのクリープ作用により金属製の突起１７の熱膨張による熱応力を緩和することができる。
【００３９】
さらに、突起１７が予め基板１０上に形成されているので、突起１７を基板１０上に配置するための工程を追加する必要がない。また、突起１７がベアチップ１１の略中央部に配置されるように、基板１０上に形成されているので、はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間に浸透する際に、ベアチップ１１がばたついてしまうことを確実に防止することができる。つまり、ボイドの発生を確実に防止することができる。
【００４０】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、突起１７に金属製のものを使用しているが、これ以外に樹脂製（ポリイミド樹脂）のものを使用することもできる。このように突起１７に樹脂製のものを使用する場合には、突起自体がボイドと同様に放熱性を悪化させる原因となってしまうので、ベアチップと突起砥の接触面積をできる限り小さくする必要がある。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係るベアチップのマウント方法によれば、水素還元ダイボンド法により基板上にベアチップをはんだ接合するベアチップのマウント方法において、少なくとも一方の端部に開口部が形成されたベアチップ保持治具を用いて前記ベアチップを吸着保持した状態で、前記ベアチップと前記基板との間に突起部材を介して前記ベアチップ保持治具を前記基板上に載置することにより、前記基板と前記ベアチップとの間に隙間を形成し、前記隙間の側方であってかつ前記開口部の近傍から前記基板上にはんだを供給して前記基板上ではんだを溶融させ、前記開口部から前記基板上で溶融させたはんだを前記隙間に侵入させることにより、前記基板と前記ベアチップとをはんだ接合するので、ボイド率のさらなる低減を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品製造装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態に係るボンディング行程の内容を説明するための図であり、（ａ）はベアチップ保持治具を突起が形成された基板上に載置した状態を示し、（ｂ）は供給されたはんだが溶融し始めた状態を示し、（ｃ）は溶融はんだがベアチップ下面に侵入し始めた状態を示し、（ｄ）ははんだの供給を停止した状態を示し、（ｅ）はスクラブ動作を行っている状態を示している。
【図３】従来の方法を用いた場合における接合（ボイドの発生）状態を示す図である。
【図４】特願２００２−２４８１０６号で提案した方法を用いた場合における接合（ボイドの発生）状態を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る方法（突起をベアチップの中央に配置）を用いた場合における接合（ボイドの発生）状態を示す図である。
【図６】突起をベアチップの端に配置した場合の接合（ボイドの発生）状態を示す図である。
【図７】従来の水素還元ダイボンド法の原理を説明するための図である。
【図８】従来の水素還元ダイボンド法によるはんだ付け方法を説明するための図であり、（ａ）ははんだを寝かした状態で供給する場合を示し、（ｂ）ははんだを立てた状態で供給する場合を示している。
【図９】従来の水素還元ダイボンド法による、別のはんだ付け方法を説明するための図である。
【図１０】従来の水素還元ダイボンド法による、さらに別のはんだ付け方法を説明するための図である。
【図１１】基板とベアチップとの間にはんだが浸透したときのベアチップの状態を示す図である。
【図１２】図１１に示す状態におけるベアチップ下のはんだの流れを示す図である。
【図１３】基板とベアチップとの間にはんだが供給されたときのベアチップの状態を示す図である。
【図１４】図１３に示す状態におけるベアチップ下のはんだの流れを示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１１ ベアチップ
１２ ベアチップ保持治具
１３ 真空吸着用流路
１４ 側壁
１５ 開口部
１６ はんだ
１６ａ 溶融はんだ
１６ｂ 酸化物
１７ 突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にベアチップをはんだ接合するベアチップのマウント方法に関する。さらに詳細には、水素還元ダイボンド法によりはんだ接合を行うベアチップのマウント方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばパワートランジスタ等の電子部品の接合には、水素還元雰囲気中ではんだ付けを行う水素還元ダイボンド法が用いられている。この水素還元ダイボンド法は、図７に示すように、水素還元雰囲気中において、基板１００の表面の酸化物を除去し、その基板１００を加熱して、その加熱された基板１００上にはんだ１０６を供給する。そして、はんだ１０６が供給された所へ素子１０１をセットした後にスクラブ動作を行って基板１００と素子１０１とを接合する方法である。
【０００３】
ところが、上記した方法では、供給されるはんだ１０６の表面に形成されている酸化物を除去することができない。このため、スクラブ動作を行うことにより、酸化物を粉砕してボイドの発生を抑制している。しかしながら、スクラブ動作によっても酸化物を完全に除去することはできない。そのため、ある程度（５〜１０％程度）のボイドの発生を容認しなければならなかった。
【０００４】
そこで、水素還元ダイボンド法においてボイドの発生を防止するための方法が種々提案されている。そのうちの１つとして、例えば特開平６−２３５３４号公報に開示された方法がある。ここに開示された方法は、図８に示すように、基板１００と素子１０１との接合領域外にはんだ１０６を置き、溶融したはんだ１０６を毛細管現象により接合領域に侵入させてはんだ付けすることにより、はんだ接合部におけるボイドの発生を少なくするようにしている。なお、はんだ１０６の置き方として、図８（ａ）に示すように寝かした状態で置く場合と、図８（ｂ）に示すように治具１０７を用いて直立させた状態で置く場合が挙げられている。
【０００５】
また、別の方法として、特開平９−５１０４９号公報に開示された方法がある。この方法は、図９に示すように、接合する一方の部品１１０に突起１１５を設け、その突起１１５で他方の部品１１１を支持して、部品１１０と部品１１１との間に隙間を形成し、その隙間の側方からはんだ１０６を供給して、溶融したはんだ１０６ａを毛細管現象により隙間に侵入させてはんだ付けすることにより、はんだ接合部におけるボイドの発生を少なくするようにしている。そして、突起１１５によって支持されている部品１１１の中央部を加圧して撓ませることにより、はんだ供給部の毛細管現象を助けるようにしている。
【０００６】
さらに、別の方法として、特開平８−２８８３１９号公報に開示された方法もある。この方法は、図１０に示すように、素子１２１をコレット１２２にて吸着することにより、基板１２０と素子１２１との間に隙間を形成し、コレット１２２の側壁に形成されている開口に接続した注入管１２８から溶融はんだ１０６ａを流し込むようになっている。そして、基板１２０と素子１２１との隙間内に存在するエアーを、注入管１２８から流し込む溶融はんだ１０６ａによって、コレット１２２の側壁に開口したエアーベント１２９から押し出すことにより、ボイドの発生を防止している。
【０００７】
しかしながら、特開平６−２３５３４号公報に開示された方法では、素子１０１の下面に溶融したはんだ１０６が侵入しにくいという問題があった。なぜなら、基板１００と素子１０１とが接している、つまり基板１００と素子１０１との間に隙間がないため、溶融したはんだ１０６の浸透性が悪く毛細管現象が起こりにくいからである。
【０００８】
これに対し、特開平９−５１０４９号公報に開示された方法では、部品１１０に突起を設けて、部品１１０と部品１１１との間に隙間を形成しているため、溶融はんだ１０６ａが侵入しにくいという問題は解消されている。ところが、部品１１０に突起１１５を設定する必要があり、部品１１０の形状が複雑になってしまう。このため、製品のコストアップを招来するという問題がある。また、はんだには熱応力を緩和する働きがあるが、部品１１０と突起１１５とが接触しているため、はんだによる熱応力緩和の作用が生じないという問題がある。さらに、はんだ供給部の毛細管現象を助けるために部品１１１の中央部を撓ませているが、突起１１５に支持される部品１１１がベアチップなどの脆いものであると割れてしまうという問題がある。
【０００９】
ここで、熱応力を緩和するために、突起１１５を樹脂で形成すると、樹脂の熱伝導性が悪いため、部品１１０の放熱性を悪化させる。つまり、ボイドが発生した場合と同様の状態となる。さらに、部品１１０を撓ませるために、突起１１５が２個以上必要であるから樹脂の面積が増加し、ますます放熱性が悪化するという問題がある。
【００１０】
また、特開平８−２８８３１９号公報に開示された方法でも、基板１２０と素子１２１との間に隙間が形成されるので、溶融はんだ１０６ａが基板１２０と素子１２１との間に侵入しにくいという問題は解消されている。ところが、この方法では、供給する溶融はんだ１０６ａに含まれる酸化物も一緒に基板１２０と素子１２１との隙間に流れ込む。このため、流し込む溶融はんだ１０６ａに含まれる酸化物が原因でボイドが発生するという問題がある。
【００１１】
そこで、本出願人は上記した問題点を解決すべく、特願２００２−２４８１０６号にて、ボイドの発生を防止するとともにベアチップ（素子）下面へ確実にはんだを供給し、また、ベアチップ側面へのはんだ付着を防止することができるベアチップのマウント方法を提案した。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−２３５３４号公報（第２〜３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平９−５１０４９号公報（第２頁、第１図）
【特許文献３】
特開平８−２８８３１９号公報（第２〜３頁、第１図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本出願人が特願２００２−２４８１０６号で提案したベアチップのマウント方法では、ボイド率を０〜５％程度までは低減することができたが、ボイドを完全になくすることはできなかった。このようにボイドが発生する原因は、はんだが基板と素子との間に浸透する際に発生する下向きの力（素子を基板側に引き寄せようとする力）が作用するからである。すなわち、図１１に示すように、素子１０１と基板１００との間に対するはんだ１０６ａの浸透に伴い、素子１０１に対して下向きの力が発生すると、素子１０１が急激に下降したり、ばたついてしまい、素子１０１と基板１００との間に隙間がなくなってしまう。そうすると、はんだ１０６ａの流れが乱れてしまい、図１２に示すようにボイドが発生するのである。
【００１４】
その後、図１３に示すように、はんだ１６０ａの供給に伴い素子１０１は押し上げられ、素子保持治具にしっかりと保持される。しかしながら、一度発生したボイドははんだ内に残留してしまう。その結果、図１４に示すように、ボイドが発生した状態のままで、はんだ付けが終了するので、一定のボイド率までしか低減することができなかったのである。
【００１５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ボイド率のさらなる低減を可能とするベアチップのマウント方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るベアチップのマウント方法は、水素還元ダイボンド法により基板上にベアチップをはんだ接合するベアチップのマウント方法において、少なくとも一方の端部に開口部が形成されたベアチップ保持治具を用いて前記ベアチップを吸着保持した状態で、前記ベアチップと前記基板との間に突起部材を介して前記ベアチップ保持治具を前記基板上に載置することにより、前記基板と前記ベアチップとの間に隙間を形成し、前記隙間の側方であってかつ前記開口部の近傍から前記基板上にはんだを供給して前記基板上ではんだを溶融させ、前記開口部から前記基板上で溶融させたはんだを前記隙間に侵入させることにより、前記基板と前記ベアチップとをはんだ接合することを特徴とする。
【００１７】
このベアチップのマウント方法では、まず、少なくとも一方の端部に開口部が形成されたベアチップ保持治具によって、ベアチップが吸着保持される。そして、その状態でベアチップと基板との間に突起部材を介してベアチップ保持治具が基板上に載置される。これにより、ベアチップと基板との間に確実に隙間が形成される。なぜなら、ベアチップは、ベアチップ治具により吸着保持されるとともに、突起部材によって支持されるからである。そして、基板とベアチップとの間に形成された隙間の側方であって、かつベアチップ保持治具に形成された開口部の近傍から、基板上にはんだを供給して基板上ではんだを溶融させる。基板上で溶融したはんだには、元々、はんだに形成されていた酸化物も含まれているが、比重差により酸化物は表面に浮かんでくる。つまり、未酸化の溶融はんだが酸化物に被覆されたような状態となる。
【００１８】
そして、はんだが供給され続けると溶融はんだの量が増えていき、基板上に溶融はんだが広がりベアチップ下面に到達する。そうすると、溶融はんだの表面に形成された酸化膜が破れ、未酸化状態の溶融はんだが毛細管現象と濡れ作用により、基板とベアチップとの間の隙間に浸透していく。このとき、ベアチップに対して下向きの力が発生するが、ベアチップと基板との間に突起部材が介在しているため、ベアチップが急激に下降したり、ばたついてしまうことを防止することができる。このため、はんだの流れが乱れることなく、未酸化状態の溶融はんだが基板とベアチップとの間の隙間全体に充填される。これにより、ボイドの発生を防止することができる。なお、溶融はんだの上方に浮かんでいた酸化物は、基板とベアチップとの隙間の側方で基板上に残留するので、ベアチップ下面に酸化物が侵入することはない。
【００１９】
ここで、ベアチップ保持治具は、毛細管現象が発生しやすい高さにベアチップを保持するようにするのが好ましい。具体的には、基板とベアチップとの隙間が５０〜２００μｍ程度、望ましく５０μｍ程度になるようにするのがよい。つまり、突起部材の高さは５０μｍ程度とするのがよい。なぜなら、基板とベアチップとの隙間が５０μｍ以下となるようにすると、ベアチップ保持治具の製品誤差によって、基板とベアチップとの間に隙間が確保されないおそれがあるからである。一方、基板とベアチップとの隙間が２００μｍ以上であると、はんだの供給が追いつかずにベアチップ下面に空気が入り込んでしまい、ボイドが発生するおそれがあるからである。
【００２０】
ここで、突起部材は、金属製であってもよいし、樹脂製（ポリイミド樹脂など）であってもよい。また、突起部材の数は１つあればよい。これで、ベアチップの急激な下降やばたつきを十分に抑制することができるからである。そして、突起部材が１つだけでよいので、樹脂製の突起部材を使用する際に樹脂面積を最小することができ、放熱性に悪影響を与えないようにすることができる。また、突起部材として樹脂製のものを使用する場合には、放熱性の観点から、ベアチップとの接触面積ができるだけ小さくなるような形状とするのがよい。
【００２１】
本発明に係るベアチップのマウント方法においては、前記開口部から前記基板上で溶融させたはんだを前記隙間に侵入させた後、前記ベアチップ保持治具を上昇させ、前記突起部材と前記ベアチップとの間にはんだを侵入させることが望ましい。
【００２２】
突起部材として金属を使用してベアチップを基板にマウントすると、金属製突起部材とベアチップとが接触するので、金属製突起の熱膨張による熱応力が発生してしまう。このような熱応力が発生すると、ベアチップに余計な力が作用してしまい、ベアチップが破損してしまうおそれがある。そこで、突起部材とベアチップとの間にはんだを侵入させることにより、はんだのクリープ作用を利用し、金属製突起部材の熱膨張による熱応力を緩和することができるからである。
【００２３】
そして、本発明に係るベアチップのマウント方法においては、前記突起部材を予め前記基板上に形成しておけばよい。これにより、突起部材を配置するための工程を追加する必要がなくなるからでる。
【００２４】
本発明に係るベアチップのマウント方法においては、前記突起部材を前記ベアチップの略中央部に配置することが望ましい。こうすることにより、はんだが基板とベアチップとの間に浸透する際に、ベアチップがばたついてしまうことを確実に防止することができるからである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のベアチップのマウント方法を具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、電子部品製造装置のボンディング行程に本発明を適用したものである。そこで、実施の形態に係るボンディング行程を実施するための電子部品製造装置の概略構成を図１に示す。図１は、電子部品製造装置の概略を示す平面図である。
【００２６】
この電子部品製造装置には、基板置き場２０から略中央に金属製の突起１７（高さは５０μｍ程度）が形成された基板１０を搬送するための基板搬送ロボット２１と、ベアチップ置き場２２からベアチップ１１を搬送するためのベアチップ搬送ロボット２３と、水素還元雰囲気を作り出すための水素還元チャンバ２４と、基板１０にベアチップ１１をはんだ接合するためのボンディングヘッド２５と、基板１０にベアチップ１１がマウントされた完成品を完成品置き場２６へ搬送するための完成品搬送ロボット２７とが備わっている。そして、この電子部品製造装置では、ボンディングヘッド２５からはんだが供給されて、水素還元チャンバ２４内において基板１０にベアチップ１１がはんだ接合され、完成品である電子部品が製造されるようになっている。
【００２７】
そして、ボンディングヘッド２５には、ベアチップ１１を吸着保持するためのベアチップ保持治具１２が備わっている。このベアチップ保持治具１２は、図２（ａ）に示すように、その下面が開放され上面が平坦である箱体形状をなすものである。なお、図２（ａ）は、ボンディング行程の一過程を示す図である。ベアチップ保持治具１２の上面には、ベアチップ１１を真空吸着するための真空吸着用流路１３が接続されている。なお、真空吸着用流路１３は、図示しない真空ポンプ（吸引源）に接続されている。また、ベアチップ保持治具１２の側壁１４は、ベアチップ１１を真空吸着した状態で基板１０上に載置した際、基板１０とベアチップ１１との間に５０μｍ程度の隙間が形成されるような高さとなっている。さらに、ベアチップ保持治具１２の一側壁には、開口部１５が形成されている。この開口部１５は、溶融はんだの供給口となるものである。また、ボンディングヘッド２５は、はんだ１６を鉛直方向に保持しつつ開口部１５の近傍に供給することができるようになっている。
【００２８】
次に、上記の構成を有する電子部品製造装置におけるボンディング行程について図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、ボンディング行程の内容を説明するための図である。まず、ベアチップ搬送ロボット２３によって、ベアチップ１１がベアチップ置き場２２から水素還元チャンバ２４内に搬送される。ベアチップ１１が水素還元チャンバ２４内に搬送されると、ベアチップ１１は、ボンディングヘッド２５に備わるベアチップ保持治具１２に真空吸着される。また、基板搬送ロボット２１によって、基板１０が基板置き場２０から水素還元チャンバ２４内に搬送される。そして、搬送されてきた基板１０上に、ベアチップ１１を真空吸着したベアチップ保持治具１２が載置される（図２（ａ））。これにより、ベアチップ保持治具１２の側壁１４が基板１０に接地するため、ベアチップ１１は基板１０に対して、突起１７を介して所定の高さ（５０μｍ程度）に保持される。すなわち、ベアチップ１１の真空吸着と突起１７の支持とにより、基板１０とベアチップ１１との間に５０μｍ程度の隙間が形成される。その結果、溶融はんだの毛細管現象が生じやすくなる。
【００２９】
続いて、ボンディングヘッド２５からはんだ１６が基板１０上に供給される。より詳細に述べると、ベアチップ保持治具１２の開口部１５の側方に、はんだ１６が供給される。そうすると、供給されたはんだ１６は基板１０上で溶融する。このとき、はんだ１６に形成されている酸化物１６ｂも溶融するが、溶融はんだ１６ａと酸化物１６ｂとの比重差により、酸化物１６ｂは溶融はんだ１６ａの表面に浮かんでくる。つまり、未酸化状態の溶融はんだ１６ａが酸化物１６ｂによる酸化膜で被覆された状態となる（図２（ｂ））。
【００３０】
その後、溶融はんだ１６ａの量が増加していき、溶融はんだ１６ａがベアチップ１１に到達すると、溶融はんだ１６ａ表面の酸化膜１６ｂが破られて未酸化状態の溶融はんだ１６ａが、毛細管現象およびはんだ濡れ作用によって、基板１０とベアチップ１１との隙間に浸透していく（図２（ｃ））。このとき、ベアチップ１１に対して下向きの力が発生するが、ベアチップ１１は基板１０に形成された突起１７に支えられているため、ベアチップ１１が急激に下降したり、ばたついてしまうことがない。このため、はんだ１６ａの流れが乱れることなく、未酸化状態のはんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間の隙間全体に充填される。したがって、基板１０とベアチップ１１との隙間にはんだ１６ａが浸透していく際に、ボイドが発生することを確実に防止することができる。なお、はんだ濡れ性を良くするために、基板１０の表面にはニッケルメッキを施し、ベアチップ１１のはんだ付着面には金メッキあるいはニッケルメッキを施していることが望ましい。
【００３１】
そして、所定量のはんだ１６が供給されると、未酸化状態の溶融はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との隙間全体に充填される。一方、溶融はんだ１６ａの表面に浮かんでいた酸化物１６ｂは、基板１０とベアチップ１１との隙間の側方で基板１０上に残留する。つまり、基板１０とベアチップ１１との隙間には、未酸化状態の溶融はんだ１６ａのみが供給されるため、ボイドの発生が防止される。なお、基板１０上に残留した酸化物１６ｂは、はんだ接合が終了した後に除去される。
【００３２】
最後に、ベアチップ保持治具１２を少し上昇させて、突起１７とベアチップとの間にはんだ１６ａを侵入させる（図２（ｅ））。これにより、突起１７が熱膨張することによって発生する熱応力を、ベアチップ１１と突起１７との間に介在するはんだ１６ａのクリープ作用を利用して緩和することができる。また、このときに、ベアチップ１１の下面四隅にまで溶融はんだ１６ａを確実に供給するために、はんだ１６の供給を停止した後にスクラブ動作を行うのがよい。
【００３３】
このようにしてはんだ接合した場合におけるボイド率を調べたので、そのときのＸ線による映像を、図３〜図６に示す。図３は従来のベアチップのマウント方法を用いた場合を示し、図４は特願２００２−２４８１０６号で提案したベアチップのマウント方法を用いた場合を示している。図５および図６は、本発明に係るベアチップのマウント方法を用いた場合を示している。なお、図５は突起をベアチップの中央に配置した場合（本実施の形態）を示し、図６は突起をベアチップの端に配置した場合を示している。
【００３４】
図３、図４に示すように、特願２００２−２４８１０６号で提案した方法を含めて従来の方法では、ボイドが発生していることがわかる。なお、上記したように、従来の方法ではボイド率が５〜１０％程度である。また、特願２００２−２４８１０６号で提案した方法ではボイド率が０〜５％程度であった。これに対して、本発明に係る方法では、図５、図６に示すように、ほとんどボイドが発生していないことがわかる。特に、本実施の形態に係る方法を用いれば、図５に示すように、ボイドが一切発生していないことがわかる。ちなみに、本実施の形態に係る方法を用いた場合のボイド率は、０＋ ％（ｎ＝１００程度）であった。
【００３５】
ここで、本発明に係る方法であっても突起１７をベアチップ１１の端に配置した場合には、図６に示すように、少しボイドが発生していることがわかる。ただし、図３、図４と図６とを比較すれば明らかなように、本発明に係る方法を用いることにより、ボイドの発生が低減されていることがわかる。なお、突起１７をベアチップ１１の端に配置した場合のボイド率は０．２５％程度（ｎ＝５０）であった。このように、基板１０とベアチップ１１との間に介在させる突起をベアチップ１１の略中央に配置することにより、ボイド率をより低減させられることが実証された。これは、突起１７をベアチップ１１の端に配置すると、はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間に浸透したときに、ベアチップ１１がばたつくことを完全に防止することができず、はんだ１６ａの流れが乱れるためである。
【００３６】
以上、詳細に説明したように実施の形態に係るボンディング行程によれば、一側壁に開口部１５が形成されたベアチップ保持治具１２を用いてベアチップ１１を真空吸着した状態で、ベアチップ保持治具１２を突起１７が形成された基板１０上に載置することにより、ベアチップ１１の真空吸着と突起１７の支持とによって基板１０とベアチップ１１との間に隙間を形成し、その隙間の側方にはんだ１６を供給して基板１０上ではんだ１６を溶融させ、毛細管現象およびはんだの濡れ作用を利用して溶融はんだ１６ａを基板１０とベアチップ１１との隙間に侵入させるので、未酸化状態の溶融はんだ１６ａのみが基板１０とベアチップ１１との隙間に供給される一方、酸化物１６ｂはベアチップ保持治具１２の開口部１５の近傍に残留する。
【００３７】
そして、溶融はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との隙間に浸透したときに、ベアチップ１１に対して下向きの力が発生するが、ベアチップ１１は基板１０に形成された突起１７に支えられているため、ベアチップ１１が急激に下降したり、ばたついてしまうことがない。このため、はんだ１６ａの流れが乱れることなく、未酸化状態のはんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間の隙間全体に充填させることができる。したがって、ほとんどボイドが発生しない（ボイド率：０＋ ％）はんだ接合を行うことができる。
【００３８】
また、実施の形態に係るボンディング行程では、はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間の隙間全体に充填させた後に、ベアチップ保持治具１２を上昇させ、突起１７とベアチップ１１との間にはんだ１６ａを侵入させるので、はんだのクリープ作用により金属製の突起１７の熱膨張による熱応力を緩和することができる。
【００３９】
さらに、突起１７が予め基板１０上に形成されているので、突起１７を基板１０上に配置するための工程を追加する必要がない。また、突起１７がベアチップ１１の略中央部に配置されるように、基板１０上に形成されているので、はんだ１６ａが基板１０とベアチップ１１との間に浸透する際に、ベアチップ１１がばたついてしまうことを確実に防止することができる。つまり、ボイドの発生を確実に防止することができる。
【００４０】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、突起１７に金属製のものを使用しているが、これ以外に樹脂製（ポリイミド樹脂）のものを使用することもできる。このように突起１７に樹脂製のものを使用する場合には、突起自体がボイドと同様に放熱性を悪化させる原因となってしまうので、ベアチップと突起砥の接触面積をできる限り小さくする必要がある。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係るベアチップのマウント方法によれば、水素還元ダイボンド法により基板上にベアチップをはんだ接合するベアチップのマウント方法において、少なくとも一方の端部に開口部が形成されたベアチップ保持治具を用いて前記ベアチップを吸着保持した状態で、前記ベアチップと前記基板との間に突起部材を介して前記ベアチップ保持治具を前記基板上に載置することにより、前記基板と前記ベアチップとの間に隙間を形成し、前記隙間の側方であってかつ前記開口部の近傍から前記基板上にはんだを供給して前記基板上ではんだを溶融させ、前記開口部から前記基板上で溶融させたはんだを前記隙間に侵入させることにより、前記基板と前記ベアチップとをはんだ接合するので、ボイド率のさらなる低減を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品製造装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態に係るボンディング行程の内容を説明するための図であり、（ａ）はベアチップ保持治具を突起が形成された基板上に載置した状態を示し、（ｂ）は供給されたはんだが溶融し始めた状態を示し、（ｃ）は溶融はんだがベアチップ下面に侵入し始めた状態を示し、（ｄ）ははんだの供給を停止した状態を示し、（ｅ）はスクラブ動作を行っている状態を示している。
【図３】従来の方法を用いた場合における接合（ボイドの発生）状態を示す図である。
【図４】特願２００２−２４８１０６号で提案した方法を用いた場合における接合（ボイドの発生）状態を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る方法（突起をベアチップの中央に配置）を用いた場合における接合（ボイドの発生）状態を示す図である。
【図６】突起をベアチップの端に配置した場合の接合（ボイドの発生）状態を示す図である。
【図７】従来の水素還元ダイボンド法の原理を説明するための図である。
【図８】従来の水素還元ダイボンド法によるはんだ付け方法を説明するための図であり、（ａ）ははんだを寝かした状態で供給する場合を示し、（ｂ）ははんだを立てた状態で供給する場合を示している。
【図９】従来の水素還元ダイボンド法による、別のはんだ付け方法を説明するための図である。
【図１０】従来の水素還元ダイボンド法による、さらに別のはんだ付け方法を説明するための図である。
【図１１】基板とベアチップとの間にはんだが浸透したときのベアチップの状態を示す図である。
【図１２】図１１に示す状態におけるベアチップ下のはんだの流れを示す図である。
【図１３】基板とベアチップとの間にはんだが供給されたときのベアチップの状態を示す図である。
【図１４】図１３に示す状態におけるベアチップ下のはんだの流れを示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１１ ベアチップ
１２ ベアチップ保持治具
１３ 真空吸着用流路
１４ 側壁
１５ 開口部
１６ はんだ
１６ａ 溶融はんだ
１６ｂ 酸化物
１７ 突起
Claims (4)
- 水素還元ダイボンド法により基板上にベアチップをはんだ接合するベアチップのマウント方法において、
少なくとも一方の端部に開口部が形成されたベアチップ保持治具を用いて前記ベアチップを吸着保持した状態で、前記ベアチップと前記基板との間に突起部材を介して前記ベアチップ保持治具を前記基板上に載置することにより、前記基板と前記ベアチップとの間に隙間を形成し、
前記隙間の側方であってかつ前記開口部の近傍から前記基板上にはんだを供給して前記基板上ではんだを溶融させ、
前記開口部から前記基板上で溶融させたはんだを前記隙間に侵入させることにより、前記基板と前記ベアチップとをはんだ接合することを特徴とするベアチップのマウント方法。 - 請求項１に記載するベアチップのマウント方法において、
前記開口部から前記基板上で溶融させたはんだを前記隙間に侵入させた後、前記ベアチップ保持治具を上昇させ、前記突起部材と前記ベアチップとの間にはんだを侵入させることを特徴とするベアチップのマウント方法。 - 請求項１または請求項２に記載するベアチップのマウント方法において、
前記突起部材を予め前記基板上に形成することを特徴とするベアチップのマウント方法。 - 請求項１から請求項３に記載するいずれか１つのベアチップのマウント方法において、
前記突起部材を前記ベアチップの略中央部に配置することを特徴とするベアチップのマウント方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003134672A JP2004342685A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | ベアチップのマウント方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003134672A JP2004342685A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | ベアチップのマウント方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004342685A true JP2004342685A (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=33525162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003134672A Pending JP2004342685A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | ベアチップのマウント方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004342685A (ja) |
-
2003
- 2003-05-13 JP JP2003134672A patent/JP2004342685A/ja active Pending
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Legal Events
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