JPWO2019107419A1 - ダイの実装に用いられる這い上がり防止用のｐｔｆｅシート及びダイの実装方法 - Google Patents

ダイの実装に用いられる這い上がり防止用のｐｔｆｅシート及びダイの実装方法 Download PDF

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Abstract

直径が１μｍ以下のＰＴＦＥ繊維が紡糸されたＰＴＦＥシート（４４）であって、ＰＴＦＥシートは、ガーレー値が１〜３の範囲、３００℃に加熱された際のシート巻き取り方向と直交する方向の収縮率が１０％以下であり、ダイ（１００）を被実装体（１１０）に実装する際にダイ（１００）を加熱するツール（２２）と前記ダイ（１００）との間に挟まれてツール（２２）によりダイ（１００）を吸着可能にするとともに、ダイ（１００）を被実装体（１１０）に固定する接着部材（１１４）がツール（２２）の吸着面（２４）又はダイ（１００）に付着することを抑制する。これによれば、真空吸着の安定化及びメンテナンス性の改善を図ることができるＰＴＦＥシート及びダイの実装方法を提供する。

Description

本発明は、ダイの実装に用いられる這い上がり防止用のＰＴＦＥシート及びダイの実装方法に関する。
ダイシングによって個片化された複数のダイを真空吸着によってピックアップする技術が知られている（特許文献１〜３参照）。例えば、特許文献２では、端子上にバンプが設けられたベアチップを、この端子及びバンプを含むベアチップの回路機能面とは反対の面側において真空吸着することが開示されている。ツールに真空吸着されたベアチップは、回路機能面を基板に対向させた向きで、接着剤が塗布された基板上に搭載される。特許文献２の発明では、真空吸着やツールの加圧などによって基板上の接着剤がベアチップの側面から上方へ這い上がることを防止するために、ツールの吸着面とベアチップとの間にシートを介在させる構成を採用し、これによって、接着剤の這い上がりを抑制し、ツールに接着剤が付着することを防止している。さらに、特許文献３には、透気性を有する多孔質テープを介して半導体チップを吸着することが記載されている。
特開２００６−６６６２５号公報 特許第５６６９１３７号公報 特開平３−２０１４５８号公報
ここで、特許文献２の発明は、ベアチップを回路機能面において真空吸着することを前提としたものであり、バンプ電極が形成されたバンプ形成面側において真空吸着することは何ら考慮されていない。この点、バンプ形成面には、バンプ電極によって凹凸が設けられているため、ダイをツールに真空吸着させる場合、バンプ電極の突起高さによってツール吸着面とダイとの間に空隙が生じ得る。このため、ダイを真空吸着した場合、エアのリークが発生し、真空レベルが低下することによって、ツールの吸着性が悪化する場合があった。
また、ダイを接着材料を介して基板に実装する場合、接着材料からヒュームガスが生じ、このヒュームガスがバンプ電極の突起高さによって生じた空隙から流入し、ツールなどが汚染される場合があった。このため、ツールなどを頻繁に洗浄する必要が生じ、メンテナンス性が悪化する場合があった。
さらに、特許文献３には、多孔質テープの材料としてスポンジ、紙、合成ゴム等を用いることが記載されているが、これらの材料は熱に弱く収縮、溶融、変形するため、ツールによりダイを２５０℃以上に加熱して基板に実装するプロセスには適さない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、真空吸着の安定化及びメンテナンス性の改善を図ることができる、這い上がり防止用のシートを提供することを目的とする。
［１］直径が１μｍ以下のＰＴＦＥ繊維が紡糸されたＰＴＦＥシートであって、ＰＴＦＥシートは、ガーレー値が１〜３の範囲、３００℃に加熱された際のシート巻き取り方向と直交する方向の収縮率が１０％以下であり、ダイを被実装体に実装する際にダイ加熱するツールと前記ダイとの間に挟まれてツールによりダイを吸着可能にするとともに、ダイを被実装体に固定する接着部材が前記ツールの吸着面又は前記ダイに付着することを抑制する、ＰＴＦＥシート。
［２］ＰＴＦＥシートは、ダイのバンプ形成面におけるバンプ電極の突起高さ以上の厚さを有し、ダイのバンプ形成面を吸着可能にする、［１］に記載のＰＴＦＥシート。
［３］ＰＴＦＥシートは、バンプ電極又は吸着面よりも柔らかい材質からなる、［１］に記載のＰＴＦＥシート。
［４］ツールは、真空吸着ツールによってダイ及び接着材料を加熱することで、ダイを基板のボンディング領域に実装するものであって、ＰＴＦＥシートは、ダイ又は接着材料を加熱する際に発生するヒュームガスが真空吸着ツールの吸引孔に侵入するのを抑制するフィルターとなる、［１］から［４］のいずれか１項に記載のＰＴＦＥシート。
［５］複数のバンプ電極が形成されたバンプ形成面を有するダイを用意する工程と、直径が１μｍ以下のＰＴＦＥ繊維が紡糸され、ガーレー値が１〜３の範囲であり、３００℃に加熱された際のシート巻き取り方向と直交する方向の収縮率が１０％以下であるＰＴＦＥシートを準備する工程と、吸着面を有する真空吸着ツールを、吸着面がバンプ形成面に対向する向きに、ダイの上方に配置する工程と、吸着面とバンプ形成面との間にＰＴＦＥシートを挟んで、真空吸着ツールによってダイを吸着する工程と、真空吸着ツールによって吸着したダイを、基板のボンディング領域に接着材料を介して実装する工程とを含み、ＰＴＦＥシートは、バンプ形成面におけるバンプ電極の突起高さ以上の厚さを有する、ダイの実装方法。
本発明によれば、真空吸着の安定化及びメンテナンス性の改善を図ることができる。
図１は、本発明の実施形態に係るダイの実装方法に使用するボンディング装置を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係るダイの実装方法のフローチャートを示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係るダイの実装方法を説明するための図であり、具体的には、ツールをダイの上方に配置した工程を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係るダイの実装方法を説明するための図であり、具体的には、ツールに吸着したダイを接着材料を介して基板に実装する工程を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係るダイの実装方法を説明するための図であり、具体的には、ツールの吸着面とダイのバンプ形成面との大きさの関係を示した平面図である。 図６は、加熱前のシートの外観を示す写真であり、（ａ）が実施例、（ｂ）が比較例に係るそれぞれのシートを示している。 図７は、２５０℃に加熱した後の試料の外観を示す写真であり、（ａ）が実施例、（ｂ）が比較例に係るそれぞれのシートを示している。
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施の形態に限定して解するべきではない。なお、本明細書中で数値範囲について「Ａ〜Ｂ」と記載した場合、「Ａ以上Ｂ以下」を示すものとする。
［実施の形態］
図１は、本発明の実施形態に係るダイの実装方法に使用するボンディング装置１０の概略を示す図である。ボンディング装置１０は、ダイ１００を基板１１０のボンディング領域に実装するためのダイボンディング装置である。
ダイ１００は半導体材料からなる。ダイ１００は、主面である表面及び裏面を有する直方体状に形成されている。具体的には、ダイ１００は、所定の回路パターンが形成された表面である第１面１０２ａと、第１面１０２ａとは反対の裏面である第２面１０２ｂを有する。本実施形態では、ダイ１００の第２面１０２ｂが基板１１０に対向する向きに、ダイ１００が基板１１０に実装される。このような向きでの実装態様は一般的にダイボンディングと呼ばれる。なお、ダイ１００の第１面１０２ａの詳細は後述する。
ボンディング装置１０は、ウェーハステージ１２、中間ステージ１４、ボンディングステージ１６、ボンディングヘッド１８、ボンディングヘッド１８にＺ軸駆動機構２０を介して取り付けられた真空吸着ツール２２、ダイ１００の画像情報を取得する撮像部２６，２７、ボンディングヘッド１８をＸＹ軸方向に移動させるＸＹテーブル２８、これらの各種構成の動作を制御する制御部３０を備える。
以下の説明においては、ＸＹ軸方向をダイ１００の主面（又はいずれかのステージの主面）に平行な方向とし、Ｚ軸方向をＸＹ軸方向の面に垂直な方向として説明する。なお、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は互いに直交する。
ウェーハステージ１２には、個片化された複数のダイ１００からなるウェーハ１２０が載置される。ウェーハ１２０は、所定の回路パターンが形成された表面である第１面１２２ａ（ダイ１００の第１面１０２ａに相当する。）と、第１面１２２ａとは反対の裏面である第２面１２２ｂ（ダイ１００の第２面１０２ｂに相当する。）を有する。ウェーハ１２０は、第２面１２２ｂがウェーハステージ１２上のフィルムに貼着されることによって、ウェーハステージ１２上に固定されていてもよい。ウェーハステージ１２上のダイ１００は、真空吸着ツール２２及びピックアップユニット（図示しない）との協調動作によりダイ１００をピックアップした後、移送ヘッド（図示しない）により、中間ステージ１４に移送される。
中間ステージ１４は、ダイ１００を一時的に載置するためのステージである。中間ステージは、ウェーハステージ１２とボンディングステージ１６との間に配置されている。ダイ１００は、第２面１０２ｂが中間ステージ１４に対向する向きに中間ステージ１４上に配置される。中間ステージ１４は、リニアモータ（図示しない）などの駆動機構により、ＸＹ軸方向に移動可能に構成されている。ダイ１００は、第２面１０２ｂが中間ステージ１４上のフィルムに貼着されることによって、中間ステージ１４上に固定されていてもよい。中間ステージ１４上のダイ１００は、真空吸着ツール２２及びピックアップユニット（図示しない）との協調動作によりダイ１００をピックアップした後、移送ヘッド（図示しない）により、ボンディングステージ１６に移送される。
ボンディングステージ１６には、基板１１０が配置されている。基板１１０は、例えばボンディングステージ１６上のフィルムに貼着されることによって、ボンディングステージ１６上に固定されてもよい。基板１１０は、少なくとも１つのボンディング領域を有しており、ボンディング領域にはいずれかのダイ１００が実装される。例えば基板１１０が複数のボンディング領域を有している場合、各ボンディング領域にダイ１００が実装された後、ボンディング領域ごとに基板１１０を個片にすることによって、複数の完成品（半導体装置）を得ることができる。
また、基板１１０上の各ボンディング領域には、複数のダイ１００が積み重ねられることによって実装されてもよい。このようなスタック型の半導体装置においては、同一ボンディング領域に積層された２以上のダイ１００の全てがいずれも第１面１０２ａが基板１１０とは反対の方向を向くように実装されてもよい。あるいは、同一ボンディング領域に積層された一部のダイが、他のダイとは異なる向きに実装されてもよい。
基板１１０の材質は、例えば、有機材料（例えばエポキシ基板やポリイミド基板）、無機材料（例えばガラス基板）又はそれらの複合材料（例えばガラスエポキシ基板）から構成されていてもよい。基板１１０はいわゆるインタポーザであってもよい。また、基板１１０は、金属材料（例えばリードフレーム材）から構成されていてもよい。
なお、ボンディングステージ１６は、ガイドレール（図示しない）などの駆動機構により、基板１１０をＸ軸方向に移動可能に構成されている。また、ボンディングステージ１６は基板１１０を加熱するための加熱手段を備えている。
ボンディングヘッド１８には、Ｚ軸駆動機構２０を介して真空吸着ツール２２が取り付けられ、かつ、真空吸着ツール２２から所定距離離れた位置に撮像部２６が取り付けられている。言い換えれば、図１に示す例では、真空吸着ツール２２及び撮像部２６は、ボンディングヘッド１８に固定されており、ボンディングヘッド１８がＸＹテーブル２８によって移動することによって、真空吸着ツール２２及び撮像部２６が共にＸＹ軸方向に移動する。また、撮像部２６と反対側には、撮像部２７が設けられていてもよい。撮像部２６は、ダイ１００の第１面１０２ａを撮像可能であり、撮像部２７は、ダイ１００の第２面１０２ｂを撮像可能であってもよい。なお、撮像部２６はボンディングヘッド１８に固定されていなくてもよく、真空吸着ツール２２とは別に移動可能であってもよい。
真空吸着ツール２２は、ダイ１００を真空吸着する吸着面２４を有する。真空吸着ツール２２は、ダイ１００を所定位置に移送するために吸着保持し、かつ、ダイ１００を基板１１０に実装するために加圧するためのものである。なお、真空吸着ツール２２の詳細は後述する。
制御部３０は、ボンディング装置１０によるボンディングのための必要な処理を制御するものである。制御部３０は、真空吸着ツール２２のＸＹＺ軸駆動、θ軸駆動（Ｚ軸回りの回転）及びチルト駆動（傾斜方向）を含む真空吸着ツール２２の位置制御、真空引きのオン又はオフ制御、ダイ１００を基板１１０へ実装するときの荷重制御、基板１１０の加熱制御などを行う。制御部３０は、ボンディングヘッド１８、真空吸着ツール２２並びに撮像部２６などの各構成との間で信号の送受信が可能なように接続され、これによりこれらの動作を制御する。
制御部３０には、制御情報を入力するための操作部３２と、制御情報を出力するための表示部３４が接続されている。これにより作業者が表示部３４によって画面を認識しながら操作部３２によって必要な制御情報を入力することができるようになっている。
制御部３０は、ＣＰＵ及びメモリなどを備えるコンピュータ装置であり、メモリには予めボンディングに必要な処理を行うためのボンディングプログラムなどが格納される。制御部３０は、後述する本実施形態に係るダイの実装方法に関わる各工程を実行可能に構成されている（例えば各動作をコンピュータに実行させるためのプログラムを備える）。
次に図２〜図５を参照しつつ、本実施形態に係るダイの実装方法を説明する。本実施形態に係るダイの実装方法は、図１に示すボンディング装置１０を用いて行うことができる。
ここで、図２は、本実施形態に係るダイの実装方法を説明するためのフローチャートである。図３は、ツールをダイの上方に配置した工程を示す図であり、図４は、ツールに吸着したダイを接着材料を介して基板に実装する工程を示す図である。また、図５は、ツールの吸着面とダイのバンプ形成面との大きさの関係を示した平面図である。
まず、ウェーハステージ１２上に、個片にされた複数のダイ１００を用意する（Ｓ１０）。具体的には、図１に示したように、ウェーハステージ１２上に、フィルムに貼着された複数のダイ１００からなるウェーハ１２０を用意する。ウェーハ１２０は、複数のダイ１００のそれぞれが、第１面１０２ａが上方を向くとともに第２面１０２ｂがウェーハステージ１２に対向する向きに、ウェーハステージ１２上に配置される。
次に、ダイ１００を中間ステージ１４に移送する（Ｓ１１）。具体的には、ウェーハステージ１２上の複数のダイ１００を一つずつ中間ステージ１４に移送する。既に説明したとおり、ダイ１００の移送は真空吸着ツール２２によって行ってもよい。
次に、中間ステージ１４のダイ１００の上方に、真空吸着ツール２２を配置する（Ｓ１２）。ここで、真空吸着ツール２２及びダイ１００の詳細についてさらに説明する。
真空吸着ツール２２は、ダイ１００の第１面１０２ａに対向する吸着面２４を有する。また、吸着面２４には、真空引きするための少なくとも１つの吸引孔２５が設けられている。吸引孔２５は、吸着面２４におけるＸＹ平面視の中央に設けられていてもよい。
ダイ１００は、図３に示すように、第２面１０２ｂが中間ステージ１４上のフィルム（図示を省略する。）に貼着されることによって、中間ステージ１４上に固定されている。ダイ１００の第１面１０２ａには、複数の電極パッド１０４と、複数の電極パッド１０４上に設けられた複数のバンプ電極１０６と、複数のバンプ電極１０６の周囲に設けられた保護膜１０８とが設けられている。電極パッド１０４は、第１面１０２ａに形成された回路パターンと電気的に接続された端子である。また、電極パッド１０４の外周端部には、保護膜１０８によって被覆されており、これによって露出した電極パッド１０４の中央部が、バンプ電極１０６との接続部となっている。
図４に示すように、バンプ電極１０６は、第１面１０２ａにおける保護膜１０８の上面よりも突起した高さＨを有している。バンプ電極１０６の高さＨは、バンプ電極１０６の頂点と保護膜１０８の上面との間の距離である。
電極パッド１０４及びバンプ電極１０６の材質は限定されるものではないが、例えば電極パッド１０４はアルミニウム又は銅などであってもよく、また、バンプ電極１０６は金などであってもよい。
図３に示す例では、このようなダイ１００の第１面１０２ａと、真空吸着ツール２２の吸着面２４との間に多孔質シート４４を配置する。例えば、中間ステージ１４の上方に、多孔質シート４４が装着された一対のリール４０，４２を配置することによって、ダイ１００と真空吸着ツール２２との間に多孔質シート４４を配置することができる。一対のリール４０，４２は、供給リール４０及び巻取リール４２からなる。供給リール４０から供給した多孔質シート４４の一部を巻取リール４２へ搬送することによって、ダイ１００の第１面１０２ａと真空吸着ツール２２の吸着面２４との間に、多孔質シート４４の一部の領域を順々に送ることができる。
図３に示す例では、多孔質シート４４は、リール４０，４２が並ぶＸ軸方向に巻き取り方向、Ｙ軸方向に幅方向、及び、Ｚ軸方向に厚さ方向を有する。多孔質シート４４は、真空吸着ツール２２の吸着面２４に対向する第１面４４ａと、ダイ１００の第１面１０２ａに対向する第２面４４ｂを有し、第１面４４ａと第２面４４ｂとの間の距離が多孔質シート４４の厚さである。図３に示すように、多孔質シート４４は厚さＴ１を有している。厚さＴ１とバンプ電極１０６の高さＨとは、Ｔ１≧Ｈの関係を有している。この場合、多孔質シート４４の厚さＴ１は、好ましくは、バンプ電極１０６の高さＨの１〜５倍であるが、ヒータからの熱伝導を阻害しない範囲の厚さの多孔質シート４４を用いることができる。
多孔質シート４４の幅方向の長さは、ダイ１００の第１面１０２ａのＹ軸方向の幅よりも大きく、また、真空吸着ツール２２のＹ軸方向の幅よりも大きくなっている。これにより、ダイ１００の第１面１０２ａと真空吸着ツール２２の吸着面２４との間に確実に多孔質シート４４を介在させることができる。
多孔質シート４４は、第１面４４ａと第２面４４ｂの間を通気するための複数の孔を有する。多孔質シート４４のガーレー値は、チップを吸着するために値が小さいほうがよく、例えば１〜３（ｓ／１００ｃｃ／ｉｎ2）の範囲を有することが好ましい。
多孔質シート４４は、ダイ１００を基板１１０に実装するときに第１面１０２ａによるバンプ電極１０６の突起高さを少なくとも部分的に吸収するために、バンプ電極１０６及び吸着面２４のいずれと比べても柔らかい材質からなる。例えば、多孔質シート４４の圧縮応力は、０．１２ＭＰａであり、バンプ電極に用いられる銅の圧縮応力１１０ＧＰａ、金の圧縮応力８０ＧＰａよりも小さい。そのため、多孔質シート４４は、銅や金等のバンプ電極として使われる金属よりも変形しやすい。なお、多孔質シート４４の圧縮応力は、多孔質シート４４を所定の荷重により押圧し、荷重と歪み量との傾きから算出した。
多孔質シート４４は、ＰＴＦＥナノファイバーが紡糸された紡糸シートである。この多孔質シート４４は、約１〜２μｍの孔径を有し、約５０μｍの厚さを有し、ガーレー値が１〜２（ｓ／１００ｃｃ／ｉｎ2）を有するものを用いてもよい。ＰＴＦＥナノファイバーは、厚いにもかかわらずガーレー値を小さくする（通気性を向上させる）ことができる。また、ＰＴＦＥナノファイバーを用いた多孔質シート４４は、２６０℃〜３００℃に加熱しても熱収縮を小さくすることができ、かつ、シートがカールする等のシートの変形を抑制することができる。
多孔質シート４４は、巻き取り方向（Ｘ方向）と直交する幅方向（Ｙ方向）に２５０℃で０％、３００℃で０％〜０．５％、３５０℃で５％〜９％の収縮率を有し、巻き取り方向に２５０℃で４．２％〜５．７％、３００℃で４．７％〜０．５％、３５０℃で１２．４％〜１４．０％の収縮率を有する。これに対し、ＰＴＦＥを低温で延伸した後、融点以下の熱を印加して形状を固定化した延伸シートは、幅方向に２５０℃で２９．９％〜３１．９％、３００℃で３５．０％〜３８．０％、３５０℃で４８．７％〜５３．３％の収縮率を有し、シート巻き取り方向に２５０℃で３０％〜４２％、３００℃で３６％〜４７％、３５０℃で５０％〜５５％の収縮率を有する。すなわち、多孔質シート４４は、延伸シートと比較して、幅方向でおよそ１／５の収縮率であり、シート巻き取り方向でおよそ１／４の収縮率である。
なお、本実施の形態のようにロールに巻かれた多孔質シート４４は巻き取り方向に長尺であるため、この方向に収縮したとしても後述する接着材料の這い上がりを抑制する効果に影響を及ぼさない。
本実施の形態で説明する半導体装置の製造プロセスでは、真空吸着ツール２２に内蔵されたヒータによりダイ１００及び接着材料１１４を２５０℃〜３００℃まで加熱する。この際、ヒータ及び真空吸着ツール２２は、ダイ１００を加熱する目標温度よりも高い３００℃〜３５０℃程度まで加熱され、多孔質シート４４も３００℃〜３５０℃の熱に晒される。
多孔質シート４４は、図４に示すように、基板１１０にダイ１００を実装する際に、液体の接着材料１１４又は熱により溶融したフィルム状の接着材料１１４が真空吸着ツール２２の吸着面２４、又はダイ１００の上面に這い上がって付着することを抑制する為に用いられる。ダイ１００に接着材料１１４が付着した場合には、電極の接合不良等を引き起こす。さらには、吸着面２４に接着材料１１が付着した場合には、これに付着した接着材料１１４がダイ１００に転写されて同様に不良を引き起こす。
ダイ１００は、基板１１０上に限らず、既に基板１１０上に実装された他のダイ１００上に積層されることもある。この場合、多孔質シート４４は、基板１１０上の接着材料１１４又はダイ１００同士を接着する接着材料１１４が吸着面４５又はダイ１００に付着することを抑制する。
多孔質シート４４によって吸着面２４及びダイ１００への接着材料１１４の付着を抑制するには、吸着面２４及びダイ１００の全体を覆う必要がある。しかしながら、多孔質シート４４には３００℃程度の熱が印加されるために収縮率の大きな材料を用いた場合には、吸着面２４又はダイ１００の一部が露出して接着材料１１４がこれらの表面に付着することが予測される。
また、多孔質シート４４にカール等の変形する材料を用いた場合には、多孔質シート４４が吸着面２４に接触したとき、ダイ１００を実装するとき等に多孔質シート４４が捲れて吸着面２４又はダイ１００の一部が露出して、接着材料１１４がこれらの表面に付着することが予測される。さらには、接着材料１１４が付着した多孔質シート４４が変形することにより、予期しない箇所に接着材料１１４が付着してダイ１００の不良を引き起こすことも考えられる。
図２のフローチャートに戻り、次に、真空吸着ツール２２の吸着面２４とダイ１００の第１面１０２ａ（バンプ形成面）との間に多孔質シート４４を挟んで、真空吸着ツール２２によってダイ１００を吸着する（Ｓ１３）。具体的には、図３において、真空吸着ツール２２を下降させ、その吸着面２４とダイ１００の第１面１０２ａとの間に多孔質シート４４を挟んだ状態で、真空吸着ツール２２の吸引孔２５から真空引きする。こうして、真空吸着ツール２２の吸着面２４に、多孔質シート４４越しにダイ１００を吸着することができる。その後、真空吸着ツール２２を多孔質シート４４とともにボンディングステージ１６へ移送させる。こうして、ダイ１００を基板１１０のボンディング領域上に移送させる。
次に、ダイ１００を基板１１０のボンディング領域に接着材料１１４を介して実装する（Ｓ１４）。具体的には、予め基板１１０のボンディング領域上に接着材料１１４を設けておき、真空吸着ツール２２を下降させることによって、図４に示すように、真空吸着ツール２２によって多孔質シート４４越しにダイ１００の第１面１０２ａを加圧する。このときダイ１００及び接着材料１１４を加熱する。これにより、接着材料１１４を加熱溶融させ、その後硬化させる。こうして、図４に示すように、吸着面２４と第１面１０２ａとの間に多孔質シート４４を挟んだ状態で、ダイ１００を接着材料１１４を介して基板１１０のボンディング領域に実装する。
接着材料１１４は、常温でシート状に構成されたものを用いてもよいし、あるいは、常温でペースト状に構成されてものを用いてもよい。接着材料１１４は例えば熱硬化性樹脂であってもよい。この場合、接着材料１１４を加熱することにより溶融及び硬化させることができる。
加圧時における多孔質シート４４の厚さＴ２（Ｔ２≦Ｔ１）は、バンプ電極１０６の突起高さＨに対して、Ｔ２≧Ｈの関係を有することが好ましい。
これによれば、ダイ１００を基板１１０のボンディング領域に実装するとき、真空吸着ツール２２の吸着面２４とダイ１００の第１面１０２ａとの間の空隙に多孔質シート４４を設けることができる。これにより、空隙からエアがリークすることを防止することができるため、吸引孔２５からの吸引によるダイ１００の吸着力を維持することができる。さらに、空隙を通るエアを遮ることができるため、均一に加熱することができる。
また、この空隙に多孔質シート４４を設けることによって、ダイ１００又は接着材料１１４を加熱する際に生じるヒュームガスが真空吸着ツール２２の吸着面２４に付着したり、吸引孔２５に侵入したりするのを抑制することができる。したがって、真空吸着ツール２２の吸着面２４や吸引孔２５などが汚染されることを抑制することができ、メンテナンス性の向上を図ることができる。
ここで、図５に示すように、真空吸着ツール２２の吸着面２４は、ダイ１００の第１面１０２ａよりも大きいサイズを有していてもよい。具体的には、真空吸着ツール２２のＸ軸方向の幅ＷＸ及びＹ軸方向の幅ＷＹ、並びに、ダイ１００のＸ軸方向の幅ＤＸ及びＹ軸方向の幅ＤＹは、ＷＸ≧ＤＸかつＷＹ≧ＤＹであってもよい。
これによれば、吸着面２４によってダイ１００を確実に加圧することができるとともに、ダイ１００の第１面１０２ａに対する加圧力を均一化することができる。さらに、本実施形態では、吸着面２４と第１面１０２ａとの間に多孔質シート４４が介在しているので、ダイ１００を接着材料１１４を介して基板１１０に実装するとき、ダイ１００の側面において這い上がる接着材料１１４を多孔質シート４４で遮ることができる。したがって、接着材料１１４が真空吸着ツール２２の吸着面２４に付着することを防止することができる。
また、図４に示すように、真空吸着ツール２２のＸ軸方向の幅ＷＸのうち、真空吸着ツール２２の吸引孔２５の幅Ｗ１及びその両端の幅Ｗ２とした場合、Ｗ１＜Ｗ２であってもよい。また、真空吸着ツール２２の幅Ｗ２と、加圧時における多孔質シート４４の厚さＴ２とは、Ｔ２＞Ｗ２（又はＴ１＞Ｗ２）であってもよい。
これによれば、真空吸着ツール２２の端部から吸引孔２５までの距離が、多孔質シート４４の厚さよりも小さいため、多孔質シート４４をバンプ電極１０６の突起高さＨ以上にしたとしても、真空吸着ツール２２の吸引力が損なわれることを防止することができる。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。例えば、上記構成において中間ステージ１４を省略し、ウェーハステージ１２から真空吸着ツール２２によって多孔質シート４４を挟んだ状態でピックアップしたダイ１００を、ボンディングステージ１６に搬送してもよい。
また、上記実施形態では一対のリール４０，４２に装着した多孔質シート４４を用いたが、多孔質シート４４を予め複数枚の個片状のシートを用意しておき、この個片状のシートを、真空吸着ツール２２の吸着面２４とダイ１００の第１面１０２ａとの間に介在させてもよい。
［実施例］
次に本発明の実施例について説明する。図６は、加熱前のシートの外観を示す写真であり、（ａ）が実施例、（ｂ）が比較例に係るそれぞれのシートを示している。図７は、２５０℃に加熱した後の試料の外観を示す写真であり、（ａ）が実施例、（ｂ）が比較例に係るそれぞれのシートを示している。表１は、本発明の実施例に係るＰＴＦＥナノファイバーシート、比較例に係るＰＴＦＥ延伸シートのそれぞれの収縮率を測定した結果を示している。
本実施例で用いたＰＴＦＥナノファイバーシートは、エレクトロスピニング法によって繊維化したＰＴＦＥ材料をシート状に成形したのち、これを加熱することでＰＴＦＥナノファイバーシートを得た。
（測定方法）
実施例に係るＰＴＦＥナノファイバーシート、比較例に係るＰＴＦＥ延伸シートについて、２５０℃、３００℃、３５０℃の各温度でそれぞれ２つのシートの収縮率を測定した。各シートの収縮率は、図６に示すようにカオリン（乾燥陶土）を敷き詰めた金属バットに各シートを配置し、各シートを電気炉によって２５０℃、３００℃、３５０℃、１０分間の条件で加熱した。
加熱後、冷却された各シートの寸法変化を測ることによりそれぞれのシートの収縮率を算出した。実施例に係るシートの寸法変化は、シートを１２０ｍｍ角に切り出して１００ｍｍ幅に４つの測定点を付与し、シートの測定点の間隔を加熱前及び加熱冷却後に測定し、その差分から算出した。なお、表1において距離Ａ，Ｃは、シートの幅方向に沿って、距離Ｂ，Ｄは、シートの巻き取り方向に沿って計測した。また、比較例に係る延伸シートは、測定点間の距離測定が不可能であったため、加熱前後の外形寸法の差分に基づいて収縮率を算出した。
（測定結果）
各温度における実施例、比較例の収縮率を測定した結果、表１に示す結果が得られた。すなわち、実施例に係るナノファイバーシートは、幅方向の収縮率が比較例に係る延伸シートの幅方向の収縮率よりも２５０℃、３００℃、３５０℃の各温度において、およそ１／５〜１／１０と大幅に小さいことがわかる。また、実施例は、巻き取り方向の収縮率についても、比較例の収縮率より２５０℃、３００℃、３５０℃の各温度においておよそ１／３〜１／４と大幅に小さい。さらに、図６、図７に示すようにシートの外観についても、比較例の延伸シートが実施例のナノファイバーシートよりも大きく収縮しているのが分かる。
比較例に係る延伸シートには、製造時に低温下でＰＴＦＥ材料を延伸させた後に加熱されて作成されるため、延伸による圧縮方向の残留応力が生じている。そのため、延伸シートは、ダイを実装する際に再加熱されると、圧縮方向の残留応力が解放されるために大きく収縮する。
これに対し、実施例に係るナノファイバーシートは、繊維径が１μｍを下回るＰＴＦＥ繊維を紡糸して作成されるため、シートを延伸せずに特に幅方向の残留応力を小さくすることができる。なお、ナノファイバーシートは、１０％程度の収縮率を呈しているが、これは、製造時にナノファイバーシートをＰＴＦＥの融点以上に加熱する際に発生し、ＰＴＦＥの樹脂特性によるものだと考えられる。
さらに、ダイと吸着ツールとの間に実施例、比較例に係るシートをそれぞれ挟んで、吸着ツールがダイを吸着する前と後とで変化する真空圧力の差圧を測定した。真空圧力は、吸着ツールの吸着穴の下流側に配置された図示しない圧力計により計測される。計測した結果、差圧は、実施例に係るナノファイバーシートを用いた場合で７．０ｋＰａであり、比較例に係る延伸シートを用いた場合で４．２ＫＰａであった。
なお、真空圧力の差圧を計測した際に用いた各シートの厚さは、実施例が５６μｍ、比較例が２５μｍであった。すなわち、実施例に係るナノファイバーシートは、比較例に係る延伸シートよりも約２倍厚いのに関わらず差圧が大きい。すなわち、実施例に係るナノファイバーシートは、比較例に係る延伸シートよりも圧力損失が小さいためダイ１００のバンプ形成面を効果的かつ確実に吸着することができる。また、実施例に係るナノファイバーシートは、圧力損失が小さいため、より厚いナノファイバーシートを適用してもダイ１００のバンプ形成面を吸着することができる。
以上から、実施例に係るナノファイバーシートは、広く用いられている延伸ＰＴＦＥシートよりも収縮率が大きく低減されている。実施の形態に記載したように、接着材料の這い上がりによる付着を抑制する目的でこれらのシートを用いる場合には、収縮率を考慮して十分な大きさのシート及びこれを搬送する機器を配置する必要があり装置のスペースを浪費する。さらに、シートの収縮を抑えようとすると、シートを抑えるクランパ等の機構が必要になり、また、ヒータの温度を低温化する等プロセスの変更等の手間が発生する。実施例に係るナノファイバーシートを用いることで、装置のレイアウト、ダイ実装プロセスを変更せずに、接着材料の付着を効果的に抑制することが可能になる。
上記発明の実施形態を通じて説明された実施の態様は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
２２…真空吸着ツール、２４…吸着面、４４…多孔質シート、１００…ダイ、１０２ａ…第１面、１０２ｂ…第２面、１０６…バンプ電極、１１０…基板、１１４…接着材料

Claims (5)

  1. 直径が１μｍ以下のＰＴＦＥ繊維が紡糸されたＰＴＦＥシートであって、
    前記ＰＴＦＥシートは、ガーレー値が１〜３ｓ／１００ｃｃ／ｉｎ2の範囲、３００℃に加熱された際のシート巻き取り方向と直交する方向の収縮率が１０％以下であり、
    ダイを被実装体に実装する際に前記ダイを加熱するツールと前記ダイとの間に挟まれて前記ツールにより前記ダイを吸着可能にするとともに、前記ダイを前記被実装体に固定する接着部材が前記ツールの吸着面又は前記ダイに付着することを抑制する、
    ＰＴＦＥシート。
  2. 前記ＰＴＦＥシートは、前記ダイのバンプ形成面におけるバンプ電極の突起高さ以上の厚さを有し、前記ダイのバンプ形成面を吸着可能にする、
    請求項１に記載のＰＴＦＥシート。
  3. 前記ＰＴＦＥシートは、前記バンプ電極又は前記吸着面よりも柔らかい材質からなる、請求項２に記載のＰＴＦＥシート。
  4. 前記ツールは、前記ダイ及び前記接着部材を加熱することで、前記ダイを前記被実装体のボンディング領域に実装するものであって、
    前記ＰＴＦＥシートは、前記ダイ又は接着材料を加熱する際に発生するヒュームガスが前記ツールの吸引孔に侵入するのを抑制するフィルターとなる、
    請求項１から３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥシート。
  5. 複数のバンプ電極が形成されたバンプ形成面を有するダイを用意する工程と、
    直径が１μｍ以下のＰＴＦＥ繊維が紡糸され、ガーレー値が１〜３ｓ／１００ｃｃ／ｉｎ2の範囲であり、３００℃に加熱された際のシート巻き取り方向と直交する方向の収縮率が１０％以下であるＰＴＦＥシートを準備する工程と、
    吸着面を有する真空吸着ツールを、前記吸着面が前記バンプ形成面に対向する向きに、前記ダイの上方に配置する工程と、
    前記吸着面と前記バンプ形成面との間にＰＴＦＥシートを挟んで、前記真空吸着ツールによって前記ダイを吸着する工程と、
    前記真空吸着ツールによって吸着した前記ダイを、基板のボンディング領域に接着材料を介して実装する工程と
    を含み、
    前記ＰＴＦＥシートは、前記バンプ形成面における前記バンプ電極の突起高さ以上の厚さを有する、ダイの実装方法。
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