JPH09270599A - コレット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体素子チップを基板に押圧・加熱すること
によってマウントする際に用いられるコレットにおい
て、チップの傾きを補正し、かつ、チップの反りを実用
上問題ない程度に抑えて押圧・加熱できるようにする。 【解決手段】素子チップ105 を基板107 に接着固定する
際に、前記素子チップを前記基板に押圧するためのコレ
ット101 において、前記素子チップと直接接触する押圧
部103 と、少なくとも首振りの自由度を前記押圧部に与
えるべく支持し、この押圧部の前記基板に対する押圧方
向の傾きを、押圧部に加わる力の作用により変化させる
傾き調節機構104 とを具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を基板
上に取り付ける際に用いられるコレットに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体を利用した機器、たとえばコンピ
ュータや通信機器において、機器に搭載されるΙＣ（集
積回路素子）等の半導体素子は年々大容量化し大型化し
てきている。それに伴い、同じ回路を多数並べて同じＩ
Ｃに組み込むアレイ化が実用化されている。その中でも
入出力ラインの配置の関係で、横方向にアレイを並べた
構成にしたΙＣが必要になる場合がある。例えば、光イ
ンターコネクション用の１次元アレイΙＣや光素子等の
場合であり、これらは横長の短冊状のチップを基板にマ
ウントする必要がある。

【０００３】通常のコレットの例を図６に示す。図中、
１００１はスリーブ状のコレット本体であり、先端は平
坦面１００３となるように形成されている。コレット本
体１００１には半導体チップ１００４を吸着するための
真空孔１００２が設けられており、コレット本体１００
１に接続されている真空ポンプにより当該真空孔１００
２内が真空引きされることで、半導体チップ１００４が
コレット本体１００１に吸着される。

【０００４】半導体チップ１００４をマウントするため
のマウント基板上には、チップ取り付け位置であるマウ
ント位置に、厚めに半田層や樹脂等の接着剤層が、あら
かじめ形成されている。このマウント基板を定位置に保
持した上で、コレット本体１００１に半導体チップ１０
０４を吸着した状態のまま、このマウント基板上のマウ
ント位置まで移動させ、コレット本体１００１に荷重を
かけてチップをその平坦面１００３でマウント基板に押
し付け、マウント基板を加熱して半田層や樹脂等の接着
剤を溶融固化させ、接着する。

【０００５】この場合、コレット本体１００１は軸心方
向に移動する構成であることから、半導体チップ１００
４の押圧方向はコレット本体１００１における平坦面１
００３に垂直な方向であるため、平坦面１００３に対し
てマウント面が微小な傾きを持っていると接着剤が厚め
であることから、チップは傾いた状態でマウントされる
ことになる。

【０００６】また、コレット本体１００１による押圧時
に真空吸着を止めてチップを解放した場合は、マウント
基板上に形成された接着剤層の状態によってチップの傾
きが決まるため、取り付けられた半導体チップ１００４
は必ずしもマウント基板と平行にならない。また、コレ
ットで押圧した時のチップの傾きは押圧部のチップの重
心からの距離や接着剤の粘度、表面張力等が複雑に絡ん
でおり、制御が非常に困難である。

【０００７】そのため、コレット本体１００１の平坦面
１００３とマウント基板の平行度を精密に合わせて、マ
ウントする必要があるが、その場合でも図７に示すよう
にマウントするチップ１００４が横長の短冊状の形状の
場合には、チップ自体が薄いために、中央を吸引保持さ
れてマウント基板１２００上に押圧され、加熱処理を行
った時（図７（ｂ））に、横長のチップ自体がマウント
基板１２００上の接着剤層１２０１から受ける圧力のた
めに反り返ることになり、基板に対して平坦にマウント
できない。

【０００８】この反り返りのために、マウント後のチッ
プにはストレスが残り（図７（ｃ））、熱履歴によって
接着部やチップ自体の劣化を引き起こしたり、また、マ
ウント基板にマウントした際の高さ精度が要求される半
導体レーザ素子などのマウントには使用できないといっ
た問題がある。

【０００９】つまり、半導体レーザ素子をマウント基板
にマウントする場合、半導体レーザ素子からのレーザ光
を導光路に導くためには、光学的に光軸の一致を必要と
する等、高い位置精度が確保できないと実用にならな
い。そのため、反りや傾きが避けられないコレットによ
るマウント処理は利用できないことになる。

【００１０】前述のコレットに対して、チップ傾きを考
慮したコレットの例に、図８に示す如き構造の２‐ｓｉ
ｄｅコレットと呼ばれる例がある。この構成は、図に示
すように、コレット本体１２０１があり、このコレット
本体１２０１はその下部先端が凹部１２０３になってい
て、コレット本体１２０１にはこの凹部１２０３に通じ
るチップ吸着用の真空孔１２０２が設けられている。

【００１１】この構成の場合、真空孔１２０２内を真空
引きしてコレット本体１２０１にチップ１２０４を吸引
すると、当該チップ１２０４は、周縁がテーパ状になっ
ているコレット下部の凹部１２０３に引き込まれ、チッ
プ１２０４の端部はテーパ状部分に接触する。テーパ状
部分はチップ１２０４を滑らせて凹部１２０３内での位
置調整をする機能を必然的に備えることから、コレット
本体１２０１に吸引したチップ１２０４をマウント基板
のマウント位置に押し付けた際に、マウント基板に傾き
があってチップ１２０４と平行にならない場合でも、コ
レット本体１２０１の押圧力がチップ１２０４に加わる
ことで圧力差が均等になるような状態に達するまで、テ
ーパ状部分はチップ１２０４を滑らせることになり、結
局、図８（ｂ）に示すように、最初はマウント基板に対
してチップ１２０４が傾いていたとしても、チップがマ
ウント基板に押し付けられるに従い、力がバランスする
までチップが滑って姿勢が修正され、チップの傾きに合
ったチップ両側のテーパ部の２点によりチップは保持さ
れる結果、傾いた場合でも正しい姿勢で押圧することが
出来るようになるといった構造になっている。

【００１２】しかしながら、この構造の場合、チップ１
３０１の支持点はテーパ部の２点になるために、図９に
示すようにチップ１３０１が横長のときには、押圧され
る部分がチップ１３０１の両端に集中することになるこ
とから、チップの反りが生じ、前述同様の問題が残る。
これは、図１０に示したような俗に言う４−ｓｉｄｅコ
レットであっても事情は同じであり、チップ１４０１が
傾いた場合、チップの長手方向のエッジとコレットが接
触する部分は、ほとんど点接触状態になり、チップの反
りを防止する効果はない。

【００１３】これらのコレットに対して、チップの反り
を防止することができるようにしたコレットととして図
１１に示すようなものがある。これは、コレット本体１
５００の先端にゴム（シリコーン等からなる）スリーブ
１５０１をとりつけて、このゴムスリーブ１５０１部分
をチップ１５０２に接触させた上で、吸引保持し、マウ
ント基板１５０３に押し付けてマウントすると、ゴムス
リーブ１５０１のチップ１５０２に対する接触面がチッ
プの傾きに合わせて変形することによりチップの傾きに
対応させることができるようにしたものである。このコ
レットの場合は、ゴムスリーブ１５０１が変形すること
により傾きやチップの一部に力が集中する状態を回避で
きてチップの反りを防止でき、また、マウント基板に平
行にチップをマウントすることができるようになる。し
かし、−般にゴム上の先端は熱に弱く、従って、このコ
レットでチップを押さえて加熱し、チップをマウントす
るといった工程を必要とする場合には使用できないとい
った問題がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、半導体チ
ップを吸引保持してマウント基板に押圧し、加熱するこ
とによってマウント基板上にマウントするコレットにお
いて、従来の構造では、チップがアレイ化して横長にな
った場合等には、チップの傾きの制御が困難であった
り、コレットによりチップの押圧される位置が特定位置
に偏在するために、押圧・加熱時にチップの反りが生じ
たりするといった問題があり、また、ゴムスリーブをコ
レット先端に取り付けた構造のものでは、反りや傾き補
正がゴムスリーブの作用で解決するものの、素材がゴム
であるために、加熱工程には利用できない等と言った問
題があった。

【００１５】従って、チップの傾きを補正し、かつ、チ
ップの反りが実用上問題ないレベルで押圧・加熱するこ
とが出来るようにしたコレットの出現が嘱望される。そ
こで、この発明の目的とするところは、チップの傾きを
補正し、かつ、チップの反りが実用上問題ないレベルで
押圧・加熱することが出来るようにしたコレットを提供
することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、素子チッ
プを基板に接着固定する際に、前記素子チップを前記基
板に押圧するためのコレットにおいて、前記素子チップ
と直接接触する押圧部と、少なくとも首振りの自由度を
前記押圧部に与えるべく支持し、この押圧部の前記基板
に対する押圧方向の傾きを、押圧部に加わる力の作用に
より変化させる傾き調節機構とを具備したことを特徴と
する。

【００１７】また、半導体素子チップを基板に接着する
際に、前記半導体素子を保持あるいは押圧するために用
いられるコレットにおいて、前記半導体素子チップと直
接接触して押圧すると共に、前記半導体素子チップとの
接触面に通じる孔を備えた押圧部と、少なくとも首振り
の自由度を前記押圧部に与えるべく支持し、この押圧部
の前記基板に対する押圧方向の傾きを、押圧部に加わる
力の作用により変化させる傾き調節機構と、前記押圧部
の前記孔に負圧を与える吸引機構とを具備したことを特
徴とする。

【００１８】このような構成のコレットは、基板に接着
する素子チップを押圧部で直接接触して押圧するが、押
圧部は押圧している素子チップに加わる力がバランスす
る状態になるまで、素子チップを介して加わる力の作用
により傾きが変るようにこの押圧部を支持する傾き調節
機構部があり、基板が傾いていて押圧部の押圧する素子
チップが基板に対して傾いているような場合でも、力が
バランスする状態になるように、自然に押圧部が傾き調
節されてしまう。この状態では基板に対して、接着する
素子チップは平行となり、素子チップの傾きを補正しな
がら基板にマウントすることができる。また、押圧部の
チップ接触面を平面にしてチップ面積に近いサイズにし
たり、チップ接触面に複数の突部を均等配置してこの突
部でチップ面を押圧することにより、細長いチップであ
っても、反りを実用上問題無い程度に抑えて基板に平行
にマウントすることができるようになる。また、本発明
のコレットは金属などの耐熱性の高い材料で製作するこ
とができるので、加熱工程においてもそのまま使用する
ことができる構成となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体例について、
図面を参照して説明する。まず、本発明の機構を図１お
よび図２を用いて説明する。図１はダイボンダの概略的
な構成を示す側面図であり、図中１はコレット上下機
構、２はコレットホルダ、１０１はコレット本体、３は
支持アーム、４はコレット上下ハンドル、５はＸＹステ
ージ、６はヒータである。コレット上下機構１はコレッ
ト上下ハンドル４を手操作することで、支持アーム３を
上下動させるものであり、支持アーム３はコレット本体
１０１を取り付けるためのコレットホルダ２を垂直に保
持している。

【００２０】コレットホルダ２の下方にはＸＹステージ
５が配されている。ＸＹステージ５はマウント基板１０
７を吸引保持すると共にＸＹ方向に移動可能なステージ
を持つマウント基板保持用のステージであり、ヒータ６
を内蔵していて、マウント基板１０７を加熱することが
できる構造である。

【００２１】また、コレットホルダ２は、先端側にコレ
ット本体１０１を取り付けると共に、垂直方向に上下動
してコレット本体１０１をＸＹステージ５に接近させた
り、後退させたりすることができる。また、コレットホ
ルダ２には吸引管が取り付けられ、コレットホルダ２に
取り付けられたコレット本体１０１に吸引力を作用させ
てチップ１０５を先端に吸着保持できるようになってい
る。

【００２２】本発明によるコレット本体１０１は、図２
に示す如きの構成である。すなわち、図において、１０
１が本発明のコレット本体であり、マウントするチップ
の形状、サイズに合わせた方形板状の基台部１００に、
スリーブ１００ａを取り付けてある。スリーブ１００ａ
は基台部１００の中央に基台部板面に垂直な状態で端部
を固定してある。基台部１００のスリーブ１００ａに対
向しない側の面は、凹部１０２ａとなっており、凹部１
０２ａの周面は内側に狭くなるテーパ状となっていてテ
ーパ面１０２ｂを形成している。

【００２３】１０３は方形板状のチップ押圧部であり、
凹部１０２ａの開口寸法程度のサイズの板体であって、
凹部１０２ａに設けられた可動機構を有するフレキシブ
ルな結合部１０４により、凹部１０２ａに移動自由な状
態でかつ、凹部１０２ａからチップ押圧部１０３が離脱
しないで一体になるように保持される。凹部１０２ａは
周囲がテーパ面１０２ｂによる壁になっており、チップ
押圧部１０３はその縁端部がテーパ面１０２ｂに接して
このテーパ面を滑ることで、チップ押圧部１０３に力が
加わった場合に、バランスのとれる状態に達するまでテ
ーパ面を滑り、姿勢を変える構成である。

【００２４】このような構成に置いて、ＸＹステージ５
に保持されたマウント基板１０７上には所定の位置に、
半田あるいは樹脂による接着剤層を形成してあり、ここ
に半導体チップ１０５が置かれたとする。ＸＹステージ
５を位置調整してコレットホルダ２の下方位置に半導体
チップ１０５が来るようにしてから、コレットホルダ２
を下降させると、やがてチップ押圧部１０３が半導体チ
ップ１０５に直接接触する。

【００２５】方形板状のチップ押圧部１０３は、凹部１
０２ａの開口寸法程度のサイズの板体であって、凹部１
０２ａに設けられたフレキシブルな結合部１０４によ
り、凹部１０２ａに移動自由な状態で保持されている。
また、凹部１０２ａは周囲がテーパ面１０２ｂによる壁
になっており、チップ押圧部１０３はその縁端部がテー
パ面１０２ｂに接してこのテーパ面を滑る構成であり、
マウント基板１０７が傾いていて半導体チップ１０５が
マウント基板１０７の板面と平行でない状態であったと
しても、チップ押圧部１０３が半導体チップ１０５に接
し、不均衡な力がチップ押圧部１０３に加わった場合
に、バランスのとれる状態に達するまでチップ押圧部１
０３がテーパ面を滑り、姿勢を変える。

【００２６】従って、この凹部１０２ａのテーパ面１０
２ｂとチップ押圧部１０３とでチップ１０５に対するチ
ップ傾き調節部の役割を果たし、しかも、半導体チップ
１０５の全面をチップ押圧部１０３の表面で押さえる構
成であるから、接着剤層からの反力を受けることによる
反りが生じない状態で、半導体チップ１０５をマウント
基板１０７に平行になるように押さえることができる。
従って、この状態でＸＹステージ５のヒータ６で加熱す
ると、反りが生じない状態で、半導体チップ１０５をマ
ウント基板１０７に平行にマウントすることができるよ
うになる。

【００２７】以上の作用をもう少し詳しく説明する。図
２（ａ）に示すように、チップ１０５をマウントする基
板１０７上には半田や樹脂からなる接着剤層１０６が予
め形成されており、チップ１０５は接着剤に位置合わせ
されている。この状態で図２（ｂ）に示すようにコレッ
ト本体１０１を下降させて、チップ押圧部１０３をチッ
プ１０５に接触させる。接触初期の段階では、チップ押
圧部１０３は傾き調節部である凹部１０２ａのテーパ面
１０２ｂとまだ接触していないため、チップ押圧部１０
３には荷重がかかっておらず、チップ１０５の傾きによ
って自由に可動機構１０４が動き、チップ押圧部１０３
はチップ１０５に平坦に接触する。

【００２８】更に、コレット本体１０１を下降させてい
った状態が図２（ｃ）であり、調節部である凹部１０２
ａのテーパ面１０２ｂがチップ押圧部１０３のエッジと
接触し、チップ１０５に荷重をかける。

【００２９】傾き調節部である凹部１０２ａのテーパ面
１０２ｂとチップ押圧部１０３との接触は点あるいは線
接触となっており、押圧力の方向は斜め内側に向いてい
るため、反りを生じる方向の力が働く。そのため、従来
例で述べたように厚さの薄い半導体チップや横長のチッ
プでは実用上問題になる反りを生じてしまうことになる
が、チップ押圧部１０３は耐熱性があって形状加工でき
る材料であれば良く、従って、材料的な制限は少なく、
厚みを厚くすることも可能であるから、厚みをある程度
持たせて剛性のある表面平坦な板体とすることで、反り
の発生しない構造とすることができ、この反りの発生し
ない表面平坦な板体であるチップ押圧部１０３の表面で
チップ１０５の全面に均等な力を作用させる構造とな
り、これによって反りが実用上問題のない状態で、しか
も、マウント基板１０７に平行になるようにチップ１０
５を押さえてマウントすることができるようになる。

【００３０】なお、チップ１０５と接触するチップ押圧
部１０３底面（チップとの接触面）の形状は、必ずしも
完全平面とする必要はなく、ある程度平坦であれば良
い。例えば、凹凸がある場合でも、最低３点でチップ１
０５に接触し、接触点を結ぶ平面はチップ裏面とほぼ平
行が保たれるような接触構造にすれば、チップを傾ける
方向には力は掛かりにくい。

【００３１】この状態でヒータ６を加熱して昇温し、マ
ウント基板１０７上の接着剤層１０６を加熱して接着す
ると、反りが実用上問題のない状態で、しかも、マウン
ト基板１０７に平行になるようにチップ１０５を取り付
けることができる。この接着後の状態を図２（ｄ）に示
す。

【００３２】なお、上述の構成は、マウント基板１０７
上のチップ１０５を、チップ押圧部１０３で押すだけの
構成としたものであったが、実際にはチップ１０５を保
持してマウント基板１０７上に運ぶ機能も必要である。
このような機能を付加するにはチップ押圧部１０３に一
つもしくは複数の貫通孔を穿設し、コレットホルダ２を
介してコレット本体１０１を真空引きすることで、凹部
１０２ａを負圧にし、これによって貫通孔を負圧にする
ことにより、チップ押圧部１０３の外表面に物を吸着す
ることができる構成とすれば良い。この負圧によるチッ
プ押圧部１０３の吸着作用により、チップ１０５はチッ
プ押圧部１０３の外表面に吸着保持されてマウント基板
１０７上に運ばれ、押圧させることができる。

【００３３】図３に本発明のより具体的な構成例を示
す。図はコレット部分の斜視図であり、図において２０
１はコレット本体である。コレット本体２０１はコの字
型の基台部２０４とこの基台部２０４を中心位置で外部
から支えるスリーブ２００と、チップ押圧部２０３とか
ら構成される。

【００３４】コの字型の基台部２０４の凹部２０２はチ
ップ押圧部２０３を保持する部分であり、その壁面はテ
ーパ状になっており（テーパ部２０２ａ）、このテーパ
状部分をチップ押圧部２０３が滑ることでチップ傾き補
正調節を行う構成としている。

【００３５】チップ押圧部２０３は一枚歯の下駄状の部
材であって、歯の部分２０３ａには先端が円形に膨出さ
れた状態となった軸受部２０３ｂが形成されている。従
って、歯の部分２０３ａは鍵穴状断面形状を呈してお
り、先端の軸受部２０３ｂがチップ押圧部２０３の支持
部分となるようにしてある。

【００３６】基台部２０４の凹部２０２側部分中央には
断面円形の溝２０５が形成されており、チップ押圧部２
０３の軸受部２０３ｂをこの溝２０５に嵌めあわせるこ
とでチップ押圧部２０３は首振り自在とし、また、軸受
部２０３ｂの外径より溝２０５の内径を脱落の生じない
範囲内で大きくすることでスリーブ２００の軸方向に対
してもチップ押圧部２０３がある程度の自由度を持つよ
うに構成してある。

【００３７】軸受部２０３ｂが溝２０５の中に横方向か
ら差し込まれて係合する構造であるから、基台部２０４
の軸受部２０３ｂが溝２０５内から離脱しないように、
基台部２０４の側面にはふた２０７と２０６を、接着剤
や半田付け、あるいは、ろう付けなどにより取り付けて
ある。

【００３８】軸受部２０３ｂは基台部２０４との結合部
を形成しており、基台部２０４の溝２０５は結合部であ
る軸受部２０３ｂのくびれに対応した形状をしており、
２０４の頭が引っかかってチップ押圧部２０３が下方に
脱落することを防止している。また、上述したように、
溝２０５は結合部である軸受部２０３ｂの頭部分よりも
やや大きく作られているため、図２（ｂ）で説明した状
態では、チップ押圧部２０３と調凹部２０２のテーパ２
０２ａは接触しておらず、傾きを補正する方向に動くこ
とが出来る機構となっている。

【００３９】図４は図３で示した実施例に、チップ吸着
用の真空孔を設けた構造を示しており、第２の発明の第
１の実施例を示す図である。２０１はコレット本体であ
る。２０２は凹部、２０２ａは凹部２０２におけるテー
パ部でテーパ状のチップ傾き調節部を構成する。この例
では凹部２０２の持つ四壁面すべてがテーパ状になって
いる。２０３はチップ押圧部で結合部である軸受部２０
３ｂと溝２０５で結合させている。３０６は、チップ吸
着用の真空孔で、スリーブ２００を通して溝２０５に至
る経路で形成され、真空ポンプなどによりスリーブ２０
０側から真空引きされることで、凹部２０２内は負圧と
なる仕組みである。３０５はチップ押圧部２０３に形成
した真空孔であり、チップ押圧部２０３の板面を貫通し
て複数本の孔を穿設することで凹部２０２内の負圧を当
該チップ押圧部２０３の真空孔３０５に伝えてチップの
吸着を可能にしている。

【００４０】２０６、２０７はチップ押圧部２０３の離
脱防止用ふたである。真空ポンプなどによりスリーブ２
００側から真空引きされることで、凹部２０２内を負圧
にし、凹部２０２内の負圧をチップ押圧部２０３の真空
孔３０５に伝えてチップ１０５を吸着したときの状態を
示したのが図４（ｃ）であり、チップ１０５はチップ押
圧部２０３に穿設されている真空孔３０５に生じた負圧
でチップ押圧部２０３に吸着される。チップ押圧部２０
３に開いている真空孔３０５は溝２０５、スリーブ２０
０に開いている真空孔３０６を通じて外部の真空ポンプ
に通じている。

【００４１】このコレットを用いることによりチップの
マウント位置への移動と、押圧・加熱とを、同じコレッ
トで行うことが出来、よりスループットを上げることが
可能であるという効果を持つ。また、押圧面の形状は平
坦であれば特に他の制限事項がないため、寸法をチップ
の寸法よりもわずかに小さくしておけば、チップのエッ
ジがコレット上方より視認出来るようになるため、作業
者にとってマウント時の位置合わせが容易になるといっ
た効果もある。

【００４２】さらに、図４で結合部である軸受部２０３
ｂと溝２０５の形状は、必ずしも球状及び円柱状である
必要はなく、同様の可動機構と離脱防止を兼備している
構造であれば本発明に利用できる。

【００４３】その例を図５に示す。図において４０１は
コレット本体である。４００は基台部、４０２は基台部
４００の凹部であり、その四辺の壁面はテーパ状に傾斜
させてあり（４０２ａ）、チップの傾き調節部として機
能する。４０３はチップを保持し、押圧するチップ押圧
部であり、このチップ押圧部４０３は結合部４０３ｂと
一体になっている。

【００４４】つまり、チップ押圧部４０３は一枚歯の下
駄状の部材であって、歯の部分４０３ａには先端が方形
断面に膨出された状態となった結合部４０３ｂがある。
そして、この結合部４０３ｂは先の軸受部２０３ｂと同
様の機能を得るために形成されているものである。

【００４５】基台部４００の中央には、ホッパー状の孔
４０６が形成されており、孔４０６の凹部４０２側部分
は口を狭めて内壁面がテーパ状に傾斜する溝４０５とし
てあり、ここに結合部４０３ｂを係合させる。すなわ
ち、結合部４０３ｂの頭は溝４０５の中に入っており、
かつ、溝４０５の開口よりも大きくすることで脱落防止
機構となっている。孔４０６と３０６は真空孔であり、
基台部４００の孔４０６を真空引きすることで溝４０５
内および凹部４０２内を負圧にすることができる。

【００４６】この構造は結合部４０３ｂを歯の部分４０
３ａを下にして真空孔４０６の上方より当該真空孔４０
６内に落とし込み、真空孔４０６内における溝４０５に
挿入した後、歯の部分４０３ａの端縁部をチップ押圧部
４０３と接着あるいは溶接するといった方法で実現でき
る。

【００４７】負圧を発生できるようにするために、チッ
プ押圧部４０３にも真空孔３０５が形成されており、孔
４０６を真空吸引して凹部４０２内を負圧にすること
で、凹部４０２の開口部に位置しているチップ押圧部４
０３の真空孔３０５も負圧にし、この負圧を利用して図
５（ｃ）に示すように、チップ１０５をチップ押圧部４
０３に真空吸着することで、チップ１０５のマウント基
板への移動と押圧、そして、加熱によるチップ１０５の
マウント基板への固定が可能である構造になっている。

【００４８】基台部４００の中央にあるホッパー状の孔
４０６内に結合部４０３ｂを係合させてあることで、チ
ップ押圧部４０３は上下方向、そして、首振り方向に自
由度があり、基台部４００の凹部４０２にあるその四辺
の壁面のテーパ状の傾斜面（４０２ａ）に沿ってチップ
押圧部４０３は滑ることができ、チップを吸着したチッ
プ押圧部４０３がマウント基板の接着剤層部分に、当該
チップを押し付けた際に、傾きがあって力の加わり方に
偏在があれば、バランスするまでチップ押圧部４０３は
傾斜面（４０２ａ）に沿って滑ることができるので、チ
ップの傾きを補正しながら反りを実用上問題無い程度に
抑えて押圧・加熱をすることが可能な構造となる。

【００４９】以上、本発明は、素子チップを基板に接着
固定する際に、前記素子チップを前記基板に押圧するた
めのコレットにおいて、前記素子チップと直接接触する
チップ押圧部と、少なくとも首振りの自由度を前記チッ
プ押圧部に与えるべく支持し、このチップ押圧部の前記
基板に対する押圧方向の傾きを、チップ押圧部に加わる
力の作用により変化させる傾き調節機構とを具備した。

【００５０】また、半導体素子チップを基板に接着する
際に、前記半導体素子を保持あるいは押圧するために用
いられるコレットにおいて、前記半導体素子チップと直
接接触して押圧すると共に、前記半導体素子チップとの
接触面に通じる孔を備えたチップ押圧部と、少なくとも
首振りの自由度を前記チップ押圧部に与えるべく支持
し、このチップ押圧部の前記基板に対する押圧方向の傾
きを、チップ押圧部に加わる力の作用により変化させる
傾き調節機構と、前記チップ押圧部の前記孔に負圧を与
える吸引機構とを具備した。

【００５１】そして、このような構成のコレットは、基
板に接着する素子チップをチップ押圧部で直接接触して
押圧するが、チップ押圧部は押圧している素子チップに
加わる力がバランスする状態になるまで、素子チップを
介して加わる力の作用により傾きが変るようにこのチッ
プ押圧部を支持する傾き調節機構部があり、基板が傾い
ていてチップ押圧部の押圧する素子チップが基板に対し
て傾いているような場合でも、力がバランスする状態に
なるように、自然にチップ押圧部が傾き調節されてしま
うので、この状態では基板に対して、接着する素子チッ
プは平行となり、素子チップの傾きを補正しながら基板
にマウントすることができるようになるものである。ま
た、チップ押圧部のチップ接触面を平面にしてチップ面
積に近いサイズにしたり、チップ接触面に複数の突部を
均等配置してこの突部でチップ面を押圧する構成をとる
ことにより、細長いチップであっても、反りを実用上問
題無い程度に抑えて基板に平行にマウントすることがで
きるようになるものである。また、本発明のコレットは
金属などの耐熱性の高い材料で製作することができるの
で、加熱工程においてもそのまま使用することができる
構成となる。なお、本発明は上述した具体例に限定する
ことなく、種々変形して実施可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、チップの傾きを補正しながら反りを実用上問題無い
程度に抑えて押圧でき、また、押圧した状態で加熱処理
が可能であり、チップマウント後の信頼性を向上でき
て、また、横長のチップ、特に光アレイ素子等の高精度
マウントを可能とすることができて、モジュールやシス
テムを製作するにあたり、コストダウンを図ることがで
きるようなるコレットを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の
コレットを装着して使用するダイボンダの概略的構成を
示す側面図。

【図２】本発明を説明するための図であって、本発明の
コレット部分の機構構造と作業工程の状態遷移を説明す
る図。

【図３】本発明を説明するための図であって、本発明の
コレット部分の別の機構構造例を示す斜視図。

【図４】本発明を説明するための図であって、本発明の
コレット部分の別の機構構造例を示す図。

【図５】本発明を説明するための図であって、本発明の
コレット部分のさらに別の機構構造例を示す図。

【図６】従来例を説明するための図。

【図７】従来例を説明するための図。

【図８】従来例を説明するための図。

【図９】従来例を説明するための図。

【図１０】従来例を説明するための図。

【図１１】従来例を説明するための図。

【符号の説明】

２…コレットホルダ ５…ＸＹステージ １００，２０４，４００…基台部 １００ａ，２００…スリーブ １０１…コレット本体 １０３，２０３，４０３…チップ押圧部 １０４…結合部 １０５…チップ（半導体素子チップ） １０６…接着剤層 １０７…マウント基板 ２０１…コレット本体、 ２０２…凹部 ２０２ａ…テーパ部 ２０３ｂ…軸受部 ４０３ｂ…結合部 ２０５…溝 ２０６，２０７…脱落防止用ふた ３０５，４０６…真空孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上西 克二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素子チップを基板に接着固定する際に、
   前記素子チップを前記基板に押圧するためのコレットに
   おいて、 前記素子チップと直接接触する押圧部と、 少なくとも首振りの自由度を前記押圧部に与えるべく支
   持し、この押圧部の前記基板に対する押圧方向の傾き
   を、押圧部に加わる力の作用により変化させる傾き調節
   機構とを具備したことを特徴とするコレット。
2. 【請求項２】 半導体素子チップを基板に接着する際
   に、前記半導体素子チップを保持あるいは押圧するため
   に用いられるコレットにおいて、 前記半導体素子チップと直接接触して押圧すると共に、
   前記半導体素子チップとの接触面に通じる孔を備えた押
   圧部と、 少なくとも首振りの自由度を前記押圧部に与えるべく支
   持し、この押圧部の前記基板に対する押圧方向の傾き
   を、押圧部に加わる力の作用により変化させる傾き調節
   機構と、 前記押圧部の前記孔に負圧を与える吸引機構と、を具備
   したことを特徴とするコレット。
3. 【請求項３】 前記押圧部はその前記素子チップ接触面
   を平面にし、かつ、素子チップ面積に近いサイズである
   ことを特徴とする請求項１または２記載のコレット。
4. 【請求項４】 前記押圧部はその前記素子チップ接触面
   が、前記素子チップ面積に近いサイズであり、チップ接
   触面には複数の突部を均等配置してこの突部で素子チッ
   プ面を押圧する構造であることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のコレット。