WO2002017694A1

WO2002017694A1 - Dispositif d'installation

Info

Publication number: WO2002017694A1
Application number: PCT/JP2001/006735
Authority: WO
Inventors: Tadatomo Suga; Akira Yamauchi
Original assignee: Toray Engineering Co., Ltd.
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2002-02-28
Also published as: US20030164394A1; TW554386B; JP2002064266A; KR20030027031A; JP4669600B2

Description

明糸田技術分野

本発明は、チップ実装装置等の被接合物同士を接合する実装装置に関し、とくに、接合面の洗浄工程を備えた実装装置に関する。

背景技術

たとえばチップを基板上に実装するに際し、各種の方法でチップの接合面や、場合によっては基板の接合面を洗浄した後、接合面が洗浄されたチップを基板に接合する実装方法が知られている。通常、基板が基板ステージ上の所定の位置に固定され、その基板に対し相対位置関係を調整されたチップが、単数あるいは複数、基板上に実装される。

接合面の洗浄を、接合を行うのと実質的に同じ場所で行う方法もあるが、その場合には、洗浄を行った後に接合を行わなければならず、両作業をシリーズに行う必要があるため、一連の作業のトータルの時間を短縮することは難しい。したがって、チップおよび基板が連続的に搬送されてくる大量生産が要求される製造工程では、タクトタイムを短縮することが困難になる。

また、チップの接合面および基板の接合面を、実装前の互いに対向保持した状態で洗浄することも可能であるが、逆方向に向いた面をそれぞれ洗浄しなければならないため、洗浄装置が複雑になる。また、上記同様、洗浄と接合をシリーズに行う必要があるため、一連の作業のトータルの時間を短縮することは難しい。一方、最近、エネルギー波ないしエネルギー粒子を用いた被接合物の表面の活性化による常温接合法が注目を集めている。たとえば特許第 2 7 9 1 4 2 9号公報には、両シリコンウェハーの接合面を接合に先立って室温の真空中で不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス高速原子ビームで照射してスパッタエッチングする、シリコンウェハ一同士の常温接合法が開示されている。この常温接合法では、シリコンウェハーの接合面における酸化物や有機物等が上記のビームで飛ばされて活性化されたシリコンの原子で表面が形成され、その表面同士が、原子間の高い結合力によって接合される。したがって、この方法では、接合のための加熱を不要化でき、常温での接合が可能になる。また、表面の凹凸が小さい場合には（平面度の高い場合には）、接合のための加圧の不要化も可能になる。

またこの方法は、エネルギー波ないしエネルギー粒子の照射により接合面における酸化物や有機物等を飛ばすことができるので、'常温接合を目指さない場合であっても、たとえば金属接合部としてのハンダ接合部を有し基本的に加熱接合を前提とする場合であっても、被接合物の接合面の洗浄に適用することが可能と考えられる。このようなエネルギー波ないしエネルギー粒子の照射による洗浄では、高度に清浄化された接合面が得られるので、その状態を維持して接合が行われるならば、実際に接合が行われるまで接合面の酸化や接合の妨げとなる金属表面での反応おょぴコンタミ付着等を防止できるとともに、極めて信頼性の高い接合状態を実現できる。

しかし上記のような常温接合、あるいはエネルギー波ないしエネルギー粒子の照射による接合面の洗浄を行う場合においても、エネルギー波ないしエネルギー粒子の照射と接合とを実質的に同じ場所で行う場合にあっては、前述したのと同様、一連の作業のトータルの時間を短縮することが難しくなり、大量生産におけるタクトタイムの短縮が困難になる。また、エネルギー波ないしエネルギー粒子の照射により洗浄された接合面は、高度に清浄化された接合面となるから、その清浄化状態を接合直前まで保っためには、洗浄後の被接合物のハンドリングが難しくなり、特別な工夫が要求されることになる。

発明の開示

そこで、本発明の目的は、接合面の洗浄を効率よく行うことができるとともに、洗浄から接合完了までの一連の作業のトータルの時間を大幅に短縮可能な、大量生産に好適な実装装置を提供することにある。

また、本発明のもう一つの目的は、既に知られている優れた常温接合法の利点、およびそのエネルギー波ないしエネルギー粒子の照射による接合面の優れた洗浄効果に着目し、このようなエネルギー波ないしエネルギー粒子の照射工程を有する装置に対しても、高度に清浄化された接合面を適切に取り扱い、その洗浄効果を損なうことなく接合できるようにするとともに、接合面の洗浄から接合完了までの一連の作業の卜一タルの時間を大幅に短縮可能な、大量生産に好適な実装装置を提供することにある。 . 上記目的を達成するために、本発明に係る実装装置は、第 1の被接合物を第 2 の被接合物上に接合する実装装置であって、少なくとも第 1の被接合物の接合面を洗浄する洗浄部と、洗浄された第 1の被接合物を第 2の被接合物に接合する接合部とを有するとともに、両部を、該両部間で被接合物を搬送可能に接続し、接合部に、前記洗浄された接合面に触れずに第 1の被接合物を反転する反転機構を設けたことを特徴とするものからなる。第 1の被接合物と第 2の被接合物の種類は特に限定されないが、たとえば、第 1の被接合物はチップからなり、第 2の被接合物はチップを接合して実装する基板からなる。

この実装装置においては、上記洗浄部と接合部との間に、第 1の被接合物および第 2の被接合物をトレイ上に保持して搬送する搬送手段を有する構成とすることができる。トレィは、第 1の被接合物や第 2の被接合物の種類に応じて複数に分けることも可能である。このようなトレイを設けることにより、第 1の被接合物や第 2の被接合物が複数ある場合にも、それらを同時に搬送できるので、搬送機構を簡素に構成できるとともに、搬送時間の短縮をはかることもできる。搬送機構としては、例えば、ロボットハンドを使用できる。

上記反転機構としては、例えば、反転機構の先端部に取り付けられ、第 1の被接合物を保持するアタッチメントを有する機構を採用できる。この場合、このァタツチメントは、第 1の被接合物の種類に応じて交換可能に設けられていることが好ましく、該ァタツチメン卜が接合すべき第 1の被接合物の種類に応じて自動交換されることが好ましい。第 2の被接合物側についても、第 2の被接合物の種類に応じて、被接合物を保持する交換可能なアタッチメントを設けることができ、これについても自動交換できるようにしておくことが好ましい。また、第 1の被接合物や第 2の被接合物が一種類の場合においても、それぞれに専用のァタツチメントを設け、それらを自動交換できるようにしておくことができる。

上記接合部には、高精度の接合を行うために、第 1の被接合物側および第 2の被接合物側の位置合わせ用の認識マークを読み取る認識手段が設けられていることが好ましい。この認識手段は、たとえば 2視野の認識手段からなり、接合前の第 1の被接合物と第 2の被接合物の間に進退可能に配置される。あるいは、第 1 の被接合物側の認識マークを読み取る認識手段と、第 2の被接合物側の認識マークを読み取る認識手段とをそれぞれ設けるようにしてもよい。認識手段による各認識マークの読み取り情報から、第 1の被接合物と第 2の被接合物間の平行度を演算でき、それに応じて、例えば X、 Y、 Ζの 3軸方向および Ζ軸周り回転方向の方向の調整を行うことにより、高精度の位置合わせが可能になる。位置調整機構には、粗調整機構と、例えばピエゾ素子等を用いた微調整機構との併設構造を採用すれば、一層高精度の位置合わせが可能になる。

前記洗浄部には、特殊ガス置換手段を有する構成を採用でき、洗浄を特殊ガス雰囲気中で行うこともできる。本発明における特殊ガスとは、たとえば、ァルゴンガス等の不活性ガスや、窒素ガス等の被接合物と反応しないガス、被接合物の表面において表面酸化物をフッ素基等に置換可能なガス、水素を含み被接合物の表面において還元反応が可能なガス、酸素を含み被接合物の表面において炭素 (有機成分）等を除去可能なガス、等を言う。このような特殊ガス雰囲気中ないしこのような特殊ガスを用いたプラズマ中での洗浄により、接合前の第 1の被接合物や第 2の被接合物の接合面の酸化物や有機物等を効率よく除去でき、接合の容易化をはかることができる。この塲合、洗浄された接合面を、接合直前まで清浄に保っために、接合部にも雰囲気を上記同様の特殊ガスに置換するガス置換手段を設け、接合を特殊ガス雰囲気中で行うこともできる。また、洗浄部または Z および接合部に、減圧手段を設けておくこともでき、所定の真空度のガス雰囲気中で処理を行うことにより、洗浄効果や接合までの酸化等の防止効果を一層高めることが可能である。

また本発明においては、洗浄部と接合部を一つのチヤンバー内においてそれぞれ別に構成することも可能ではあるが、洗浄と接合を完全に独立した動作で行わせるためには、洗浄部および接合部が、それぞれ、別のチャンバ一内に納められていることが好ましい。この場合、例えば、洗浄部が納められたチャンバ一と接合部が納められたチヤンバーとの間に、開閉可能なシャッター手段を設けておくと、各チヤンバー内を迅速かつ容易に所望の雰囲気に形成することができる。さらに本発明に係る実装装置では、前記洗浄部が、被接合物の表面に洗浄のためのエネルギー波ないしエネルギー粒子を照射する手段を有する構成とすることもできる。エネルギー波ないしエネルギー粒子としては、たとえば、プラズマ (大気圧プラズマを含む。）、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビーム、レ一ザのいずれかを用いることができる。このようなエネルギー波ないしエネルギ一粒子の照射手段を備えることにより、前述の常温接合法の適用も可能になる。もちろん、本発明に係る実装装置は、エネルギー波ないしエネルギー粒子の照射手段の有無にかかわらず、加熱接合を前提とした装置に構成することもできる。たとえば、第 1の被接合物が金属接合部を有しており、実装装置の接合部が、該金属接合部を第 2の被接合物の被接合部に加熱接合する手段を有する構成とできる。本発明で言う金属接合部とは、通常の鉛 Z錫のハンダによる接合部の他、錫 Z銀、 B i Z I n等の、いわゆる代替ハンダと呼ばれているものや、金 Z鍚、金 /金による接合部を含む、金属による接合部の総称である。

このように構成された本発明に係る実装装置においては、洗浄部と接合部が別部位として構成されているので、洗浄部においては、接合部における第 1の被接合物と第 2の被接合物の配置形態とは無関係に、洗浄に最も効率のよい配置とすることができる。たとえば、第 1の被接合物と第 2の被接合物をともに洗浄する場合には、洗浄すべき第 1の被接合物の接合面および第 2の被接合物の接合面を同じ方向に向け、その方向から洗浄手段により短時間で効率よく洗浄することが可能になる。

また、洗浄された第 1の被接合物および第 2の被接合物は、セットとして（両被接合物が複数ある場合にもそれらを 1セッ卜として）一緒に接合部に搬送できるので、搬送も容易であり、かつ、短時間で済む。接合部では、第 1の被接合物の接合面と第 2の被接合物の接合面を対向させる必要があるが、反転機構により第 1の被接合物側の接合面が容易に迅速に反転され、両接合面が対向される。このとき、反転機構は、とくに第 1の被接合物を保持するァタツチメントは、洗浄された第 1の被接合物の接合面には触れないので、接合面に対する洗浄効果を損なうことなく、その後に行われる接合に何ら悪影響を及ぼすことはなく、所望の良好な接合が行われる。

このように、洗浄が効率よく行われるとともに、良好に洗浄された清浄な接合面が確保されつつ、洗浄から接合に至るまでの一連の作業が円滑にかつ迅速に行われる。 . さらに、洗浄部と接合部を別々に構成することにより、特に洗浄部と接合部を別々のチヤンバ一内に構成することにより、洗浄動作と接合動作を完全に独立に行うことが可能になり、接合を行っている間に、次の被接合物の洗浄を同時に行うことができる。その結果、被接合物が連続的に流れてくる大量生産の製造工程において、この洗浄 ·接合工程のタクトタイムを大幅に短縮することが可能になる。また、洗浄部と合部の雰囲気をそれぞれ最適な雰囲気にすることができ、洗浄、接合をそれぞれ最適な条件で行うことが可能になる。

なお、所定の洗浄、接合工程および後続の工程の流れとしては、洗浄工程から接合工程、接合工程から後続の工程と、実質的に一方向に順に搬送することもできるし、たとえば、洗浄工程から接合工程、接合工程から一旦洗浄工程の場所、あるいはその近傍の場所を介して、後続の工程へと搬送することもできる。後続の工程としては、第 1の被接合物と第 2の被接合物を本接合する工程を挙げることができる。すなわち、本発明に係る実装装置おいては、上述した反転機構を有する接合部を仮接合部とし、その仮接合部に、両被接合物を本接合する本接合部が、仮接合された両被接合物を搬送可能に接続されている構成とすることもできる。本接合部には、加熱手段、加圧手段、超音波接合手段の少なくとも一つの手段を設けることができる。つまり、本接合工程では、加熱、加圧、超音波による加振を個別に、またはこれらを適宜組み合わせて本接合を行うことができる。このように、本接合部で加熱、加圧、超音波による加振を個別に、またはこれらを適宜組み合わせて本接合を行うことにより、両被接合物の界面の微少な隙間や残留応力を除去することができ、スループッ卜が向上する。

このように、本発明の実装装置によれば、とくに接合面の洗浄を効率よく行うことができるとともに、清浄化された接合面の状態を損なうことなく接合を開始できるようになり、極めて信頼性の高い接合状態を得ることができる。また、洗浄から接合完了に至るまでの一連の作業を効率よく円滑に行うことができ、一連の作業のトータルの時間短縮が可能となって、タクトタイムの大幅な短縮が可能になる。さらに、常温接合を行う場合にも、本発明を適用することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施態様に係る実装装置の概略縦断面図である。. 図 2は、図 1の装置における被接合物を保持したトレーの拡大斜視図である。図 3は、図 1の装置の拡大部分正面図である。

図 4は、図 1の装置における第 1の被接合物を保持したァタツチメン卜の拡大断面図である。

図 5は、アタッチメントの変形例を示す断面図である。

図 6は、アタッチメントの別の例を示す断面図である。

図 7は、本発明の別の実施態様に係る実装装置の概略構成図である。

発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図 1は、本発明の一実施態様に係る実装装置を示している。実装装置 1は、被接合物 2の洗浄部 3と、被接合物 2同士の接合部 4を有し、本実施態様では、洗浄部 3は洗浄チヤンバ一 5内に納められており、接合部 4は接合チヤンバ一 6内に納められている。両チャンバ一 5、 6間は、被接合物 2を搬送可能に搬送路 7 を介して接続されており、両チヤンパ一 5、 6間に開閉可能なシャッター手段 8 が設けられているとともに、洗浄チャンバ一 5の入口側にもシャッター手段 9が設けられている。

被接合物 2としては、本実施態様では、たとえば図 2にも示すように、第 1の被接合物としてのチップ 2 a、チップ 2 bと、第 2の被接合物としての基板 2 c が準備され、基板 2 c上に第 1の被接合物（チップ） 2 aが図 2の状態から表裏反転された状態にて接合され、その上に、もう一つの第 1の被接合物（チップ） 2 bが図 2の状態から表裏反転された状態にて接合されるようになっている。図 2は、このように接合される第 1の被接合物 2 a、 2 bと第 2の被接合物 2 じが複数組示されており、これら複数組の被接合物 2がトレー 1 0上に保持された状態を示している。これら複数組の被接合物 2を保持したトレー 1 0が、図 1に示すように、搬送手段としての搬送ロボット 1 1 aにより洗浄部 3に導入され、洗浄後に、搬送ロボット 1 1 bにより接合部 4に搬送されるようになっている。洗浄部 3に導入された、被接合物 2を保持したトレ一 1 0は洗浄ステージ 1 2 上の所定位置に保持される。洗浄部 3には、被接合物 2の接合面を洗浄するためのエネルギー波ないしエネルギー粒子 1 3を照射するエネルギー波照射手段 1 4 (またはエネルギー粒子の照射手段）が設けられている。エネルギー波ないしェネルギ一粒子としては、前述の如く、プラズマ、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビーム、レーザのいずれかを用いることができる。本実施態様では、トレ一 1 0上に保持された第 1の被接合物 2 a、 2 bおよび第 2の被接合物 2 cの各接合面をともにエネルギー波ないしエネルギー粒子 1 3を照射することにより洗浄するようになっているが、たとえば第 2の被接合物 2 cの接合面が洗浄不要である場合には、少なくとも第 1の被接合物 2 a、 2 bの接合面のみを洗浄すればよい。また、エネルギー波ないしエネルギー粒子 1 3がスリット状あるいはスポッ卜状に照射されるものである場合には、洗浄ステージ 1 2を矢印の方向に、あるいは平面方向に平行移動させ、位置調整できるようにしておくことが好ましい _c 洗浄チヤンバ— 5には、洗浄部 3の雰囲気を前述のような特殊ガス雰囲気にする特殊ガス置換手段（図示略）が用いられていてもよい。特殊ガス雰囲気下における、エネルギー波ないしエネルギー粒子の照射による洗浄により、洗浄効果を高めることが可能になる。また、特殊ガス置換手段とともに、あるいは特殊ガス置換手段を設けずに、真空ポンプ等の減圧手段を設けておくこともできる。減圧下でのエネルギー波ないしエネルギー粒子の照射による洗浄により、やはり洗浄効果を高めることが可能になる。

接合チヤンバー 6にも、接合部 4の雰囲気を特殊ガスに置換する特殊ガス置換手段（図示略）を設けておくことができる。このような特殊ガス雰囲気にすることにより、接合直前まで上記優れた接合面の洗浄効果を維持することができ、より良好な接合状態を得ることが可能になる。また、この接合チャンバ一 6にも、特殊ガス置換手段とともに、あるいは特殊ガス置換手段を設けずに、真空ポンプ等の減圧手段を設けておくことができる。減圧下での接合により、より良好な接合状態を得ることが可能になる。

接合部 4には、テーブル 1 5が設けられており、搬送ロボット 1 2によって搬送されてきた、第 1の被接合物 2 a、 2 bおよび第 2の被接合物 2 cを保持したトレー 1 0が、図 3にも示すように、先ずテーブル 1 5上の所定位置に載せられる。また、テーブル 1 5上の、トレ一 1 0の載置位置とは反対側の位置には、各被接合物の種類に応じたアタッチメント、本実施態様では第 1の被接合物 2 a、 2 bを保持するためのアタッチメント 1 6 a、 1 6 bと、第 2の被接合物 2 cを保持するためのアタッチメント 1 6 c力保持すべき被接合物の種類に応じて交換可能に設けられている。これらアタッチメント 1 6 a〜l 6 cは、各被接合物 2 a〜2 cの洗浄された接合面には触れずに各被接合物 2 a〜2 cをそれぞれ保持できるようになつている。

第 1の被接合物 2 a、 2 bは、接合に際しては反転され、第 2の被接合物 2 c は反転されない。各アタッチメント 1 6 a〜l 6 cが、保持すべき被接合物の種類に応じて、反転機構 1 7の先端（下端）に取り付けられ、第 1の被接合物 2 a、 2 bに対しては、アタッチメント 1 6 a、 1 6 bに保持された後反転機構 1 Ίのアーム 1 Ί aが反転され、第 2の被接合物 2 cに対しては、アーム 1 7 aを反転することなく、アタッチメント 1 6 cに保持された第 2の被接合物 2 cがステージ 1 8上の所定位置に移載、保持される。

たとえば第 1の被接合物 2 aは、図 1、図 3に示すように、アタッチメント 1 6 aに、洗浄された接合面が触れないように保持され、その状態でアーム 1 7 a が反転され、反転された第 1の被接合物 2 aがツール 1 9の下面にたとえば吸着により保持される。反転機構 1 7は、図 3の矢印で示すように昇降できるようになっており、上記反転、吸着動作を行った後には、次の接合動作の邪魔にならないよう、上方に退避できるようになつている。

洗浄された接合面に触れずにァタツチメント 1 6 aで第 1の被接合物 2 aを保持する構造としては、たとえば図 4に示すように、アタッチメント 1 6 aを、テーパ伏に広がる開口部 2 0を有する形状に形成し、そのテーパ面で第 1の被接合物 2 aを保持するとともに、吸引孔 2 1を介しての吸着により、洗浄された接合面に触れずに保持することができる。図 4に示す第 1の被接合物 2 a (チップ）では、とくにそのバンプ 2 2の部分が接合面となる。ノンプ 2 2は、たとえば加熱接合可能な金属接合部としてのハンダバンプからなる。

また、図 5に示すように、アタッチメント 1 6 aの開口部 2 0内に、適当数、ピン 2 3を立設しておいてもよい。ピン 2 3は、第 1の被接合物 2 aの接合面以外の部分（バンプ 2 ²以外の部分）に当接するようになつている。とくに第 1の被接合物 2 aの剛性がそれ程高くない場合には、このように中間部分をピン 2 3 で支持することにより、第 1の被接合物 2 aの橈みを防止することができる。さらに、図 6に示すように、気体の吸引孔 3 1と吹出孔 3 2を備えたァタッチメント 3 3を用い、隙間センサ 3 4からのフィ一ドバック情報に基づいて、被接合物 2 aとの隙間が一定に保たれるように、吸引と吹出により被接合物 2 aに作用する力をバランスさせ、被接合物 2 aを実質的に非接触状態で吸着保持する方式を採用することも可能である。フィードバックは、隙間センサからの情報に基づいて行う以外に、被接合物を吸引する吸引力を測定することのより行うことなども可能である。

ツール 1 9は、加熱接合を行う場合にはヒータを内蔵したツールとして、常温接合する場合にはヒータを内蔵しないツールとして構成されている。ツール 1 9 は、本実施態様では上下動可能な加圧シリンダ 2 4の下端に取り付けられている c 加圧シリンダ 2 4は、昇降装置 2 5によって昇降または、昇降および回転制御可能となっており、昇降位置を決められた後、ツール 1 9を下方に向けて移動、加圧できるようになっている。

ステージ 1 8は、平行移動および/または回転方向に位置制御可能な位置調整テーブル 2 6上に配置されており、この位置調整テーブル 2 6の位置制御を介して、ステージ 1 8上に保持されている第 2の被接合物 2 cと、ツール 1 9に保持されている第 1の被接合物 2 a ( 2 b ) との間の位置合わせ、平行度調整が行われるようになっている。本実施態様では、これら位置合わせおよび平行度調整はステージ 1 8側（第 2の被接合物 2 c側）で行われるようになっているが、ッ一ノレ 1 9側（第 1の被接合物 2 a側）で行うようにしてもよく、両側で行うようにしてもよい。

本実施態様では、ツール 1 9に保持された第 1の被接合物 2 aと、ステージ 1 8に保持された第 2の被接合物 2 cとの間には、その間に進退可能に、両者の位置合わせ用の認識マークを読み取る認識手段 2 7が設けられている。この認識手段 2 7は、たとえば 2視野カメラからなり、第 1の被接合物 2 a ( 2 b ) あるいはツール 1 9の下面に付された認識マークと、第 2の被接合物 2 cあるいはステージ 1 8の上面に付された認識マークの両方を読み取ることができるようになつている。読み取った情報に基づいて、位置調整テーブル 2 6が制御され、位置合わせ、平行度調整が行われる。読み取りに際して、認識手段 2 7は、 X、 Y方向の水平方向における平行移動方向および/または Z方向の昇降方向に位置制御できるようになつている。この認識手段としては、前述したように、ツール 1 9に保持された第 1の被接合物 2 aと、ステージ 1 8に保持された第 2の被接合物 2 cとを、それぞれ別々に読み取る手段に構成してもよい。

上記のように構成された実装装置 1においては、洗浄部 3と接合部 4とが別部位に構成されているので、図 1に示したように、第 1の被接合物 2 a、 2 bと第 2の被接合物 2 cをともにそれらの接合面が上方に向くように配置して洗浄を行うことができ、洗浄の効率が高められ、時間が短縮される。

洗浄された第 1の被接合物 2 a、 2 bと第 2の被接合物 2 cは、トレー 1 0上に保持されてセットとして接合部 4に搬送されるので、搬送の効率も良く、時間も短くて済む。

接合チヤンバ一 6内に搬送されてきた被接合物のうち、接合のために反転の必要のある第 1の被接合物 2 a、 2 bは、反転機構 1 7によって反転され、ツール 1 9に保持される。このとき、第 1の被接合物 2 a、 2 bは、アタッチメント 1 6 a、 1 6 bを介して、洗浄された接合面に触れることなく保持されるとともに, その状態で反転されツール 1 9に吸着、保持されるので、接合に至るまでの間、洗浄された接合面を清浄な状態に保つことができる。この状態で、第 2の被接合物 2 cとの接合が行われるので、最適な接合面の状態で接合を行うことができ、所望の良好な信頼性の高い接合状態が得られる。とくに常温接合を目指す場合にも、常温接合に要求される第 1、第 2の被接合物の接合面状態が接合直前まで良好に維持されることにより、所望の良好な接合状態が得られる。

このように、洗浄から接合終了に至るまでの一連の作業が、それぞれ望ましい形態にて、円滑に連続的に行われる。また、洗浄と接合を個々に独立して行うことができるので、場合によっては接合と、次の洗浄とを同時に進行させることができる。このような効率のよい洗浄、望ましい形態の接合、効率のよい一連の円滑な工程の流れにより、とくに大量生産の場合のタクトタイムの大幅な短縮が可能となる。

本発明においては、上述したような反転機構を有する接合部を、第 1.の被接合物と第 2の被接合物を仮接合する仮接合部として構成し、この仮接合部に、両被接合物を本接合する本接合部を、仮接合された両被接合物を搬送可能に接続した構成とすることもできる。たとえば図 7に概略構成を示すように、前述したのと同様の洗浄部 4 1と、反転機構を備えた仮接合部 4 2と、反転機構を持たない本接合部 4 3とがこの順に接続され、洗浄部 4 1への搬入部、洗浄部 4 1と仮接合部 4 2と間、および、本接合部 4 3からの搬出部に、それぞれシャッタ一手段 4 4、 4 5、 4 6が設けられた構成を採用できる。本接合部 4 3には、前述したように、加熱手段、加圧手段、超音波接合手段（図示略）の少なくとも一つの手段が設けられ、加熱、加圧、超音波による加振を個別に、またはこれらを適宜組み合わせて本接合を行うことができるようにすることが好ましい。仮接合で加熱を行う場合においても、本接合では、それ以上の温度で加熱することが好ましい。このように本接合部 4 3において、加熱、加圧、超音波による加振を個別に、またはこれらを適宜組み合わせて本接合を行うことにより、本発明における第 1の被接合物と第 2の被接合物との接合部の界面の微少隙間や残留応力を除去することができ、より望ましい接合状態を得ることが可能になる。

産業上の利用可能性

本発明に係る実装装置は、少なくとも一方の被接合物の接合面を洗浄した後被接合物同士を接合するあらゆる実装装置に適用でき、効率のよい洗浄、望ましい接合、一連の工程のタクトタイムの大幅な短縮を達成することができる。また、本発明は、エネルギー波ないしエネルギー粒子の照射による洗浄工程を有する装置に対しても、好適に適用できる。

Claims

請求の範囲

1 . 第 1の被接合物を第 2の被接合物上に接合する実装装置であって、少なくとも第 1の被接合物の接合面を洗浄する洗浄部と、洗浄された第 1の被接合物を第 2の被接合物に接合する接合部とを有するとともに、両部を、該両部間で被接合物を搬送可能に接続し、接合部に、前記洗浄された接合面に触れずに第 1の被接合物を反転する反転機構を設けたことを特徵とする実装装置。

2 . 前記洗浄部と接合部との間に、第 1の被接合物および第 2の被接合物をトレィ上に保持して搬送する搬送手段を有する、請求項 1の実装装置。

3 . 前記反転機構は、第 1の被接合物を保持するアタッチメントを有し、該ァタツチメントが、第 1の被接合物の種類に応じて交換可能に設けられている、請求項 1の実装装置。

4 . 前記接合部に、第 2の被接合物を保持するアタッチメントが設けられ、該ァタツチメン卜が、第 2の被接合物の種類に応じて交換可能に設けられている、請求項 1の実装装置。

5 . 前記接合部に、第 1の被接合物側および第 2の被接合物側の位置合わせ用の認識マークを読み取る認識手段が設けられている、請求項 1の実装装置。

6 . 前記洗浄部に、特殊ガス置換手段が設けられている、請求項 1の実装装置。

7 . 前記接合部に、特殊ガス置換手段が設けられている、請求項 1の実装装置 ₍

8 . 前記洗浄部に、減圧手段が設けられている、請求項 1の実装装置。

9 . 前記接合部に、減圧手段が設けられている、請求項 1の実装装置。

1 0 . 前記洗浄部および接合部が、それぞれ、別のチャンバ一内に納められている、請求項 1の実装装置。

1 1 . 前記洗浄部が納められたチャンバ一と前記接合部が納められたチャンバ一との間に、開閉可能なシャッター手段が設けられている、請求項 1 0の実装装置 c

1 2 . 前記洗浄部が、被接合物の表面に洗浄のためのエネルギー波ないしェネルギ—粒子を照射する手段を有する、請求項 1の実装装置。

1 3 . 前記エネルギー波ないしエネルギー粒子として、プラズマ、イオンビーム、原子ビーム、ラジカルビ一ム、レーザのいずれかを用いる、請求項 1 1の実装装

1 4 . 前記第 1の被接合物が金属接合部を有しており、前記接合部が、該金属接合部を第 2の被接合物の被接合部に加熱接合する手段を有する、請求項 1の実装

1 5 . 前記接合部が、前記第 1の被接合物と前記第 2の被接合物を仮接合する仮接合部に構成され、該仮接合部に、両被接合物を本接合する本接合部が、仮接合された両被接合物を搬送可能に接続されている、請求項 1の実装装置。

1 6 . 前記本接合部が、加熱手段、加圧手段、超音波接合手段の少なくとも一つの手段を有する、請求項 1 5の実装装置。