KR100847192B1 - 실장 방법 및 장치 - Google Patents

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토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드
다다또모 스가
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Abstract

금속 접합부를 구비한 제1 피접합물을 제2 피접합물과 접합할 때, 적어도 제1 피접합물의 금속 접합부의 표면을 에너지파 내지 에너지 입자를 조사함으로써 세정하는 세정 공정과, 세정된 제1 피접합물의 금속 접합부를 제2 피접합물의 피접합부에 특수 가스 분위기 속에서 가열에 의해 접합하는 가열 접합 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 실장 방법 및 장치로서, 실장시, 금속 접합부의 일차 산화 및 이차 산화를 효율적으로 방지하여 신뢰성이 높은 접합을 행할 수 있다.
세정 수단, 접합 수단, 실장 장치, 땜납 범프, 반송 로봇, 반송부

Description

실장 방법 및 장치 {MOUNTING METHOD AND DEVICE}
본 발명은, 땜납 범프 등의 금속 접합부를 구비한 칩 등으로 이루어지는 피접합물을, 기판 등으로 이루어지는 다른 피접합물에 접합하는 실장 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 금속 접합부의 산화를 효율적으로 방지할 수 있도록 한 실장 방법 및 장치에 관한 것이다.
땜납 접합부 등의 금속 접합부를 구비한 피접합물의 실장, 예를 들어 칩에 땜납 범프를 형성하고, 칩을 페이스 다운형으로 기판에 근접시켜 땜납 범프를 기판의 패드에 접촉시킨 후, 칩의 범프를 가열 용융시켜 기판의 패드와 접합하도록 한 칩의 실장 방법은 잘 알려져 있다. 이러한 땜납 범프를 사용한 플립 칩 공법에 있어서는, 접합 공정에 들어가기까지 땜납 범프가 대기 등에 접촉함으로써 일차 산화될 우려가 있고, 또한 가열 접합시 및 그 직전에는 가열에 의해 범프가 산화성 가스 분위기 하에서 이차 산화될 우려가 있다. 일차 산화나 이차 산화가 생기면, 즉 범프의 표면에 산화물이 존재하면, 범프와 기판의 패드 사이에 목표로 하는 접합 상태를 얻을 수 없는 우려가 있다. 기판의 패드에는 통상 금도금 등이 실시되어 있는 경우가 많으므로, 기판의 패드측에는 일차 산화나 이차 산화의 우려가 없는 경우가 많다.
종래부터, 땜납 범프의 이차 산화를 방지하기 위해, 칩과 기판 사이에 질소 가스를 퍼지 가스로서 취입하는 방법이 알려져 있고, 질소 가스 분위기 하에서 범프를 기판의 패드에 접합하도록 하고 있다. 예를 들어, 도7에 도시한 바와 같이 기판(101)의 주위를 둘러싸도록 챔버(102)를 설치하고, 이 챔버(102) 내로 질소 가스(N2 가스)를 취입하여 챔버(102) 내의 공기를 질소 가스로 치환하는 동시에, 상방으로부터 공구(103)로 보유 지지된 칩(104)을 강하시켜 챔버(102) 내의 질소 가스 분위기 하에서 칩(104)의 범프(105)를 기판(101)의 패드(106)에 접합하도록 하고 있다.
그러나, 이 종래의 방법은 기본적으로 이차 산화 방지를 목적으로 한 것이므로, 전술한 바와 같이 일차 산화의 방지에는 실질적으로 효과가 없다. 또, 이 이차 산화 방지 효과에 대해서도 도7에 도시한 종래의 챔버(102)를 이용한 방법에서는 특히, 챔버(102)의 공구 승강용 개구부(107)로부터 외부 공기를 끌어들여서, 현실적으로는 챔버(102) 내의 질소 가스 농도를 이차 산화 방지에 유효한 농도로까지 올리는 것은 곤란하다는 문제를 포함하고 있다.
한편, 최근 에너지파 내지 에너지 입자를 이용한 피접합물의 표면 활성화에 의한 상온 접합법이 주목받고 있다. 예를 들어, 일본 특허 제2791429호 공보에는 양 실리콘 웨이퍼의 접합면을 접합에 앞서서 실온의 진공 속에서 불활성 가스 이온 빔 또는 불활성 가스 고속 원자 빔으로 조사하여 스퍼터 에칭하는 실리콘 웨이퍼끼리의 상온 접합법이 개시되어 있다. 이 상온 접합법에서는, 실리콘 웨이퍼의 접합 면에 있어서의 산화물이나 유기물 등이 상기 빔으로 비산되어 활성화된 실리콘 원자로 표면이 형성되어, 그 표면끼리가 원자 사이의 높은 결합력에 의해 접합된다. 따라서, 이 방법에서는 접합을 위한 가열을 불필요화할 수 있고, 상온에서의 접합이 가능해진다. 또, 표면의 요철이 작은 경우에는(평면도가 높은 경우에는), 접합을 위한 가압의 불필요화도 가능해진다.
이 상온 접합법은, 특히 피접합물끼리의 피접합부가 같은 종류의 재료로 이루어져 있는 경우에, 특히 효과를 발휘할 수 있는 것이다. 따라서, 전술한 바와 같이 기본적으로 가열 접합을 행하는 것을 전제로 한 땜납 범프를 갖는 칩과, 그와는 다른 종류의 재료로 이루어지는 패드를 구비한 기판과의 접합에 대해서는, 언뜻 보기에 적용이 어려울 것처럼 생각할 수도 있다.
그러나, 본 발명자들은 상기 상온 접합법으로서 개시된 우수한 접합법 중, 에너지파 내지 에너지 입자의 조사에 의해 접합면에 있어서의 산화물이나 유기물 등이 매우 효과적으로 비산시키는 표면 세정 효과에 착안하여, 이것이 가열 접합을 전제로 한 피접합물의 금속 접합부의 세정에 적용할 수 있고, 그에 의해 금속 접합부의 일차 산화 방지에 효과가 있다고 생각하여 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.
본 발명의 목적은, 금속 접합부를 구비한 가열 접합을 전제로 하는 피접합물을 실장할 때, 금속 접합부의 일차 산화, 이차 산화를 모두 효과적으로 방지하고, 그에 의해 매우 신뢰성이 높은 접합을 달성할 수 있는 실장 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 실장 방법은, 금속 접합부를 구비한 제1 피접합물을 제2 피접합물과 접합하는 실장 방법이며, 적어도 제1 피접합물의 금속 접합부의 표면을 에너지파 내지 에너지 입자를 조사함으로써 세정하는 세정 공정과, 세정된 제1 피접합물의 금속 접합부를 제2 피접합물의 피접합부에 특수 가스 분위기 속에서 가열에 의해 접합하는 가열 접합 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 방법으로 이루어진다.
본 발명에서 말하는 금속 접합부라 함은, 통상의 납/주석의 땜납에 의한 접합부 외에, 주석/은, Bi/In 등의 이른바 대체 땜납이라 불리우고 있는 것이나, 금/주석, 금/금에 의한 접합부를 포함하는 금속에 의한 접합부의 총칭이다. 또한, 본 발명에 있어서의 특수 가스라 함은, 불활성 가스 또는 적어도 금속 접합부와 반응하지 않는 가스를 말하며, 이 특수 가스로서, 예를 들어 아르곤 가스 등의 불활성 가스나 질소 가스 등의 피접합물과 반응하지 않는 가스, 피접합물의 표면에 있어서 표면 산화물을 불소기 등으로 치환 가능한 가스, 수소를 포함하여 피접합물의 표면에 있어서 환원 반응이 가능한 가스, 산소를 포함하여 피접합물의 표면에 있어서 탄소(유기 성분) 등을 제거 가능한 가스 등을 들 수 있다.
본 발명에 관한 실장 방법에서는, 상기 세정을 에너지파 내지 에너지 입자의 종류에 의해서는 대기압으로 행하는 것이 가능하다. 즉, 본 방법에서는 에너지파 내지 에너지 입자의 조사는, 상온 접합할 수 있는 정도로까지 피접합물의 표면을 활성화하는 것은 아니며, 금속 접합부의 일차 산화를 방지할 수 있을 정도로까지 그 표면의 산화물이나 유기물 등을 비산시키는 것을 목적으로 하고 있으므로, 상온 접합법의 경우와 같은 진공 조건은 필요 없게 되어 기본적으로 대기압으로 세정을 행하는 것이 가능하다. 또한, 세정 효과를 보다 높이기 위해 세정을 상기와 같은 특수 가스 분위기 속에서 행하는 것도 가능하다. 사용하는 에너지파 내지 에너지 입자로서는 플라즈마(대기압 플라즈마를 포함함), 이온 빔, 원자 빔, 래디컬 빔, 레이저중 어느 하나를 이용할 수 있다.
또, 세정된 제1 피접합물의 금속 접합부의 제2 피접합물의 피접합부로의 가열 접합은, 상기와 같은 특수 가스 분위기 속에서 행해지므로 금속 접합부의 이차 산화도 방지된다. 이 이차 산화를 보다 효과적으로 방지하기 위해서는, 특히 접합 직전의 금속 접합부 주위 부분을 고농도의 상기 가스 분위기로 하는 것이 바람직하다. 그를 위해서는, 예를 들어 상기 특수 가스 분위기를 접합 전의 제1 피접합물과 제2 피접합물 사이를 개방 상태로 유지하면서, 적어도 금속 접합부 주위 부분을 향해 상기 특수 가스를 국부적으로 흐르게 함으로써 형성하는 것이 바람직하다. 상기 특수 가스에 의해 공기나 수증기로 대표되는 산화성 분위기를 형성하고 있는 기체를 추출하여, 접합부를 고농도의 비산화성 분위기로 할 수 있다.
본 발명에 관한 실장 장치는, 금속 접합부를 구비한 제1 피접합물을 제2 피접합물과 접합하는 실장 장치이며, 적어도 제1 피접합물의 금속 접합부의 표면을 에너지파 내지 에너지 입자를 조사함으로써 세정하는 세정 수단과, 세정 수단에 의해 세정된 제1 피접합물의 금속 접합부를 제2 피접합물의 피접합부에 가열에 의해 접합하는 가열 접합 수단과, 적어도 가열 접합 수단에 의한 가열 접합부 주위를 특수 가스 분위기로 하는 가스 분위기 형성 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 것으로 이루어진다. 가열을 행함으로써, 양 피접합물의 계면의 미소한 간극이나 잔류 응력을 제거하는 것이 가능해진다.
본 실장 장치에 있어서도, 상기 세정 수단을 대기압 중에 마련할 수 있다. 또한, 세정 효과를 보다 높이기 위해, 세정 수단에도 특수 가스 분위기를 형성하는 가스 분위기 형성 수단을 마련해 둘 수 있다. 또한, 세정 수단의 에너지파 내지 에너지 입자로서 플라즈마, 이온 빔, 원자 빔, 래디컬 빔, 레이저 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또한, 접합부에 있어서의 가스 분위기 형성 수단으로서는, 접합 전에 개방 상태에 있는 제1 피접합물과 제2 피접합물과의 간극 중 적어도 금속 접합부 주위 부분을 향해 퍼지 가스를 국부적으로 취출하는 퍼지 가스 취출 수단으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 관한 실장 방법 및 장치에 있어서는, 제1 피접합물의 금속 접합부 표면으로의 에너지파 내지 에너지 입자의 조사에 의해 그 표면의 산화물이나 유기물 등이 적절히 비산되어, 접합에 이르기까지의 사이 금속 접합부의 일차 산화가 효과적으로 방지된다. 그리고, 가열 접합은 예를 들어 불활성 가스나 금속 접합부와 반응하지 않는 가스로 이루어지는 비산화성 특수 가스 분위기 속에서 행해지므로, 가열에 기인하는 이차 산화도 효과적으로 방지되고, 또한 산화가 방지될 뿐만 아니라 접합의 방해가 되는 금속 표면에서의 반응 및 오염 부착이 방지된다. 따라서, 실제로 가열 접합이 완료되기까지 일차 산화, 이차 산화 모두 효과적으로 방지되게 되어 매우 신뢰성이 높은 접합 상태를 달성할 수 있다.
도1은 본 발명의 일실시 태양에 관한 실장 장치의 개략 구성도이다.
도2는 도1의 실장 장치에 있어서의 에너지파 내지 에너지 입자에 의한 세정 모습을 도시한 부분 확대 정면도이다.
도3은 도1의 실장 장치에 있어서의 가열 접합의 모습을 도시한 부분 확대 정면도이다.
도4는 본 발명에 있어서의 가스 분위기 형성 수단의 다른 실시 태양을 도시한 개략 구성도이다.
도5는 본 발명에 있어서의 가스 분위기 형성 수단의 또 다른 실시 태양을 도시한 개략 구성도이다.
도6은 본 발명에 있어서의 가스 분위기 형성 수단의 또 다른 실시 태양을 도시한 개략 구성도이다.
도7은 종래 실장 장치의 접합부의 개략 구성도이다.
이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
도1 내지 도3은, 본 발명의 일실시 태양에 관한 실장 장치를 도시한 것이다. 도1에 있어서, 부호 1은 실장 장치 전체를 도시하고 있고, 실장 장치(1)는 적어도 제1 피접합물(2)(예를 들어, IC 칩)에 설치된 금속 접합부로서의 땜납 범프(2a)를 세정하는 세정 수단(3)과, 세정 수단(3)에 의해 세정된 제1 피접합물(2)의 땜납 범프(2a)를 제2 피접합물(14)(예를 들어, 기판)에 설치된 패드(14a)에 접합하는 접합 수단(4)과, 세정 수단(3)과 접합 수단(4) 사이에 배치되어 적어도 세정 수단(3)에 의해 세정된 제1 피접합물(2)을 접합 수단(4)으로 반송하는 반송 수단으로서의 반송 로봇(5)을 구비하고 있다.
본 실시 태양에서는, 세정 수단(3)은 세정 챔버(6) 내에 수납되어 있고, 접합 수단(4)은 접합 챔버(7) 내에 수납되어 있다. 세정 챔버(6)와 접합 챔버(7)는 반송부(8)에 의해 연통되어 있고, 이 반송부(8)에 반송 로봇(5)이 배치되어 있다.
반송 로봇(5)은, 피접합물(2)을 파지 및 해방 가능한 선단부 아암(9)을 갖고 있고, 선단부 아암(9)은 로봇 본체(10)에 축방향(X 방향)으로 신축 가능한 로드(11)를 거쳐 부착되어 있는 동시에, 로드(11)를 중심축으로 하여 r 방향으로 회전 가능하게 설치되어 있다. 또, 로봇 본체(10)는 상하 방향(Z 방향)과 회전 방향(θ방향)으로 이동 및 조정할 수 있도록 되어 있다. 도시는 생략하지만, 이 반송은 예를 들어 트레이 상에 단수 혹은 복수의 피접합물(2)을 보유 지지하고, 트레이를 반송 로봇(5) 등의 반송 수단으로 반송하도록 해도 좋다.
세정 수단(3)은, 적어도 제1 피접합물(2)의 접합면이 되는 땜납 범프(2a)의 표면을 향해 에너지파 내지 에너지 입자(12)를 조사함으로써, 그 표면을 세정하는 수단으로 이루어진다. 에너지파 내지 에너지 입자(12)로서는, 전술한 바와 같이 플라즈마, 이온 빔, 원자 빔, 래디컬 빔, 레이저 중 어느 하나를 이용한다. 이 세정은, 에너지파 내지 에너지 입자(12)의 종류에 따라서는 대기압에서 행하는 것이 가능하다. 또한, 세정 효과를 보다 높이기 위해 전술한 바와 같이 특수 가스 분위기를 형성하는 가스 치환 수단을 부설해도 좋다(도시 생략).
접합 수단(4)을 수납한 접합 챔버(7)에는, 반송 로봇(5)을 설치한 반송부(8) 에 대한 연통과 그 차단을 제어하는 셔터 수단(13)이 설치되어 있다. 셔터 수단(13)은, 접합 전에 접합 챔버(7) 내를 소정의 가스 분위기로 할 때 및 접합 중에 반송부(8)와의 연통을 차단하기 위해 폐쇄되고, 각 피접합물을 접합 챔버(7) 내로 도입할 때 및 접합 챔버(7) 내로부터 접합 후의 접합물을 취출할 때, 반송 로봇(5)이 진퇴할 수 있도록 개방된다.
접합 챔버(7)에는, 접합 챔버(7) 내를 소정의 특수 가스 분위기로 하는 가스 분위기 형성 수단(18)이 부설되어 있다. 이 가스 분위기 형성 수단(18)은, 본 실시 태양에서는 불활성 가스 치환 수단으로 구성되어 있다. 불활성 가스로서는, 예를 들어 아르곤 가스를 이용할 수 있다.
접합 수단(4)은, 제1 피접합물(2)의 세정된 땜납 범프(2a)를 제2 피접합물(14)의 패드(14a)에 가열 접합한다. 접합 수단(4)은, 예를 들어 제2 피접합물(14)을 보유 지지하는 스테이지(15)와, 제1 피접합물(2)을 보유 지지하는 가열 기능을 갖는 공구(16)를 갖고 있다. 가열 접합할 때의 위치 맞춤을 행하기 위해, 본 실시 형태에 있어서는, 스테이지(15)는 X, Y 방향(수평 방향)으로 위치 조정할 수 있도록 되어 있고, 공구(16)는 Z 방향(상하 방향)과 회전 방향(θ방향)으로 조정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상하 피접합물의 위치 어긋남량을 검출하고, 그에 의거하여 원하는 위치 정밀도 범위 내로 조정할 수 있도록 하기 위해, 스테이지(15)와 공구(16) 사이에는, 상하의 피접합물측에 부착된 인식 마크를 판독하는 인식 수단으로서의, 상하 방향의 시야를 갖는 2시야 카메라(17)가 진퇴 가능하게 설치되어 있다. 이 2시야 카메라(17)도 X, Y 방향으로[경우에 따라서는 또한 Z 방향(상하 방향)으로] 위치 조정할 수 있도록 되어 있다. 또, 이 인식 수단은 상하의 피접합물측에 부착된 인식 마크를 각각 따로따로 판독하는 다른 구성의 인식 수단으로 구성되어도 좋다.
접합 챔버(7) 내의 분위기는, 본 실시 태양에서는 불활성 가스 치환 수단(18)에 의해 가열 접합 전에 불활성 가스 분위기가 되고, 그 상태에서 가열 접합이 행해지도록 되어 있다. 접합 챔버(7) 내의 가스 분위기로서는 불활성 가스 분위기 이외의 전술한 바와 같은 특수 가스 분위기, 예를 들어 피접합물과 반응하지 않는 가스 분위기로 할 수 있고, 예를 들어 전극을 갖는 피접합물로 그 전극을 다른 쪽 피접합물에 접합하는 경우, 그 전극과 반응하지 않는 가스(예를 들어, 질소 가스)를 이용한 가스 분위기로 하는 것도 가능하다. 이 접합 챔버(7) 내에서의 가열 접합은, 대기압하, 감압하 중 어느 한 쪽에서 행하는 것도 가능하다. 특히, 대기압하에서 행하면 장치적으로도 가스 분위기의 제어적으로도 간소화가 가능하다.
이와 같이 구성된 실장 장치(1)를 이용하여, 본 발명에 관한 실장 방법은 다음과 같이 실시된다.
제1 피접합물(2)이 세정 챔버(6) 내로 도입되어, 도2에도 도시한 바와 같이 에너지파 내지 에너지 입자(12)의 조사에 의해 적어도 제1 피접합물(2)의 땜납 범프(2a)의 표면이 세정된다. 이 세정은, 전술한 바와 같이 대기압에서 행할 수 있다. 에너지파 내지 에너지 입자(12)에 의한 세정에 의해 땜납 범프(2a)의 표면으로부터 산화물이나 유기물 등이 비산되고, 청정한 상태로 유지되어 일차 산화가 방 지된다. 제2 피접합물(14)측에 대해서도 일차 산화 방지가 필요하면, 마찬가지로 에너지파 내지 에너지 입자(12)에 의한 세정을 행하면 좋다.
제2 피접합물(14)과 땜납 범프(2a)가 세정된 제1 피접합물(2)이 접합 챔버(7) 내로 도입되어, 가열 접합이 행해진다. 가열 접합시에는, 본 실시 태양에서는 셔터 수단(13)이 폐쇄되고, 불활성 가스 치환 수단(18)에 의해 접합 챔버(7) 내가 불활성 가스 분위기가 되어 그 분위기 속에서 가열 접합이 행해진다. 도3에 도시한 바와 같이, 일차 산화가 방지된 제1 피접합물(2)의 땜납 범프(2a)가 불활성 가스 분위기(19) 속에서 제2 피접합물(14)의 패드(14a)에 가열 접합되게 되므로, 가열에 의한 이차 산화도 효과적으로 방지된다. 즉, 일차 산화, 이차 산화 모두 방지되어 신뢰성이 높은 접합 상태가 달성된다.
상기 실시 형태에서는, 접합 챔버(7) 내 전체를 불활성 가스로 치환하도록 했지만, 이차 산화를 보다 확실하게 방지하기 위해 가열 접합 직전의 땜납 범프(2a) 주위 부분을 보다 중점적으로 고농도의 불활성 가스로 효율적으로 치환하는 방법을 채용할 수 있다.
예를 들어, 도4에 도시한 실시 태양에서는 접합 수단(21)에 있어서의 공구(22)로 보유 지지된 제1 피접합물(2)과, 스테이지(23)에 보유 지지된 제2 피접합물(14)과의 사이를 가열 접합 직전에 개방 상태로 유지하여, 이 간극의 측방으로부터 불활성 가스 등으로 이루어지는 비산화성 퍼지 가스(24)가 적어도 땜납 범프(2a)의 주위 부분을 향해 국부적으로 취출된다. 퍼지 가스 취출 수단(25)은, 취출구(26)와, 취출구(26)를 향해 퍼지 가스를 공급하는 유로(27)와, 유량 제어 밸 브(28)를 갖고 있고, 상기 간극 중에 존재하고 있던 공기(29)를, 주위로부터 공기를 끌어들이지 않도록 효율적으로 압출하여 퍼지 가스로 치환하기 위해, 예를 들어 퍼지 가스를 층류 상태가 될 정도의 느린 유속으로 취출한다.
이러한 가스 분위기 형성 수단으로 함으로써, 주위로부터의 공기를 끌어들이는 것이 억제되면서, 적어도 땜납 범프(2a) 주위 부분이 국부적으로 높은 퍼지 가스 농도로 유지된다. 따라서, 가열 접합 전의 땜납 범프(2a)의 이차 산화가 매우 효율적으로 방지되게 된다.
도5는, 퍼지 가스를 이용한 가스 분위기 형성 수단의 다른 실시 태양을 도시하고 있다. 도5에 도시한 접합 수단(31)에서는, 퍼지 가스 취출 수단(32)이 공구(33)와 일체적으로 구성되어 있다. 공구(33)의 하면측에 퍼지 가스 취출구(34)가 경사 하방을 향해 개구되어 있고, 패드(35a)를 갖는 제2 피접합물(35)측을 향해 특히 땜납 범프(2a)가 형성된 제1 피접합물(2)의 하면측을 향해 퍼지 가스(36)가 취출되도록 되어 있다. 취출된 퍼지 가스(36)는 제1 피접합물(2)과 제2 피접합물(35) 사이에 존재하고 있던 공기(37), 특히, 땜납 범프(2a) 주위 부분의 공기를 압출한다. 이 퍼지 가스 취출에 있어서도 주위의 공기를 끌어들이지 않도록 상기 실시 태양과 마찬가지로 천천히 취출되는 것이 바람직하다.
본 실시 태양은, 공구(33)측으로부터 국부적으로 퍼지 가스가 취출되므로 도5에 도시한 바와 같이 이제부터 가열 접합을 행할 위치의 주위에 이미 실장된 칩(38)이나 다른 부품(39)이 있는 경우, 예를 들어 멀티 칩 실장의 경우 등에 특히 적합한 것이다.
도6은, 퍼지 가스를 이용한 가스 분위기 형성 수단의 또 다른 실시 태양을 도시하고 있다. 도6에 도시한 수단에서는, 공구(41) 홀더(42)의 하단부에는 교환 가능한, 바람직하게는 자동 교환 가능한 부속품(43)이 장착되어 있고, 이 부속품(43)의 하면에 흡착에 의해 땜납 범프(2a)가 형성된 제1 피접합물(2)이 보유 지지되도록 되어 있다. 부속품(43)은, 홀더(42)의 하면에 형성된 환형의 공구 흡착 홈(44)으로부터의 흡인에 의해, 홀더(42)의 하면에 흡착 보유 지지되고, 흡인 통로(45)를 거친 흡인 동작의 제어에 의해 용이하게 자동 교환 가능하게 되어 있다. 제1 피접합물(2)은 홀더(42)와 부속품(43)을 관통하여 연장되는 흡착 구멍(46)에 의한 흡인에 의해 흡착 보유 지지된다.
홀더(42) 내에는, 퍼지 가스 가열용 히터(47)가 매설되어 있고, 그 히터의 매설부에 인접시켜 원호형으로 연장되는 가열 루프(48)가 퍼지 가스 가열용 유로로서 형성되어 있다. 퍼지 가스는 퍼지 가스 공급 통로(49)로부터 가열 루프(48) 내로 유입되고, 가열 루프(48) 내에서 가열된 퍼지 가스가 하방으로 연장되는 유로(50)를 통해, 부속품(43)의 하면측의 개구된 퍼지 가스 취출구(51)로부터 취출된다. 퍼지 가스는, 제1 피접합물(2)의 땜납 범프(2a) 주위 부분을 향해 국부적으로 느린 유속으로 취출된다.
취출되는 퍼지 가스를 미리 가열해 둠으로써, 퍼지 가스 취출에 의한 온도 저하를 억제하고, 땜납 범프(2a)를 접합할 때에 고온으로 유지된 상태에서 계속 땜납 범프(2a)를 가열 접합할 수 있게 된다. 이 태양에 있어서도, 국부적으로 취출된 퍼지 가스에 의해 땜납 범프(2a)의 주위 부분의 퍼지 가스 농도가 높아지고, 이 차 산화가 방지되어 원하는 가열 접합이 효율적으로 행해진다.
또한, 부속품(43)에 퍼지 가스 취출구(51)를 개구하고 있고, 부속품(43)도 용이하게 자동 교환할 수 있도록 하고 있으므로, 제1 피접합물(2)의 종류나 사이즈에 따라서 최적의 퍼지 가스 취출 상태를 실현할 수 있다.
본 발명에 관한 실장 방법 및 장치는 금속 접합부를 구비한 피접합물끼리를 접합하는 모든 실장 방법 및 장치에 적용할 수 있고, 특히 금속 접합부의 일차 산화 및 이차 산화를 효율적으로 방지하여 신뢰성이 높은 접합을 행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 금속 접합부를 구비한 제1 피접합물을 제2 피접합물과 접합하는 실장 방법이며,
    적어도 제1 피접합물의 금속 접합부 표면을 에너지파 내지 에너지 입자를 조사함으로써 세정하는 세정 공정과,
    세정된 제1 피접합물의 금속 접합부를 제2 피접합물의 피접합부에 특수 가스 분위기 속에서 가열에 의해 접합하는 가열 접합 공정을 갖고,
    상기 세정을 대기압에서 행하는 것을 특징으로 하는 실장 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 세정을 특수 가스 분위기 속에서 행하는 것을 특징으로 하는 실장 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에너지파 내지 에너지 입자로서, 플라즈마, 이온 빔, 원자 빔, 래디컬 빔, 레이저 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 실장 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 특수 가스를, 접합 전의 제1 피접합물과 제2 피접합물 사이를 개방 상태로 유지하면서, 적어도 금속 접합부 주위 부분을 향해 국부적으로 흐르게 함으로써 특수 가스 분위기를 형성하는 것을 특징으로 하는 실장 방법.
  6. 금속 접합부를 구비한 제1 피접합물을 제2 피접합물과 접합하는 실장 장치이며,
    적어도 제1 피접합물의 금속 접합부 표면을 에너지파 내지 에너지 입자를 조사함으로써 세정하는 세정 수단과,
    세정 수단에 의해 세정된 제1 피접합물의 금속 접합부를 제2 피접합물의 피접합부에 가열에 의해 접합하는 가열 접합 수단과,
    적어도 가열 접합 수단에 의한 가열 접합부 주위를 특수 가스 분위기로 하는 가스 분위기 형성 수단을 갖고,
    상기 세정 수단이 대기압 중에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 세정 수단에 특수 가스 분위기를 형성하는 가스 분위기 형성 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 세정 수단의 에너지파 내지 에너지 입자로서, 플라즈 마, 이온 빔, 원자 빔, 래디컬 빔, 레이저 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 가스 분위기 형성 수단이 접합 전에 개방 상태에 있는 제1 피접합물과 제2 피접합물과의 간극 중 적어도 금속 접합부 주위 부분을 향해 퍼지 가스를 국부적으로 취출하는 퍼지 가스 취출 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
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