(57)【要約】【課題】半導体チップを基板に対して垂直に実装する。【解決手段】基板２５０に実装される半導体チップ２００を吸着する吸着コレット１０であって、吸着コレット１０は、半導体チップ２００の側面に延在する延在部１４を備え、延在部１４は、基板２５０に当接する当接部１４ａを有する。また、吸着コレット１０は、窒素を噴射する窒素噴射孔１６を備える。延在部１４は、半導体チップ２００と半田ボールとの高さの和を規制する。このため、接合部材としての半田ボールは、扁平にならないので、隣接する半田ボールと接触しない。【選択図】図２
2019140192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装される半導体チップを吸着する吸着コレットであって、
前記半導体チップの側面に対向するように延在する延在部を備え、
前記延在部は、前記基板に当接する当接面を有する
ことを特徴とする吸着コレット。
【請求項２】
請求項１に記載の吸着コレットであって、
窒素を噴射する窒素噴射孔を備えることを特徴とする吸着コレット。
【請求項３】
接合部材を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装装置であって、
前記半導体チップを吸着する吸着コレットと、
前記吸着コレットに連結された第１離接部材と、
前記第１離接部材を上下動させる第１ステージとを備え、
前記吸着コレットは、
前記半導体チップの側面に対向するように延在する延在部を備え、
前記基板と前記延在部の下面とが当接する当接状態で、前記第１離接部材と前記第１ステージとが離間する
ことを特徴とする半導体実装装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体実装装置であって、
前記第１ステージは、前記第１離接部材と離接する第１ナットと該第１ナットに螺合する第１ネジ軸と該第１ネジ軸を回転させる第１駆動部とを備え、
ことを特徴とする半導体実装装置。
【請求項５】
接合部材を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装装置であって、
前記半導体チップを吸着する吸着コレットと、
前記吸着コレットを固定する第１離接部材と、
前記第１離接部材と離接可能であって、前記第１離接部材に当接した状態で前記第１離接部材を上下動させる第１ステージと、
前記第１ステージに連結された第２離接部材と、
前記第２離接部材と離接可能であって、前記第１ステージ及び前記第２離接部材を上下動させる第２ステージとを備え、
前記基板と前記吸着コレットとが離間する離間状態において、
前記第１離接部材と前記第１ステージとが当接状態であり、
前記第２離接部材と前記第２ステージとが当接状態であり、
前記基板と前記吸着コレットとが当接する第１当接状態において、
前記第１離接部材と前記第１ステージとが接触状態又は離間状態であり、
前記第２離接部材と前記第２ステージとが当接状態又は接触状態である
ことを特徴とする半導体実装装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体実装装置であって、
前記第１ステージと前記第２離接部材とを支持するフレームと、
前記基板を載置する載置台と、
前記第１当接状態で、前記フレームの下部に設けられ、前記載置台に当接する載置台当接部材とをさらに備え、
前記載置台当接部材と前記載置台とが当接する第２当接状態において、
前記第１離接部材と前記第１ステージとが離間状態であり、
前記第２離接部材と前記第２ステージとが接触状態又は離間状態である
ことを特徴とする半導体実装装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体実装装置であって、
前記第１離接部材の移動距離を計測する計測器をさらに備え、
前記第１ステージは、前記第２当接状態において、前記移動距離と所定距離との和だけ、前記第１離接部材と離接するナットを上方に移動させる
ことを特徴とする半導体実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着コレット及び半導体実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装方法は、吸着コレットに保持された半導体チップの複数の電極にハンダボールを塗布する工程と、半田ボールが塗布された半導体チップを基板に載置する工程と、ヒータで基板を加熱する工程と、加熱された基板を冷却する工程とを含んでいる。
このような半導体実装方法では、熱膨張によって基板やヒータの高さが変化し、半田ボールの高さが定まらなくなることがある。例えば、半田ボールの高さが規定よりも低くなると、半田ボールの幅が広くなるので、隣接する半田ボール同士が互いに接触するおそれがある。
【０００３】
特許文献１は、吸着コレットを位置制御（高さ制御）することによって、半導体チップと配線基材との間を所定間隔に保持する技術を開示している。また、特許文献２は、所定のボンディング荷重を加えて、半導体チップを導電性の接合部材で固定する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2002-057190号公報（段落００４０、図５）
【特許文献２】特開平06-302628号公報（請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の技術は、吸着コレットの位置制御を行っている。この位置制御は、基板やヒータの微小な高さ変化よりも小さな分解能が求められる。つまり、吸着コレットの位置制御は、単なる搬送制御のように、容易な制御であることが好ましい。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、位置制御の容易な吸着コレット及び半田実装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】
前記目的を達成するために、本発明の第１手段は、基板（２５０）に実装される半導体チップ（２００）を吸着する吸着コレット（１０）であって、前記吸着コレットは、前記半導体チップの側面に対向するように延在する延在部（１４）を備え、前記延在部は、前記基板に当接する当接面（下面１４ａ）を有することを特徴とする。なお、括弧内の符号や文字は、実施形態において付した符号等であって、本発明を限定するものではない。
【０００８】
これによれば、延在部が半導体チップと半田ボールとの高さの和を規制する。このため、基板やヒータに微小な高さ変化を生じても、半導体チップと半田ボールとの高さの和は、変わらない。このため、接合部材は、扁平にならないので、隣接する半田ボールと接触しない。また、延在部の当接面が基板を押圧するので、基板の反りが低減する。これにより、半導体チップと基板との傾斜角が少なくなる。
【０００９】
本発明の第２手段は、接合部材（半田）を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装装置（１００）であって、前記半導体チップは、前記接合部材が塗布される電極が形成されており、前記半導体チップの側面に対向するように延在する延在部（１４）を備え、前記半導体チップを吸着する吸着コレット（１０）と、前記吸着コレットと連結する第１離接部（４５）と、前記第１離接部を上下動させる第１ステージ（４０）とを備え、前記第１離接部は、前記基板と前記延在部の下面（１４ａ）とが当接する当接状態で、前記第１ステージと前記吸着コレットとを離間させることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、半導体チップは、少なくとも、吸着コレット及び第１離接部材の荷重を受ける。このため、基板やヒータに微小な高さ変化を生じたとき、吸着コレット及び第１離接部材の一定荷重を受けつつ、延在部が半導体チップと半田ボールとの高さの和を規制する。また、半田ボールは、半導体チップを介して、一定荷重を受けるので、扁平にならず、隣接する半田ボールと接触しない。
【００１１】
本発明の第３手段は、接合部材（例えば、半田ボール）を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装装置（１００）であって、前記半導体チップを吸着する吸着コレット（１１）と、前記吸着コレットを固定する第１離接部材（４６）と、前記第１離接部材と離接可能であって、前記第１離接部材に当接した状態で前記第１離接部材を上下動させる第１ステージ（４０）と、前記第１ステージに連結された第２離接部材（５６）と、前記第２離接部材と離接可能であって、前記第１ステージ及び前記第２離接部材を上下動させる第２ステージ（５０）とを備え、前記基板と前記吸着コレットとが離間する離間状態（図５）において、前記第１離接部材と前記第１ステージとが当接状態であり、前記第２離接部材と前記第２ステージとが当接状態であり、前記基板と前記吸着コレットとが当接する第１当接状態において、前記第１離接部材と前記第１ステージとが接触状態（図６参照）又は離間状態（図７参照）であり、前記第２離接部材と前記第２ステージとが当接状態又は接触状態であることを特徴構成とする。
【００１２】
これによれば、半導体チップは、少なくとも、吸着コレット及び第１離接部材の荷重を受ける。このため、基板やヒータに微小な高さ変化を生じたとき、吸着コレット、第１離接部材等の一定荷重を受ける。つまり、接合部材（半田ボール）は、半導体チップを介して、一定荷重を受け、扁平にならないので、隣接する接合部材と接触しない。
【００１３】
ここで、第１離接部材と前記第１ステージとの接触状態とは、吸着コレット１０、離接部材４６等の荷重が第１ステージ（例えば、上面４３ａ）に加わらない状態をいう。また、第２離接部材と第２ステージとの接触状態とは、離接部材５６等の荷重が第２ステージ（例えば、上面５３ａ）に加わらない状態をいう。一方、第２離接部材と第２ステージとの当接状態とは、離接部材５６等の荷重が第２ステージ（例えば、上面５３ａ）に加わっている状態をいう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体チップを基板に対して垂直に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態である半導体実装装置の構成図である。
【図２】第１実施形態において、吸着コレットが基板に当接した状態を示す図である。
【図３】半導体実装基板を示す図である。
【図４】本発明の比較例である半導体実装装置の構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態である半導体実装装置の構成図である。
【図６】第２実施形態において、半導体チップと基板とが当接した状態を示す図である。
【図７】第２実施形態において、載置台と載置台当接部材とが当接した状態を示す図である。
【図８】第２実施形態において、半導体チップを基板から僅かに引き上げた状態を示す図である。
【図９】半導体チップが基板から僅かに引き上げられた半導体実装基板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本実施形態を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態である半導体実装装置の構成図である。
半導体実装装置１００ａは、半田実装ユニット３０と、真空吸着用ポンプ８６と、窒素ボンベ８７と、載置台としてのヒータ８５と、制御部９０とを備える。半田実装ユニット３０は、吸着コレット１０と、第１ステージとしてのリニアステージ４０と、離接部材４６と、フレーム４９とを備える。フレーム４９は、吸着コレット１０とリニアステージ４０と離接部材４６とを支持している。なお、リニアステージ４０の上部は、水平面内（Ｘ−Ｙ面内）を移動するステージ（図示せず）に支持されている。
【００１８】
吸着コレット１０は、Ｚ軸に平行な軸部１２と、軸部１２の一端に形成された吸着部１３とを備えて構成されている。軸部１２と吸着部１３とは、空気吸入孔１５が貫通している。吸着部１３は、面状の吸着面１３ａを形成しており、半導体チップ２００が吸着面１３ａに吸着される。吸着部１３の周囲には、半導体チップ２００の側面に対向する延在部１４が形成されている。延在部１４は、半導体チップ２００の側面に対向する対向面１４ｂと基板２５０に対向する下面１４ａとを備えている。半導体チップ２００の高さと半導体チップ２００の電極２０１に形成された半田ボール２１０ａの径との和は、下面１４ａと吸着面１３ａとの距離よりも長い。つまり、半田ボール２１０ａは、吸着部１３の下面１４ａよりも僅かに突出する大きさである。
【００１９】
真空吸着用ポンプ８６は、吸着コレット１０の空気吸入孔１５に接続されており、空気吸入孔１５の下端側から空気を吸入する装置である。窒素ボンベ８７は、吸着コレット１０に開孔している窒素噴射孔１６から窒素を噴射させる装置である。窒素は、加熱時に半田の酸化を抑える性質を有する。制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成されており、プログラム（プログラムモジュール）の実行により、駆動部４４、真空吸着用ポンプ８６、窒素ボンベ８７の電磁弁（図示せず）やヒータ８５を制御する機能を実現する。
【００２０】
リニアステージ４０は、ネジ軸４１と、ネジ軸４１に螺合するナット４２と、駆動部４４とを備える。駆動部４４は、制御部９０の制御に基づき、ネジ軸４１を回動させる。ナット４２は、回動が規制されており、ネジ軸４１の回動により、上下方向（Ｚ軸方向）に移動する。ナット４２の側面には、離接部材４６に係合する係合部４３が形成されている。離接部材４６は、逆Ｌ字状に形成されており、下面４６ａが係合部４３の上面４３ａに当接可能に配設されている。なお、係合部４３と離接部材４６とで、離接部４５が構成される。
【００２１】
このような構成において、駆動部４４を駆動し、ナット４２を上方に移動させると、ナット４２の上昇に伴って、離接部材４６が上昇する。離接部材４６の上昇に伴い、フレーム４９に固定されている吸着コレット１０も上昇する。一方、駆動部４４がナット４２を下方に移動させる場合でも、吸着コレット１０の下面１４ａが基板２５０に当接しない限り、離接部材４６の下面４６ａと係合部４３の上面４３ａとが当接し続ける。このため、ナット４２の下降に伴って、吸着コレット１０が下降する。
【００２２】
図２は、第１実施形態において、吸着コレットが基板に当接した状態を示す図である。
つまり、吸着コレット１０の延在部１４の下面１４ａは、基板２５０に当接する当接面として機能している。この当接状態では、ヒータ８５は、加熱状態であり、基板２５０を加熱しているものとする。この当接状態のとき、離接部４５（図１）は、離接部材４６の下面４６ａと係合部４３の上面４３ａとが間隔Ｈ１（Ｈ１＞０）だけ離間する。なお、吸着コレット１０の延在部１４の下面１４ａが基板２５０に接触した接触状態では、間隔Ｈ１＝０であり、吸着コレット１０、離接部材４６、及びフレーム４９の荷重が係合部４３の上面４３ａに加わらない。
【００２３】
吸着コレット１０の下面１４ａが基板２５０に当接しない非当接状態においては（図１）、半田ボール２１０ａは、冷却状態において、吸着部１３の下面１４ａから突出する突出部を有していた。しかしながら、吸着コレット１０の下面１４ａが基板２５０に当接する当接状態においては、半田ボール２１０ａは、基板２５０を介してヒータ８５によって、加熱され、僅かに潰れた形状の半田ボール２１０ｂとなる。この変形により、半田ボール２１０ｂの高さは、下面１４ａと吸着面１３ａとの間隔から半導体チップ２００の高さを減じた値に規制される。つまり、吸着コレット１０の延在部１４は、半田ボール２１０の高さを規制する規制部材として機能する。この高さ規制により、半田ボール２１０ｂは、ほぼ球状に維持され、隣接する半田ボールとの接触が回避される。なお、半田ボール２１０ｂは、加熱時、窒素噴射孔１６から噴射される窒素を受け、酸化が防止される。
【００２４】
次に、半導体実装装置１００ａは、ヒータ８５の加熱を停止し、半田ボール２１０ｂを冷却する。これにより、基板２５０に半導体チップ２００が実装された半導体実装基板２６０（図３）が構成される。最後に、半導体実装装置１００ａは、真空吸着用ポンプ８６を停止し、半導体実装を終了する。
【００２５】
（比較例）
図４は、本発明の比較例である半導体実装装置の構成図である。
半導体実装装置１００ｂは、半導体実装装置１００ａ（図１）に比較して、吸着コレット１０が吸着コレット１１に変更されている点と、フレーム４９及び離接部材４６を備えていない点とで相違する。つまり、半導体実装装置１００ｂは、直接、リニアステージ４０に吸着コレット１１が取り付けられたものである。
【００２６】
吸着コレット１１は、軸部１２の一端に先端部１７を設けたものである。先端部１７と軸部１２とは、互いに連通する空気吸入孔１５が形成されている。つまり、吸着コレット１１は、吸着コレット１０（図１）に比較して、半導体チップ２００の側面に対向する延在部１４が形成されていない点で相違する。
【００２７】
（動作）
制御部９０（図１）は、リニアステージ４０が半導体チップ２００を吸着した吸着コレット１１を基板２５０の近傍まで降下させる。ここで、降下したときの半導体チップ２００と基板２５０との間隔は、半田ボール２１０ｂの溶解により、半導体チップ２００と基板２５０とが接合可能であり、且つ隣接する半田ボール２１０ｂと接触しないように、設定されているものとする。
【００２８】
ここで、ヒータ８５及び基板２５０の熱膨張によって、基板２５０の上面２５０ａが僅かに上昇するものとする。このとき、吸着コレット１１の高さが固定されているので、半田ボール２１０ｂの高さが低くなってしまう。このため、半田ボール２１０ｂは、隣接する半田ボール２１０ｂと接触してしまうことがある。
【００２９】
このとき、ヒータ８５及び基板２５０の熱膨張によって生じる上面２５０ａの高さ変化を考慮して、吸着コレット１１の高さを固定しようとすると、リニアステージ４０の位置精度を高精度にしなければならない。
【００３０】
半導体実装装置１００ｂに対して、前記第１実施形態の半導体実装装置１００ａは、基板２５０の上面２５０ａの僅かな上昇に伴い、吸着コレット１１、フレーム４９及び離接部材４６も僅かに上昇する。このときでも、半導体チップ２００と基板２５０の上面２５０ａとの間隔は、延在部１４により規制され、所定間隔に維持される。このため、半田ボール２１０ｂは、隣接する半田ボール２１０ｂとの接触が回避される。なお、半導体チップ２００に加わる荷重は、吸着コレット１１、フレーム４９及び離接部材４６の重量に等しい。また、半導体実装装置１００ａのリニアステージ４０は、吸着コレット１１を搬送移動させる位置精度や分解能で足りる。つまり、半導体実装装置１００ａのリニアステージ４０は、熱膨張によって生じる高さ変化を考慮するような微小な分解能を必要としない。
【００３１】
また、ヒータ８５及び基板２５０の熱膨張によって、基板２５０に反りが生じることがある。半導体実装装置１００ｂの吸着コレット１１は、基板２５０を押圧していない。このため、基板２５０は、反りによる傾斜や高さの不均一が生じやすい。しかしながら、前記第1実施形態の半導体実装装置１００ａは、吸着コレット１０の延在部１４が半導体チップ２００の周辺を所定の荷重で押圧するので、基板２５０の反りによる傾斜や高さの不均一が生じ難い。
【００３２】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態である半導体実装装置の構成図である。
半導体実装装置１００ｃは、吸着コレット１０を取り付けたフレーム４９を含む第１ユニット３１と、該第１ユニット３１を収納する第２ユニット３５と、エアシリンダ６０とを備えて構成される。なお、図示省略したが、半導体実装装置１００ｃは、半導体実装装置１００ａ（図１）と同様に、真空吸着用ポンプ８６と、窒素ボンベ８７と、制御部９０とを備える。
【００３３】
第１ユニット３１は、前記第１実施形態の第１ユニット３１と同様の構成であり、吸着コレット１０と、第１ステージとしてのリニアステージ４０と、離接部材４６と、フレーム４９とを備える。フレーム４９は、吸着コレット１０と離接部材４６とを支持する。また、フレーム４９は、ナット４２を上下動可能且つ回動不能に支持する。リニアステージ４０は、ネジ軸４１と、ネジ軸４１に螺合するナット４２と、駆動部４４とを備える。
【００３４】
吸着コレット１０の吸着部１３は、前記したように、半田ボール２１０の高さを規制する規制部材として機能する延在部１４（図１）を形成している。
【００３５】
第２ユニット３５は、フレーム５９と、ガイドレール８０と、高さモニタ４７と、リニアステージ５０と、離接部材５６と、カバー７０を備えて構成される。リニアステージ５０は、ネジ軸５１と、ネジ軸５１に螺合するナット５２と、駆動部５４とを備える。ナット５２は、離接部材５６と係合する係合部５３を形成している。駆動部５４は、制御部９０の制御に基づき、ネジ軸５１を回動させる。フレーム５９は、ガイドレール８０と離接部材５６とリニアステージ４０の駆動部４４とを支持する。また、フレーム５９は、ナット５２を上下動可能且つ回動不能に支持する。また、フレーム５９の下部には、カバー７０が設けられている。
【００３６】
高さモニタ４７は、離接部材４６の移動距離や高さを計測する計測器である。カバー７０は、吸着コレット１０の窒素噴射孔１６から噴出する窒素ガスを閉じ込めるためのものである。ガイドレール８０は、第１ユニット３１を上下動可能に支持する支持部材である。ガイドレール８０が有する複数のボールは、摩擦抵抗を低減する。エアシリンダ６０は、上方に向かわせる力をフレーム５９に対して与え、第１ユニット３１及び第２ユニット３５の荷重の全てを半導体チップ２００に加えないようにする。また、エアシリンダ６０及び駆動部５４は、水平面内（Ｘ−Ｙ面内（図１））を移動するステージに固定されている。
【００３７】
図６は、第２実施形態において、吸着コレットと基板とが当接した当接状態を示す図である。
まず、吸着コレット１０と基板２５０とが離間している離間状態から吸着コレット１０の下面１４ａ（図１）と基板２５０とが当接する当接時（第１当接時）までについて説明する。
半導体実装装置１００ｃは、リニアステージ５０のネジ軸５１を回転させて、ナット５２を降下させる。ナット５２の降下に伴い、離接部材５６、フレーム５９及び第１ユニット３１が降下する。このとき、リニアステージ４０は、ネジ軸４１を回転させない。この状態では、半導体実装装置１００ｃは、ナット４２の係合部４３（図１）の上面４３ａと離接部材４６とが接触状態であり、且つナット５２の係合部５３の上面５３ａと離接部材５６とが当接状態である。
【００３８】
ここで、接触状態とは、吸着コレット１０、離接部材４６、及びフレーム４９の荷重が上面４３ａに加わらない状態をいう。これに対して、当接状態とは、離接部材５６，フレーム５９、ガイドレール８０の荷重が上面５３ａ加わっている状態をいう。なお、吸着コレット１０と基板２５０とが当接する当接する第１当接時において、カバー７０の下面７０ａとヒータ８５の上面８５ａとの間隔をＨとする。
【００３９】
次に、吸着コレット１０と基板２５０とが当接する第１当接時から、載置台当接部材としてのカバー７０が載置台としてのヒータ８５に当接する第２当接時までについて説明する。
図７は、第２実施形態において、載置台と載置台当接部材とが当接した状態を示す図である。
この状態でも、吸着コレット１０の下面１４ａ（図１）と基板２５０とが当接する当接状態（第１当接状態）である。半導体実装装置１００ｃは、さらに、リニアステージ５０のネジ軸５１を回転させることにより、ナット５２が降下する。ナット５２の降下に伴い、離接部材５６、フレーム５９、及びリニアステージ４０が降下する。カバー７０とヒータ８５とが当接する第２当接時では、離接部材５６と係合部５３の上面５３ａとは接触状態になる。この接触状態では、離接部材５６，フレーム５９、ガイドレール８０の荷重が上面５３ａに加わらない。また、吸着コレット１０を固定するフレーム４９は、フレーム５９に対して相対的に上昇する。
【００４０】
このときでも、フレーム５９に固定されているリニアステージ４０は、ネジ軸４１を回転させない。そのため、半導体実装装置１００ｃは、フレーム４９の相対的な上昇に伴い、係合部４３の上面４３ａと離接部材４６（図６）とが間隔Ｈまで離間する。つまり、離接部材５６と係合部５３の上面５３ａとは接触状態であり、且つ、係合部４３の上面４３ａと離接部材４６とは離間状態である。この状態で、高さモニタ４７は、離接部材４６の移動距離Ｈを測定する。
【００４１】
なお、破線のように、ナット５２をさらに回転させ、離接部材５６と係合部５３の上面５３ａとを離間状態にしても構わない。つまり、カバー７０とヒータ８５とが当接する当接状態（第２当接状態）では、係合部５３の上面５３ａと離接部材５６とは、接触状態又は離間状態である。
【００４２】
図８は、第２実施形態において、半導体チップを基板から僅かに引き上げた状態を示す図である。
カバー７０とヒータ８５とが当接した状態（図７参照）において、半導体実装装置１００ｃは、リニアステージ５０のネジ軸５１の回転を停止し、リニアステージ４０のネジ軸４１の回転を行う。このとき、半導体実装装置１００ｃは、ナット４２を（Ｈ＋ｈ）だけ上昇させる。これにより、離接部材４６は、ナット４２の係合部４３の上面４３ａと当接し、当接後、ｈだけさらに上昇する。これにより、吸着コレット１０は、ｈだけ引き上げられる。そして、ヒータ８５は、基板２５０の加熱を行い、窒素噴射孔１６は、窒素を噴射する。これにより、半田ボール２１０がｈだけ引き延ばされた状態で、半導体チップ２００と基板２５０とが半田付けさせられる。
【００４３】
図９は、半導体チップが基板から僅かに引き上げられた半導体実装基板を示す図である。
半導体実装基板２６１は、基板２５０と、半導体チップ２００と、半田ボール２１０ｄとで構成される。ここで、半田ボール２１０ｄは、引き延ばされた状態で半導体チップ２００と基板２５０とを接合している。また、引き延ばされているので、隣接する半田ボール２１０ｄとの間隔は、ほぼ球状の半田ボール２１０ｃ（図３）よりも狭くなっている。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の半導体実装装置１００ｃは、第２ユニット３５の降下により、吸着コレット１０が降下する。これにより、吸着コレット１０の下面１７ａ（図４）と基板２５０とが当接する（図６）。さらに、半導体実装装置１００ｃは、カバー７０とヒータ８５とが当接するまで、第２ユニット３５を降下させたときでも（図７）、吸着コレット１０の延在部１４が半導体チップ２００と基板２５０との間隔を規制する。このため、ヒータ８５及び基板２５０の熱膨張により、基板２５０の上面が上昇しても、半導体チップ２００と基板２５０との間隔が規制される。
【００４５】
また、カバー７０とヒータ８５との当接後、半導体実装装置１００ｃは、吸着コレット１０を僅かに引き上げた状態で半田付けを行う（図８）。これにより、半田ボール２１０ｄ（図９）は、僅かに引き延ばされ、隣接する半田ボール２１０ｄとの間隔が球状よりも狭くなる。なお、半導体実装装置１００ｃは、エアシリンダ６０を備え、吸着コレット１０の延在部１４と基板２５０との当接時に、吸着コレット１０が基板２５０に加える荷重を適切に規制する。
【００４６】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記第２実施形態の半導体実装装置１００ｃは、吸着コレット１０を取り付けたが、吸着コレット１１（図４）を取り付けても構わない。半導体チップ２００と基板２５０とが当接する当接状態（図６）では、吸着コレット１１の下面１７ａ（図４）と基板２５０との間隔が規制されない。しかしながら、半導体実装装置１００ｃは、第２ユニット３５の下降に伴い、第１ユニット３１のネジ軸４１を回転させ、ナット４２を上昇させることにより、吸着コレット１１の下面１７ａと基板２５０との間隔を規制することができる。
【００４７】
（２）前記第２実施形態の半導体実装装置１００ｃのエアシリンダ６０は、フレーム５９を上方に引き上げていたが、フレーム４９を上方に引き上げるために、一方をフレーム４９に固定し、他方をフレーム５９に固定しても構わない。
【符号の説明】
【００４８】
１０，１１  吸着コレット（吸着具、吸着ノズル）
１３  吸着部
１３ａ  吸着面（当接面）
１４  延在部（規制部材）
１５  空気吸入孔（通流孔）
１６  窒素噴射孔
２０  ヒータ
３０  半田実装ユニット
３１  第１ユニット（半田実装ユニット）
３５  第２ユニット
４０  リニアステージ（第１ステージ）
４１  ネジ軸
４２  ナット（第１ナット）
４３  係合部
４５  離接部
４６  離接部材（第１離接部材）
４７  高さモニタ（計測器）
５０  リニアステージ（第２ステージ）
５６  離接部材（第２離接部材）
７０  カバー（載置台当接部材）
８０  ガイドレール
８５  ヒータ（載置台）
１００ａ，１００ｂ，１００ｂ，１００ｃ  半導体実装装置
２００  半導体チップ
２１０，２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ  半田ボール
２５０  基板
２６０，２６１  半導体実装基板
【図１】
2019140192.tif 000003
【図２】
2019140192.tif 000004
【図３】
2019140192.tif 000005
【図４】
2019140192.tif 000006
【図５】
2019140192.tif 000007
【図６】
2019140192.tif 000008
【図７】
2019140192.tif 000009
【図８】
2019140192.tif 000010
【図９】
2019140192.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月29日(2018.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合部材を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装装置であって、
前記半導体チップを吸着する吸着コレットと、
前記吸着コレットに連結された第１離接部材と、
前記第１離接部材を上下動させる第１ステージとを備え、
前記吸着コレットは、
前記半導体チップの側面に対向するように延在する延在部を備え、
前記基板と前記延在部の下面とが当接する当接状態で、前記第１離接部材と前記第１ステージとが離間する
ことを特徴とする半導体実装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体実装装置であって、
前記第１ステージは、前記第１離接部材と離接する第１ナットと該第１ナットに螺合する第１ネジ軸と該第１ネジ軸を回転させる第１駆動部とを備える
ことを特徴とする半導体実装装置。
【請求項３】
接合部材を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装装置であって、
前記半導体チップを吸着する吸着コレットと、
前記吸着コレットを固定する第１離接部材と、
前記第１離接部材と離接可能であって、前記第１離接部材に当接した状態で前記第１離接部材を上下動させる第１ステージと、
前記第１ステージに連結された第２離接部材と、
前記第２離接部材と離接可能であって、前記第１ステージ及び前記第２離接部材を上下動させる第２ステージとを備え、
前記基板と前記吸着コレットとが離間する離間状態において、
前記第１離接部材と前記第１ステージとが当接状態であり、
前記第２離接部材と前記第２ステージとが当接状態であり、
前記基板と前記吸着コレットとが当接する第１当接状態において、
前記第１離接部材と前記第１ステージとが接触状態又は離間状態であり、
前記第２離接部材と前記第２ステージとが当接状態又は接触状態である
ことを特徴とする半導体実装装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体実装装置であって、
前記第１ステージと前記第２離接部材とを支持するフレームと、
前記基板を載置する載置台と、
前記第１当接状態で、前記フレームの下部に設けられ、前記載置台に当接する載置台当接部材とをさらに備え、
前記載置台当接部材と前記載置台とが当接する第２当接状態において、
前記第１離接部材と前記第１ステージとが離間状態であり、
前記第２離接部材と前記第２ステージとが接触状態又は離間状態である
ことを特徴とする半導体実装装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体実装装置であって、
前記第１離接部材の移動距離を計測する計測器をさらに備え、
前記第１ステージは、前記第２当接状態において、前記移動距離と所定距離との和だけ、前記第１離接部材と離接するナットを上方に移動させる
ことを特徴とする半導体実装装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、半導体実装装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、位置制御の容易な半田実装装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第１手段は、接合部材（半田）を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装装置（１００）であって、前記半導体チップは、前記接合部材が塗布される電極が形成されており、前記半導体チップの側面に対向するように延在する延在部（１４）を備え、前記半導体チップを吸着する吸着コレット（１０）と、前記吸着コレットと連結する第１離接部（４５）と、前記第１離接部を上下動させる第１ステージ（４０）とを備え、前記第１離接部は、前記基板と前記延在部の下面（１４ａ）とが当接する当接状態で、前記第１ステージと前記吸着コレットとを離間させることを特徴とする。なお、括弧内の符号や文字は、実施形態において付した符号等であって、本発明を限定するものではない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第２手段は、接合部材（例えば、半田ボール）を用いて半導体チップを基板に実装する半導体実装装置（１００）であって、前記半導体チップを吸着する吸着コレット（１１）と、前記吸着コレットを固定する第１離接部材（４６）と、前記第１離接部材と離接可能であって、前記第１離接部材に当接した状態で前記第１離接部材を上下動させる第１ステージ（４０）と、前記第１ステージに連結された第２離接部材（５６）と、前記第２離接部材と離接可能であって、前記第１ステージ及び前記第２離接部材を上下動させる第２ステージ（５０）とを備え、前記基板と前記吸着コレットとが離間する離間状態（図５）において、前記第１離接部材と前記第１ステージとが当接状態であり、前記第２離接部材と前記第２ステージとが当接状態であり、前記基板と前記吸着コレットとが当接する第１当接状態において、前記第１離接部材と前記第１ステージとが接触状態（図６参照）又は離間状態（図７参照）であり、前記第２離接部材と前記第２ステージとが当接状態又は接触状態であることを特徴構成とする。なお、括弧内の符号や文字は、実施形態において付した符号等であって、本発明を限定するものではない。