(57)【要約】【課題】接続パッドとバンプとの拡散を低減し、素子搭載部材と集積回路素子との接続不良を低減することができると共に、生産性を向上させるバンプボンダー装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明の実施形態に係るバンプボンダー装置は、複数の配置部を有し、集積回路素子ウエハを配置するための集積回路素子ウエハ配置手段と、複数の配置部ごとに加熱冷却するための加熱冷却手段と、集積回路素子ウエハの各集積回路素子の接続パッドにバンプを搭載させるキャピラリを有する搭載手段と、接続バンプの画像データと、配置部ごとの温度を示す温度データを測定する認識手段と、画像データと温度データとを記憶する記憶手段と、画像データから各集積回路素子の接続パッドの位置を示すＸ座標及びＹ座標を表す搭載データと温度データとから、加熱冷却手段と搭載手段とを制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。【選択図】図３
2011181555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配置部を有し、集積回路素子ウエハを配置するための集積回路素子ウエハ配置手段と、
前記複数の配置部ごとに加熱冷却するための加熱冷却手段と、
前記集積回路素子ウエハの各集積回路素子の接続パッドにバンプを搭載させるキャピラリを有する搭載手段と、
前記集積回路素子ウエハの各集積回路素子の接続バンプの画像データと、前記配置部ごとの温度を示す温度データを測定する認識手段と、
前記画像データと前記温度データとを記憶する記憶手段と、
前記画像データから求めた各集積回路素子の接続パッドの位置を示すＸ座標及びＹ座標を表す搭載データと前記温度データとから、前記加熱冷却手段と前記搭載手段とを制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするバンプボンダー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路素子にバンプを搭載するためのバンプボンダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバンプボンダー装置は、バンプを集積回路素子の接続パッドに搭載するための装置であって、集積回路素子ウエハ配置手段と、搭載手段と、記憶手段と、制御手段とにより構成されている（例えば、特許文献１参照）。
集積回路素子ウエハ配置手段は、集積回路素子をマトリクス状に配置した集積回路素子ウエハを所定の位置で配置させるとともに、集積回路素子ウエハを１００℃〜１５０℃に加熱する役割を果たす。
搭載手段は、キャピラリと可動部とにより構成され、前記キャピラリによってバンプを、集積回路素子ウエハの接続パッドに搭載する役割を果たす。
認識手段は、カメラを備え、前記カメラによって集積回路素子ウエハ配置手段に配置された集積回路素子ウエハの各集積回路素子に設けられた接続パッドを認識する役割を果たす。
記憶手段は、認識手段から得た前記集積回路素子ウエハの各集積回路素子の接続バンプの位置を示す搭載データを記憶する役割を果たす。
制御手段は、記憶手段から取り出した搭載データによって搭載手段を制御する役割を果たす。
また、このようにしてバンプが形成された集積回路素子を、素子搭載部材の集積回路素子搭載パッドに搭載してなる電子部品が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０５０７４１号公報
【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、従来のバンプボンダー装置では、集積回路素子ウエハ配置手段にて、配置された集積回路素子ウエハを加熱しているので、バンプを集積回路素子ウエハの各集積回路素子の接続パッドに搭載して後の箇所でも加熱された状態になっている。よって、バンプが搭載されている箇所には、接続パッドとバンプとの拡散が広がり続けるので、初めに設けたバンプと最後に設けたバンプとでは、拡散量にばらつきが生じてしまうといった課題があった。また、拡散量がばらつくことにより、素子搭載部材に集積回路素子を搭載した際に、接合条件が異なるので、拡散した箇所から剥がれてしまうことがあり、接続不良が発生してしまう課題があった。
また、集積回路素子のバンプと素子搭載部材の集積回路素子搭載パッドとの接続不良が発生してしまうので、電子部品の生産性を低下させるといった課題があった。
【０００５】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、接続パッドとバンプとの拡散を低減し、素子搭載部材と集積回路素子との接続不良を低減することができると共に、電子部品の生産性を向上させるバンプボンダー装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のバンプボンダー装置は、複数の配置部を有し、集積回路素子ウエハを配置するための集積回路素子ウエハ配置手段と、複数の配置部ごとに加熱冷却するための加熱冷却手段と、集積回路素子ウエハの各集積回路素子の接続パッドにバンプを搭載させるキャピラリを有する搭載手段と、集積回路素子ウエハの各集積回路素子の接続バンプの画像データと、配置部ごとの温度を示す温度データを測定する認識手段と、画像データと温度データとを記憶する記憶手段と、画像データから求めた各集積回路素子の接続パッドの位置を示すＸ座標及びＹ座標を表す搭載データと前記温度データとから、加熱冷却手段と搭載手段とを制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のバンプボンダー装置は、複数の配置部を有し、集積回路素子ウエハを配置するための集積回路素子ウエハ配置手段と、それぞれの配置部ごとに加熱冷却するための加熱冷却手段とを備えていることによって、バンプを集積回路素子ウエハの各集積回路素子の接続パッドに搭載した後の箇所の温度を下げることができるので、接続パッドとバンプとの拡散を防ぐことができる。つまり、初めに設けたバンプと最後に設けたバンプとの拡散量のばらつきを低減することができる。
よって、初めに設けたバンプと最後に設けたバンプとの拡散量のばらつきを低減することができるため、素子搭載部材に集積回路素子を搭載した際に、接合条件が同じになるので、集積回路素子のバンプと素子搭載部材の集積回路素子搭載パッドとの接続不良を低減し、電子部品の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るバンプボンダー装置にて製造された電子部品を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバンプボンダー装置の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るバンプボンダー装置で集積回路素子ウエハが配置されている状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示すバンプボンダー装置の部分拡大図である。
【図５】本発明の実施形態に係るバンプボンダー装置の他の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、説明を明りょうにするため説明に不必要な構造体の一部は図示していない。更に図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１０】
（電子部品）
電子部品の１つである圧電発振器１００について説明する。
圧電発振器１００は、図１に示すように、素子搭載部材１１０と圧電振動素子１２０と蓋体１３０と集積回路素子１４０で主に構成されている。この圧電発振器１００は、前記素子搭載部材１１０に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子１２０が搭載され、前記素子搭載部材１１０に形成されている第２の凹部空間Ｋ２内に集積回路素子１４０が搭載され、その第１の凹部空間Ｋ１が蓋体１３０により気密封止された構造となっている。
【００１１】
圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極から延出する引き出し電極と後述する凹部空間Ｋ１内底面に形成されている後述する２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１とを、導電性接着剤ＤＳを介して電気的且つ機械的に接続することによって第１の凹部空間Ｋ１に搭載される。
【００１２】
集積回路素子１４０は、素子搭載部材１１０の第２の凹部空間Ｋ２内に露出した基板部ＴＢ１に形成された集積回路素子搭載パッド１１２に、集積回路素子１４０の接続パッド１４１に設けられている例えば金属等のバンプＢＰを介して搭載されている。
【００１３】
図１に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと、枠部１１０ｂ、１１０ｃと、圧電振動素子搭載パッド１１１と、集積回路素子搭載パッド１１２と、外部接続用電極端子Ｇとで主に構成されている。
この素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間Ｋ１が形成され、基板部１１０ａの他方の主面に枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間Ｋ２が形成されている。
また、枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜ＨＭの主面にロウ付けなどにより接合される。
第１の凹部空間Ｋ１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１１が設けられている。
第２の凹部空間Ｋ２内で露出した基板部１１０ａの他方の主面には、複数の集積回路素子搭載パッド１１２が設けられている。
素子搭載部材１１０の枠部１１０ｃの他方の主面の４隅には、外部接続用電極端子Ｇが設けられている。
【００１４】
蓋部材１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋部材１３０は、凹部空間Ｋ１を、窒素ガス雰囲気中や真空雰囲気中などで気密封止される。具体的には、蓋部材１３０は、窒素雰囲気中や真空雰囲気中で、素子搭載部材１１０の枠部１１０ｂ上に載置され、枠部１１０ｂの表面の金属と蓋部材１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠部１１０ｂに接合される。
【００１５】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００１６】
（バンプボンダー装置）
バンプボンダー装置２００は、図２〜図４に示すように、複数の配置部２１１を有し、集積回路素子ウエハＳＨを配置するための集積回路素子ウエハ配置手段２１０と、前記複数の配置部２１１ごとに加熱冷却するための加熱冷却手段２２０と、集積回路素子ウエハＳＨの各集積回路素子１４０の接続パッド１４１にバンプＢＰを搭載させるキャピラリ２３１を有する搭載手段２３０と、集積回路素子ウエハＳＨの各集積回路素子１４０の接続パッド１４１の画像データと配置部ごとの温度を示す温度データとを測定する認識手段２４０と、画像データと温度データとを記憶する記憶手段２５０と、前記画像データから求めた各集積回路素子１４０の接続パッド１４１の位置を示す搭載データと温度データとから加熱冷却手段２２０と搭載手段２３０とを制御する制御手段２６０と、を備えている。
【００１７】
集積回路素子ウエハ配置手段２１０は、図２に示すように、バンプボンダー装置２００の中央付近に設けられて、複数の配置部２１１を有し、集積回路素子ウエハＳＨ（図３参照）を配置するものである。
複数の配置部２１１は、第１配置部２１２と、第２配置部２１３と、第３配置部２１４とから構成されている。バンプＢＰの搭載状況に合わせて、複数の配置部２１１は、バンプ搭載前の管理温度と、バンプ搭載中の管理温度と、バンプ搭載後の管理温度とに、後述する制御手段２６０により温度調整することができる。
バンプ搭載前の管理温度は、例えば、１００〜１５０℃で調整される。この温度に設定しておくことで、バンプ搭載時に、急な熱を印加することがないため、集積回路素子１４０が割れてしまうことを低減することができる。
バンプ搭載中の管理温度は、例えば１４５〜１５５℃で調整される。この温度に設定しておくことで、集積回路素子１４０の接続パッド１４１とバンプＢＰとの接合を安定して行うことができる。
バンプ搭載後の管理温度は、例えば６０〜１００℃で調整される。この温度に設定しておくことで、集積回路素子１４０の接続パッド１４１とバンプＢＰとの拡散を低減することができる。
つまり、第２の配置部２１３にバンプＢＰを搭載している場合には、第１配置部２１２は、バンプ搭載前の管理温度となり、例えば、１００〜１５０℃で後述する制御手段２６０により調整される。第２配置部２１３は、バンプ搭載中の管理温度となり、例えば、１４５〜１５５℃で後述する制御手段２６０により調整される。第３配置部２１４は、バンプ搭載後の管理温度となり、例えば６０〜１００℃で後述する制御手段２６０により調整される。
【００１８】
加熱冷却手段２２０は、図２に示すように、複数の配置部２１１の下に設けられ、加熱冷却するものであり、前記第１配置部２１２と、前記第２配置部２１３と、前記第３配置部２１４とに設けられ、それぞれの管理領域ごとに加熱冷却する役割を果たす。
この加熱冷却手段２２０は、集積回路素子ウエハ配置手段２１０のそれぞれの配置部２１１ごとに内蔵され、例えばペルチェ素子(図示せず)によって構成されている。
また、前記ペルチェ素子は、ｐ形とｎ形の熱電半導体を銅電極で接合されているものであり、ｎ形の方から直流電流を流すと上側の接合面から下側の接合面へ熱を運ぶことによって吸熱効果を生じることで、冷却することができる。また、直流電流の流す方向を逆にすることにより、熱の移動方向も逆になるので加熱、吸熱を完全に逆転することが可能である。
【００１９】
前記搭載手段２３０は、図２〜図３に示すように、第１のガイドレールＲ１に備えられている。
前記搭載手段２３０は、キャピラリ２３１（図４参照）と、キャピラリ配置部２３２と、可動部２３３とで構成されている。
また、可動部２３３は、Ｘ方向可動部２３３ａと、Ｙ方向可動部２３３ｂと、Ｚ方向可動部２３３ｃとで構成されている。
また、前記搭載手段２３０は、バンプＢＰを集積回路素子ウエハＳＨの集積回路素子ＳＳに設けられた接続パッドＳＰに搭載するためのキャピラリ２３１を有する。
【００２０】
キャピラリ２３１は、図４に示すように、搭載手段２３０のキャピラリ配置部２３２に配置されている。また、前記キャピラリ２３１は、内部に貫通孔（図示せず）が設けられ、貫通孔を通したワイヤ（図示せず）の先端をトーチ（図示せず）からの放電により溶融することによって、バンプＢＰを形成する。
前記キャピラリ２３１によって、前記バンプＢＰを集積回路素子１４０の接続パッド１４１に押圧し、例えば、加重、熱、超音波等を印可することによって、バンプＢＰと接続パッド１４１との界面を接合する。また、ワイヤは、例えば、金及び金合金等が用いられている。
【００２１】
これら搭載手段２３０は、Ｚ方向に往復して移動可能であり、集積回路素子１４０の接続パッド１４１にバンプＢＰを搭載するときにＺ方向に移動する。また、搭載手段１３０は、集積回路素子１４０の接続パッド１４１にバンプＢＰを搭載するときにＸ方向に移動する。
【００２２】
図４に示すように、キャピラリ２３１は、キャピラリ配置部２３２の先端部に配置されている。また、前記キャピラリ２３１は、Ｘ方向可動部２３３ａと、Ｙ方向可動部２３３ｂと、Ｚ方向可動部２３３ｃとによって、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に動作することができるようになっている。
【００２３】
このようにすることで、搭載手段２３０は、キャピラリ２３１によって形成されたバンプＢＰを集積回路素子ウエハＳＨの集積回路素子１４０の接続パッド１４１に搭載する。
【００２４】
前記認識手段２４０は、カメラ２４１と温度測定器（図示せず）によって構成されている。
カメラ２４１は、図２〜図４に示すように、第１のガイドレールＲ１に備えられている。
カメラ２４１は、図２〜図４に示すように、集積回路素子ウエハＳＨの各集積回路素子１４０の接続パッド１４１の状態を示す画像データを撮影する役割を果たす。
また、カメラ２４１は、画像データを撮影後、搭載手段２３０と衝突しないように移動することができる。
カメラ２４１によって撮影された画像データは、記憶手段２５０に記憶される。
温度測定器（図示せず）は、集積回路素子ウエハ配置手段２１０の複数の配置部２１１の前記第１配置部２１２と、前記第２配置部２１３と、前記第３配置部２１４とに設けられ、各領域の温度を測定する役割を果たす。
温度測定器（図示せず）によって測定された温度データは、記憶手段２５０に記憶される。
【００２５】
前記記憶手段２５０は、前記認識手段２４０のカメラ２４１から得た集積回路素子ウエハＳＨの各集積回路素子１４０の接続パッド１４１の位置を示す画像データと、温度測定器（図示せず）から得た温度データと、を記憶する役割を果たす。
【００２６】
また、制御手段２６０は、コンピュータにより構成されており、加熱冷却手段２２０と、搭載手段２３０と、認識手段２４０と、記憶手段２５０に接続されている。
制御手段２６０は、搭載データと温度データとから、前記加熱冷却手段と前記搭載手段とを制御することで、バンプボンダー装置２００全体の制御を行なうものである。
前記搭載データは、前記認識手段２４０で得た接続パッド１４１の画像データより、前記接続パッド１４１の位置を示すＸ座標及びＹ座標が求められて、数値化された数値データをいう。また、この搭載データも前記記憶手段に記憶される。
つまり、制御手段２６０は、前記搭載手段２３０のキャピラリ２３１を前記搭載データから示される所定の座標となる位置に移動させる役割を果たす。
また、前記制御手段２６０は、前記温度データを基にして、加熱冷却手段２２０に電圧を印加することによって、前記のとおり複数の配置部２１１の温度を調整する。つまり、前記第１配置部２１２と、前記第２配置部２１３と、前記第３配置部２１４を所定の温度となるように制御する役割も果たす。
【００２７】
可動部２３３を構成するＸ方向可動部２３３ａと、Ｙ方向可動部２３３ｂと、Ｚ方向可動部２３３ｃとは、例えば、モータを備えて構成されている。
【００２８】
本発明のバンプボンダー装置２００は、複数の配置部２１１とから構成され、集積回路素子ウエハＳＨを配置するための集積回路素子ウエハ配置手段２１０と、複数の配置部２１１ごとに加熱冷却するための加熱冷却手段２２０とを備えていることによって、バンプＢＰを集積回路素子ウエハＳＨの各集積回路素子１４０の接続パッド１４１に搭載した後の箇所の温度を下げることができるので、接続パッド１４１とバンプＢＰとの拡散を低減することができる。
つまり、初めに設けたバンプＢＰと最後に設けたバンプＢＰとの拡散量のばらつきを低減することができる。
よって、初めに設けたバンプＢＰと最後に設けたバンプＢＰとの拡散量のばらつきを低減することができるため、素子搭載部材１１０に集積回路素子１４０を搭載した際に、接合条件が同じになるので、集積回路素子１４０のバンプＢＰと素子搭載部材ＴＢの集積回路素子搭載パッド１１２との接続不良を低減することができ、電子部品１００の生産性を向上させることができる。
【００２９】
尚、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
前記実施形態においては、搭載手段のキャピラリと認識手段のカメラとを別々に設けていたが、図５に示すように、搭載手段２３０のキャピラリ２３１と認識手段２４０のカメラ２４１を合わせるようにしても構わない。つまり、認識手段２４０のカメラ２４１をキャピラリ配置部２３２に設けるようにしても構わない。
また、前記実施形態においては、複数の配置部２１１を前記第１配置部２１２と、前記第２配置部２１３と、前記第３配置部２１４との３つの領域について説明しているが、集積回路素子ウエハＳＨ内の集積回路素子１４０の取り個数によって、管理領域を３つ以上にしても構わない。
【符号の説明】
【００３０】
１１０・・・素子搭載部材
１１０ａ・・・基板部
１１０ｂ、１１０ｃ・・・枠部
１１１・・・圧電振動素子搭載パッド
１１２・・・集積回路素子搭載パッド
１２０・・・圧電振動素子
１３０・・・蓋部材
１４０・・・集積回路素子
１４１・・・接続パッド
１００・・・圧電振動子
２１０・・・集積回路素子ウエハ配置手段
２１１・・・複数の配置部
２１２・・・第１配置部
２１３・・・第２配置部
２１４・・・第３配置部
２２０・・・加熱冷却手段
２３０・・・搭載手段
２３１・・・キャピラリ
２３２・・・キャピラリ配置部
２３３・・・可動部
２３３ａ・・・Ｘ方向可動部
２３３ｂ・・・Ｙ方向可動部
２３３ｃ・・・Ｚ方向可動部
２４０・・・認識手段
２５０・・・記憶手段
２６０・・・制御手段
２４１・・・カメラ
２００・・・バンプボンダー装置
Ｒ１・・・第１のガイドライン
Ｒ２・・・第２のガイドライン
ＰＬ・・・支柱
Ｋ１・・・第１の凹部空間
Ｋ２・・・第２の凹部空間
ＢＰ・・・バンプ
Ｇ・・・外部接続用電極端子
ＤＳ・・・導電性接着剤
ＳＨ・・・集積回路素子ウエハ
【図１】
2011181555.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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