JP2018032740A

JP2018032740A - 実装方法および実装装置

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Publication number: JP2018032740A
Application number: JP2016163968A
Authority: JP
Inventors: 新井　義之; Yoshiyuki Arai; 義之新井
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2036-08-24
Also published as: JP6716391B2

Abstract

【課題】半導体チップを安定して高精度に回路基板に実装することを課題とする。【解決手段】キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後の半導体チップ１を載置台に載置された回路基板に実装する実装方法であって、前記キャリア基板に保持された前記半導体チップの第１の面と反対側の面である第２の面を粘着シート４に貼付ける粘着シート貼付け工程と、前記キャリア基板を前記半導体チップから除去するキャリア基板除去工程と、前記粘着シートの粘着力を低減させる粘着力低減工程と、ヘッドが前記半導体チップの前記第１の面側を保持することにより、前記粘着シートから剥離して、前記第２の面側を前記回路基板に接合することにより前記半導体チップを前記回路基板に実装する実装工程と、を順次実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体チップを高精度に安定して実装する実装方法および実装装置に関するものである。

半導体チップは、コスト低減のために小型化し、小型化した半導体チップを高精度に実装するための取組みが行われている。特に、ディスプレイに用いられるＬＥＤはマイクロＬＥＤと呼ばれる５０μｍ×５０μｍ以下の半導体チップを数μｍの精度で高速に実装することが求められている。

特許文献１には、マイクロＬＥＤからなる半導体チップとサファイヤからなるキャリア基板との間にインジウムからなる接着層が設けられることにより半導体チップの実装面がキャリア基板に接着されており、加熱したヘッドで半導体チップを吸着することによりヘッドからの熱で接着層を溶融、半導体チップを剥離させた後、半導体チップを回路基板に実装する構成が記載されている。

特許文献１：特許第５７８３４８１号公報

しかしながら、特許文献１記載のものは、半導体チップに接着層が残るおそれがあり、その接着層の量のばらつきにより安定した実装が困難であるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決して、半導体チップを高精度に安定して回路基板に実装することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後の半導体チップを載置台に載置された回路基板に実装する実装方法であって、前記キャリア基板に保持された前記半導体チップの前記第１の面と反対側の面である第２の面を粘着シートに貼付ける粘着シート貼付け工程と、前記キャリア基板を前記半導体チップから除去するキャリア基板除去工程と、前記粘着シートの粘着力を低減させる粘着力低減工程と、ヘッドが前記半導体チップの前記第１の面側を保持することにより、前記粘着シートから剥離して、前記第２の面側を前記回路基板に接合することにより前記半導体チップを前記回路基板に実装する実装工程と、を順次実行することを特徴とする実装方法を提供するものである。

この構成により、粘着シートの粘着力が低減してからヘッドが半導体チップを保持し、実装するので、半導体チップに余計なものが残存することなく実装が可能であり、高精度に安定して回路基板に実装することができる。

前記キャリア基板除去工程は、レーザ光を照射して前記キャリア基板を剥離し除去する構成としてもよい。

この構成により、半導体チップに接着層が残ることなく、キャリア基板を安定して剥離することができる。

前記粘着力低減工程は、前記粘着シート及び前記半導体チップを所定温度に加熱することにより粘着力を低減させる構成としてもよい。

この構成により、粘着シートの粘着力を低減することができ、半導体チップを安定的に剥離することができるようになる。

前記実装工程は、前記半導体チップを前記粘着力低減工程における前記所定温度に維持したまま前記回路基板に実装可能に、前記ヘッド及び前記載置台を加熱制御する構成としてもよい。

この構成により、一旦加熱した半導体チップ、回路基板、粘着シートやヘッド等の温度の変動を防止することができ、半導体チップ、回路基板、粘着シートやヘッド等の実装に関係する部材全ての熱収縮を防止し、高精度で安定した実装を行うことができる。

前記回路基板に前記半導体チップを実装する際の前記回路基板と前記半導体チップの間の接合力は前記ヘッドの保持力よりも強く、前記ヘッドの保持力は粘着力が低減した前記粘着シートの粘着力よりも強い構成としてもよい。

この構成により、ヘッドによる半導体チップの吸着及び回路基板への実装を安定して行うことができる。

また、上記課題を解決するために本発明は、キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後の半導体チップを載置台に載置された回路基板に実装する実装装置であって、前記キャリア基板に保持された前記半導体チップの前記第１の面と反対側の面である第２の面を貼りつける粘着シートを保持する粘着シート保持部と、前記粘着シートに貼付けられた前記半導体チップから前記キャリア基板を除去するキャリア基板除去部と、前記粘着シートの粘着力を低減させる粘着力低減部と、前記第１の面側から前記半導体チップを保持可能なヘッドと、前記ヘッドが前記半導体チップを保持し、前記粘着シートから剥離して、前記第２の面側を前記回路基板に接合するように制御する制御部と、を有することを特徴とする実装装置を提供するものである。

前記キャリア基板除去部は、前記キャリア基板にレーザ光を照射可能なレーザ光照射部を含む構成としてもよい。

この構成により、半導体チップに接着層が残ることなく、半導体チップからキャリア基板を安定して剥離し除去することができる。

前記粘着力低減部は、前記粘着シート及び前記半導体チップを所定温度に加熱する加熱部を含む構成としてもよい。

前記ヘッド及び前記載置台はそれぞれを加熱することが可能であり、前記半導体チップを前記粘着力低減工程における前記所定温度に維持したまま前記回路基板に実装可能に、前記制御部が前記粘着力低減部、前記ヘッド及び前記載置台の加熱温度を制御する構成としてもよい。

前記回路基板に前記半導体チップを実装する際の前記回路基板と前記半導体チップの間の接合力は、前記ヘッドの保持力よりも強く、前記ヘッドの保持力は、粘着力が低減した前記粘着シートの粘着力よりも強い構成としてもよい。

本発明の実装方法および実装装置により、半導体チップを高精度に安定して回路基板に実装することができる。

本発明の実施例１における実装方法の前半部分を説明する図である。本発明の実施例１における実装方法の後半部分を説明する図である。本発明の実施例１における実装装置を説明する図である。本発明の実施例１における実装装置のヘッド部分を説明する図である。本発明の実施例１における実装装置のヘッドの平行度調整を説明する図である。本発明の実施例２における実装方法の後半部分を説明する図である。本発明の実施例３における粘着力低減工程を説明する図である。

本発明の実施例１について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１における実装方法の前半部分を説明する図である。図２は、本発明の実施例１における実装方法の後半部分を説明する図である。図３は、本発明の実施例１における実装装置を説明する図である。図４は、本発明の実施例１における実装装置のヘッド部分を説明する図である。図５は、本発明の実施例１における実装装置のヘッドの平行度調整を説明する図である。

なお、本発明において、半導体チップのもつ２つの主面のうち、キャリア基板に保持された面を第１の面とし、第１面と反対側の面を第２の面と定義し、第２の面にはバンプが形成されているものとする。

まず、本発明の実施例１における実装方法の各工程について、図１、図２を参照して説明する。図１（ａ）は、キャリア基板２に第１の面が保持されたダイシング後の複数の半導体チップ１を示している。キャリア基板２は図１、図２の奥行き方向にも広がっていて円形又は四角形を有しており、シリコン、ガリウムヒ素、サファイヤ等からなっている。また、半導体チップ１もキャリア基板２の広がりに沿って２次元に複数個（数百個〜数万個）が配列されている。マイクロＬＥＤと呼ばれる小型の半導体チップ１では、５０μｍ×５０μｍ以下のサイズであり、このサイズにダイシング幅を加えたピッチで配列されている。このような小型の半導体チップ１は、高精度（例えば、１μｍ以下の精度）で回路基板６に実装することが求められている。実施例１における半導体チップ１は、事前に各半導体チップ１を検査し不良の半導体チップを除去している。具体的には、後述のレーザリフトオフの場合よりも強いレーザ光を照射し、不良チップを焼失させている。また、半導体チップ１の第２の面にはバンプが形成されている。

図１（ｂ）は、半導体チップ１のキャリア基板２に保持された面である第１の面と反対側の面である第２の面を粘着シート４に貼付ける粘着シート貼付け工程を示している。粘着シート４は、粘着シート保持部１７に真空吸着により保持されており、半導体チップ１を貼り付ける面には粘着膜３が形成されている。実施例１における粘着膜３は常温では粘着性を有するが、加熱することによって粘着力が低減する特性を有している。この粘着シート貼付け工程では、後述するヘッド１４で半導体チップ１を保持したキャリア基板２を吸着、ハンドリングして、粘着シート保持部１７に保持された粘着シート４の粘着膜３上に半導体チップ１の第２の面を貼り付ける。

次に、図１（ｃ）に示すように、キャリア基板除去工程を実行する。キャリア基板除去工程では、レーザリフトオフと呼ばれる方法により半導体チップ１からキャリア基板２を剥離し除去する。例えば、マイクロＬＥＤにおいては、キャリア基板２にエキシマレーザを照射することにより、半導体チップ１であるマイクロＬＥＤのＧａＮ層の一部をＧａとＮに分解させてサファイヤからなるキャリア基板２を剥離し除去する。剥離したキャリア基板２は、ヘッド１４にて吸着して除去する。

なお、実施例１においては、キャリア基板除去工程にてキャリア基板２にレーザ光を照射してレーザリフトオフと呼ばれる方法により半導体チップ１からキャリア基板２を剥離して除去するようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、キャリア基板２を半導体チップ１が設けられている側と反対側から削り落として除去するようにしてもよい。これは、バックグラインドと呼ばれ、特に赤色ＬＥＤの場合にはレーザリフトオフが適用できないのでこのバックグラインドの手法が用いられる。

続いて、図２（ａ）に示す粘着力低減工程を実行する。粘着力低減工程では、粘着シート４の粘着膜３を所定温度に加熱することにより粘着膜３の粘着力を低減させる。この粘着力を低減させる所定温度は、後述の実装工程における「バンプが接合可能な温度」である。この「バンプが接合可能な温度」を所定温度に設定するため、粘着膜３の種類を選択することにより、９０℃、１５０℃、１８０℃等とすることができる。実施例１においては、「バンプが接合可能な温度」が１５０℃前後の温度であり、この温度で粘着力がほぼゼロとなる粘着膜３を採用した粘着シート４を用いている。つまり、１５０℃で粘着力がほぼゼロとなる粘着膜３を採用した粘着シート４を用い、１５０℃を所定温度に設定して粘着シート４を１５０℃に加熱することにより粘着膜３も１５０℃となって粘着力が低減し、半導体チップ１を容易に剥離することが可能となる。実施例１においては、粘着シート４の加熱時に半導体チップ１も同じ所定温度である１５０℃に加熱するように粘着シート保持部１７におけるヒータ２１を制御する。このように、後述する実装工程で半導体チップ１を回路基板６に接合する際に「バンプが接合可能な温度」と同じ温度を所定温度として粘着力低減工程でも採用することにより、半導体チップ１の温度を粘着力低減工程から実装工程に至るまで一定に保ち、膨張や収縮を避けることができ、高精度で安定した実装が実現できる。

次に、図２（ｂ）及び（ｃ）に示す実装工程を実行する。実装工程では、まず図２（ｂ）に示すように、ヘッド１４で粘着シート４上の半導体チップ１を複数個同時に吸着してピックアップする。ピックアップする半導体チップ１の数は、ヘッド１４の構成により任意に設定できるが、高速実装を実現するにはできるだけ多くの半導体チップ１をピックアップすることが望ましい。実施例１においては、１万個の半導体チップ１をピックアップできるようにヘッド１４を構成している。このピックアップの際に、ヘッド１４内部に設けられたヒータ２２によりピックアップした半導体チップ１の温度を粘着力低減工程における所定温度、つまり「バンプが接合可能な温度」（実施例１においては１５０℃）に加熱維持するように制御する。また、粘着シート保持部１７におけるヒータ２１も同様に半導体チップ１の温度を粘着力低減工程における所定温度、つまり「バンプが接合可能な温度」（実施例１においては１５０℃）に加熱維持するように制御する。ヘッド１４で半導体チップ１をピックアップするピッチは、後述する回路基板６の半導体チップ１を実装するピッチに合わせて構成されている。ここで、「バンプが接合可能な温度」とは、半導体チップ１に設けたバンプと回路基板６の電極との接合に適した温度であり、この温度ではバンプに粘りがでて接合に適すが、この温度より低いと粘りが発生せず、この温度よりも高いとバンプが酸化して接合には適さない。

ヘッド１４でピックアップした複数の半導体チップ１は、図２（ｃ）に示すように、ヘッド１４又は載置台１３がＸ、Ｙ、Ｚ方向に適宜移動することにより、載置台１３に保持された回路基板６に接合して実装される。実施例１における回路基板６は、ガラスの表面に回路が形成されている。一度に１万個の半導体チップ１を回路基板６に実装するには、Ｘ、Ｙ方向に高精度に位置決めするだけでなく、半導体チップ１と回路基板６との平行度も調整する必要がある。後述する平行度調整を行うことによって、いずれの半導体チップ１も同じ高さ（Ｚ方向）だけ移動することで実装できる。

載置台１３にはヒータ２４が設けられており、ヘッド１４とともに載置台１３を「バンプが接合可能な温度」に加熱制御することにより、半導体チップ１に設けたバンプと回路基板６の電極とが接合される。ヘッド１４及び載置台１３が加熱制御されることにより、半導体チップ１が粘着力低減工程における所定温度、すなわち「バンプが接合可能な温度」（実施例１においては１５０℃）に維持され、また回路基板６も同じ粘着力低減工程における所定温度に維持され、粘着力低減工程から実装工程まで、半導体チップ１はじめ回路基板６、粘着シート４やヘッド１４を同じ所定温度に維持することができる。これにより、半導体チップ１や回路基板６が熱収縮することが避けられ、高精度な実装を安定して行うことができる。

実装工程において、回路基板６に半導体チップ１を実装する際の回路基板６と半導体チップ１の間の接合力はヘッド１４の保持力よりも強く、ヘッド１４の保持力は粘着力が低減した粘着シート４の粘着力よりも強くなるように構成されている。すなわち、ヘッド１４は常時真空吸着をオンにしており、この真空吸着により半導体チップ１を保持する。この常時オンの真空吸着による保持力が、回路基板６に半導体チップ１を実装する際の回路基板６と半導体チップ１の間の接合力よりも弱く、粘着力が低減した粘着シート４の粘着力よりも強くなるように設定されている。これにより、真空吸着をオン−オフに関する制御を行う必要がなくなり、よりシンプルな構成とすることができる。

なお、実施例１においては、ヘッド１４の保持力を常時オンの真空吸着によることとしたが、必ずしもこれに限定されず、ヘッド構成の都合により適宜変更が可能である。例えば、半導体チップ等を保持するときのみ真空吸着をオンにして、それ以外をオフとする制御を行う構成としてもよい。また、ヘッド先端面に粘着性を持たせた構成として、その粘着性による保持力を回路基板６に半導体チップ１を実装する際の回路基板６と半導体チップ１の間の接合力よりも弱く、粘着力が低減した粘着シート４の粘着力よりも強くなるように構成してもよい。

また、実施例１においては、粘着力低減工程において、粘着シート４の粘着膜３を所定温度に加熱することにより粘着膜３の粘着力を低減させる構成としたが、これに必ずしも限定されず、都合により適宜変更することができる。例えば、粘着シート４の粘着膜３に紫外線又はレーザ光を照射することにより粘着膜３の粘着力を低減させる構成としてもよい。この場合も粘着力低減工程において、前述の「バンプが接合可能な温度」である所定温度に半導体チップ１や粘着シート４の温度制御を行う。

（実装装置）
次に、本発明の実施例１における実装装置について、図３、図４を参照して説明する。図３は、本発明の実施例１における実装装置を説明する図である。図４は、本発明の実施例１における実装装置のヘッド部分を説明する図である。図５は、本発明の実施例１における実装装置のヘッドの平行度調整を説明する図である。

本発明の実施例１における実装装置５０は、図３に示すように、キャリア基板保持部１１、２視野光学系１２、載置台１３、ヘッド１４、及び粘着シート保持部１７を備え、また図示しないキャリア基板除去部、粘着力低減部、及び制御部を備えている。キャリア基板保持部１１は、３つのキャリア基板２を保持できる構成になっており、３種類のキャリア基板２を１つずつ又は１種類のキャリア基板２を３つ保持可能で、半導体チップ１の第２の面を下にして保持する。例えば、マイクロＬＥＤの場合は、赤、緑、青の各色のＬＥＤを保持するキャリア基板をそれぞれ保持してもよいし、青のＬＥＤを保持するキャリア基板を３つ保持するようにしてもよい。

載置台１３は、回路基板６を載置して真空吸着により動かないように保持することができる。また載置台１３に隣接した位置には、粘着シート保持部１７が設けられている。粘着シート保持部１７には、半導体チップ１を粘着させる粘着シート４を真空吸着により保持することができる。そして、キャリア基板保持部１１、載置台１３及び粘着シート保持部１７はともに、Ｘ、Ｙ方向に移動可能に構成されている。

ヘッド１４は、図３に示すようにＺ、θ、ｘφ、ｙφ方向に移動可能に構成され、キャリア基板２をキャリア基板保持部１１からピックアップし、粘着シート保持部１７に保持される粘着シート４の上に半導体チップ１の第２の面を下にして載置し粘着シート４に粘着させるとともに、粘着シート保持部１７に保持される粘着シート４の粘着膜３の粘着力が低減された後に半導体チップ１をピックアップして、載置台１３のＸ、Ｙ方向への移動とヘッド１４のＺ、θ方向の移動とを連動させることによって回路基板６の上に実装することができる。ヘッド１４のｘφ、ｙφ方向への移動は、後述する平行度調整の際に実行される。

なお、実施例１においては、ヘッド１４がＺ、θ、ｘφ、ｙφ方向に移動し、キャリア基板保持部１１、載置台１３及び粘着シート保持部１７はともに、Ｘ、Ｙ方向に移動するように構成したが、必ずしもこれに限定されず、装置の都合により適宜変更が可能である。例えば、ヘッド１４がＸ、Ｙ、θ、ｘφ、ｙφ方向に移動し、キャリア基板保持部１１、載置台１３及び粘着シート保持部１７はともにＺ方向に移動する構成としてもよい。また、θとｘφ、ｙφ方向の移動機構は必要がなければ省略することが可能である。例えば、半導体チップ１及び回路基板６の位置に回転ずれがない場合はθ方向の移動機構は省略できる。また、半導体チップ１と回路基板６との平行度調整の必要がない場合は、ｘφ、ｙφ方向の移動機構は省略できる。

２視野光学系１２は、キャリア基板２のピックアップ時にヘッド１４とキャリア基板２との間に侵入して双方の画像を撮像することができる。また、半導体チップ１のピックアップ時に粘着シート保持部１７上の半導体チップ１の位置を撮像するとともに、ヘッド１４がピックアップした半導体チップ１を載置台１３上の回路基板６に実装する際に、ヘッド１４と載置台１３との間に侵入して半導体チップ１と回路基板６の画像を撮像することができる。撮像された各画像は、図示しない制御部で画像処理されてそれぞれの位置ずれを認識する。そして、制御部は、この位置ずれを考慮して、ヘッド１４が半導体チップ１を保持し、粘着シート４から剥離して、半導体チップ１の第２の面側を回路基板６に接合するように制御する。

図示しないキャリア基板除去部は、キャリア基板２にレーザ光を照射可能なレーザ光照射部を含んで構成されている。このレーザ光照射部からレーザ光をキャリア基板２に照射することによりキャリア基板と半導体チップ１を容易に剥離することができる。例えば、マイクロＬＥＤの場合は、エキシマレーザをサファイヤからなるキャリア基板に照射することにより、容易にマイクロＬＥＤからサファイヤを剥離することができる。

図示しない粘着力低減部は、粘着シート４及び半導体チップ１を所定温度に加熱する加熱部を含んで構成されている。具体的には、粘着シート保持部１７に設けられたヒータ２１により、粘着膜３の粘着力が低減しほぼゼロとなる所定温度に粘着シート４及び半導体チップ１を加熱することができる。

半導体チップ１を回路基板６に実装する際には、２視野光学系１２で半導体チップ１及び回路基板６の位置ずれを撮像してＸ、Ｙ方向に高精度に実装する。実施例１における実装装置においては、このＸ、Ｙ方向の精度に加えて半導体チップ１と回路基板６との平行度を調整することにより、Ｚ方向の高精度化も実現している。

この平行度調整について、図４、図５を参照して説明する。図４に示すように、ヘッド１４の両端部には、第１のレーザ変位計１５、第２レーザ変位計１６、及び図示しない第３のレーザ変位計が設けられている。これらの３つのレーザ変位計からレーザ光を回路基板６に照射してそれぞれの回路基板６までの距離を測定し、制御部にてそれら距離の違いを演算してヘッド１４をｘφ、ｙφ方向に調整移動させる（図４、図５（ｂ）参照）。

また、このｘφ、ｙφ方向調整に先立って、ヘッド１４自身の平行度を調整する必要がある。これは、図５（ａ）に示すように、平坦に製作した治具３１をヘッド１４が吸着し、この治具３１に第１のレーザ変位計１５、第２のレーザ変位計１６、及び図示しない第３のレーザ変位計からレーザ光を照射して自身の平行度を測定してｘφ、ｙφ方向に自身を移動させて調整を行う。

以上、述べた実装装置５０により、本発明の実施例１における実装方法を実行できる。そして、多くの半導体チップ１や回路基板６を一度加熱した温度を一定に保ったまま回路基板６に実装することにより、半導体チップを高速・高精度に安定して回路基板に実装することができる。

なお、実施例１においては、実装装置５０にキャリア基板除去部を設ける構成としたが、必ずしもこれに限定されず、実装装置の都合により適宜変更が可能である。例えば、キャリア基板除去装置とキャリア基板除去部を有さない実装装置５１の２台構成としてもよい。つまり実装装置５１の前工程にキャリア基板除去装置を設け、このキャリア基板除去装置で粘着シート貼付け工程及びキャリア基板除去工程を実行する。キャリア基板除去装置でキャリア基板を除去した半導体チップ１を粘着シート４に粘着させた状態で実装装置５１における粘着シート保持部１７にロボット等の搬送手段で搬送する構成としてよい。これにより実装装置５１はコンパクトに構成できる。

このように実施例１においては、キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後の半導体チップを載置台に載置された回路基板に実装する実装方法であって、前記キャリア基板に保持された前記半導体チップの前記第１の面と反対側の面である前記第２の面を粘着シートに貼付ける粘着シート貼付け工程と、前記キャリア基板を前記半導体チップから除去するキャリア基板除去工程と、前記粘着シートの粘着力を低減させる粘着力低減工程と、ヘッドが前記半導体チップの前記第１の面側を保持することにより、前記粘着シートから剥離して、前記第２の面側を前記回路基板に接合することにより前記半導体チップを前記回路基板に実装する実装工程と、を順次実行することを特徴とする実装方法により、粘着シートの粘着力が低減してからヘッドが半導体チップを保持し、実装するので、半導体チップに余計なものが残存することなく実装が可能であり、高精度に安定して回路基板に実装することができる。

また、キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後の半導体チップを載置台に載置された回路基板に実装する実装装置であって、前記キャリア基板に保持された前記半導体チップの前記第１の面と反対側の面である前記第２の面を貼りつける粘着シートを保持する粘着シート保持部と、前記粘着シートに貼付けられた前記半導体チップから前記キャリア基板を除去するキャリア基板除去部と、前記粘着シートの粘着力を低減させる粘着力低減部と、前記第１の面側から前記半導体チップを保持可能なヘッドと、前記ヘッドが前記半導体チップを保持し、前記粘着シートから剥離して、前記第２の面側を前記回路基板に接合するように制御する制御部と、を有することを特徴とする実装装置により、粘着シートの粘着力が低減してからヘッドが半導体チップを保持し、実装するので、半導体チップに余計なものが残存することなく実装が可能であり、高精度に安定して回路基板に実装することができる。

本発明の実施例２は、粘着力が低減した粘着シート４から半導体チップ１をピックアップするヘッド１１４が１つずつ半導体チップ１をピックアップするように構成された点で実施例１と異なっている。そして、このヘッド１１４も実施例１におけるヘッド１４と同様にヒータ１２２からなる加熱部を備えている。

本発明の実施例２における実装方法について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施例２における実装方法の後半部分を説明する図である。実施例２における実装方法の前半部分は実施例１と同じである。実施例２における実装方法の後半部分では、まず、実施例１と同様に図６（ａ）に示す粘着力低減工程を実行する。粘着力低減工程では、粘着シート４の粘着膜３を所定温度に加熱することにより粘着膜３の粘着力を低減させる。この所定温度は、粘着膜３の種類を選択することにより、９０℃、１５０℃、１８０℃等任意に選択することができる。実施例２においても、１５０℃で粘着力がほぼゼロとなる粘着膜３を採用した粘着シート４を用いている。つまり、粘着シート４を１５０℃に加熱することにより粘着膜３の粘着力が低減し、半導体チップ１を容易に剥離することが可能となる。また、粘着シート４の加熱時に半導体チップ１も同じ所定温度である１５０℃に加熱するように粘着シート保持部１７におけるヒータ２１を制御する。これは、実施例１と同様に、実装工程で半導体チップ１を回路基板６に接合する際の温度１５０℃と同じ温度を所定温度として粘着力低減工程でも採用することにより、半導体チップ１の温度を粘着力低減工程から実装工程に至るまで一定に保ち、熱収縮を避けるためである。これにより、高精度で安定した実装が実現できる。

次に、図６（ｂ）に示すように、ヘッド１１４で粘着シート４上の半導体チップ１を１個ずつ吸着してピックアップする。この際に、ヘッド１１４内部に設けられたヒータ１２２によりピックアップした半導体チップ１の温度を粘着力低減工程における所定温度、つまり実施例２においても１５０℃、に加熱維持するように制御する。また、粘着シート保持部１７におけるヒータ２１も同様に半導体チップ１の温度を粘着力低減工程における所定温度、つまり実施例２においても１５０℃、に加熱維持するように制御する。

ヘッド１１４でピックアップした１つの半導体チップ１は、図６（ｃ）に示すように、ヘッド１１４がＸ、Ｙ、Ｚ方向に適宜移動することにより、載置台１３に保持された回路基板６に接合して実装される。回路基板６の表面には転写層５が設けられていて、この転写層５により半導体チップ１が動かないように保持できる。そして、載置台１３にはヒータ２４が設けられており、ヘッド１１４とともに載置台１３を加熱制御することにより、半導体チップ１に設けたバンプと回路基板６の電極とが接合される。ヘッド１１４及び載置台１３が加熱制御されることにより、半導体チップ１が粘着力低減工程における所定温度、実施例２においても１５０℃、に維持され、また回路基板６も同じ粘着力低減工程における所定温度に維持され、粘着力低減工程から実装工程まで、半導体チップ１を同じ所定温度に維持することができる。これにより、半導体チップ１が熱収縮することが避けられ、高精度な実装を安定して行うことができる。

実施例２における実装方法は、特に、回路基板６に実装した半導体チップ１が位置ずれや実装できなかった場合等に有効である。半導体チップ１を１個ずつピックアップして回路基板６に実装することでリペアーすることが容易にできる。また、この際にも半導体チップ１の温度を粘着力低減工程から実装工程に至るまで一定の所定温度に保つことで、半導体チップ１の熱収縮を防ぎ、高精度で安定した実装を行うことができる。

本発明の実施例３は、粘着力低減工程において、粘着シート４の粘着力が低減したことにより、半導体チップ１が飛散することを防止するために、半導体チップ１を押圧する点で実施例１、実施例２と異なっている。

本発明の実施例３について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施例３における粘着力低減工程を説明する図である。実施例３においては、図７に示すように実装装置５０が押圧部２３１を備えており、図示しない駆動機構によりＺ方向に押圧移動することができる。粘着力低減工程においては、実施例１で述べた粘着力低減工程における所定温度に予め加熱された押圧部２３１が粘着シート４に保持されている半導体チップ１を押圧し、粘着シート保持部１７の加熱により粘着シート４及び半導体チップ１が加熱され所定温度に均温化されてから粘着シート４の粘着力が低減するまでの間押圧を継続することにより、粘着シート４の粘着力が低減したことによる半導体チップ１の飛散により位置ずれが起こらないようにしている。押圧部２３１は、鉄やアルミ等の金属やプラスチック等任意の材料で構成でき、粘着シート４上の半導体チップ１を全て押圧可能な大きさを有している。この押圧部２３１は粘着力低減工程が終われば、押圧を解除して上昇させる。

このように実施例３においては、粘着力低減工程における粘着シート４の粘着力が低減することによる半導体チップの位置ずれを防ぐことができ、後工程である実装工程をスムーズに行うことで安定した実装を実行できる。

本発明における実装方法および実装装置は、半導体チップを高精度に安定して実装する分野に広く用いることができる。

１：半導体チップ２：キャリア基板３：粘着膜４：粘着シート５：転写層６：回路基板１１：キャリア基板保持部１２：２視野光学系１３：載置台１４：ヘッド１５：レーザ変位計１６：レーザ変位計１７：粘着シート保持部２１：ヒータ２２：ヒータ２４：ヒータ３１：治具５０：実装装置５１：実装装置１１４ヘッド１２２：ヒータ２３１：押圧部

Claims

キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後の半導体チップを載置台に載置された回路基板に実装する実装方法であって、
前記キャリア基板に保持された前記半導体チップの前記第１の面と反対側の面である第２の面を粘着シートに貼付ける粘着シート貼付け工程と、
前記キャリア基板を前記半導体チップから除去するキャリア基板除去工程と、
前記粘着シートの粘着力を低減させる粘着力低減工程と、
ヘッドが前記半導体チップの前記第１の面側を保持することにより、前記粘着シートから剥離して、前記第２の面側を前記回路基板に接合することにより前記半導体チップを前記回路基板に実装する実装工程と、
を順次実行することを特徴とする実装方法。
前記キャリア基板除去工程は、レーザ光を照射して前記キャリア基板を剥離することを特徴とする請求項１に記載の実装方法。
前記粘着力低減工程は、前記粘着シート及び前記半導体チップを所定温度に加熱することにより粘着力を低減させることを特徴とする請求項１又は２に記載の実装方法。
前記実装工程は、前記半導体チップを前記粘着力低減工程における前記所定温度に維持したまま前記回路基板に実装可能に、前記ヘッド及び前記載置台を加熱制御することを特徴とする請求項３に記載の実装方法。
前記回路基板に前記半導体チップを実装する際の前記回路基板と前記半導体チップの間の接合力は前記ヘッドの保持力よりも強く、前記ヘッドの保持力は粘着力が低減した前記粘着シートの粘着力よりも強いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の実装方法。
キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後の半導体チップを載置台に載置された回路基板に実装する実装装置であって、
前記キャリア基板に保持された前記半導体チップの前記第１の面と反対側の面である第２の面を貼りつける粘着シートを保持する粘着シート保持部と、
前記粘着シートに貼付けられた前記半導体チップから前記キャリア基板を除去するキャリア基板除去部と、
前記粘着シートの粘着力を低減させる粘着力低減部と、
前記第１の面側から前記半導体チップを保持可能なヘッドと、
前記ヘッドが前記半導体チップを保持し、前記粘着シートから剥離して、前記第２の面側を前記回路基板に接合するように制御する制御部と、
を有することを特徴とする実装装置。
前記キャリア基板除去部は、前記キャリア基板にレーザ光を照射可能なレーザ光照射部を含むことを特徴とする請求項６に記載の実装装置。
前記粘着力低減部は、前記粘着シート及び前記半導体チップを所定温度に加熱する加熱部を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の実装装置。
前記ヘッド及び前記載置台はそれぞれを加熱することが可能であり、前記半導体チップを前記粘着力低減部における前記所定温度に維持したまま前記回路基板に実装可能に、前記制御部が前記粘着力低減部、前記ヘッド及び前記載置台の加熱温度を制御することを特徴とする請求項８に記載の実装装置。
前記回路基板に前記半導体チップを実装する際の前記回路基板と前記半導体チップの間の接合力は、前記ヘッドの保持力よりも強く、前記ヘッドの保持力は、粘着力が低減した前記粘着シートの粘着力よりも強いことを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の実装装置。