(57)【要約】【解決手段】  ボンディング装置１は、複数のレーザ発振器７と、レーザ光入射口が複数のレーザ発振器のいずれかに接続された複数の光ファイバｆ１〜ｆ３６とを備えている。各光ファイバのレーザ光射出口は電子部品３の加熱領域Ｓに光学的に対向するように束ねて配置されており、各レーザ光射出口から照射されるレーザ光はスポット状に加熱領域に照射されるようになっている。加熱領域Ｓは少なくとも電子部品の角部となる角部領域Ｓ１と内側となる内側領域Ｓ２とに区画されており、レーザ光射出口が角部領域に対応しているレーザ発振器は、レーザ光射出口が内側領域に対応しているレーザ発振器よりも高いレーザ出力に設定されている。【効果】  例えば四角形の電子部品では熱が逃げやすい４箇所の角部領域Ｓ１をそれぞれ高いレーザ出力で加熱することができるので、均一に加熱することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発振するレーザ発振装置と、このレーザ発振装置によって発振されたレーザ光を導光する導光手段と、この導光手段によって導光されたレーザ光を透過させるツールベースとを備え、上記ツールベースを透過させたレーザ光により多角形形状の電子部品を加熱して基板に接合するようにしたボンディング装置において、
上記レーザ発振装置は複数のレーザ発振器から構成されており、また上記導光手段は、レーザ光入射口が上記複数のレーザ発振器のいずれかに接続された複数の光ファイバを備えており、
上記複数のレーザ発振器を上記電子部品の加熱領域に対応させて、各レーザ発振器に接続された複数の光ファイバのレーザ光射出口から照射されるレーザ光をそれぞれ上記加熱領域に照射して各照射部分を加熱するようにし、
さらに上記加熱領域は、少なくとも電子部品の角部となる角部領域と内側となる内側領域とに区画されており、上記角部領域に対応するレーザ発振器は、上記内側領域に対応するレーザ発振器よりも高いレーザ出力に設定されていることを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
上記加熱領域は、上記角部領域と、上記角部領域を取り囲む角部隣接領域と、電子部品の外周側となる外周領域から上記角部領域と角部隣接領域とを除いた外側領域と、さらに上記内側領域とに区画されており、
上記レーザ発振器のレーザ出力は、上記内側領域に対応するレーザ発振器、上記外側領域に対応するレーザ発振器、上記角部隣接領域に対応するレーザ発振器、上記角部領域に対応するレーザ発振器の順に高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項３】
上記加熱領域は、上記角部領域と、上記電子部品の外周側となる外周領域から上記角部領域を除いた外側領域と、さらに上記内側領域とに区画されており、
上記レーザ発振器のレーザ出力は、上記内側領域に対応するレーザ発振器、上記外側領域に対応するレーザ発振器、上記角部領域に対応するレーザ発振器の順に高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項４】
上記複数の光ファイバの各レーザ光射出口は、マトリックス状に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のボンディング装置。
【請求項５】
上記ツールベースは、上記電子部品の中心部分を吸着するための吸着孔を備えており、また上記内側領域の中心部分に上記吸着孔を包含する無照射領域が区画されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のボンディング装置。
【請求項６】
上記各レーザ発振器は、同一の電源に対し直列に接続されて同一出力のレーザ光を発振するように構成された複数のレーザ発振素子からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に接合するためのボンディング装置に関し、より詳しくは、レーザ光により多角形形状の電子部品を加熱して基板に接合するのに好適なボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボンディング装置として、レーザ光を発振するレーザ発振装置と、このレーザ発振装置によって発振されたレーザ光を導光する導光手段と、この導光手段によって導光されたレーザ光を透過させるツールベースとを備え、上記ツールベースを透過させたレーザ光により多角形形状の電子部品を加熱して基板に接合するようにしたものが知られている（特許文献１）。
また従来、電子部品の一方からレーザ光を照射してその一側面の全域を加熱すると同時に、電子部品の他方から電子部品の周辺部分のみにレーザ光を照射することにより、熱が逃げやすい電子部品の周辺部分を加熱して、電子部品の全域の温度を均一に加熱することができるようにしたものも提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２９８９０号公報
【特許文献２】特許第３４１６９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のボンディング装置においては、電子部品の一側面から該電子部品にレーザ光を案内して該電子部品を加熱するようにしているため、電子部品を基板に圧接した状態で該電子部品を加熱することができるという利点がある。しかしながら、電子部品の一側面の全域を加熱するようになっているため、電子部品の周辺領域の熱が内側領域に比較して逃げやすい場合には、電子部品の周辺領域が低温となって均一な加熱が困難となる。
他方、上記特許文献２に記載のボンディング装置においては、熱が逃げやすい電子部品の周辺部分を加熱しているので、電子部品の全域の温度を均一に加熱することができるが、その反面、電子部品の両面から該電子部品にレーザ光を照射する必要があるので、電子部品を基板に圧接した状態で該電子部品を加熱することはできなかった。
また多角形形状の電子部品では、例えば四角形の電子部品ではその四隅の４箇所の角部が最も熱が逃げやすいことになるが、上記特許文献２の構成では、４箇所の角部をそれぞれその他の部分よりも高温に加熱することは困難な構成となっていた。さらに光ファイバ８の配置を上下に変更して光ビームの照射位置を変更するため、ＩＣチップ１の厚みや材質が変更される度に、調整作業に時間がかかっていた。
本発明はそのような事情に鑑み、電子部品の一側から該電子部品の全域を、極めて容易に均一に加熱することができるようにしたボンディング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち請求項１の発明は、レーザ光を発振するレーザ発振装置と、このレーザ発振装置によって発振されたレーザ光を導光する導光手段と、この導光手段によって導光されたレーザ光を透過させるツールベースとを備え、上記ツールベースを透過させたレーザ光により多角形形状の電子部品を加熱して基板に接合するようにしたボンディング装置において、
上記レーザ発振装置は複数のレーザ発振器から構成されており、また上記導光手段は、レーザ光入射口が上記複数のレーザ発振器のいずれかに接続された複数の光ファイバを備えており、
上記複数のレーザ発振器を上記電子部品の加熱領域に対応させて、各レーザ発振器に接続された複数の光ファイバのレーザ光射出口から照射されるレーザ光をそれぞれ上記加熱領域に照射して各照射部分を加熱するようにし、
さらに上記加熱領域は、少なくとも電子部品の角部となる角部領域と内側となる内側領域とに区画されており、上記角部領域に対応するレーザ発振器は、上記内側領域に対応するレーザ発振器よりも高いレーザ出力に設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記構成によれば、本発明のボンディング装置はレーザ光を透過させるツールベースを備えており、上記ツールベースを透過させたレーザ光により多角形形状の電子部品を加熱するようにしているので、該電子部品を基板に圧接した状態で該電子部品を加熱することが可能となる。
また、例えば四角形の電子部品ではその四隅の４箇所の角部が最も熱が逃げやすいことになるが、上記電子部品の加熱領域に対応する複数のレーザ発振器のうち、上記４箇所の各角部領域に対応するレーザ発振器は、上記内側領域に対応するレーザ発振器よりも高いレーザ出力に設定されているので、熱が逃げやすい４箇所の角部領域をそれぞれ高いレーザ出力で加熱することができ、したがって電子部品の加熱領域を極めて容易に均一に加熱することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図。
【図２】図１のレーザ発振装置７のより具体的な構成を説明するための説明図。
【図３】電子部品３の各領域Ｓ１〜Ｓ３と光ファイバｆ１〜ｆ３６との配置関係を説明するための説明図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面における各レーザ光Ｌの強度分布（ビームプロファイル）を説明するための説明図。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【図６】本発明の第２実施例を示す図３と同様な説明図。
【図７】各光ファイバｆ１〜ｆ３６とレーザ発振器７−１〜７−３６との関係を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１おいて、ボンディング装置１は基板２に半導体チップなどの電子部品３を接合することができるようになっており、図３に示すように、図示実施例では上記電子部品３は正方形状に形成されている。したがって該電子部品３の全体を加熱するための加熱領域Ｓは電子部品３の形状に倣って正方形となり、かつ、その四隅が角部領域Ｓ１となっている。
上記ボンディング装置１は、図１に示すように、上記基板２を支持して水平面内でＸ−Ｙ方向に移動させる基板ステージ４と、上記基板ステージ４の上方側に配置されたボンディング装置５と、このボンディング装置５を昇降させる昇降加圧機構６と、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振装置７と、レーザ発振装置７から発振されたレーザ光Ｌを上記ボンディング装置５内へ導光する導光手段８とを備えている。
上記ボンディング装置５は筒状のハウジング５Ａを備えており、このハウジング５Ａの下端部に二層の透過部材１１、１２からなるツールベース１３が水平に固定されている。そして、このツールベース１３の下面にボンディングツール１４を着脱自在に吸着保持すると同時に、該ボンディングツール１４の下面に電子部品３を着脱自在に吸着保持できるようになっている。
【０００９】
上記ハウジング５Ａの側面上部には、上記導光手段８の一端となるレーザ光射出口が水平方向となるように接続されており、この導光手段８の他端となるレーザ光入射口はレーザ発振装置７に接続されている。
上記レーザ発振装置７から発振されたレーザ光Ｌは、導光手段８を介してハウジング５Ａの軸心に向けて水平に照射されるとともに、集光レンズ１５によって所要の大きさに集光されるようになっている。そして、水平方向に照射されたレーザ光Ｌは、ハウジング５Ａ内の上方中央部に配置された反射ミラー１６により鉛直下方に反射され、ツールベース１３を透過してボンディングツール１４に照射されて該ボンディングツール１４を加熱するようになっている。これにより、ボンディングツール１４に保持された電子部品３も加熱されるようになる。
上記基板ステージ４、昇降加圧機構６及びレーザ発振装置７の作動は図示しない制御装置によって制御されるようになっている。制御装置がレーザ発振装置７を作動させるとレーザ発振装置７からレーザ光Ｌが発振され、該レーザ光Ｌは導光手段８を介してボンディング装置５に導光されてからボンディングツール１４に照射されてこれを加熱するようになる。
【００１０】
本実施例のレーザ発振装置７は、図２に示すように４組のレーザ発振器７Ａ〜７Ｄから構成してあり、かつ各組のレーザ発振器７Ａ〜７Ｄはそれぞれ直列に配置された８個のレーザ発振素子２１を備えている。したがってレーザ発振装置７は、全体として合計３２個のレーザ発振素子２１を備えている。
各組８個のレーザ発振素子２１は、それぞれ直列に配置して図示しない電源に接続してあり、各電源によって１組８個のレーザ発振素子２１を各組毎に同一の出力でレーザ光Ｌを出力することができるようにしてある。
そして２組のレーザ発振器７Ａ、７Ｂによって第１レーザ発振器を構成してあり、また他のレーザ発振器７Ｃ、７Ｄはそれぞれ第２レーザ発振器７Ｃと第３レーザ発振器７Ｄとなっている。
このように、本実施例では８個のレーザ発振素子２１を１グループとして直列に接続しているので、各レーザ発振素子２１をグループ単位で制御することができるようになり、その制御が容易となる。また電源の数を減らすことができるので、ボンディング装置１のイニシャルコストの低減を図ることができるとともに、消費電力を押さえることができるので、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００１１】
次に、本実施例では上記加熱領域Ｓを、上述した四隅の角部領域Ｓ１と、電子部品３の内側となる内側領域Ｓ２と、上記角部領域Ｓ１と内側領域Ｓ２以外となる上記電子部品３の周辺部である外側領域Ｓ３との３種の領域に区画してある。
そして上記第１〜第３レーザ発振器のうち、第１レーザ発振器７Ａ、７Ｂはそれぞれ最大の出力に設定してあり、これによって直接的にはボンディングツール１４を最大の出力で加熱することにより、上述した電子部品３の角部領域Ｓ１（図３）を最大の出力で加熱することができるようにしてある。
他方、第２レーザ発振器７Ｃは最小の出力に設定して、電子部品３の内側となる上記内側領域Ｓ２を加熱することができるようにしてあり、また第３レーザ発振器７Ｄは中間の出力に設定して、上記外側領域Ｓ３を加熱することができるようにしてある。
このように各組のレーザ発振器７Ａ〜７Ｄの出力を異ならせることにより、電子部品３の加熱領域Ｓを可及的に均一に加熱することができるようにしてある。一例として、上記第１レーザ発振器７Ａ、７Ｂを構成するレーザ発振素子２１は１００％の出力で、第２レーザ発振器７Ｃを構成するレーザ発振素子２１は６０〜７０％の出力で、第３レーザ発振器７Ｄを構成するレーザ発振素子２１は２０〜４０％の出力でそれぞれレーザ光を発振することができるように設定してある。
【００１２】
上記導光手段８は、図３に示すように、同一外径をした３６本の光ファイバｆ１〜ｆ３６の束から構成してあり、各光ファイバｆ１〜ｆ３６毎の異なる導光経路を経由した各レーザ光Ｌがボンディング装置５に導光され、上記電子部品３の加熱領域Ｓにスポット状に照射されてその領域全体を加熱することができるようになっている。
上記３６本の光ファイバｆ１〜ｆ３６におけるレーザ光出射口は、図１に示すハウジング５Ａの側面上部に水平方向となるように取り付けた円筒状のケーシング２２内に束ねた状態で固定してあり、該ケーシング２２を介して上記ハウジング５Ａの側面に水平状態で連結されて、それぞれ集光レンズ１５および反射ミラー１６を介して、並びにボンディングツール１４を介して、上記電子部品３の各領域Ｓ１〜Ｓ３に光学的に対向するようになっている。
より具体的には、上記３６本の光ファイバｆ１〜ｆ３６のレーザ光出射口は、縦横に等間隔で各々６本ずつ配置されたマトリックス状に束ねてあり、このマトリックスの上段左から下段右の順に、各光ファイバｆ１〜ｆ３６を配置してある。そして、上記３６本の光ファイバｆ１〜ｆ３６は、上述した３つの領域領域Ｓ１〜Ｓ３に合わせて、３つのグループに分けてある。
【００１３】
すなわち、図３に示すように四隅の４つの角部領域Ｓ１には、各角部領域Ｓ１毎にそれぞれ４本の光ファイバのレーザ光出射口が光学的に対向するように配置してあり、左上の角部領域Ｓ１には４本の光ファイバｆ１、ｆ２、ｆ７、ｆ８が、右上の角部領域Ｓ１には４本の光ファイバｆ５、ｆ６、ｆ１１、ｆ１２が、左下の角部領域Ｓ１には４本の光ファイバｆ２５、ｆ２６、ｆ３１、ｆ３２が、さらに右下の角部領域Ｓ１には４本の光ファイバｆ２９、ｆ３０、ｆ３５、ｆ３６がそれぞれ対向するようになっている。
これら合計１６本の光ファイバが第１グループの光ファイバを構成しており、かつ第１グループを構成する１６本の光ファイバのうち、各角部領域Ｓ１における最も外側角部となる４本の光ファイバｆ１、ｆ６、ｆ３１、ｆ３６と、その対角線上に位置して最も内側となる４本の光ファイバｆ８、ｆ１１、ｆ２６、ｆ２９の合計８本の光ファイバを一組として、図２に示すように、それらのレーザ光入射口を第１レーザ発振器７Ａの各レーザ発振素子２１にそれぞれ接続してある。
また各角部領域Ｓ１に対向する残りの８本の光ファイバｆ２、ｆ５、ｆ７、ｆ１２、ｆ２５、ｆ３０、ｆ３２、ｆ３５はこれを一組として、それらのレーザ光入射口を第１レーザ発振器７Ｂの各レーザ発振素子２１に接続してある。
したがって、最大の出力に設定された第１レーザ発振器７Ａ、７Ｂからのレーザ光は、合計１６本の第１グループの光ファイバを介して四隅の角部領域Ｓ１のそれぞれに照射されるようになる。
なお、四隅に対応する光ファイバｆ１、ｆ６、ｆ３１、ｆ３６に接続されるレーザ発振素子２１を含む第１レーザ発振器７Ａの出力を第１レーザ発振器７Ｂの出力よりもやや高くするようにしても良い。
【００１４】
残りの１６本の光ファイバのうち、１２本の光ファイバｆ９、ｆ１０、ｆ１４〜ｆ１７、ｆ２０〜ｆ２３、ｆ２７、ｆ２８によって第２グループの光ファイバを構成してあり、この第２グループの光ファイバのレーザ光出射口は上記内側領域Ｓ２に光学的に対向している。
但し本実施例では、上記内側領域Ｓ２の中心位置に、すなわち電子部品３の中心位置にレーザ光を照射しない無照射領域Ｓ２’を形成してあり、上記第２グループの光ファイバのうち、中心に位置する４本の光ファイバｆ１５、ｆ１６、ｆ２１、ｆ２２のレーザ光出射口が上記無照射領域Ｓ２’に対向している。したがってこの４本の光ファイバはレーザ光を照射する必要がないので、第２レーザ発振器７Ｃには接続させていない。
これに対し、残りの８本の光ファイバｆ９、ｆ１０、ｆ１４、ｆ１７、ｆ２０、ｆ２３、ｆ２７、ｆ２８の各レーザ光入射口は、最小の出力に設定された第２レーザ発振器７Ｃに接続してある（図３）。したがって最小の出力に設定された第２レーザ発振器７Ｃからのレーザ光は上述した合計８本の第２グループの光ファイバを介して、上記無照射領域Ｓ２’を除く内側領域Ｓ２に案内されてこれを加熱するようになる。
なお、無照射領域Ｓ２’に対向する光ファイバｆ１５、ｆ１６、ｆ２１、ｆ２２を省略するようにしても良い。
【００１５】
最後の８本の光ファイバｆ３、ｆ４、ｆ１３、ｆ１８、ｆ１９、ｆ２４、ｆ３３、ｆ３４は第３グループの光ファイバを構成しており、この第３グループの光ファイバにおけるレーザ光出射口は上記外側領域Ｓ３に光学的に対向するとともに（図３）、各レーザ光入射口は中間の出力に設定された第３レーザ発振器７Ｄに接続してある（図２）。
したがって中間の出力に設定された第３レーザ発振器７Ｄからのレーザ光は、合計８本の第３グループの光ファイバを介して外側領域Ｓ３に案内されてこれを加熱するようになる。
【００１６】
ところで本実施例においては、各レーザ光Ｌの強度分布（ビームプロファイル）は、ガウシアンモードとなっている（図４のｆ６、ｆ１２、ｆ１８、ｆ２４、ｆ３０、ｆ３６参照）。このガウシアンモードにおいては、照射スポットにおけるレーザ光Ｌは、その光軸の箇所が最も強度が高くなり、光軸の周辺は強度が低下するようになっている。つまり、隣り合う各レーザ光Ｌは、それら間の箇所において強度が弱くなっている。そして、この特徴を利用して、後述するように隣り合う列のレーザ光Ｌの間の位置に電子部品３のチップ吸引通路２３を構成する溝１２Ｂを設けている。
【００１７】
次に、図１に基づいてツールベース１３と周辺の構成について説明すると、本実施例のツールベース１３は、サファイヤからなる透過部材１１を上層とし、石英ガラスからなる透過部材１２を下層とした積層構造となっている。
積層状態の両透過部材１１、１２はハウジング５Ａの下端の内周部に嵌着されている。透過部材１２の下面は、環状の取付部材２４によってハウジング５Ａの下端面と略同じ高さに水平に支持されている。他方、積層状態における透過部材１１の上面は、ハウジング５Ａ内に嵌着された環状ストッパ２５によって押圧されて水平に支持されている。これにより、ツールベース１３を構成する両透過部材１１、１２は、ハウジング５Ａ内の下部に水平に支持されるとともに、透過部材１１の下面と透過部材１２の上面は気密を保持した状態で接触している。
【００１８】
本実施例においては、ハウジング５Ａ、ストッパ２５及びツールベース１３にわたってツール吸引通路２６が形成されるとともに、ハウジング５Ａ、両透過部材１１、１２及びボンディングツール１４にわたって上述したチップ吸引通路２３が形成されている。ツール吸引通路２６に負圧源２７から導管２８を介して負圧が供給されると、ツールベース１３の下面（透明部材１２の下面）にボンディングツール１４を吸着保持できるようになっている。また、チップ吸引通路２３に導管３１を介して負圧源３２から負圧が供給されると、ツールベース１３に保持された状態のボンディングツール１４の下面に電子部品３を吸着保持できるようになっている。
【００１９】
図１、図５に示すように、正方形をしたボンディングツール１４の四隅に合せて、上下の透明部材１１、１２（ツールベース１３）にわたって４箇所の貫通孔１３Ａが穿設されており、これら各貫通孔１３Ａの上端は、上記ストッパ２５の下面に形成された溝２５Ａに連通させている。ストッパ２５の溝２５Ａは、該ストッパ２５とハウジング５Ａとにわたって形成されたＬ字形の連通孔２５Ｂを介して上記導管２８の一端に接続されている。上記４箇所の貫通孔１３Ａ、ストッパ２５の溝２５と連通孔２５Ｂとによってツール吸引通路２６が構成されている。
上記導管２８の他端は負圧源２７に接続されており、該負圧源２７は制御装置によって作動を制御されるようになっている。ボンディング装置１によるボンディング作業が行われる際には制御装置によって負圧源２７が作動されている。そのため、ボンディング作業中においては、ツール吸引通路２６に負圧が供給されるので、ボンディングツール１４はツールベース１３の下面（透過部材１２の下面）に吸着保持されるようになっている。
【００２０】
次に、上記チップ吸引通路２３について説明する。下層の透過部材１２の中心には、上下方向の貫通孔１２Ａが穿設されており、さらにこの貫通孔１２Ａの上端から連続して透過部材１２の上面にはハウジング５Ａの内面まで到達する直線状の溝１２Ｂが形成されている。溝１２Ｂの外方端の位置に合せてハウジング５Ａには水平方向の貫通孔５Ｂが穿設されており、該貫通孔５Ｂに導管３１の一端が接続されている。
直線状の溝１２Ｂは、前述した光ファイバ２１の照射スポットの隣り合う２列の間に位置するように、上記透過部材１２の上面に形成されている（図５参照）。上記直線状の溝１２Ｂの全域は、透過部材１１の下面によって覆われているので、直線状の溝１２Ｂの内部空間は、中心から外方へ伸びる水平方向孔として形成される。そして、透過部材１２に形成された軸方向孔１２Ａと上記溝１２Ｂの内部空間とによってツールベース１３内に接続通路２９が形成されている。つまり、この接続通路２９は、上記チップ吸引通路２３において、各光ファイバ２１から照射される各レーザ光Ｌの照射方向と交差する区間となっている。
【００２１】
一方、ボンディングツール１４の中心には上下方向の貫通孔１４Ａが穿設されており、ツールベース１３の下面にボンディングツール１４が吸着保持されると、ボンディングツール１４の貫通孔１４Ａとツールベース１３の貫通孔１２Ａが連通するようになっている（図１の状態）。本実施例においては、ボンディングツール１４の軸方向孔１４Ａ、接続通路２９及びハウジング５Ａの貫通孔５Ｂによってチップ吸引通路２３が構成されている。
ハウジング５Ａの貫通孔５Ｂには導管３１の一端が接続されており、該導管３１の他端は負圧源３２に接続されている。この負圧源３２は、制御装置によって作動を制御されるようになっており、所要時に制御装置が負圧源３２からチップ吸引通路２３に負圧を供給することにより、ボンディングツール１４の下面に電子部品３を吸着保持できるようになっている。
【００２２】
以上の構成において、ボンディング作業の開始時において制御装置は負圧源２７からツール吸引通路２６に負圧を供給するので、ボンディングツール１４はツールベース１３の下面に吸着保持されている。そして、制御装置により負圧源３１からチップ吸引通路２３に負圧が供給されるので、電子部品３はボンディングツール１４の下面に吸着保持されている。
この後、制御装置は、基板ステージ４を作動させて、ボンディングツール１４に保持した電子部品３と基板２とを位置合わせした状態において、上記昇降加圧機構６によりボンディング装置５を下降させる。これにより、ボンディングツール１４に吸着保持された電子部品３は基板２に当接して押圧される。この時点から制御装置がレーザ発振装置７を作動させることで各レーザ発振素子２１からレーザ光Ｌが発振される。すると、複数の光ファイバｆ１〜ｆ３６（ｆ１５、ｆ１６、ｆ２１、ｆ２２を除く）からなる導光手段８を介して複数のレーザ光Ｌがハウジング５Ａへ導光され、集光レンズ１５で集光されてから反射ミラー１６によって鉛直可能へ方向転換されてからツールベース１３に照射される。
【００２３】
前述したように、複数の光ファイバｆ１〜ｆ３６はマトリックス状に束ねられているので、各光ファイバｆ１〜ｆ３６からツールベース１３にレーザ光Ｌが照射されると、それらのレーザ光Ｌの照射スポットもマトリックス状となる（図３、図５参照）。
このとき、図５に示されるように、ツールベース１３の貫通孔１２Ａによってレーザ光Ｌが散乱することを防止するため、この貫通孔１２Ａの周囲に上述したレーザ光Ｌを照射しない無照射領域Ｓ２’を設けている。
また、負圧が供給されているチップ接続通路２９における直線状の溝１２Ｂは、隣り合う２列のレーザ光Ｌの中間に配置されており、しかも図４に示すように、レーザ光Ｌの強度のプロファイルはガウシアンモードとなっている。そのため、ツールベース１３に溝１２Ｂが形成されているにも拘らず、溝１２Ｂによるレーザ光Ｌの熱の損失を最小限度に抑制することができる。
そして、レーザ光Ｌが二層の透過部材１１、１２からなるツールベース１３を透過してボンディングツール１４に照射されると、該ボンディングツール１４がレーザ光Ｌによって加熱されて、電子部品３及びその下面の複数箇所に配置されたバンプ３５（図１）が加熱されるようになる。
【００２４】
この際、最も低温となりやすい四隅の角部領域Ｓ１には第１レーザ発振器７Ａ、７Ｂから最大出力のレーザ光が案内され、また最も高温となりやすい内側領域Ｓ２には第２レーザ発振器７Ｃから最小出力のレーザ光が案内され、さらにそれらの中間の温度となりやすい外側領域Ｓ３には第３レーザ発振器７Ｄから中間出力のレーザ光が案内されるので、電子部品３はその全域で可及的に均一に加熱されるようになる。
このようにしてボンディング作業が終了したら、制御装置からの指令により負圧源３２からチップ吸引通路２３への負圧の供給が停止されるので、ボンディングツール１４による電子部品３の保持状態が解除される。その後、昇降加圧機構６によりボンディング装置５が上昇され、次回のボンディングに移行するようになっている。
【００２５】
図６は本発明の第２実施例を示したもので、本実施例では加熱領域Ｓを４種の領域に区画している。
すなわち本実施例では、上記加熱領域Ｓを、上述した四隅の角部領域Ｓ１と、この角部領域Ｓ１を取り囲む角部隣接領域Ｓ４と、電子部品３の外周側となる外周領域から上記角部領域Ｓ１と角部隣接領域Ｓ４とを除いた外側領域Ｓ３と、さらに上記内側領域Ｓ２とに区画してある。
また本実施例では、上記３６本の光ファイバｆ１〜ｆ３６は平行に束ねてあり、図７に示すように、各光ファイバｆ１〜ｆ３６のレーザ光入射口はそれぞれ別個にレーザ発振器７−１〜７−３６に接続してある。つまり各光ファイバ毎にレーザ発振器に接続してあり、各レーザ発振器毎にレーザ出力を制御できるようにしてある。
【００２６】
図６に示すように、四隅の角部領域Ｓ１のうち、左上の角部領域Ｓ１には光ファイバｆ１が、右上の角部領域Ｓ１には光ファイバｆ６が、左下の角部領域Ｓ１には光ファイバｆ３１が、さらに右下の角部領域Ｓ１には光ファイバｆ３６がそれぞれ対向するようになっている。
そしてこれら４本の光ファイバｆ１、ｆ６、ｆ３１、ｆ３６に接続された４台のレーザ発振器７−１、７−６、７−３１、７−３６は、最も高出力となるように設定してある。
【００２７】
また各角部領域Ｓ１をそれぞれ囲む４つの角部隣接領域Ｓ４のうち、左上の角部隣接領域Ｓ４には３本の光ファイバｆ２、ｆ７、ｆ８が、右上の角部隣接領域Ｓ４には３本の光ファイバｆ５、ｆ１１、ｆ１２が、左下の角部隣接領域Ｓ４には３本の光ファイバｆ２５、ｆ２６、ｆ３２が、さらに右下の角部隣接領域Ｓ４には３本の光ファイバｆ２９、ｆ３０、ｆ３５がそれぞれ対向するようになっている。
そしてこれら合計１２本の光ファイバに接続された１２台のレーザ発振器７−２、７−７、７−８、７−５、７−１１、７−１２、７−２５、７−２６、７−３２、７−２９、７−３０、７−３５は、２番目に高出力となるように設定してある。
【００２８】
さらに本実施例における外側領域Ｓ３には合計８本の光ファイバｆ３、ｆ４、ｆ１３、ｆ１８、ｆ１９、ｆ２４、ｆ３３、ｆ３４がそれぞれ対向するようになり、これら合計８本の光ファイバに接続された８台のレーザ発振器７−３、７−４、７−１３、７−１８、７−１９、７−２４、７−３３、７−３４は、３番目に高出力となるように設定してある。
【００２９】
最後に、本実施例における内側領域Ｓ２には合計１２本の光ファイバｆ９、ｆ１０、ｆ１４、ｆ１５、ｆ１６、ｆ１７、ｆ２０、ｆ２１、ｆ２２、ｆ２３、ｆ２７、ｆ２８がそれぞれ対向しているが、本実施例においても第１実施例と同様に内側領域Ｓ２の中心に無照射領域Ｓ２’を形成してあり、この無照射領域Ｓ２’には４本の光ファイバｆ１５、ｆ１６、ｆ２１、ｆ２２が対向している。
したがって、無照射領域Ｓ２’に対抗する４本の光ファイバｆ１５、ｆ１６、ｆ２１、ｆ２２に接続された４台のレーザ発振器７−１５、７−１６、７−２１、７−２２は、起動されてレーザ光を発振することは無い。なお、ボンディング装置１が上記電子部品３の専用機として構成される場合には、これら４台のレーザ発振器７−１５、７−１６、７−２１、７−２２を省略できることは勿論である。
他方、無照射領域Ｓ２’以外の内側領域Ｓ２に対向している合計８本の光ファイバｆ９、ｆ１０、ｆ１４、ｆ１７、ｆ２０、ｆ２３、ｆ２７、ｆ２８に接続された１２台のレーザ発振器７−９、７−１０、７−１４、７−１７、７−２０、７−２３、７−２７、７−２８は、４番目に高出力となるように、換言すれば最も低出力となるように設定してある。
その他の構成は、第１実施例と同様な構成を有している。
【００３０】
上記第２実施例においては、上記レーザ発振器のレーザ出力は、レーザ光射出口が上記無照射領域Ｓ２’を除く内側領域Ｓ２に対向している光ファイバに接続されたレーザ発振器、上記外側領域Ｓ３に対向している光ファイバに接続されたレーザ発振器、上記角部隣接領域Ｓ４に対向している光ファイバに接続されたレーザ発振器、上記角部領域Ｓ１に対向している光ファイバに接続されたレーザ発振器の順に高くなるように設定されているので、本実施例においても電子部品３をその全域で可及的に均一に加熱することが可能となる。
特に本実施例では、各光ファイバｆ１〜ｆ３６毎にレーザ発振器７−１〜７−３６を設けているので細やかな加熱温度制御が可能となり、溶融状態の制御が難しい微細バンプへの対応において有益である。
なお、第２実施例において、第１実施例のように、同一出力のレーザ光を発振するレーザ発振器を、同一の電源に対して直列に接続してグループ化するようにしても良い。
【００３１】
なお、上記実施例では、レーザ光Ｌによりボンディングツール１４を加熱し、この加熱されたボンディングツール１４によって電子部品３を加熱するようにしているが、ボンディングツール１４を省略してツールベース１３に電子部品３を吸着保持し、この電子部品３をレーザ光Ｌによって直接加熱するようにしてもよい。
この場合には、負圧源２８からツール吸引通路２６への負圧の供給を停止させる一方、チップ吸引通路２３に負圧源３２から負圧を供給することで、ツールベース１３の下面（透過部材１２の下面）に直接電子部品３を吸着保持すればよい。つまり、この場合には、ツールベース１３がボンディングツール１４として作用することになる。
このように上記実施例のボンディング装置１は、ツールベース１３を透過させたレーザ光Ｌにより、ボンディングツール１４を介して電子部品３を加熱したり、ツールベース１３に吸着保持した電子部品３を直接加熱したりすることができるが、それぞれ専用機として構成することができることは勿論である。
【００３２】
さらに他の実施例として、上記加熱領域Ｓを、上記角部領域Ｓ１と、電子部品の外周側となる外周領域から上記角部領域を除いた外側領域Ｓ３と、さらに上記内側領域Ｓ２とに区画するとともに、レーザ光射出口が上記外側領域Ｓ３に対向している光ファイバに接続されたレーザ発振器のレーザ出力と、上記角部領域Ｓ１に対向している光ファイバに接続されたレーザ発振器のレーザ出力とを同一に設定して、これらのレーザ出力を、レーザ光射出口が上記内側領域に対向している光ファイバに接続されたレーザ発振器のレーザ出力よりも大きくなるように設定してもよい。
この場合には、上記角部領域を含めた電子部品の外周側となる外周領域の全域が、内側領域よりも高いレーザ出力で加熱されることになり、これによっても電子部品の均一な加熱を図ることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  ボンディング装置    ３  電子部品
５  ボンディングヘッド  ７、７Ａ〜７Ｄ、７−１〜７−３６  レーザ発振器
８  導光手段            １３  ツールベース
２１  レーザ発振素子    Ｌ  レーザ光
ｆ１〜ｆ３６  光ファイバ  Ｓ  加熱領域
Ｓ１  角部領域            Ｓ２  内側領域
Ｓ２’  無照射領域        Ｓ３  外側領域
Ｓ４  角部隣接領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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