KR101258394B1 - 반도체 발광 소자의 실장 방법과 실장 장치 - Google Patents

반도체 발광 소자의 실장 방법과 실장 장치 Download PDF

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히로키 이케우치
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Abstract

반도체 발광 소자(2)의 범프 전극(26)과 실장 기판(3)의 전극부(21)를 접합하는데 있어서, 반도체 발광 소자(2)의 범프 전극(26)과 실장 기판(3)의 전극부(21)를 접합시킬 때 실장 기판(3)의 전극부(21)에 전력을 공급하여 반도체 발광 소자(2)를 그 전력으로 발광시키고, 발광한 반도체 발광 소자(2)의 광학 특성을 검출하고, 이 광학 특성의 검출치를 처리하여 반도체 발광 소자(2)의 범프 전극(26)과 실장 기판(3)의 전극부(21)의 접합 상태를 취득하여 접합 완료를 판정하므로, 반도체 발광 소자를 그 위에 형성된 금속 전극을 통하여 실장 기판 상의 전극부에 양호하게 접합할 수 있다.

Description

반도체 발광 소자의 실장 방법과 실장 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MOUNTING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT}
본 발명은, 반도체 발광 소자를 실장 기판에 실장하는 실장 방법과 실장 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 발광 소자의 고휘도화나 고효율화에 따라, 반도체 발광 소자의 박형화나 취약화가 진행되고 있다. 또한, 반도체 발광 소자의 베어 칩을 실장 기판 상에 실장하는 기술로서, 플립 칩 실장이 이용되고 있다. 플립 칩 실장이란, 반도체 발광 소자의 전극부 상에 금속 전극을 형성하고, 반도체 발광 소자와 실장 기판 상의 금속 전극을 전기적으로 접합하는 기술이다.
플립 칩 실장은, 프로세스가 복잡하고, 접합면을 직접 관찰할 수 없다. 이 때문에, 특허 문헌 1에는, 플립 칩 실장 전의 반도체 발광 소자에 대하여 프로브침을 직접 접촉시킴으로써, 실장 전의 상태에서의 반도체 발광 소자의 광학 특성이나 전기 특성 평가를 행하는 기술이 제안되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에는, 플립 칩 실장 후의 반도체 소자와 실장 기판에 대하여, X선 촬영 장치나 적외선 현미경을 이용하여 평가를 행하는 기술이 제안되어 있다. 이 검사 장치는 도 10에 도시하는 바와 같이 구성되어 있다.
도 10에 있어서, X선 발생기(100)로부터 조사된 X선은, 회로 기판(102)과 플립 칩(103)을 투과하고, X선 센서(104)의 센서면에서 광으로 변환되어 화상화된다. 여기서, 플립 칩(103)은, 회로 기판(102) 상에 플립 칩 접합된 칩이다. 플립 칩 접합의 접합부에는, X선의 흡수율이 높은 납이나 금 등의 중금속 재료가 사용되고 있다. 이 때문에, X선 화상에서는, 플립 칩 접합의 접합부가 주변에 비해 검어져, 그 위치를 용이하게 특정할 수 있다. 다음에, 플립 칩(103)의 이면에서 접합부의 상부에 해당되는 위치의 높이를, 레이저 포커스 변위계(105)에 의해 측정한다. 레이저 포커스 변위계(105)는, X선 촬영에 영향을 주지 않도록, X선을 투과하는 미러(106)를 통하여 횡방향으로부터 측정할 수 있도록 구성되어 있다.
특허 문헌 3에는, 광학 헤드의 조립에 있어서, 조립 중에 발광 소자에 통전하여, 발광 소자의 위치 어긋남을 보정하는 다이본딩 방법이 기재되어 있다.
특허 문헌 4에는, 실장 전의 발광 소자를 흡착 유지하고, 유지한 발광 소자에 통전하여 휘도를 측정하여 선별하는 기술이 기재되어 있다.
특허 문헌 5에는, 본딩 툴에 의해 흡착 유지한 반도체 소자를, 본딩 툴에 의한 가압력을 검출하면서, 프린트 기판에 실장하는 기술이 기재되어 있다.
일본국 특허 공개 2005－158932호 공보 일본국 특허 공개 평 11－183406호 공보 일본국 특허 공개 평 6－45652호 공보 일본국 특허 공개 평 9－92699호 공보 일본국 특허 공개 평 7－161770호 공보
그러나, 특허 문헌 1의 기술에서는, 실장 전의 반도체 발광 소자의 특성밖에 보증할 수 없다.
또한, 특허 문헌 2의 기술에서는, 실장 후의 반도체 발광 소자의 최종적인 접합 신뢰성밖에 보증할 수 없다. 즉, 특허 문헌 2의 기술은, 광학 특성까지를 보증명하는 것이 아니라, 광학 특성이 불량인 경우에는 반도체 발광 소자를 교환할 필요가 있다. 이 때문에, 고액의 로스가 발생하는 경우가 있다.
또한, 일반적인 실장 기술은 오픈 루프 제어이기 때문에, 접합이 완료해 있음에도 불구하고, 반도체 발광 소자에 접합 에너지를 가해 버리는 경우가 있다. 또한, 오픈 루프 제어이기 때문에, 접합이 불충분한 상태에서 반도체 발광 소자의 실장 공정이 종료해 버리는 경우가 있다. 그 결과, 반도체 발광 소자의 균열이나 반도체 발광 소자의 내부의 발광층에 대한 손상에 의한 불량이 발생해 버리는 경우가 있다.
본 발명은, 더욱 높은 신뢰성으로 반도체 발광 소자를 실장 기판에 실장하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 반도체 발광 소자의 실장 방법은, 반도체 발광 소자의 전극부와 실장 기판의 전극부의 접합 중에 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하여 상기 반도체 발광 소자를 발광시키고, 발광한 상기 반도체 발광 소자의 광학 특성을 검출하고, 검출한 상기 광학 특성에 의거하여 상기 반도체 발광 소자의 전극부와 상기 실장 기판의 전극부의 접합을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 반도체 발광 소자의 실장 방법은, 반도체 발광 소자의 전극부와 실장 기판의 전극부의 접합 중에 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하여 상기 반도체 발광 소자를 발광시키고, 발광한 상기 반도체 발광 소자의 광학 특성을 검출하고, 검출한 상기 광학 특성에 의거하여 상기 반도체 발광 소자의 전극부와 상기 실장 기판의 전극부의 접합을 제어하는데 있어서, 가압력에 의해 상기 접합을 제어한 후, 초음파에 의해 상기 접합을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 반도체 발광 소자의 실장 방법은, 반도체 발광 소자의 전극부와 실장 기판의 전극부의 접합 중에 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하여 상기 반도체 발광 소자를 발광시키고, 발광한 상기 반도체 발광 소자의 광학 특성을 검출하고, 상기 광학 특성의 색도가 규정 색도 범위 내에 들어감과 더불어, 상기 광학 특성의 휘도가 규정 휘도 이상으로 된 것을 검출하여 접합을 완료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체 발광 소자의 실장 장치는, 그 내부에 반도체 발광 소자를 흡착하기 위한 흡착 구멍이 형성되고, 흡착한 반도체 발광 소자를 가압하는 가압 기구와, 실장 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지에 유지된 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하는 전력 공급부와, 상기 흡착 구멍으로부터의 광의 광학 특성을 검출하는 광학 특성 검출기와, 상기 광학 특성 검출기의 검출치에 의거하여 상기 가압 기구의 가압을 제어하는 처리 제어부를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 반도체 발광 소자의 실장 장치는, 그 내부에 반도체 발광 소자를 흡착하기 위한 흡착 구멍이 형성되고, 흡착한 반도체 발광 소자를 가압하는 가압 기구와, 상기 반도체 발광 소자에 초음파를 인가하는 초음파 인가 기구와, 실장 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지에 유지된 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하는 전력 공급부와, 상기 흡착 구멍으로부터의 광의 광학 특성을 검출하는 광학 특성 검출기와, 상기 광학 특성 검출기의 검출치에 의거하여, 상기 가압 기구에 의한 가압 또는 상기 초음파 인가 기구에 의한 초음파를 제어하는 처리 제어부를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 반도체 발광 소자의 실장 장치는, 그 내부에 반도체 발광 소자를 흡착하기 위한 흡착 구멍이 형성됨과 더불어, 상기 흡착 구멍의 내주를 따라 광 도파로가 배치되고, 흡착한 반도체 발광 소자를 가압하는 가압 기구와, 실장 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지에 유지된 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하는 전력 공급부와, 상기 흡착 구멍으로부터의 광의 광학 특성을 검출하는 제1 광학 특성 검출기와, 상기 광 도파로로부터의 광의 광학 특성을 검출하는 제2 광학 특성 검출기와, 상기 제1 광학 특성 검출기 및 상기 제2 광학 특성 검출기의 검출치에 의거하여 상기 가압 기구의 가압을 제어하는 처리 제어부를 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 반도체 발광 소자의 전극과 실장 기판의 전극부의 안정된 양호한 접합을 얻을 수 있어, 보다 높은 신뢰성으로 반도체 발광 소자를 실장 기판에 실장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1의 반도체 발광 소자의 실장 장치의 구성도이다.
도 2는 본 실시의 형태 1의 헤드부와 그 주변의 주요부 단면도이다.
도 3(a)는 본 실시의 형태 1의 제1 공정도, (b)는 본 실시의 형태 1의 제2 공정도, (c)는 본 실시의 형태 1의 제3 공정도, (d)는 본 실시의 형태 1의 제4 공정도, (e)는 본 실시의 형태 1의 제5 공정도이다.
도 4는 본 실시의 형태 1의 처리 제어의 플로우차트이다.
도 5는 검출 광학 특성치와 실장 상태의 관계도이다.
도 6은 본 실시의 형태 1의 가압력의 제어예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 2의 반도체 발광 소자의 실장 장치의 주요부 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 3의 반도체 발광 소자의 실장 장치의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 3의 반도체 발광 소자의 실장 장치 주요부의 검출 신호 파형도이다.
도 10은 종래의 실장 장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시의 형태 1)
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1의 반도체 발광 소자의 실장 장치의 구성도이다. 도 2는, 본 실시의 형태 1의 헤드부와 그 주변의 확대 주요부 단면도이다. 도 3(a)∼(e)는, 본 실시의 형태 1의 제1∼5 공정도이다. 도 2는, 헤드부(4)에 있어서, 가압 기구(9) 및 이동 기구(10)만, 그 단면을 도시한 도면이다. 도 3(a)에서는, 실장 기판(3) 및 반도체 발광 소자(2)를 상하로부터 끼워 지지하는 주변 부분에 대해서, 상하로 간격을 두고 도시하고 있다.
도 1에 도시하는 실장 장치(1)는, 헤드부(4)와, 스테이지(5)와, 전력 급전부(6)와, 광학 특성 측정부(7)와, 처리 제어부(8)를 구비한다. 헤드부(4)는, 전극부로서의 범프 전극(26)을 구비하는 반도체 발광 소자(2)를, 도 3(b)와 같이 유지하여 실장한다. 스테이지(5)는, 반도체 발광 소자(2)가 실장되는 실장 기판(3)이 재치된다. 전력 급전부(6)는, 실장 중의 반도체 발광 소자(2)에 전력을 공급한다. 광학 특성 측정부(7)는, 실장 중의 반도체 발광 소자(2)의 광학 특성치를 측정한다. 처리 제어부(8)는, 실장 장치(1)의 동작을 제어한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 헤드부(4)는, 가압 기구(9)와, 이동 기구(10)로 구성된다. 가압 기구(9)는, 유지한 반도체 발광 소자(2)를, 하방으로 가압한다. 이동 기구(10)는, 가압 기구(9)를 실장 기판(3)의 소정의 실장 위치로 이동시킨다. 가압 기구(9)의 전체 형상은, 그 내부에 흡착 구멍(11)이 형성된 통형상이다. 가압 기구(9)의 직경은, 반도체 발광 소자(2)의 대각 직경의 1.0배 이상 1.5배 이하이다. 흡착 구멍(11)의 직경은, 0.05㎜ 이상, 또한, 반도체 발광 소자(2)의 대각 직경의 0.2배 이하이다. 또한, 일반적인 반도체 발광 소자(2)의 대각 직경은 0.3㎜∼1.0㎜ 정도이다.
흡착 구멍(11)에는, 부압원(負壓源)(12)에 연통하는 흡인용 통로(13)가 접속되어 있다. 반도체 발광 소자(2)는, 흡착 구멍(11) 및 흡인용 통로(13)를 통하여, 부압원(12)에 의한 흡착 동작으로 유지된다.
가압 기구(9)의 선단에서 개구한 흡착 구멍(11)의 종단에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 광학 특성 검출기(제1 광학 특성 검출기)(14)가 설치되어 있다. 광학 특성 검출기(14)는, 흡착 구멍(11)으로 진입해 온 광을 검출한다. 그리고, 광학 특성 검출기(14)는, 광학 특성 측정부(7)를 통하여, 처리 제어부(8)의 처리부(15)를 향하여, 검출한 광의 파장 단위에 따른 강도 정보를 송출한다. 또한, 흡착 구멍(11)의 내주면(표면)에는, 광을 고효율로 반사 또는 전반하는 물질로 저굴절률의 코팅 재료(16)의 코팅이 실시되어 있다. 이 코팅 재료(16)는, 진입해 온 광을, 저감쇠율로 효율적으로 광학 특성 검출기(14)로 이끈다. 이 코팅 재료(16)에 의해, 흡착 구멍(11)에 미약한 광이 들어온 경우에도, 광학 특성 검출기(14)에서 광이 검출 가능해진다. 코팅 재료(16)에는, 굴절률 1.5정도의 SiO2나 MgF2가 바람직하다. 또한, 흡착 구멍(11)의 내주면(표면)을 경면(鏡面) 형상으로 가공해도 된다. 흡착 구멍(11)의 내주면(광 도파로의 표면)을 경면 형상으로 가공한 경우는, 약간 반사율은 저하하지만, 용이하게 반사면을 형성할 수 있다.
스테이지(5)는, 실장 기판 유지부(17)와, 이동 기구(18)로 구성된다. 실장 기판 유지부(17)는, 재치된 실장 기판(3)을 흡인 흡착한다. 이동 기구(18)는, 실장 기판 유지부(17)를 수평면 내에서 이동시킨다.
전력 급전부(6)는, 전력을 공급하는 직류 전원(19)과, 프로브(22)와, 전압을 측정하기 위한 전압 측정기(20)와, 프로브(23)로 구성된다. 프로브(22)는, 실장 기판(3)의 전극부(21)에 접촉하여 직류 전원(19)과 전극부(21)를 전기 접속한다. 프로브(23)는, 실장 기판(3)의 전극부(21)에 접촉하여 전압 측정기(20)와 전기 접속한다.
광학 특성 측정부(7)는, 광학 특성 검출기(14)의 출력을 처리하여, 처리 제어부(8)의 처리부(15)에 출력한다.
처리 제어부(8)는, 연산 처리를 행하는 회로 및 각종 구동 회로를 가진다. 처리 제어부(8)는, 헤드부(4), 스테이지(5), 전력 급전부(6) 및, 광학 특성 측정부(7)를 제어한다. 도 1에서는, 처리 제어부(8)의 주요부 구성 요소로서, 처리부(15), 가압 제어부(24), 메모리(25)만을 도시하고 있다. 처리부(15)는, 광학 특성 측정부(7)로부터의 측정치를 처리한다. 가압 제어부(24)는, 가압 기구(9)의 힘 제어를 행한다. 메모리(25)는, 역치 φth의 판정용 데이터 등을 유지한다.
다음에, 도 4의 플로우차트를 참조하여 처리 제어부(8)의 구체적인 구성을 설명한다.
단계 S1에서는, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 반도체 발광 소자(2)가 헤드부(4)의 가압 기구(9)에 흡착 유지된다. 또한, 실장 기판(3)이 실장 기판 유지부(17) 상에 재치되어, 흡착 유지된다. 즉, 반도체 발광 소자, 실장 기판을 로드한다.
단계 S2에서는, 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 이동 기구(10, 18)에 의해 반도체 발광 소자(2)와 실장 기판(3)이 실장 소정 위치로 이동하여, 이들 위치 맞춤이 행해진다.
단계 S3에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 프로브(22, 23)가 실장 기판(3)의 전극부(21)에 접촉하고, 직류 전원(19), 전압 측정기(20)에 의해 실장 기판(3)의 전기 특성치를 측정한다. 여기서, 전기 특성치란, 임피던스값이나 정전 용량 등의 물리량을 나타낸다.
단계 S4에서는, 단계 S3에서의 측정 결과에 의거하여, 실장 기판(3)에서의 전극 쇼트 등의 이상 유무를 판정한다. 단계 S4의 판정 결과, 이상이 검출된 경우(단계 S4에서 이상 무 「NO」인 경우)에는, 후술의 단계 S11로 진행된다.
단계 S4에 있어서 이상이 존재하지 않는(단계 S4에서 이상 무 「YES」)것이 확인된 경우에는, 단계 S5∼단계 S8의 루틴을, 단계 S7에 있어서 접합 완료로 판정될 때까지 반복 실행한다.
단계 S5에서는, 가압 제어부(24)가 가압 기구(9)를 제어하고, 반도체 발광 소자(2)를 실장 기판(3)을 향해 가압한다.
단계 S6에서는, 반도체 발광 소자(2)에 대한 가압이 계속적으로 행해지고 있는 사이(단계 S5의 가압 공정의 사이)에 전력 공급부(6)에 의해 반도체 발광 소자(2)에 전력을 공급하여, 반도체 발광 소자(2)를 발광시킨다. 그리고, 단계 S6에서는, 반도체 발광 소자(2)의 발광과 동시에, 광학 특성 검출기(14)에 의해 실장 기판(3)의 광학 특성치가 측정된다. 여기서 광학 특성치란, 발광 휘도나 색도 등의 물리량을 나타낸다.
단계 S7에서는, 단계 S6에서의 측정 결과에 의거하여, 처리부(15)가 접합 완료인지 여부를 판정한다.
구체적으로는, 처리부(15)가, 광학 특성 측정부(7)에 의해 측정된 광학 특성치와 메모리(25)에 기억되어 있는 역치Φth를 비교하여, 측정 결과가 역치φth를 상회한 경우에 접합이 완료했다고 판정한다. 이 임계치φth를 도 5에 의해 자세하게 설명한다.
도 5는, 반도체 발광 소자(2)의 범프 전극(26)을, 실장 기판(3)의 전극부(21)에 일정 압력으로 계속 가압을 한 경우에 있어서의 광학 특성치의 천이를 나타내고 있다. 여기서, 반도체 발광 소자(2)의 범프 전극(26)이 실장 기판(3)의 전극부(21)에 접촉하는 시간을 T1으로 한다. 이 도 5로부터, T1 이후의 한동안은, 반도체 발광 소자(2)의 발광부의 광학 특성치는 상승하고, 그 후 거의 일정치가 되는 것을 알 수 있다. 반도체 발광 소자(2)의 발광부의 광학 특성치가 상승 후에 거의 일정치가 되는 것은, 접합이 정상적인 경우나, 접합이 이상(異常) 경우에도, 발생한다.
접합이 정상적인 경우(도 5의 30의 경우)에도, 일정 압력으로 계속 가압한 경우는, 그 후, 여분의 에너지에 의해 반도체 발광 소자(2)의 발광부의 손상이나 범프 전극(26)의 쇼트나 오픈, 또는 경우에 따라서는 발광부의 균열 등이 발생한다. 여기서, 도 5의 30a의 시점이, 발광부의 균열이 발생한 상태를 나타내고 있다. 접합이 이상 경우(도 5의 31, 32의 경우)에는, 반도체 발광 소자(2)의 범프 전극(26)을 실장 기판(3)의 전극부(21)에 일정 압력으로 계속 가압해도 실장 중의 반도체 발광 소자(2)의 광학 특성치가 역치Φth에 도달하지 않는다.
정상적인 실장 시에는 광학 특성치가 일정치(도 5의Φth) 이상이 되기 때문에, 실장 중의 반도체 발광 소자(2)의 광학 특성치를 역치φth를 기준으로 판정함으로써, 비파괴로 실장 도중의 접합 상태를 판정할 수 있다.
단계 S7에 있어서 접합이 미완료(단계 S7에서 접합 완료 「NO」)로 판정되면, 단계 S8로 진행된다. 그리고, 단계 S8에 있어서 접합에 이상이 있는지 여부를 처리부(15)에서 판정하고, 이상 없음(단계 S8에서 이상 무 「YES」)으로 판정되어 단계 S5로 되돌아가, 단계 S5∼단계 S7를 실행한다.
단계 S7에 있어서 접합이 완료했다고 판정된 경우(단계 S7에서 접합 완료 「YES」인 경우)에는, 단계 S9를 실행한다.
단계 S9에서는, 처리부(15)가 접합 완료 통지 신호를 가압 제어부(24)에 송신하고, 이 신호를 받은 가압 제어부(24)가 가압 기구(9)에 의한 반도체 발광 소자(2)의 가압을 정지한다.
이어서 단계 S10에서는, 실장 기판 유지부(17)에 의한 흡착 유지를 해제한 상태에서 헤드부(4)가 도 3(d)에 도시하는 바와 같이 상승하고, 반도체 발광 소자(2) 부착의 실장 기판(3)이 언로드된다. 실장 기판(3)을 언로드하여, 가압 기구(9)에 의한 반도체 발광 소자(2)의 흡착 유지를 해제함으로써, 도 3(e)에 도시하는 바와 같이 반도체 발광 소자의 실장 처리가 완료된다.
단계 S8에서는, 예를 들면, 어느 일정 시간의 가압 처리에도 불구하고, 반도체 발광 소자(2)의 광학 특성치가 역치Φth를 상회하지 않는 경우(단계 S8의 이상 무 「NO」인 경우)에, 단계 S11로 진행된다. 이 때, 단계 S8의 이상 무 「NO」로서, 반도체 발광 소자(2)의 발광부의 크랙이나 손상, 범프 전극(26)의 쇼트나 오픈 등의 이상이 있다고 판정한다. 단계 S11에 있어서, 이상 통지 신호를 가압 제어부(24)에 송신한다. 단계 S11에서의 이상 통지 신호를 받은 가압 제어부(24)는, 단계 S9에 있어서, 가압 기구(9)에 의한 반도체 발광 소자(2)의 가압을 정지한다.
이와 같이, 본 실시의 형태 1의 실장 장치(1)에서는, 반도체 발광 소자(2)를 실장 기판(3)에 접합하는 가압 공정의 도중에, 광학 특성 측정부(7)에 의해 반도체 발광 소자(2)의 광학 특성치를 측정한다. 그리고, 이 광학 특성치의 측정 결과에 의거하여, 반도체 발광 소자(2)와 실장 기판(3)의 접합이 완료했는지 여부가 판정된다. 이에 따라, 광학 특성치가 불충분함에도 불구하고 접합 동작이 종료해 버리는 것이 방지되어, 안정된 접합 강도 및 광학 특성을 얻을 수 있다.
또한, 광학 특성치가 충분함에도 불구하고 과잉으로 접합 동작이 행해지는 것도 방지할 수 있다. 이 때문에, 반도체 발광 소자(2)의 발광부의 크랙이나 손상, 범프 전극(26)의 손상(쇼트, 오픈 등)도 억제할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태 1에서는, 검출된 광학 특성치에 따라 가압 공정의 완료 타이밍을 제어했는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 가압 공정의 완료 타이밍뿐만 아니라, 검출된 광학 특성치에 따라 가압 공정에 관련된 임의의 파라미터를 실시간으로 제어해도 된다. 제어 대상 파라미터의 일예로서, 가압 공정에 있어서의 가압력을 들 수 있다. 검출된 광학 특성치에 따른 가압력의 제어예를 도 6에 도시한다. 도 6은, 검출된 광학 특성치가 낮은 동안은 가압력을 크게 하고, 검출되는 광학 특성치의 상승에 따라 가압력을 낮추는 예를 나타낸 것이다. 이 경우, 도 6과 같은 광학 특성치와 가압력의 관계를 나타내는 데이터를, 판정용 데이터로서 미리 메모리(25)에 기억해 둔다. 그리고, 이 판정용 데이터에 의거하여, 처리부(15)로부터 가압 제어부(24)에 가압력에 따른 제어 신호를 송신하면 된다. 물론, 도 6의 제어예는 단순한 일예에 지나지 않고, 실제의 실장 조건에 따른 적절한 제어를 채용할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태 1에서는, 장치를 소형화하기 위해서 가압 기구(9)에 광학 특성 검출기(14)를 설치하고 있다. 하지만, 본 발명은, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 가압 기구(9)의 외부에 광학 특성 검출기(14)를 설치하고, 흡착 구멍(11)에 입사된 광을 광 파이버 등으로 광학 특성 검출기(14)로 이끄는 구성도 가능하다.
(실시의 형태 2)
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 2의 반도체 발광 소자의 실장 장치의 주요부 구성도이다. 전술의 실시의 형태 1에서는, 흡착 구멍(11)이 공기 통로이며, 여기를 전반하는 광을 광학 특성 검출기(14)로 검출하고, 광학 특성 측정부(7)를 통하여 처리 제어부(8)가 접합의 가압력을 제어했다. 하지만, 흡착 구멍(11)의 전반 주파수 특성은 코팅 재료(16)의 반사 특성에 좌우되기 때문에, 광 범위의 색도에 있어서의 휘도를 측정하여 처리 제어부(8)가 접합의 가압력을 제어하기 위해서는, 검출광의 전반 주파수 특성을 보다 평탄화하는 것이 바람직하다.
여기서, 이 실시의 형태 2에서는, 복수개의 광 파이버(33)를, 흡착 구멍(11)의 내주면을 따라 환형상으로 배치하고 있다. 이 광 파이버(33)는, 그 선단이 흡착 구멍(11)의 반도체 발광 소자(2)의 측에 위치되고, 그 타단이 광학 특성 검출기(14)의 측에 위치된 코어재를 가지는 광 도파로이다. 또한, 본 실시의 형태 2에서는, 광학 특성 검출기(14)와는 별도의 제2 광학 특성 검출기(34)를 설치하고 있다. 복수개의 광 파이버(33)의 코어재 내를 전반한 광은, 제2 광학 특성 검출기(34)에 의해 검출된다. 이 경우, 광학 특성 검출기(14)는, 환형상으로 배치된 광 파이버(33)에 의해 둘러싸인 공기 통로를 전반하는 광만을 검출하고 있다. 광 파이버(33)의 외주면을 코팅 재료(16)로 코팅하는 것도 생각할 수 있다.
광학 특성 검출기(14)로 검출된 출력(이하, 제1 검출 출력으로 한다)과 제2 광학 특성 검출기(34)로 검출된 출력(이하, 제2 검출 출력으로 한다)은, 각각 광학 특성 측정부(7)를 통하여 처리 제어부(8)에 입력되어 있다. 광학 특성 측정부(7)는 구체적으로는 분광기이며, 광의 주파수마다의 강도를 측정하여 출력한다.
광학 특성 측정부(7)를 통하여 처리 제어부(8)에 입력된 제1 검출 출력과 제2 검출 출력은, 처리부(15)에 있어서, 광학 특성 검출기(14)와 제2 광학 특성 검출기(34)의 입사 면적이 달라도 단위 면적당 비율이 동일해지도록 가중된다. 이와 같이 하여, 단위 면적당 비율이 동일하게 되도록 가중한 후에, 제1 검출 출력과 제2 검출 출력을 가산하여, 가압 제어부(24)에 출력한다.
처리부(15)에서의 가중을, 자세하게 설명한다. 제1 검출 출력을 A1로 하고, 광학 특성 검출기(14)의 입사 면적을 N1로 하고, 제2 검출 출력을 A2로 하고, 제2 광학 특성 검출기(34)의 입사 면적을 N2로 한다. 이와 같이 한 경우, 처리부(15)의 출력에는, 예를 들면, A1·N2＋A2·N1하여 출력된다. 본 실시의 형태 2에 있어서, 그 외의 수치나 계산은, 실시의 형태 1과 동일하므로, 설명을 생략한다.
본 실시의 형태 2는, 이와 같이 구성함으로써, 광학 특성 측정부(7)를 통하여 처리 제어부(8)에 입력되는 검출 신호의 주파수 특성을, 실시의 형태 1의 경우보다도 평탄화할 수 있다. 이 때문에, 휘도와 색도의 편차를 적게한 실장 상태를 실현할 수 있다.
(실시의 형태 3)
도 8과 도 9는, 본 발명의 실시의 형태 3의 반도체 발광 소자의 실장 장치를 도시한다.
여기서, 반도체 발광 소자의 일예가 액정 디스플레이 패널을 배면으로부터 조명하는 백 라이트인 경우에 대해서, 예를 들어 설명한다. 백 라이트의 경우에는, 발광색이 백색인 다수의 발광 소자를 소정 간격으로 세로 방향과 가로 방향으로 실장하는 것이 필요하다. 또한, 백 라이트의 경우에는, 그에 추가하여, 인접하는 발광 소자와의 사이에서는, 밝기의 편차가 적고, 또한 발광색의 편차가 적은 것이 요구된다.
밝기와 발광색의 편차가 발생하는 원인을, 검토한다.
발광 소자의 전극부에 형성되어 있는 범프 전극을, 실장 기판(3)의 전극부(21)에 가압하여 실장한다. 여기서, 가압하여 실장하기 전의 발광 소자의 밝기와 발광색의 편차가 없는 경우에도, 가압력의 편차가 생기면, 범프 전극(26)의 손상쪽의 편차가 생기고, 결과적으로 범프 전극(26)의 전극부(21)와의 접촉 면적의 편차가 생긴다.
구체적으로는, 범프 전극(26)의 전극부(21)와의 접촉 면적이 큰 경우에는, 통전에 따른 발광 소자의 발열이, 범프 전극(26)을 통하여 전극부(21)에 양호하게 방열된다. 이에 대하여, 범프 전극(26)의 전극부(21)와의 접촉 면적이 작은 경우에는, 통전에 따른 발광 소자의 발열이 범프 전극(26)을 통하여 전극부(21)에 방열 되기 어렵다. 이 때문에, 접촉 면적이 작은 경우에는, 발광 소자의 온도가 상승하고, 통전 시간의 경과에 따라 밝기가 저하한다.
또한, 범프 전극(26)의 전극부(21)와의 접촉 면적이 동일해도, 범프 전극(26)과 전극부(21)의 계면 상태에 따라서는, 발광색의 색도가 미소하게 변동한다.
여기서, 이 실시의 형태 3에서는, 휘도를 목표 휘도에 가깝게할 뿐만 아니라, 색도도 목표 색도에 가깝게 한다. 이를 위해, 본 실시의 형태 3에서는, 실장 기판(3)의 직하에서, 또한, 실장 기판 유지부(17)와 이동 기구(18)의 사이에, 초음파 인가 기구(35)를 끼워 장착하고 있다. 또한, 처리 제어부(8)는, 도 9(a)에 나타내는 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 그 외는 실시의 형태 2와 동일하므로, 설명은 생략한다.
도 9(a)의 가로축은 시간을 나타내고, 좌측의 세로축은 가압 제어부(24)에 제어되어 가압 기구(9)가 반도체 발광 소자(2)를 실장 기판(3)을 향해 가압하는 하중을 나타내고, 우측의 세로축은 반도체 발광 소자(2)를 실장 기판(3)의 기판면과 평행한 방향인 가로 방향으로 진동시키는 초음파의 강도를 나타내고 있다. 또한, 도 9(b)의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 실장 도중의 반도체 발광 소자(2)의 검출 휘도를 나타내고 있다. 또한, 도 9(c)의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 실장 도중의 반도체 발광 소자(2)의 검출 색도를 나타내고 있다. 또한, 도 9(a)∼(c)에는, 각각, 시간 t0, t1, t2를 나타내, 타이밍의 대응 관계를 명확하게 하고 있다.
도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 실시의 형태 3의 처리 제어부(8)는, 검출된 휘도가 도 9(b)에 나타내는 목표 휘도치(Ys)로 될 때까지는, 가압 기구(9)에 의해 반도체 발광 소자(2)를 실장 기판(3)을 향해 가압한다.
검출 휘도가 도 9(b)에 나타내는 목표 휘도치(Ys)로 된 것을 검출한 처리 제어부(8)는, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 이 때의 가압 기구(9)에 의한 하중을 유지한다. 또한, 검출된 휘도(이하, 검출 휘도로 한다)가 도 9(b)에 나타내는 목표 휘도치(Ys)로 된 것을 검출한 처리 제어부(8)는, 초음파 인가 기구(35)에 의해 초음파의 진동을 도 9(a)에 도시하는 바와 같이 발생시켜, 반도체 발광 소자(2)에 횡진동을 부여한다.
이 초음파에 의한 횡진동에서의 접합은, 범프 전극(26)의 전극부(21)와의 접촉 면적에 현저한 변화가 없고, 반도체 발광 소자(2)의 방열 특성의 변화가 적다. 이 때문에, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 목표 휘도치(Ys)로 될 때까지의 하중에 의한 변화율에 비해, 검출 휘도의 변동이 극단적으로 작다. 그러나, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 검출된 색도(이하, 검출 색도로 한다)는, 초음파 진동에 의한 횡진동에 의해 일방향으로 변화한다. 처리 제어부(8)는, 검출 휘도가 목표 휘도치(Ys) 이상으로 됨과 더불어, 검출 색도가 목표 색도(Cs)로 된 것을 검출하면, 접합이 완료했다고 판정한다. 그리고, 처리 제어부(8)는, 초음파 인가 기구(35)에 초음파 출력의 오프를 지시하고, 가압 기구(9)에 하중의 오프를 지시한다.
본 실시의 형태 3의 구성에 의하면, 검출 휘도를 목표 휘도 이상으로 함과 더불어, 검출 색도에 대해서도 목표 색도에 가깝게 할 수 있다. 이 때문에, 액정 디스플레이 패널을 배면으로부터 조명하는 백 라이트의 제조에 특히 유효하다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명은, 반도체 발광 소자를 기판에 실장하는 것이 필요한 각종 전자 기기의 제조 장치에 이용 가능하다.
1 : 실장 장치 2 : 반도체 발광 소자
3 : 실장 기판 4 : 헤드부
5 : 스테이지 6 : 전력 급전부
7 : 광학 특성 측정부 8 : 처리 제어부
9 : 가압 기구 10, 18 : 이동 기구
11 : 흡착 구멍 12 : 부압원
13 : 흡인용 통로 14 : 광학 특성 검출기
15 : 처리부 16 : 코팅 재료
17 : 실장 기판 유지부 19 : 직류 전원
20 : 전압 측정기 21 : 전극부
22, 23 : 프로브 24 : 가압 제어부
25 : 메모리 26 : 범프 전극
33 : 광 파이버 34 : 제2 광학 특성 검출기
35 : 초음파 인가 기구

Claims (18)

  1. 반도체 발광 소자의 전극부와 실장 기판의 전극부가 접합하고 있는 동안에 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하여 상기 반도체 발광 소자를 발광시키고,
    발광한 상기 반도체 발광 소자의 광학 특성을 검출하고, 검출한 상기 광학 특성에 의거하여 상기 반도체 발광 소자의 전극부와 상기 실장 기판의 전극부의 접합을 제어하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
  2. 반도체 발광 소자의 전극부와 실장 기판의 전극부가 접합하고 있는 동안에 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하여 상기 반도체 발광 소자를 발광시키고,
    발광한 상기 반도체 발광 소자의 광학 특성을 검출하고, 검출한 상기 광학 특성에 의거하여 상기 반도체 발광 소자의 전극부와 상기 실장 기판의 전극부의 접합을 제어하는데 있어서,
    가압에 의해 상기 접합을 제어한 후, 초음파에 의해 상기 접합을 제어하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
  3. 반도체 발광 소자의 전극부와 실장 기판의 전극부가 접합하고 있는 동안에 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하여 상기 반도체 발광 소자를 발광시키고,
    발광한 상기 반도체 발광 소자의 광학 특성을 검출하고, 상기 광학 특성의 색도가 규정 색도 범위 내에 들어감과 더불어, 상기 광학 특성의 휘도가 규정 휘도 이상이 된 것을 검출하여 접합을 완료하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자를 상기 실장 기판에 가압하는 가압 기구의 내부에 형성된 흡착 구멍을 통하여 상기 반도체 발광 소자를 흡착 유지하고,
    상기 흡착 구멍을 통하여 상기 반도체 발광 소자의 광학 특성을 검출하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자를 상기 실장 기판에 가압하는 가압 기구의 내부에 형성된 흡착 구멍을 통하여 상기 반도체 발광 소자를 흡착 유지하고,
    상기 흡착 구멍을 통하여 검출한 상기 반도체 발광 소자의 제1의 광학 특성과, 광 투과성의 코어재를 상기 흡착 구멍의 내주를 따라 배치한 광 도파로를 통하여 검출한 상기 반도체 발광 소자의 제2의 광학 특성을, 수광 면적의 비에 의거하여 가중 처리한 가산치에 의거하여, 상기 반도체 발광 소자의 전극부와 상기 실장 기판의 전극부의 접합을 제어하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    검출한 상기 광학 특성이, 미리 입력된 역치를 초과하는 경우에 접합이 완료했다고 판정하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    검출한 상기 광학 특성이, 미리 입력된 역치를 한번 상회한 후에 상기 역치를 하회한 경우에 접합이 과잉이라고 판정하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
  8. 그 내부에 반도체 발광 소자를 흡착하기 위한 흡착 구멍이 형성되고, 흡착한 반도체 발광 소자를 가압하는 가압 기구와,
    실장 기판을 유지하는 스테이지와,
    상기 스테이지에 유지된 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하는 전력 공급부와,
    상기 흡착 구멍으로부터의 광의 광학 특성을 검출하는 광학 특성 검출기와,
    상기 광학 특성 검출기의 검출치에 의거하여 상기 가압 기구의 가압을 제어하는 처리 제어부를 설치한, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  9. 그 내부에 반도체 발광 소자를 흡착하기 위한 흡착 구멍이 형성되고, 흡착한 반도체 발광 소자를 가압하는 가압 기구와,
    상기 반도체 발광 소자에 초음파를 인가하는 초음파 인가 기구와,
    실장 기판을 유지하는 스테이지와,
    상기 스테이지에 유지된 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하는 전력 공급부와,
    상기 흡착 구멍으로부터의 광의 광학 특성을 검출하는 광학 특성 검출기와,
    상기 광학 특성 검출기의 검출치에 의거하여, 상기 가압 기구에 의한 가압 또는 상기 초음파 인가 기구에 의한 초음파를 제어하는 처리 제어부를 설치한, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  10. 그 내부에 반도체 발광 소자를 흡착하기 위한 흡착 구멍이 형성됨과 더불어, 상기 흡착 구멍의 내주를 따라 광 도파로가 배치되고, 흡착한 반도체 발광 소자를 가압하는 가압 기구와,
    실장 기판을 유지하는 스테이지와,
    상기 스테이지에 유지된 상기 실장 기판의 전극부에 전력을 공급하는 전력 공급부와,
    상기 흡착 구멍으로부터의 광의 광학 특성을 검출하는 제1 광학 특성 검출기와,
    상기 광 도파로로부터의 광의 광학 특성을 검출하는 제2 광학 특성 검출기와,
    상기 제1 광학 특성 검출기 및 상기 제2 광학 특성 검출기의 검출치에 의거하여 상기 가압 기구의 가압을 제어하는 처리 제어부를 설치한, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 처리 제어부는, 상기 제1 광학 특성 검출기로 검출한 검출치와, 상기 제2 광학 특성 검출기로 검출한 검출치를, 수광 면적의 비에 의거하여 가중 처리한 가산치에 의거하여, 상기 가압 기구의 가압을 제어하는, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  12. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착 구멍의 직경이 0.05㎜ 이상인, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  13. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착 구멍의 직경이 상기 반도체 발광 소자의 대각 직경의 0.2배 이하인, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  14. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착 구멍의 표면에 코팅 재료가 코팅된, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 코팅 재료가 SiO2 또는 MgF2인, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  16. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착 구멍의 표면이 경면 형상으로 가공된, 반도체 발광 소자의 실장 장치.
  17. 청구항 2에 있어서,
    검출한 상기 광학 특성이, 미리 입력된 역치를 초과하는 경우에 접합이 완료했다고 판정하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
  18. 청구항 3에 있어서,
    검출한 상기 광학 특성이, 미리 입력된 역치를 초과하는 경우에 접합이 완료했다고 판정하는, 반도체 발광 소자의 실장 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104362108B (zh) * 2014-09-23 2017-05-24 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 光电测试装置
US9449805B2 (en) * 2014-09-23 2016-09-20 Agilent Technologies Inc. Isolation of charged particle optics from vacuum chamber deformations
JP7343891B2 (ja) * 2019-06-07 2023-09-13 株式会社ブイ・テクノロジー 貼り合わせ装置、貼り合わせ方法及び表示装置の製造方法
KR102248159B1 (ko) * 2019-08-14 2021-05-13 레이저쎌 주식회사 플립 칩 본딩장치의 가압 헤드 및 그를 포함하는 가압 어셈블리
CN113075429A (zh) * 2020-01-03 2021-07-06 迪科特测试科技(苏州)有限公司 探测卡、探测系统及探测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645652A (ja) * 1992-07-24 1994-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ヘッドのダイボンディング装置及びダイボンディング方法
JPH11183406A (ja) 1997-12-19 1999-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd フリップチップ接合検査方法
JP2005158932A (ja) 2003-11-25 2005-06-16 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光装置およびその製造方法
JP2010034132A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Bondtech Inc 傾斜調整機構およびこの傾斜調整機構の制御方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3829538A1 (de) * 1988-08-31 1990-03-08 Siemens Ag Verfahren zum verbinden eines halbleiterchips mit einem substrat
JPH07161770A (ja) 1993-12-02 1995-06-23 Toshiba Corp 半導体素子の実装装置および実装方法
JPH0992699A (ja) * 1995-09-25 1997-04-04 Rohm Co Ltd 発光素子の測定方法
JP3804649B2 (ja) 2003-09-19 2006-08-02 株式会社村田製作所 電子回路装置の製造方法および電子回路装置
JP4234661B2 (ja) 2004-09-30 2009-03-04 株式会社カイジョー ワイヤボンディングにおけるボールの検査方法
JP4950478B2 (ja) * 2005-11-15 2012-06-13 ボンドテック株式会社 加圧方法およびこの方法を用いた接合方法並びにこの接合方法により作成されるデバイス並びに加圧装置およびこの装置を用いた接合装置
CN1945803B (zh) 2006-10-27 2010-08-18 杭州中宙光电有限公司 一种大功率led扩展光源器件的封装方法
JP5801526B2 (ja) * 2008-07-30 2015-10-28 東レエンジニアリング株式会社 チップ実装装置
CN101552313B (zh) 2009-05-22 2013-02-27 重庆大学 一种磁场激励的led在线检测方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645652A (ja) * 1992-07-24 1994-02-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ヘッドのダイボンディング装置及びダイボンディング方法
JPH11183406A (ja) 1997-12-19 1999-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd フリップチップ接合検査方法
JP2005158932A (ja) 2003-11-25 2005-06-16 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光装置およびその製造方法
JP2010034132A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Bondtech Inc 傾斜調整機構およびこの傾斜調整機構の制御方法

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