JP5379405B2 - 超音波接合装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品などのチップ部品の電極を基板などのワークの電極に押圧または押圧および加熱しながら、当該接合部位に超音波振動を付与して超音波接合する超音波接合装置に関する。
電子部品などのチップ部品の電極を基板などの電極に接合する場合、チップ部品の電極を基板の電極に押圧しながら当該部位に超音波振動を付与している。この超音波接合に用いられる超音波接合ヘッドは、超音波振動を発生させる超音波発生器と、発生する超音波振動を伝達させる超音波ホーンと、超音波ホーンに形成されたチップ部品を吸着保持するチップ保持面とから構成されている。
一方、電子部品などのチップ部品は、半導体ウエハに電子回路や電極を形成した後、電子回路や電極が形成された面の裏面がダイシング用シートに貼り付けられ、切断分離（ダイシング）され個片に作成されている。ダイシング用シートと半導体ウエハは接着剤によって貼り付けられており、ダイシング後のチップ部品の裏面（電子回路や電極が作成された面の裏面）に接着剤が残留している場合がある。
これらのチップ部品の裏面に付着した接着剤は、超音波ホーンのチップ保持面でチップ部品の裏面を吸着保持する際に、チップ保持面側に貼り付いてしまうことがある。そして超音波接合を繰り返すことによりしだいに超音波ホーンのチップ保持面に接着剤等の異物が堆積していき、部分的に突起状に成長していく。そうすると、チップ保持面とチップ部品の裏面との摩擦力が変化し、超音波ホーンに伝達されたエネルギーがチップ部品に付与されず接合不良を招くようになる。
そのため、定期的に超音波ホーンのチップ保持面を砥石で研磨しチップ保持面に形成された突起物を取り除く作業が行われている（例えば特許文献１）。
特開２００３−１９７６８４号公報
このような超音波接合装置では、研磨のために一旦装置を停機しなければならず、装置の停機により生産性があがらないという問題がある。また、研磨を重ねることによりチップ保持面がすり減ってしまうと、超音波ホーン全体を交換しなければならなくなり、装置の停機時間がさらに増加することになる。
そのため、超音波接合装置の超音波ホーンの使用寿命が短いことが課題となっていた。
本発明は、上記問題点に鑑み、超音波ホーンのチップ保持面の研磨周期が長く、超音波ホーンの使用寿命の長い超音波接合装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、
片面に電極が形成された電極面を有し、電極面に対する裏面が超音波ホーンに吸着保持されるチップ部品に、超音波振動を付与して基板の電極にチップ部品の電極を超音波接合する超音波接合装置であって、
チップ部品の裏面を超音波ホーンに吸着保持する前に、チップ部品の裏面を検査するチップ裏面検査手段を備え、
前記チップ裏面検査手段が、
チップ部品の裏面に付着した異物の有無を観察する観察手段と、
前記観察手段の観察結果と予め設定した異物付着率とを比較する付着率比較手段とから構成されることを特徴とする超音波接合装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
チップ部品の裏面を超音波ホーンに吸着保持する前に、
チップ部品の裏面をプラズマによって洗浄するプラズマ洗浄手段を備えた超音波接合装置である。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
チップ部品の裏面を超音波ホーンに吸着保持する前に、
チップ部品の裏面を紫外線によって洗浄する紫外線洗浄手段を備えた超音波接合装置である。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
チップ部品の裏面を超音波ホーンに吸着保持する前に、
チップ部品の裏面を有機溶剤を用いて洗浄する有機溶剤洗浄手段を備えた超音波接合装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波接合装置において、
チップ部品の裏面の観察手段が、
チップ部品の裏面の法線方向に配置されチップ部品の裏面からの散乱光を観察するカメラと、
カメラとチップ部品の裏面を結ぶ法線に対して所定の傾きを有した方向に光源を配置し、該光源からチップ部品の裏面に所定の角度で光を照射させる斜光照射手段と、
から構成されることを特徴とする超音波接合装置である。
請求項１の発明によれば、超音波ホーンにチップ部品を吸着保持する前に、吸着保持される側であるチップ部品の裏面をチップ裏面検査手段で検査しているので、チップ部品の裏面に接着剤等の異物が付着していても、超音波接合の前に事前に異物の有無を確認することができる。そのため、超音波ホーンのチップ保持面（チップ部品が吸着保持される超音波接合ホーン側の面を呼ぶ）への異物の付着を未然に防止することができる。異物がチップ保持面に付着しないので、異物の堆積による突起がチップ保持面に発生することがない。そのため、超音波接合時のチップ部品とチップ保持面の摩擦係数が生産を継続しても一定に保たれ、超音波接合の品質が安定する。そして、チップ保持面の定期的な研磨も不要になり超音波ホーンの寿命を大幅にアップすることができ生産性が向上する。
特に、チップ裏面検査手段が異物の有無を観察する観察手段と、観察手段の観察結果と予め設定した異物付着率とを比較する付着率比較手段とから構成されているので、チップ部品の裏面を非接触で検査することができ、検査にともなう異物の付着を防止することができる。また、超音波ホーンへチップ部品を吸着保持する前に予め設定した異物付着率を基準に裏面の比較検査を行うので、超音波接合されるチップ部品の品質が安定する。
請求項２の発明によれば、チップ部品の裏面に付着した異物をプラズマによって洗浄するプラズマ洗浄手段を備えているので、異物を確実に除去することができる。特に接着剤などの有機物はプラズマ照射により確実に除去することができる
請求項３の発明によれば、チップ部品の裏面に付着した異物を紫外線によって洗浄する紫外線洗浄手段を備えているので、異物を確実に除去することができる。
請求項４の発明によれば、チップ部品の裏面に付着した異物を有機溶剤を用いて洗浄する有機溶剤洗浄手段を備えているので、異物を確実に除去することができる。特に接着剤などの有機物を容易に除去することができる。
請求項５の発明によれば、チップ観察手段がカメラと斜光照射手段から構成されている。チップ部品の裏面に異物がない場合は、斜光照射手段から照射された光は裏面で正反射し裏面の法線方向に配置したカメラには入らない。しかし、チップ部品の裏面に異物があると、照射された光が異物により散乱して、カメラに散乱光が入るようになる。結果として暗い視野に異物が明るく浮かび上がったようにカメラで見えるため異物を高い検出感度で検出することができる様になっている。このようにチップ部品の裏面の異物を検査しているので異物を３次元的に検出するような検出装置を用いることなく、斜光照射手段を利用した簡易な装置構成にすることができる。そのため、超音波ホーンへのチップ部品の吸着保持の前にチップ裏面検査手段を備えることができる。
以下に、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の超音波接合装置１の概略側面図、図２は超音波接合の動作フローチャートである。図１において、直交座標系の３軸をＸ，Ｙ，Ｚとし、ＸＹ平面は水平面、Ｚ軸方向は鉛直方向、Ｚ軸回りはθ方向とする。
図１に示すように、超音波接合装置１は、チップ供給部２と、チップ搬送部３と、チップ裏面検査部４と、超音波接合部５と、制御部６とから構成されている。
チップ部品７は、半導体回路と電極７１が形成された電極面７ａと、その電極面７ａに対する裏面７ｂを備えている。
チップ供給部２は、チップ部品７の裏面７ｂをＺ方向上側にして整列収納しているチップトレイ２１と、チップトレイ２１に収納されたチップ部品７をピックアップしチップ搬送部３に搬送するＺ軸方向に移動可能なコレット２２と、コレット２２をＸ方向およびＹ方向に移送するガイドレール２３とから構成されている。チップ部品７は、例えば、ＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハ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。
チップ搬送部３は、チップ部品７を搬送する搬送台であるチップスライダ３１と、チップスライダ３１をＸ方向に搬送する搬送機構３２とから構成されている。チップスライダ３１は、チップ供給部２から搬送されたチップ部品７を図１の位置Ａで受け取る。チップスライダ３１には搬送中にチップ部品７を保持できるように吸引孔３３が電極面７ａ側に設けられており、図示していない吸引ポンプとホースを介して接続されている。搬送機構３２は、チップスライダ３１を図１の位置Ａ、ＢおよびＣに位置決め可能に構成されている。搬送機構３２は、Ｘ方向に伸びるボールねじ３４とボールねじ３４を駆動するサーボモータ３５およびボールねじ３４上を移動するチップスライダ３１が連結されたナット（図示せず）などで構成されている。後述する制御部６でサーボモータ３５を位置制御することにより、チップスライダ３１が位置Ａ、Ｂ、Ｃのいずれかに位置決めされるようになっている。図１の位置Ｂには、チップ検査部４が配置され、位置Ｃには超音波接合部５が配置されている。チップ部品７は、裏面７ｂがＺ方向上側になるように搬送され、位置Ｂでは後述するカメラ４１が裏面７ｂを観察できるようになっている。位置Ｃに搬送されるチップ部品７は、後述する超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３に裏面７ｂを吸着保持されることにより、チップスライダ３１からチップ保持面５２３へチップ部品７が受け渡しされる。図１では、位置Ａにおけるチップスライダ３１とチップ部品７を実線で表記し、位置Ｂ，Ｃにおけるチップスライダ３１とチップ部品７を点線で表記し、チップ保持面５２３に吸着保持されたチップ部品７を実線で表記した。
チップ裏面検査部４は、チップスライダ３１が停止する位置ＢのＺ方向上方に配置されたカメラ４１と斜光照射手段４２と遮蔽板４３とから構成されている。カメラ４１と斜光照射手段４２は本発明の観察手段に相当する。カメラ４１は、ＣＣＤカメラを用いることができ、その光軸が位置Ｂに位置決めされたチップスライダ３１上のチップ部品７の裏面７ｂに対して法線方向（垂直）になるように配置されている。斜光照射手段４２は、チップ部品７の裏面７ｂとカメラ４１を結ぶ法線に対して、所定の傾きを有した方向に配置されている。斜光照射手段４２から照射する光はチップ部品７の裏面７ｂに所定の角度で照射されるようになっている。斜光照射手段４２は、位置Ｂに停止したチップスライダ３１上のチップ部品７を取り囲むように複数の光源から構成することができる。斜光照射手段４２は、例えばランプとレンズまたはミラーを組み合わせた平行光光源や、光ファイバを束ねたバンドルファイバを用いた光源、ＬＥＤ光源など用いることができる。
チップ部品７の裏面７ｂに付着している異物は、主に、ダイシング用シートに用いられている接着剤である。接着剤のような有機物は、空気とは異なる屈折率を有する。そのため、有機物の表面で照射された光の一部を反射する。特にチップ部品７の裏面７ｂに付着した有機物の表面形状は微小でランダムな凹凸を有している。この有機物の表面で反射した光の一部が法線方向に配置したカメラ４１に認識されるようになっている。また、有機物の表面を透過しチップ部品７の裏面７ｂに到達した光は、裏面７ｂで反射し、さらに有機物の表面で屈折し散乱する。これらの散乱光がカメラ４１で認識されるようになっている。このように、斜光照射手段４２から照射される光は、接着剤のような有機物の表面で一部が反射され、一部が有機物を透過するようになっている。
チップ部品７の裏面７ｂに接着剤等の異物がない場合は、斜光照射手段４２から照射された光は裏面７ｂで正反射し裏面７ｂのＺ方向上方に配置したカメラ４１には入らない。しかし、チップ部品７の裏面７ｂに接着剤等の異物があると、前述のように照射された光が接着剤等の異物により散乱して、カメラ４１に散乱光が入るようになる。結果として暗い視野に接着剤等の異物が明るく浮かび上がったようにカメラ４１で見えるため接着剤等の異物を高い検出感度で検出できる様になっている。
このようにチップ部品７の裏面７ｂの接着剤等の異物を検出しているので接着剤等の異物を３次元的に検出するような検出装置を用いることなく、斜光照射手段４２を利用した簡易な装置構成にすることができる。そのため、後述するチップ保持面５２３へのチップ部品７の吸着保持の前にチップ裏面検査部４を備えることができる。
なお、実際のチップ部品７の裏面７ｂには、接着剤に限らずダイシング時の削りカスや微小なゴミなどが付着している可能性がある。本実施の形態では、これらを総称して異物と記載する。また、予め接着剤をチップ部品７の裏面７ｂに付着させ場合は接着剤の記載にする。
遮蔽板４３は、カメラ４１と斜光照射手段４２を覆うように配置している。チップ裏面検査部４への外乱光を遮断する目的で備えられている。
チップ裏面検査部４は、本発明のチップ裏面検査手段に相当する。
超音波接合部５は、加圧機構５１と超音波接合ヘッド５２と基板ステージ５３とから構成されている。加圧機構５１は、加圧シリンダ５１１と加圧シリンダ５１１からＺ方向下方に向けられたロッド５１２とロッド５１２に連結されたヘッド支持部材５１３とから構成されている。加圧シリンダ５１１の伸縮動作に連動してロッド５１２がＺ方向に上下するようになっている。ヘッド支持部材５１３は、逆Ｕ字型をしており、上面５１４でロッド５１２の下部に連結されている。さらに、ヘッド支持部材５１３の左右の側面で、超音波接合ヘッド５２を支持している。これにより、設定された押圧荷重が加圧シリンダ５１１の伸縮により超音波接合ヘッド５２に加わる様になっている。
超音波接合ヘッド５２は、超音波振動を発生する超音波発生器５２１と、発生した超音波振動を伝達させる超音波ホーン５２２と、超音波ホーン５２２に形成されたチップ部品７の裏面７ｂを吸着保持するチップ保持面５２３とから構成されている。超音波ホーン５２２に伝達した超音波振動は、チップ保持面５２３に吸着保持されたチップ部品７に付与されるようになっている。チップ保持面５２３には、吸引孔５２４が形成されており、図示していない吸引ポンプと配管を介して接続され吸引ポンプの作動によりチップ部品７の裏面７ｂを吸着できるようになっている。
基板ステージ５３は、図中左右と前後の水平方向（Ｘ，Ｙ方向）およびθ方向に移動自在に構成されている。基板ステージ５３には、吸引孔５３１が設けられており基板８を吸着保持できるようになっている。吸引孔５３１は、図示していない吸引ポンプと配管を介して接続されている。なお、吸着方式に限らず、可動ツメを使った機械式保持、静電気を使った静電吸着、磁石を使った磁気吸着など、任意の基板８の保持構造を用いることができる。基板８には、電極８１が形成されている。基板８は、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板などのチップ部品７と接合される側の全ての形態を示す。
制御部６は、設定データおよび測定データの記憶などを行う記憶部６１と、生産条件などを入力する条件入力部６２と、運転状態などを表示する表示部６３と、各種演算を行う演算部６４とから構成されている。制御部６は、超音波発生器５２１の制御や、加圧機構５１の制御、基板ステージ５３の制御、チップ裏面検査部４の信号検知など超音波接合装置１全体の制御を行っている。
次に、図２の動作フローチャートに沿って超音波接合装置の動作を説明する。
まず、位置Ａに停止したチップスライダ３１に接着剤が裏面７ｂに付着したチップ部品７を搭載し吸着保持した後、チップスライダ３１を位置Ｂに移動させる（ステップＳ０１）。
次に、制御部６が斜光照射手段４２に発光を指令する。斜光照射手段４２の発光した光が接着剤に照射され乱反射する。カメラ４１は接着剤による散乱光を検出する（ステップＳ０２）。
次に、カメラ４１が散乱光を検出した状態で、チップ部品７の裏面７ｂの面積に対して、カメラ４１が検出した散乱光の検出面積との比率を制御部６の演算部６４で計算し、異物付着率ＩＦとして記憶部６１に記憶する（ステップＳ０３）。
次に、操作者がチップスライダ３１から接着剤が裏面７ｂに付着したチップ部品７を取り除き、チップスライダ３１を位置Ａに移動し生産準備を行う（ステップＳ０４）。
次に、チップ供給部２にチップトレイ２１に整列配置したチップ部品７がセットされる。また、超音波接合部５の基板ステージ５３に基板８がセットされる。チップ部品７は裏面７ｂをＺ方向上向きになるように整列配置されている。チップ部品７はコレット２２でピックアップされ、位置Ａに待機しているチップスライダ３１に搬送される（ステップＳ０５）。
次に、チップスライダ３１に搬送されたチップ部品７を吸着保持し、位置Ｂにチップスライダ３１が移動する（ステップＳ０６）。
次に、制御部６が斜光照射手段４２に発光を指令する（ステップＳ０７）。
所定の時間経過後、カメラ４１で検出した散乱光の面積とチップ部品７のチップ裏面７ｂの面積の比率を制御部６の演算部６４で計算しチップ部品７の平行光反射率ＨＲを求める（ステップＳ０８）。
次に、制御部６の演算部６４でステップＳ０３で求めた異物付着率ＩＦと平行光反射率ＨＲを比較し、異物付着率ＩＦをこえる場合は、チップ部品７の裏面７ｂに異物が付着していると判断する（ステップＳ０９）。
ステップＳ０９における制御部６での異物付着率ＩＦと平行光反射率ＨＲの比較動作は、本発明の付着率比較手段に対応する。
なお、異物の付着状態を厳密に検査する、あるいは、実績に基づいて基準を緩和する目的で、異物付着率ＩＦに１以下の値もしくは１以上の値などの任意の倍率を乗算した後、ステップＳ０９の判断を行っても良い。
次に、異物が付着していない場合は、チップスライダ３１が位置Ｃに移動しチップ部品７の吸着保持を解除する。位置Ｃへチップスライダ３１が到着すると、加圧シリンダ５１１が伸びて超音波接合ヘッド５２が下降し超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３にチップ部品７の裏面７ｂが吸着保持される（ステップＳ１０）。
次に、チップ部品７がチップスライダ３１からチップ保持面５２３に受け渡されると、チップスライダ３１が位置Ａに移動し、次のチップ部品７の受け取りのため待機する（ステップＳ１１）。
次に、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３に吸着保持されたチップ部品７と基板８の位置合わせが行われる。位置合わせは、チップ部品７の電極面７ａに付された位置合わせ用マークと基板８に付された位置合わせ用マークとを上下に視野を有する２視野の認識手段（図示せず）などをチップ部品７と基板８の間に挿入し、認識した位置合わせ用マークのデータに基づき、基板ステージ５３をＸ，Ｙ方向および回転方向（θ方向）に駆動して行われる（ステップＳ１２）。
次に、チップ部品７と基板８の位置合わせが完了すると、加圧シリンダ５１１が伸びて超音波ヘッド５２が下降しチップ保持面５２３に吸着保持されているチップ部品７の電極７１が基板８の電極８１に接触する。続いて、設定された押圧力でチップ部品７が加圧されるとともに、設定された周波数が超音波発生器５２１から出力され超音波ホーン５２２が超音波振動する（ステップＳ１３）。
所定時間経過すると、チップ部品７の電極７１と基板８の電極８１の超音波接合が完了する（ステップＳ１４）。
次に、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３の吸着保持を解除し、加圧シリンダ５１１を縮め超音波ホーン５２２を上昇させ、次のチップ部品７の受け渡しの準備を行う（ステップＳ１５）。
ステップＳ０９でチップ部品７の裏面７ｂに異物が検出された場合は、制御部６の表示部６３にチップ部品７異常のアラームが表示され、操作者によりチップスライダ３１からチップ部品７が取り除かれる（ステップＳ１６）。
チップ部品７が取り除かれると、チップスライダ３１は位置Ａに移動する（ステップＳ１７）。
なお、チップ部品７の裏面７ｂに異物が検出された場合、自動でチップスライダ３１が不良チップ部品用のストッカ等に移動しチップ部品７を排出するようにしても良い。
以上の動作のように、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３にチップ部品７を吸着保持する前に、吸着保持される側であるチップ部品７の裏面７ｂをチップ検査部４で検査しているので、チップ部品７に異物が付着しても、超音波接合の前に事前に異物の有無を確認することができる。そのため、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３への異物の付着を未然に防止することができる。異物がチップ保持面５２３に付着しないので、異物の堆積による突起がチップ吸着面５２３に発生することがない。そのため、超音波接合時のチップ部品７とチップ保持面５２３の摩擦係数が生産を継続しても一定に保たれ、超音波接合の品質が安定する。そして、チップ保持面５２３の定期的な研磨も不要になり超音波ホーン５２２の寿命を大幅にアップすることができ生産性が向上する。
また、チップ部品７の裏面７ｂを非接触で検査することができ、検査にともなう異物の付着を防止することができる。また、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３へチップ部品７を吸着保持する前に予め設定した異物付着率ＩＦを基準に裏面７ｂの比較検査を行うので、超音波接合されるチップ部品７の品質が安定する。
次に、第２の実施の形態について図３の概略側面図と図４の動作フローチャートを用いて説明する。図３は、第１の実施の形態の超音波接合装置１にチップ洗浄部９が追加された形態となる。第１の実施の形態で用いた符号はそのまま使用する。
第２の実施の形態の超音波接合装置１は、チップスライダ３１がチップ裏面検査部４の停止位置である位置Ｂの後に、チップ洗浄部９で停止するようになっている。チップ洗浄部９の停止位置を位置Ｄとする。
チップ洗浄部９は、プラズマ洗浄手段または紫外線洗浄手段、有機溶剤洗浄手段などを用いることができる。超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３にチップ部品７の裏面７ｂを吸着保持する前に、チップ部品７の裏面７ｂを洗浄しているので、異物を確実に除去することができる。
図４は、第２の実施の形態の超音波接合の動作フロチャートである。第１の実施の形態で用いたステップＳ０１からＳ１５はそのまま使用する。第１の実施の形態ではステップＳ１６において異物が付着しているチップ部品７は取り除くことになっているが、第２の実施の形態では、チップスライダ３１が位置Ｄに移動しチップ洗浄部９でチップ部品７の裏面７ｂに付着している異物を洗浄する（ステップＳ１８）。
次に、チップスライダ３１を位置Ｃに移動し洗浄が完了したチップ部品７を超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３に吸着保持し、第１の実施の形態のステップＳ１０以降を行う。
このように、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３にチップ部品７を吸着保持する前に、吸着保持される側であるチップ部品７の裏面７ｂをチップ検査部４で検査し、異物がある場合はチップ洗浄部９でチップ部品７の裏面７ｂを洗浄しているので、チップ部品７に異物が付着しても、超音波接合の前に事前に異物を取り除くことができる。そのため、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３への異物の付着を未然に防止することができる。異物がチップ保持面５２３に付着しないので、異物の堆積による突起がチップ保持面５２３に発生することがない。そのため、超音波接合時のチップ部品７とチップ保持面５２３の摩擦係数が生産を継続しても一定に保たれ、超音波接合の品質が安定する。そして、チップ保持面５２３の定期的な研磨も不要になり超音波ホーン５２２の寿命を大幅にアップすることができ生産性が向上する。
次に、第３の実施の形態について図５の動作フローチャートを用いて説明する。第２の実施の形態で用いた超音波接合装置１と符号はそのまま使用する。第２の実施の形態で用いたステップＳ０１からＳ０４、Ｓ０６からＳ１５はそのまま使用する。
第３の実施の形態の動作フローチャートでは、第２の実施の形態のフローチャートのステップＳ０５に、洗浄回数を０にリセットする工程を追加している（ステップＳ０５’）。また、ステップＳ０９で「異物有り」と判断した場合の処理を変更している。
具体的には、ステップＳ０９で「異物有り」と判断された場合、ｎ回目の洗浄かどうかを確認し、洗浄の有無を決めるようにしている（ステップＳ１９）。ｎの値は、予めチップ部品７の生産ロットのグレードなどにより操作者が制御部６の条件入力部６２を用いて記憶部６１に記憶させている。
洗浄回数がｎ回に達していない場合は、チップスライダ３１が位置Ｄに移動し、チップ洗浄部９でチップ裏面７ｂの洗浄が所定時間行われる（ステップＳ２０）。チップ洗浄部９は、プラズマ洗浄手段または紫外線洗浄手段、有機溶剤洗浄手段などを用いることができる。
チップ裏面７ｂの洗浄が完了すると、洗浄回数に１を加算する（ステップＳ２１）。次に、チップスライダ３１が位置Ｂに移動し、再度、チップ裏面７ｂの比較検査を行うようになっている。
洗浄回数がｎ回に達した場合は、制御部６の表示部６３にチップ部品７異常のアラームが表示され、操作者によりチップスライダ３１からチップ部品７が取り除かれる（ステップＳ２２）。
チップ部品７が取り除かれると、チップスライダ３１は位置Ａに移動する（ステップＳ２３）。
なお、チップ部品７の裏面７ｂに異物が検出された場合、自動でチップスライダ３１が不良チップ部品用のストッカ等に移動しチップ部品７を排出するようにしても良い。
このように、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３にチップ部品７を吸着保持する前に、吸着保持される側であるチップ部品７の裏面７ｂをチップ検査部４で検査し、異物がある場合はチップ洗浄部９でチップ部品７の裏面７ｂを洗浄し、再度、チップ裏面７ｂをチップ検査部４で比較検査する工程を設けているので、チップ部品７に異物が付着しても、超音波接合の前に事前に異物の有無を確認することができる。そして、設定された洗浄回数ｎまでチップ裏面７ｂを繰り返し洗浄・検査しているのでチップ裏面７ｂに異物の付着していないチップ部品７を超音波ホーン５２２に供給することができる。そのため、超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３への異物の付着を未然に防止することができる。異物がチップ保持面５２３に付着しないので、異物の堆積による突起がチップ保持面５２３に発生することがない。そのため、超音波接合時のチップ部品７とチップ保持面５２３の摩擦係数が生産を継続しても一定に保たれ、超音波接合の品質が安定する。そして、チップ保持面５２３の定期的な研磨も不要になり超音波ホーン５２２の寿命を大幅にアップすることができ生産性が向上する。
なお、第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、予め、チップ裏面７ｂに接着剤が付着したチップ部品７を用いて異物付着率ＩＦを制御部６の記憶部６１に記憶していたが、チップ部品７の生産ロットのグレードなどから操作者が知見に基づいて基準となる異物付着率ＩＦを設定しても良い。また、任意に設定した異物付着率ＩＦで生産を開始し、定期的に超音波ホーン５２２のチップ保持面５２３の汚れ具合を別途観測し、汚れが進むようならば異物付着率ＩＦを設定し直すなど、適宜、設定変更しても良い。
また、第２の実施の形態と第３の実施の形態では、チップ裏面検査部４でチップ裏面７ｂの異物の比較検査を行った後、チップ洗浄部９でチップ裏面７ｂを洗浄していたが、チップ洗浄部９でチップ裏面７ｂを洗浄した後、チップ裏面検査部４でチップ裏面７ｂの比較検査を行っても良い。
第１の実施の形態を示す超音波接合装置の概略側面図である。 第１の実施の形態の超音波接合の動作フローチャートである。 第２の実施の形態を示す超音波接合装置の概略側面図である。 第２の実施の形態の超音波接合の動作フローチャートである。 第３の実施の形態の超音波接合の動作フローチャートである。
符号の説明
１ 超音波接合装置
２ チップ供給部
２１ チップトレイ
２２ コレット
２３ ガイドレール
３ チップ搬送部
３１ チップスライダ
３２ 駆動機構
３３ 吸引孔
３４ ボールねじ
３５ サーボモータ
４ チップ裏面検査部
４１ カメラ
４２ 斜光照射手段
４３ 遮蔽板
５ 超音波接合部
５１ 加圧機構
５１１ 加圧シリンダ
５１２ ロッド
５１３ ヘッド支持部材
５１４ 上面
５２ 超音波接合ヘッド
５２１ 超音波発生器
５２２ 超音波ホーン
５２３ チップ保持面
５２４ 吸引孔
５３ 基板ステージ
５３１ 吸引孔
６ 制御部
６１ 記憶部
６２ 条件入力部
６３ 表示部
６４ 演算部
７ チップ部品
７ａ 電極面
７ｂ 裏面
７１ 電極
８ 基板
８１ 電極
９ チップ洗浄部

Claims (5)

  1. 片面に電極が形成された電極面を有し、電極面に対する裏面が超音波ホーンに吸着保持されるチップ部品に、超音波振動を付与して基板の電極にチップ部品の電極を超音波接合する超音波接合装置であって、
    チップ部品の裏面を超音波ホーンに吸着保持する前に、チップ部品の裏面を検査するチップ裏面検査手段を備え、
    前記チップ裏面検査手段が、
    チップ部品の裏面に付着した異物の有無を観察する観察手段と、
    前記観察手段の観察結果と予め設定した異物付着率とを比較する付着率比較手段とから構成されることを特徴とする超音波接合装置。
  2. 請求項１に記載の発明において、
    チップ部品の裏面を超音波ホーンに吸着保持する前に、
    チップ部品の裏面をプラズマによって洗浄するプラズマ洗浄手段を備えた超音波接合装置。
  3. 請求項１に記載の発明において、
    チップ部品の裏面を超音波ホーンに吸着保持する前に、
    チップ部品の裏面を紫外線によって洗浄する紫外線洗浄手段を備えた超音波接合装置。
  4. 請求項１に記載の発明において、
    チップ部品の裏面を超音波ホーンに吸着保持する前に、
    チップ部品の裏面を有機溶剤を用いて洗浄する有機溶剤洗浄手段を備えた超音波接合装置。
  5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波接合装置において、
    チップ部品の裏面の観察手段が、
    チップ部品の裏面の法線方向に配置されチップ部品の裏面からの散乱光を観察するカメラと、
    カメラとチップ部品の裏面を結ぶ法線に対して所定の傾きを有した方向に光源を配置し、該光源からチップ部品の裏面に所定の角度で光を照射させる斜光照射手段と、
    から構成されることを特徴とする超音波接合装置。
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