JP7148250B2 - 基板載置ステージおよび実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板載置ステージおよび実装装置に関する。

例えば、半導体パッケージの製造プロセスにおいては、ウエーハから個片化された電子部品としての半導体チップを回路基板等の基板に実装する実装工程がある。この実装工程では、水平方向に移動可能な動作機構部を備えた基板載置ステージに基板を載置し、実装ツールによって、供給部から半導体チップを受け取って基板載置ステージ上の基板に実装する実装装置（以下、「回路基板用実装装置」という。）が用いられている。

また、この実装の際には、半導体チップを基板に接合するが、この接合には種々の接合手段が用いられている。その一つに、ダイアタッチフィルム（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ：ＤＡＦ）と称される熱硬化性のフィルム状接着剤がある。

ＤＡＦを用いる場合、接着力を得るための加熱が必要になる。そこで、基板載置ステージにおける基板を載置するステージ部に加熱部を設け、基板を１００℃程度の温度に加熱した状態で実装を行なう。このとき、ステージ部の加熱が基板載置ステージの動作機構部に伝わると、動作機構部が熱膨張してその移動精度が低下し、結果として、実装精度が低下してしまう。そこで、ステージ部と動作機構部との間に断熱部材を設け、加熱に起因する実装精度の低下を防止している。

ところで、近年、ファンアウト・ウエーハレベルパッケージ（ｆａｎ ｏｕｔ－Ｗｅｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋｅｇｅ：ＦＯ－ＷＬＰ）と呼ばれる半導体パッケージの製造プロセスが注目されている。ＦＯ－ＷＬＰは、支持基板上に半導体チップを行列状に実装し、これらの半導体チップを一括して樹脂封止することで疑似ウエーハを形成し、その後、この疑似ウエーハ上にフォトリソグラフィによって再配線層を形成するもので、インターポーザ基板を用いることなく半導体パッケージを製造することができるプロセスである。ＦＯ－ＷＬＰでは、半導体チップを実装した後にフォトリソグラフィが行われることから、一般的に、上述したような回路基板用実装装置に比べて高い実装精度が要求される。また、生産性を向上させる目的から、一辺の長さが６００ｍｍを超える大きさの矩形の支持基板が用いられてきている。

このようなＦＯ－ＷＬＰの製造プロセスにおいても、回路基板用実装装置と同様の構成の実装装置を用いることが知られており、半導体チップと支持基板との接合にＤＡＦが用いられることもある（例えば、特許文献１）。

そこで、このような構成の実装装置を作成し、一辺の長さが６００ｍｍの支持基板に対して、ＤＡＦを用いて半導体チップを実装することを試みた。この際、支持基板を約１００℃に加熱した。その結果、加熱を必要としない粘着シート等を用いた場合に比べて実装精度が低下するという問題が生じた。

発明者らは鋭意検討した結果、ステージ部と動作機構部との間に設けた断熱部材と支持基板の大きさに原因があることを突き止めた。

すなわち、断熱部材は、ステージ部に接する上面側がステージ部の温度に近い１００℃程度に加熱される。一方、動作機構部に面する下面側は自身の断熱作用（熱抵抗）により所望の温度以下、例えば、５０℃以下に保たれる。つまり、ステージ部が１００℃に加熱されるのに対して動作機構部側を５０℃以下に保ちたいたので、この条件を満たす熱伝導率と厚みを有する断熱部材が選定されている。

ステージ部の加熱により断熱部材の上面側の温度が下面側の温度よりも高くなると、断熱部材はその上面側が下面側よりも大きく熱膨張することになる。つまり、上面の長さが下面の長さよりも長くなる。その結果、断熱部材は、図４（Ａ）に示すように、上に凸形状に湾曲を生じる。

ここで、ＦＯ－ＷＬＰで用いる支持基板に対して概ね半分以下の大きさの回路基板を主たる対象とする回路基板用実装装置の場合を考える。回路基板用実装装置の場合、基板の大きさが比較的小さいので、断熱部材もまたその大きさが小さい。そのため、断熱部材は、熱膨張量の差によって湾曲が生じたとしても、湾曲が生じる前と湾曲した後とでの高さの差（以下、単に「高低差」という。）が比較的小さい。また、断熱部材に対してボルト等で一体化されているステージ部は、半導体チップを実装する際に実装ツールによる押付け荷重を受けるため、この荷重に耐え得る剛性で形成されている。つまり、ステージ部は、断熱部材の湾曲に抗する力を有する。このため、断熱部材が湾曲しようとしたときに、ステージ部の剛性によって断熱部材の湾曲が抑制され、ステージ部における基板の載置面の湾曲も小さく抑えられる。その結果、載置面に載置される基板の半導体チップが実装される面（以下「実装面」という。）の湾曲は、実装精度上無視できる程度に抑えられていた。

これに対して、ＦＯ－ＷＬＰで用いられる実装装置（以下、「ＦＯ－ＷＬＰ用実装装置」という。）では、一辺の長さが６００ｍｍの支持基板に対応するため、ステージ部および断熱部材はそれ以上の大きさに形成される。このような大型の断熱部材は、湾曲による高低差が大きくなり、断熱部材がステージ部を湾曲させようとする力も大きなものとなる。一方、ステージ部は、大きさが大きくなっても、実装ツールによる押付け荷重は同様であるから、ステージ部に必要な剛性はほとんど変わっていない。そのため、断熱部材の湾曲しようとする力が大きくなった分、ステージ部の湾曲が大きくなり、ステージ部の載置面に生じる高低差も大きなものとなった。この結果、載置面に載置された支持基板の実装面に生じる高低差も大きなものとなり、実装精度上無視できないものとなったのである。

実装装置の実装ツールは、半導体チップの実装にあたって水平移動と上下移動を行う。そのため、実装ツールは、水平移動装置上に搭載された上下移動装置に支持されている。そして、これらの移動装置は、その移動の際に、加工精度や組み付け精度に起因するヨーイング、ローリング、ピッチングと称される蛇行や搖動を生じる。したがって、実装ツールの上下方向の移動に着目した場合、垂直に移動しているように見えても、厳密には前述のヨーイング等により、実装ツールは斜めに下降している。そして、その傾斜方向は水平方向の停止位置毎に異なる。ただし、ヨーイング等による蛇行や搖動は、移動位置毎に方向や大きさが異なるものの、再現性を有する。したがって、各移動予定位置と実際の移動位置とのずれを予め測定して補正値を設定しておく、所謂、キャリブレーションを行うことで、実装ツールの移動位置精度の再現性を確保することが可能である。

しかしながら、断熱部材の湾曲によって実装面に大きな高低差が生じたことによって、実装ツールが実装面に到達する実際の高さ位置とキャリブレーション時の高さ位置との間にずれが生じた。その結果、実装ツールにヨーイング等に起因する位置ずれが生じ、実装精度が低下したのである。

発明者らが解析したところ、実装面の高低差の最大値は、２ｍｍ弱に達した。実装ツールの下降位置が１ｍｍ以上ずれると、前述のヨーイング等に起因する位置ずれが１μｍ以上になることがある。ＦＯ－ＷＬＰで要求される実装精度は、一般的には±３μｍ以下であるから、１μｍ以上の位置ずれでも実装精度上無視できないものとなる場合がある。

なお、ステージ部の厚みを増すなどしてステージ部の剛性を向上させて載置面の湾曲を抑制することが考えられる。しかしながら、ステージ部の厚みを増すことは、ステージ部の重量が増大し慣性が大きくなることに繋がる。そのため、ステージ部の高速移動の妨げ、振動の発生や停止位置精度の低下等を引きおこす原因となり、好ましくない。

また、断熱部材とステージ部との間に隙間を設け、断熱部材の湾曲がステージ部に伝わらないようにすることも考えられる。しかしながら、実装ツールによって半導体チップを支持基板に押し付けるときに、ステージ部に撓みが生じ実装精度を低下させるおそれがあり、好ましくない。

特開２０１７－１８３３７８号公報

本発明の目的は、基板を加熱する場合であってもステージ部の平坦度を維持することが可能な基板載置ステージおよび実装装置を提供することにある。

実施形態の基板載置ステージは、処理が行われる基板を載置する載置面を備えたステージ部と、
前記ステージ部を動作させる動作機構部と、
前記ステージ部を加熱する加熱部と、
前記ステージ部と前記動作機構部との間に設けられた断熱部と、
を有する基板載置ステージであって、
前記断熱部は、複数の断熱部材を、前記ステージ部における前記動作機構部と対向する対向面に沿う方向へ、前記ステージ部、複数の前記断熱部材、前記動作機構部がそれぞれの相対移動を許容する状態で、前記対向面とは直交する方向に重ね合せて成ることを特徴とする。

本実施形態の実装装置は、電子部品が実装される基板を載置する基板載置ステージと、前記電子部品を保持する実装ツールとを備え、前記基板載置ステージに載置した前記基板を加熱した状態で、前記実装ツールに保持された前記電子部品を、加熱された前記基板に対して実装する実装装置であって、
前記基板載置ステージは、前記本実施形態の基板載置ステージであることを特徴とする。

本発明によれば、基板を加熱する場合であってもステージ部の平坦度を維持することができる。

実施形態の実装装置の概略構成を示す側面図である。 実施形態の実装装置のブロック図である。 実施形態の基板載置ステージを示す正面図である。 実施形態の効果を説明するための模式図で、図４（Ａ）は従来構成の基板載置ステージを示す模式図、図４（Ｂ）は実施形態の基板載置ステージを示す模式図である。 第２の実施形態の基板載置ステージを示す正面図である。 第２の実施形態の基板載置ステージに用いられる断熱部を示す斜視図である。 第３の実施形態の基板載置ステージに用いられる断熱部を示す斜視図である。

以下、本発明の第１の実施の形態（以下、第１の実施形態と呼ぶ）について、図１～図３を参照して具体的に説明する。なお、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各構成部の位置及び大きさ等は、構造を分かり易くするための便宜的な表現に過ぎず現実のものとは異なる場合がある。説明中における上下の方向を示す用語は、特に明記が無い場合には後述する支持基板における電子部品の実装される面を上とした場合の相対的な方向を示す。

図１は、実施形態の実装装置の構成を示す平面図、図２は実装装置のブロック図、図３は図１に示す実装装置に用いられる基板載置ステージを示す正面図である。

実装装置１は、電子部品としての半導体チップｔを供給する供給部１０、半導体チップｔが実装される基板としての支持基板Ｋを載置する基板載置ステージ２０、供給部１０から半導体チップｔを一つずつピックアップする移送部３０、移送部３０によってピックアップされた半導体チップｔを吸着保持し、基板載置ステージ２０に載置された支持基板Ｋ上の不図示の実装領域に実装する実装部４０、実装部４０に吸着保持された半導体チップｔを撮像する第１の撮像部５０、基板載置ステージ２０に載置された支持基板Ｋを撮像する第２の撮像部６０、および、供給部１０、基板載置ステージ２０、移送部３０、実装部４０、第１の撮像部５０、第２の撮像部６０等を制御する制御部７０（図２参照）、を備える。

供給部１０は、半導体ウエーハＷが切断されて個片化された複数の半導体チップｔが貼着された粘着シート（不図示）が固定されたウエーハリング１１を保持するウエーハテーブル１２を有する。ウエーハテーブル１２は、ウエーハテーブル駆動部１３（図２参照）によって水平方向に沿う一方向である矢印Ｘ方向、水平方向に沿いＸ方向とは直交する方向である矢印Ｙ方向、および水平面内での回転方向であるθ方向に移動可能とされる。

基板載置ステージ２０は、半導体チップｔを実装する支持基板Ｋが載置されるステージ部２１と、ステージ部２１をＸ、Ｙ、θ方向に移動させる動作機構部２２と、ステージ部２１を加熱する加熱部２３と、ステージ部２１と動作機構部２２との間に設けられ、ステージ部２１からの熱が動作機構部２２に伝達されることを防止する断熱部２４と、を備えている。基板載置ステージ２０は、ステージ部２１に載置された支持基板Ｋにおける実装面に設定されている複数の実装領域を、図１中に一点鎖線で示す実装ポジションＣに順次位置付ける。ステージ部２１は、不図示の基板搬送装置によって、半導体チップｔが実装される前の支持基板Ｋが供給され、半導体チップｔが実装された後の支持基板Ｋが搬出される。加熱部２３としては、例えば、カートリッジヒータを用いることができる。

また、断熱部２４は、第１の断熱部材２４ａと第２の断熱部材２４ｂとを備える。第１の断熱部材２４ａおよび第２の断熱部材２４ｂは、平面視でステージ部２１と同じ大きさ、同じ形状に形成されている。本実施形態では、第１および第２の断熱部材２４ａ、２４ｂは、矩形である。第１の断熱部材２４ａおよび第２の断熱部材２４ｂは、同じ厚みに形成されており、両者を上下に重ね合せた状態で、ステージ部２１と動作機構部２２との間に所望の断熱効果が得られるようになっている。例えば、ステージ部２１が１００℃程度に加熱されても、動作機構部２２を５０℃以下に保つことができるようになっている。

図３に示すように、第１、第２の断熱部材２４ａ、２４ｂは、ボルト２５ａを用いてステージ部２１と複数個所で連結されている。また、第１、第２の断熱部材２４ａ、２４ｂは、別のボルト２５ｂを用いて動作機構部２２と複数個所で連結されている。そして、第１、第２の断熱部材２４ａ、２４ｂは、それぞれのボルト２５ａ、２５ｂを貫通させる不図示の通し穴を備える。この通し孔は、第１、第２の断熱部材２４ａ、２４ｂ間での熱膨張量の差、第１、第２の断熱部材２４ａ、２４ｂとステージ部２１との間での熱膨張量の差、および、第１、第２の断熱部材２４ａ、２４ｂと動作機構部２２との間での熱膨張量の差を考慮して、ボルト２５ａ、２５ｂの直径よりも大きな直径に形成されている。すなわち、ステージ部２１、第１の断熱部材２４ａ、第２の断熱部材２４ｂ、動作機構部２２はそれぞれ、ステージ部２１における動作機構部２２と対向する対向面である下面２１ａ（図３）に沿う方向、つまり、水平方向（ＸＹ方向）への相対移動を許容する状態で、かつ、下面２１ａとは直交する方向、つまり、上下方向（Ｚ方向）には拘束された状態で連結される。これにより、ステージ部２１と断熱部２４および断熱部２４と動作機構部２２との間の熱膨張量の差に起因して、ステージ部２１や動作機構部２２に歪みが生じることを防止する。ここで、ボルト２５ａ、２５ｂは、スプリングワッシャ等の弾性部材を挟んで締め付けるようにすると良い。なお、断熱部２４とステージ部２１および断熱部２４と動作機構部２２との連結はボルトに限られるものではなく、部材間の熱膨張量の差を吸収可能な状態で上下に連結可能な手段であれば良い。

移送部３０は、半導体チップｔを吸着保持する吸着ノズル３１と、この吸着ノズル３１を、上下方向である矢印Ｚ方向に沿って昇降させるとともに、Ｘ方向に平行に設けられた回転軸３１ａを中心に上下に反転させる昇降・反転駆動部３２（図２参照）と、を備える。吸着ノズル３１は、図１中に一点鎖線で示すピックアップポジションＡにおいて供給部１０のウエーハリング１１上から半導体チップｔをピックアップし、ピックアップした半導体チップｔを反転させて、図１中に一点鎖線で示す受渡しポジションＢへと移送する。

実装部４０は、供給部１０から供給された半導体チップｔを吸着保持し、吸着保持した半導体チップｔをステージ部２１に載置された支持基板Ｋ上の実装領域に実装する実装ツール４１と、実装ツール４１をＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動させるツール駆動部４２と、を備える。実装ツール４１は、受渡しポジションＢにおいて吸着ノズル３１から半導体チップｔを受け取り、図１中に一点鎖線で示す実装ポジションＣにおいて、実装ポジションＣに位置付けられた支持基板Ｋの実装領域に実装する。

第１の撮像部５０は、供給部１０と基板載置ステージ２０との間の位置であって、受渡しポジションＢから実装ポジションＣに移動する実装ツール４１の移動軌跡の直下の位置に配置される。

第２の撮像部６０は、実装ポジションＣの真上に配置される。

第１の撮像部５０と第２の撮像部６０は、画像処理部８０に接続されている。

制御部７０は、記憶部７１を備える。記憶部７１には、実装ポジションＣの位置情報を含む、移送部３０や実装部４０の動作条件、加熱部２３の設定温度など、実装装置１の動作に必要なデータが記憶される。制御部７０は、記憶部７１に記憶されたデータを参照し、供給部１０、加熱部２３を含む基板載置ステージ２０、移送部３０、実装部４０、第１、第２の撮像部５０、６０、画像処理部８０等を制御する。

次に、本実施形態の実装装置１の作動について説明する。

まず、不図示の粘着シートに複数の半導体チップｔが貼着されたウエーハリング１１が、供給部１０のウエーハテーブル１２に供給されて保持される。また、基板載置ステージ２０には、不図示の基板搬送装置によって実装前の支持基板Ｋが載置される。この支持基板Ｋには、予めＤＡＦ（不図示）が貼付されている。また、基板載置ステージ２０の加熱部２３が、ステージ部２１が所定の温度、例えば、１００℃になるように制御される。

この状態で、ウエーハテーブル駆動部１３が制御され、ウエーハリング１１上で最初にピックアップされる半導体チップｔがピックアップポジションＡに位置付けられる。半導体チップｔがピックアップポジションＡに位置付けられると、昇降・反転駆動部３２が制御され、吸着ノズル３１が半導体チップｔ上に下降される。吸着ノズル３１は、半導体チップｔを吸着保持した後に元の高さまで上昇して半導体チップｔをピックアップする。次いで、吸着ノズル３１は、回転軸３１ａを中心に上下に反転されて、図１に２点鎖線で示すように、受渡しポジションＢに半導体チップｔを表裏反転した状態で位置付ける。

このとき、実装ツール４１は、図１に２点鎖線で示すように、ツール駆動部４２によって、受渡しポジションＢで待機している。したがって、半導体チップｔが受渡しポジションＢに位置付けられると、実装ツール４１は、吸着ノズル３１に吸着保持されている半導体チップｔの位置まで下降して、半導体チップｔを吸着保持する。実装ツール４１が半導体チップｔを吸着保持すると、ツール駆動部４２によって実装ツール４１が実装ポジションＣに移動される。

この移動中に、実装ツール４１は第１の撮像部５０の真上を通過する。この通過時に、第１の撮像部５０は、実装ツール４１に保持された半導体チップｔを撮像する。第１の撮像部５０によって撮像された半導体チップｔの画像は、画像処理部８０に送られる。制御部７０は、画像処理部８０によって画像処理が施された半導体チップｔの撮像画像に基づいて、半導体チップｔの位置を認識する。より具体的には、実装ツール４１との正規の位置関係に対する位置ずれを認識する。

一方、基板載置ステージ２０においては、半導体チップｔの実装に先立ち、第２の撮像部６０を用いて、ステージ部２１に載置された支持基板Ｋの不図示のアライメントマークを撮像することで、支持基板Ｋの位置認識を行う。そして、認識した支持基板Ｋの位置情報に基づいて、支持基板Ｋの実装面上において今回半導体チップｔが実装される実装領域が実装ポジションＣに位置付けられる。

実装ポジションＣに半導体チップｔと支持基板Ｋの実装領域が位置付けられると、認識した半導体チップｔの位置に基づいて、半導体チップｔが実装領域に実装される。このとき、支持基板Ｋは加熱部２３によって所望の温度に加熱されており、半導体チップｔはＤＡＦを介して良好に実装される。

実装が完了すると、実装ツール４１は、次の半導体チップｔを受け取るために受渡しポジションＢに移動する。すなわち、実装ツール４１による半導体チップｔの実装と平行して、移送部３０は供給部１０から次の半導体チップｔをピックアップし、受渡しポジションＢで待機している。

以上のような動作を、支持基板Ｋ上のすべての実装領域に対して繰り返し実行する。支持基板Ｋ上のすべての実装領域に対する半導体チップｔの実装が完了したら、不図示の基板搬送装置によって、ステージ部２１上から実装の完了した支持基板Ｋを搬出し、新たな支持基板Ｋを供給する。また、ウエーハリング１１上のすべての半導体チップｔをピックアップし終えたら、ウエーハリング１１が新たなウエーハリング１１に交換される。このような動作が、必要生産量分、例えば、１ロット分だけ繰り返される。

以上、本実施形態の実装装置１によれば、ステージ部２１と動作機構部２２との間に、重ね合せた状態で所望の断熱効果を得ることのできる、同じ大きさで同じ厚みの第１の断熱部材２４ａと第２の断熱部材２４ｂとを、水平方向への相対移動を許容する状態で、上下に重ね合せて構成して成る断熱部２４を設けた基板載置ステージ２０を備えている。これにより、ＤＡＦを用いた半導体チップｔの実装の際に、支持基板Ｋを予め設定された温度に加熱するためにステージ部２１が加熱部２３によって加熱される場合であっても、ステージ部２１に生じる湾曲を抑制することができる。

すなわち、図４（Ａ）に示すように、ステージ部２１を１００℃に加熱し、駆動機構部２２を５０℃以下に保つ条件において、一枚の断熱部材で所望の断熱効果を得る構成の断熱部２４’について考える。この場合、断熱部２４’の上面側と下面側との間には、１００℃－５０℃＝５０℃の温度差が生じる。そして、この温度差に起因する断熱部２４’の湾曲によって、ステージ部２１が湾曲させられる。その結果、ステージ部２１の載置面２１ｂには高低差Δｈａが生じることとなる。

これに対して、本実施形態の断熱部２４は、図４（Ｂ）に示すように、同じ大きさで同じ厚みの第１の断熱部材２４ａと第２の断熱部材２４ｂとを重ね合せて構成される。そして、これら２枚の断熱部材２４ａ、２４ｂを重ね合せた状態で、所望の断熱効果が得られるものとなっている。このような断熱部２４によれば、それぞれの断熱部材２４ａ、２４ｂの上面側と下面側との間に生じる温度差は、一枚の断熱部材で構成されている断熱部２４’に比べて概ね半分の２５℃程度に低減される。つまり、第１の断熱部材２４ａの上下面の温度差が約２５℃、第２の断熱部材２４ｂの上下面の温度差が約２５℃となる。これにより、それぞれの断熱部材２４ａ、２４ｂの上面側と下面側との間に生じる熱膨張量の差も小さくなり、個々の断熱部材２４ａ、２４ｂの湾曲の大きさも小さくなる。この結果、ステージ部２１の載置面２１ｂに生じる高低差Δｈｂが断熱部材を１枚で構成した場合に比べて小さくなる。発明者らの解析によれば、ステージ部２１の剛性による湾曲に抗する作用も加わり、高低差Δｈｂを１００μｍ程度に抑制することできることが確認された。

これにより、支持基板Ｋ上の各実装領域に対して実装ツールを下降させたときに、実装ツールが到達する実際の高さ位置とキャリブレーションされた高さ位置との差を小さくすることができる。そのため、ツール駆動部４２のヨーイング等に起因する実装位置ずれを抑制することができ、実装精度を維持することが可能となる。

また、ステージ部２１の載置面２１ａに載置された支持基板Ｋの湾曲も抑制することができるので、支持基板Ｋの実装面についても湾曲が抑制され、実装された半導体チップｔと実装面との平行度を良好に保つことが可能となる。このため、後工程で実施されるフォトリソグラフィ等による再配線層を形成する際の信頼性が向上し、製造される半導体パッケージの品質を良好に維持することができる。

次に第２の実施の形態（以下、第２の実施形態と呼ぶ）について、図５および図６を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態に対し断熱部の構成が相違するのみである。よって、その他の構成の説明は省略する。

第２の実施形態の断熱部９０は、第１の断熱部材９０ａと第２の断熱部材９０ｂを備えるが、第１の断熱部材９０ａと第２の断熱部材９０ｂの形状と大きさが異なる。すなわち、図６（Ｂ）に示すように、第２の断熱部材９０ｂが矩形の枡形状、言い換えれば、凹形状を成し、第１の断熱部材９０ａが第２の断熱部材９０ｂ内に収容される構成となっている。

より詳細には、第２の断熱部材９０ｂは、平面視においてステージ部２１と同一の形状および同一の大きさに形成された矩形状の基部９０ｂ１と、この基部９０ｂ１の外周縁に沿って設けられた矩形枠状の周壁部９０ｂ２とを備える。周壁部９０ｂ２の厚み、すなわち、基部９０ｂ１の周縁に直交する方向の幅は、ステージ部２１との固定のためのボルトを通す孔を設けることのできる大きさであれば良い。ただし、周壁部９０ｂ２は、第２の断熱部材９０ｂにおいてステージ部２１と直接接する部分であるので、熱の伝達を抑制する観点ではその幅はなるべく小さいことが好ましい。

第１の断熱部材９０ａは、第２の断熱部材９０ｂの周壁部９０ｂ２の内周の形状と相似形状の矩形に形成されている。なお、周壁部９０ｂ２の厚みは全周において均一に形成されているから、第１の断熱部材９０ａは第２の断熱部材９０ｂの基部９０ｂ１とも相似形状である。

第１の断熱部材９０ａは、ステージ部２１の熱を受けて最大に熱膨張したときでも、周壁部９０ｂ２との間に、その全周において隙間が維持できる大きさに形成される。つまり、第１の断熱部材９０ａが熱膨張してその一部が周壁部９０ｂ２の内周の一部に当接しても、当接した位置とは反対側では必ず隙間ができる大きさとなっている。また、第１の断熱部材９０ａの厚みは、周壁部９０ｂ２の高さと同じ高さに形成される。よって、断熱部９０の上にステージ部２１が固定されたときには、周壁部９０ｂ１の上端面と第１の断熱部材９０ａの上面は、共にステージ部２１の下面に当接する。つまり、ステージ部２１の下面は、第１の断熱部材９０ａと周壁部９０ｂ１との間の隙間を除いた全域で断熱部９０によって支持される。

なお、断熱部９０は、第２の断熱部材９０ｂに第１の断熱部材９０ａを収容した状態で、所望の断熱効果が得られるように形成されている。第２の実施形態では、第１の断熱部材９０ａの厚みと第２の断熱部材９０ｂの基部９０ｂ１の厚みとが同じ厚みに設定されている。したがって、基部９０ｂ１の厚みと周壁部９０ｂ２の高さとが同じ寸法となっている。

なおここで、断熱部９０は、第１の断熱部材９０ａの大きさがステージ部２１に載置される支持基板Ｋと同等あるいは同等以上の大きさ形成すると良い。このように構成すると、ステージ部２１において支持基板Ｋが載置される部分に対応する下面が全域で第１の断熱部材９０ａと第２の断熱部材９０ｂの基部９０ｂ１で支持されるので、実装ツール４１による押付け荷重を、ステージ部２１の撓みを防止しつつ、良好に受けとめることが可能となる。

このような第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、第２の実施形態では、第２の断熱部材９０ｂの周壁部９０ｂ２内に収容された第１の断熱部材９０ａが、第２の断熱部材９０ｂの基部９０ｂ１上に載置されているだけで、ステージ部２１にも第２の断熱部材９０ｂにも連結されていない。例えば、第１の断熱部材９０ａが加熱部２３によって加熱されたとき、第１の断熱部材９０ａが何らかの原因によって不均一な熱膨張を生じ、第１の断熱部材９０ａの外周の一部のみが周壁部９０ｂ２に当接することが考えられる。このような場合には、第１の断熱部材９０ａがステージ部２１と基部９０ｂ１との間で全体的にずれ動いて、周壁部９０ｂ２と当接した部分やその近傍に歪みが生じることが防止できる。したがって、このような歪みによって第１の断熱部材９０ａが湾曲することも防止することができ、一層安定した実装精度を得ることができる。

次に第３の実施の形態（以下、第３の実施形態と呼ぶ）について、図７を用いて説明する。第３の実施形態は、第２の実施形態に対し、第１の断熱部材９５ａの構成が相違するのみである。よって、その他の構成の説明は省略する。

第３の実施形態の断熱部９５は、第２の実施形態の断熱部９０と同様に、矩形の枡形状の第２の断熱部材９５ｂと、第２の断熱部材９５ｂ内に収容される第１の断熱部材９５ａとを備えるが、第１の断熱部材９５ａを、４つの矩形の分割断熱部材９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４で構成している。すなわち、４つの分割断熱部材９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４を組み合わせることで、第２の実施形態の第１の断熱部材９０ａと同等の大きさの断熱部材を構成する。個々の分割断熱部材９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４は、平面視において、これらを組み合わせることで形成される第１の断熱部材９５ａと相似形状である。第１の断熱部材９５ａは第２の断熱部材９５ｂとも平面視において相似形状である。

このような第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、第３の実施形態によれば、第１の断熱部材９５ａを４つの小さな分割断熱部材９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４を組み合わせて構成した。そのため、分割断熱部材９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４の上面側と下面側に生じる温度差が同じであれば、第１の断熱部材９５ａが一つの部材で形成されている場合に比べて、個々の断熱部材９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４が小さくなった分だけ、湾曲による高低差を小さく抑えることができる。したがって、断熱部２４の湾曲に起因するステージ部２１の載置面２１ａの湾曲をより一層抑制することができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、断熱部２４における第１の断熱部材２４ａの厚みと第２の断熱部材２４ｂの厚み、または、断熱部９０、９５における第１の断熱部材９０ａ、９５ａの厚みと第２の断熱部材９０ｂ、９５ｂの基部９０ｂ１、９５ｂ１の厚みを、同じ厚みに設定したが、これに限定されるものではなく、両者の厚みを異ならせても良い。

また、断熱部２４、９０、９５を第１の断熱部材２４ａ、９０ａ、９５ａと第２の断熱部材２４ｂ、９０ｂ、９５ｂとの２枚の断熱部材を重ねて構成したが、断熱部材の数は３つ以上であっても良い。つまり、断熱部の高さ方向における分割数を３分割以上としても良い。

例えば、図３に示す第１の実施形態の断熱部２４の場合、ステージ部２１と同じ大きさでそれぞれが同じ厚みの３枚以上の断熱部材を重ね合せ、すべての断熱部材を重ね合せた状態で所望の断熱効果が得られるように構成しても良い。また、図５に示す第２の実施形態の場合、２枚以上の第１の断熱部材９０ａと一つの第２の断熱部材９０ｂを、第１の断熱部材９０ａのそれぞれと第２の断熱部材９０ｂの基部９０ｂ１の厚みが同じになるように形成し、これらを重ね合せた状態で所望の断熱効果が得られるように構成しても良い。またさらに、図７に示す第３の実施形態の場合、前述の第２の実施形態と同様に、第１の断熱部材９５ａを構成する各分割断熱部材９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４を２枚以上重ね合せる構成としても良い。なお、いずれにおいても、重ねわせる断熱部材の厚みは、必ずしも同じ厚みする必要はなく、厚みを異ならせても良い。また、厚みを異ならせる場合、ステージ部２１に近い断熱部材ほど厚みを薄くするようにしても良い。

また、ＦＯ－ＷＬＰ用実装装置の例で説明したが、これに限られるものではなく、回路基板用実装装置にも適用可能である。また、基板に対する処理は、半導体チップの実装に限られるものではなく、基板に対して加熱と平坦度が要求される処理が実行されるものであれば他の処理であっても適用可能である。

また、ステージ部２１の加熱温度は１００℃に限られるものではない。例えば、ＤＡＦを用いた実装を行なう場合には、おおむね８０℃～１６０℃の範囲で加熱温度が設定される。

また、ステージ部と断熱部の平面視における形状を矩形としたが、これに限られるものではなく、円形、楕円形、矩形以外の多角形等、いずれの形状であっても良い。

また、第３の実施形態において、第１の断熱部材９５ａを４つの小さな分割断熱部材９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４に分割したが、この分割数および分割の仕方もこれに限られるものではなく、２つや３つまたは５つ以上に分割しても良く、分割の仕方も格子状に限らず短冊状に分割しても良い。

１ 実装装置
１０ 供給部
２０ 基板載置ステージ
２１ ステージ部
２２ 動作機構部
２３ 加熱部
２４ 断熱部
２４ａ 第１の断熱部材
２４ｂ 第２の断熱部材
３０ 移載部
４０ 実装部
４１ 実装ツール
５０ 第１の撮像部
６０ 第２の撮像部
７０ 制御部
９０ 断熱部
９０ａ 第１の断熱部材
９０ｂ 第２の断熱部材
９０ｂ１ 基部
９０ｂ２ 周壁部
９５ 断熱部
９５ａ 第１の断熱部材
９５ａ１、９５ａ２、９５ａ３、９５ａ４ 分割断熱部材
９５ｂ 第２の断熱部材
９５ｂ１ 基部
９５ｂ２ 周壁部
Ｗ 支持基板
ｔ 半導体チップ

Claims (7)

1. 処理が行われる基板を載置する載置面を備えたステージ部と、
   前記ステージ部を動作させる動作機構部と、
   前記ステージ部を加熱する加熱部と、
   前記ステージ部と前記動作機構部との間に設けられた断熱部と、
   を有する基板載置ステージであって、
   前記断熱部は、複数の断熱部材を、前記ステージ部における前記動作機構部と対向する対向面に沿う方向へ、前記ステージ部、複数の前記断熱部材、前記動作機構部がそれぞれの相対移動を許容する状態で、前記対向面とは直交する方向に重ね合せて成る
   ことを特徴とする基板載置ステージ。
2. 前記断熱部は、
   平板状の基部とこの基部の外周縁に沿って形成された周壁部とを備えた枡形状の第１の断熱部材と、
   前記第１の断熱部材の前記周壁部内に収容される平板状の第２の断熱部材と、を有し、
   前記ステージ部と前記動作機構部とは、前記第１の断熱部材を介して連結されて成る
   ことを特徴とする請求項１記載の基板載置ステージ。
3. 前記第２の断熱部材は、前記第１の断熱部材の前記周壁部の高さ寸法と同じ厚み寸法を有する
   ことを特徴とする請求項２記載の基板載置ステージ。
4. 前記第２の断熱部材は、その外周縁と前記第１の断熱部材の前記周壁部との間に隙間が生じる大きさに形成されて成る
   ことを特徴とする請求項２または３記載の基板載置ステージ。
5. 前記第２の断熱部材は、前記加熱部による加熱によって前記第２の断熱部材が最も熱膨張したときでも前記第１の断熱部材の前記周壁部との間に隙間が生じ得る大きさに形成されて成る、
   ことを特徴とする請求項２～４のいずれかに記載の基板載置ステージ。
6. 前記第２の断熱部材は、複数に分割されて成る
   ことを特徴とする請求項２～５のいずれかに記載の基板載置ステージ。
7. 電子部品が実装される基板を載置する基板載置ステージと、前記電子部品を保持する実装ツールとを備え、前記基板載置ステージに載置した前記基板を加熱した状態で、前記実装ツールに保持された前記電子部品を、加熱された前記基板に対して実装する実装装置であって、
   前記基板載置ステージは、請求項１～６のいずれかに記載の基板載置ステージである
   ことを特徴とする記載の実装装置。

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