(57)【要約】【課題】  片側にしか金属導体が設けられていない部材でも傾きが発生しないように接合可能な金属間接合方法及び装置を提供すること。【解決手段】  少なくとも第１の部材１の接合面を金属製の曲面に形成し、かつ第２の部材３に金属導体４を設け、金属導体４を介して第１の部材１と第２の部材３を接合する金属間接合方法である。そして、第１の部材１と第２の部材３との接合時、第１の部材１に形成した曲面の曲率に応じて第２の部材３を傾斜させるようにしている。【選択図】  図１
2006108551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の部材の接合面を金属製の曲面に形成し、かつ第２の部材に金属導体を設け、当該金属導体を介して前記第１の部材と前記第２の部材を接合する金属間接合方法であって、
前記第１の部材と前記第２の部材との接合時、前記第１の部材に形成した曲面の曲率に応じて前記第２の部材を傾斜させることを特徴とする金属間接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属間接合方法において、
前記第１の部材と前記第２の部材とが平行に接合されることを特徴とする金属間接合方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の金属間接合方法において、
前記第２の部材に設けた金属導体が前記第１の部材の接合面における片側に接合されることを特徴とする金属間接合方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属間接合方法において、
前記第１の部材の接合面に形成した曲面は、凸面又は凹面のいずれかに形成されていることを特徴とする金属間接合方法。
【請求項５】
少なくとも第１の部材の接合面を金属製の曲面に形成し、かつ第２の部材に金属導体を設け、当該金属導体を介して前記第１の部材と前記第２の部材を接合する金属間接合装置であって、
前記第１の部材と前記第２の部材との接合時、前記第１の部材に形成した曲面の曲率に応じて前記第２の部材を傾斜させる傾斜手段を設けたことを特徴とする金属間接合装置。
【請求項６】
請求項５に記載の金属間接合装置において、
前記傾斜手段は、前記第１の部材と前記第２の部材との接合時、前記第１の部材に対して前記第２の部材を平行状態とすることを特徴とする金属間接合装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の金属間接合装置において、
前記金属導体は、前記第２の部材の片側に設けられ、前記第１の部材の接合面における片側に接合されることを特徴とする金属間接合装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の金属間接合装置において、
前記第１の部材の接合面に形成した曲面は、凸面又は凹面のいずれかに形成されていることを特徴とする金属間接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、例えば２つの部材を互いに対向させて金属同士を接合するための金属間接合方法及び装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの部材を互いに対向させて接合する接合方法としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された発明は、半導体装置の製造方法であって、２つの半導体素子を互いに対向させてバンプ接合するに際し、一方の半導体素子の素子形成面上に素子間の傾きを補正するための傾き補正層を形成し、その後、２つの半導体素子を互いに対向させて加熱加圧することにより、２つの半導体素子を金属導体であるバンプを介して接合するようにしている。
【０００３】
したがって、特許文献１の発明は、２つの半導体素子をバンプ接合するにあたって、素子間に若干の傾きが生じていても、その傾きを補正して各々のバンプに均一に荷重を加えることができるように構成されている。
【特許文献１】特開２００１−７７２９５（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された発明は、互いに接合する半導体素子間に若干の傾きが生じていた場合、一方の半導体素子の素子形成面上に素子間の傾きを補正するための傾き補正層を形成しなければならないため、その分、部品点数及び製造工程が増え、製造効率が低下するという問題があった。
【０００５】
また、上記傾き補正層は、他方の半導体素子の両側にバンプが設けられていることを前提として素子間の傾きを補正することができるものの、片側にしかバンプが設けられていない半導体素子には適用することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、本願は、上述した事情を考慮してなされたものであり、その課題の一例としては、片側にしか金属導体が設けられていない部材でも傾きが発生しないように接合可能な金属間接合方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の金属間接合方法は、少なくとも第１の部材の接合面を金属製の曲面に形成し、かつ第２の部材に金属導体を設け、当該金属導体を介して前記第１の部材と前記第２の部材を接合する金属間接合方法であって、前記第１の部材と前記第２の部材との接合時、前記第１の部材に形成した曲面の曲率に応じて前記第２の部材を傾斜させることを特徴とする構成を有している。
【０００８】
また、請求項５に記載の金属間接合装置は、少なくとも第１の部材の接合面を金属製の曲面に形成し、かつ第２の部材に金属導体を設け、当該金属導体を介して前記第１の部材と前記第２の部材を接合する金属間接合装置であって、前記第１の部材と前記第２の部材との接合時、前記第１の部材に形成した曲面の曲率に応じて前記第２の部材を傾斜させる傾斜手段を設けたことを特徴とする構成を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本願を実施するための最良の形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本願に係る第１の部材を、例えば金属薄膜が表面に被着された水晶部材とし、第２の部材を、例えばアルミナ、ＬＴＣＣなどのセラミックス、ガラスエポキシなどの絶縁性材料によって形成された箱状の実装基板に適用した場合の実施形態を示している。
【００１０】
まず、本実施形態における金属間接合装置の構成ついて図１および図２を用いて説明する。なお、図１は、本実施形態における金属間接合装置を示す構成図であり、図２は、図１の水晶部材の曲率を示す説明図である。
【００１１】
第１の部材としての水晶部材１は、図１に示すように両端が薄肉で、中央部が厚肉に形成され、少なくとも接合面側の表面に金属薄膜が被着されている。この水晶部材１は、例えば真空ポンプなどに接続された吸引手段２に吸引されている。
【００１２】
また、第２の部材としての実装基板３は、アルミナ、ＬＴＣＣなどのセラミックス、ガラスエポキシなどの絶縁性材料によって形成された箱状の部材である。そして、実装基板３の接合面の片側には、金、銅またはアルミニウムなどからなる金属導体の一例としてのバンプ４が設けられている。
【００１３】
バンプ４は、基端部４ａから先端部４ｂに向かって縮径するように形成され、先端部４ａが押圧されたときに基端部４ａと先端部４ｂとが略同一形状に変形するように構成されている。このような形状にバンプ４を形成したことにより、水晶部材１の接合面に対して常に一定の接合面積を得ることができる。
【００１４】
水晶部材１の吸引面側および接合面側は、中央が凸面となるような曲面に形成されている。具体的には、水晶部材１の接合面側の曲面は、図２に示すように点Ａから点Ｂを結ぶ線（弦）に対して角度αとなるような曲率に形成されている。
【００１５】
また、実装基板３は、傾斜手段の一例としての傾斜容器５に収納されている。この傾斜容器５の底面は、水晶部材１の接合面側の曲面における曲率を示す角度αと一致するような傾斜角度αの斜面５ａが形成されている。
【００１６】
これにより、傾斜容器５に収納された実装基板３は、水晶部材１の接合面側の曲面における曲率を示す角度αと一致するように傾斜する。
【００１７】
次に、本実施形態における金属間接合方法を図３（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて説明する。
【００１８】
まず、図３（Ａ）に示すように吸引手段２により水晶部材１を吸引する一方、水晶部材１の接合面側の曲面における曲率を示す角度αと一致するような傾斜角度αの斜面５ａが形成された傾斜容器５に実装基板３を収納し、この実装基板３を水晶部材１の接合面側の曲面における曲率を示す角度αと一致するように傾斜させておく。
【００１９】
次いで、図３（Ｂ）に示すように吸引手段２を矢印の方向に下降させ、水晶部材１の接合面側の曲面を実装基板３の接合面の片側に設けられたバンプ４に当接させる。このとき、実装基板３側は、予め所定の温度に加熱されている。
【００２０】
さらに、図３（Ｃ）に示すように水晶部材１の接合面側の曲面に矢印の方向に押圧力を加えつつ、超音波振動を与えると、水晶部材１が時計方向に回転し、実装基板３に対して平行状態となってバンプ４が水晶部材１に融着し、この状態で水晶部材１に実装基板３が接合される。
【００２１】
そして、図３（Ｄ）に示すように水晶部材１に実装基板３が平行状態となって接合され、かつバンプ４が水晶部材１の接合面における片側に接合されると、吸引手段２による水晶部材１への吸引を解除して吸引手段２矢印方向に上昇させる。
【００２２】
このような一連の動作により水晶部材１に実装基板３が平行状態となって接合される。したがって、水晶部材１に実装基板３が非平行で接合された場合に発生する実装基板３の歪みなどの不具合を未然に防止することができる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態では、少なくとも水晶部材１の接合面を金属製の曲面に形成し、かつ実装基板３にバンプ４を設け、バンプ４を介して水晶部材１と実装基板３を接合する接合方法であって、水晶部材１と実装基板３との接合時、水晶部材１に形成した曲面の曲率に応じて実装基板３を傾斜させるようにしている。
【００２４】
この構成により、本実施形態では、片側にしかバンプ４が設けられていない実装基板３でも傾きが発生しないように接合することが可能となるとともに、実装基板３を傾斜させて接合するだけであるため、接合効率を向上させることができる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、水晶部材１と実装基板３とが平行に接合されるので、実装基板３の歪みなどの不具合を未然に防止することができる。
【００２６】
さらに、本実施形態によれば、実装基板３に設けたバンプ４が水晶部材１の接合面における片側に接合されるので、バンプ４による片側接合でも確実に対応することができる。
【００２７】
そして、本実施形態によれば、水晶部材１の接合面に形成した曲面を凸面としたので、曲面が凸面でも適用することができる。
【００２８】
なお、本願は、上記実施形態に限らず種々の変更が可能である。例えば、水晶部材１は、両端が厚肉で、中央部が薄肉に形成され、つまり中央が凹面となるような曲面に形成した場合でも適用することができる。この場合、水晶部材１と実装基板３との接合時、水晶部材１に形成した中央が凹面となるような曲面の曲率に応じて上記実施形態と逆の端部を傾斜させるようにすればよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、傾斜容器５に実装基板３を収納して傾斜させるようにしたが、これ以外に底面を平面に形成した容器に実装基板３を収納し、当該容器を回転させて実装基板３を傾斜させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態における金属間接合装置を示す構成図である。
【図２】図１の水晶部材の曲率を示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本実施形態における金属間接合方法示す構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  水晶部材
２  吸引手段
３  実装基板
４  バンプ
５  傾斜容器
５ａ  斜面
【図１】
2006108551.tif 000003
【図２】
2006108551.tif 000004
【図３】
2006108551.tif 000005