(57)【要約】【課題】半導体チップを回路基板にボンディングする際の処理雰囲気が冷却用の空気で汚染されることを防止したチップ熱圧着装置と、これを備えた実装装置を提供する。【解決手段】半導体チップを基板に搭載するチップ熱圧着装置５である。ベース部５１と、ベース部５１の下端に設けられたヒータ部５２と、ヒータ部５２の下端に設けられて半導体チップを吸着保持するツール部５３とを備える。ベース部５１には、ヒータ部５２を冷却するためのヒータ部用ガスを流すヒータ部冷却用流路５７が設けられている。ヒータ部冷却用流路５７には、ヒータ部５２を冷却した後のヒータ部用ガスを回収して半導体チップを基板に搭載する際の処理雰囲気より外に排出する、ヒータ部回収経路５９が設けられている。【選択図】図２
2015111632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを基板に搭載するチップ熱圧着装置であって、
ベース部と、該ベース部の下端に設けられたヒータ部と、該ヒータ部の下端に設けられて前記半導体チップを吸着保持するツール部と、を備え、
前記ベース部には、前記ヒータ部を冷却するためのヒータ部用ガスを流すヒータ部冷却用流路が設けられ、
前記ヒータ部冷却用流路には、前記ヒータ部を冷却した後のヒータ部用ガスを回収して前記半導体チップを基板に搭載する際の処理雰囲気より外に排出する、ヒータ部回収経路が設けられていることを特徴とするチップ熱圧着装置。
【請求項２】
前記ヒータ部冷却用流路は、前記ヒータ部用ガスを供給するヒータ部供給経路と前記ヒータ部回収経路とを有し、前記ヒータ部回収経路は前記ヒータ部供給経路より、流路の開口断面積が大であることを特徴とする請求項１記載のチップ熱圧着装置。
【請求項３】
前記ベース部および前記ヒータ部には、前記ツール部を冷却するためのツール部用ガスを流すツール部冷却用流路が設けられ、
前記ツール部冷却用流路には、前記ツール部を冷却した後のツール部用ガスを回収して前記半導体チップを基板に搭載する際の処理雰囲気より外に排出する、ツール部回収経路が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ熱圧着装置。
【請求項４】
前記ツール部冷却用流路は、前記ツール部用ガスを供給するツール部供給経路と前記ツール部回収経路とを有し、前記ツール部回収経路は前記ツール部供給経路より、流路の開口断面積が大であることを特徴とする請求項３記載のチップ熱圧着装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のチップ熱圧着装置を備えた、半導体チップを基板に搭載するための実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ熱圧着装置及び実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の後工程では、実装装置によって半導体チップを回路基板に搭載し、実装している。このような実装装置では、半導体チップを搭載する際、例えば特許文献１に記載されたチップ熱圧着装置（チップ熱圧着ツール）によって熱と荷重とを加え、半導体チップを回路基板に接合している。熱を加えるための熱源にはパルスヒータ（セラミックヒータ）が用いられ、このヒータによって半導体チップを吸着保持する圧子の昇温・降温が制御されている。
【０００３】
ところで、特許文献１に記載されたようなチップ熱圧着装置では、ボンディング前の半導体チップを受け取って回路基板上に移送する際、半導体チップを予備加熱しつつ回路基板上に移送する。そして、回路基板上にて、予め半導体チップに付加されたはんだや熱可塑製樹脂を溶融するため、パルスヒータによって例えば数百℃程度にまで加熱・昇温することで、半導体チップを回路基板上にボンディングする。
【０００４】
その後、チップ熱圧着装置は再度半導体チップを受け取るべく、ボンディング前の半導体チップ側に移動するが、その際、はんだ等の溶融のために昇温したパルスヒータを、半導体チップを予備加熱する際の比較的低い温度に降温すべく、チップ熱圧着装置に冷却用の空気を通している。すなわち、パルスヒータを冷却して強制的に降温することで、ボンディングに要するサイクル時間を短縮し、スループットを高めている。
このようにチップ熱圧着装置を強制的に冷却し、降温するための空気については、特許文献１のチップ熱圧着ツールではパルスヒータの下部から直接外部へ排気している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８７２５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、冷却用の空気がパルスヒータから直接外部に排気されると、この排気空気は半導体チップを回路基板にボンディングする際の処理雰囲気中に排出されることになり、冷却用の空気の経路内、すなわち配管内やヒータを含むチップ熱圧着装置内に残留し、あるいはこれらの一部が剥離して生成したゴミも異物となって前記処理雰囲気中に排出されることになる。したがって、冷却空気の排気によって処理雰囲気が汚染され、これによって半導体チップを搭載した回路基板に異物を起因とする機能不良が生じ、歩留まりが低下するおそれがある。
また、特許文献１のチップ熱圧着ツールでは、圧子（ツール）に対しても冷却用の空気を通しているが、このツール用の冷却用空気も前記処理雰囲気中に直接排出しているため、やはり処理雰囲気が汚染されることがある。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、半導体チップを回路基板にボンディングする際の処理雰囲気が冷却用の空気で汚染されることを防止したチップ熱圧着装置と、これを備えた実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のチップ熱圧着装置は、半導体チップを基板に搭載するチップ熱圧着装置であって、ベース部と、該ベース部の下端に設けられたヒータ部と、該ヒータ部の下端に設けられて前記半導体チップを吸着保持するツール部と、を備え、前記ベース部には、前記ヒータ部を冷却するためのヒータ部用ガスを流すヒータ部冷却用流路が設けられ、前記ヒータ部冷却用流路には、前記ヒータ部を冷却した後のヒータ部用ガスを回収して前記半導体チップを基板に搭載する際の処理雰囲気より外に排出する、ヒータ部回収経路が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
このチップ熱圧着装置によれば、ヒータ部冷却用流路に、ヒータ部を冷却した後のヒータ部用ガスを回収して半導体チップを基板に搭載する際の処理雰囲気より外に排出する、ヒータ部回収経路を設けたので、前記処理雰囲気が冷却用のヒータ部用ガスで汚染されることが防止される。
【００１０】
また、前記チップ熱圧着装置において、前記ヒータ部冷却用流路は、前記ベース部用ガスを供給するヒータ部供給経路と前記ヒータ部回収経路とを有し、前記ヒータ部回収経路は前記ヒータ部供給経路より、流路の開口断面積が大であることを特徴とする。
この構成によれば、ヒータ部回収経路の流路の開口断面積をヒータ部供給経路より大きくしたので、ヒータ部回収経路が抵抗となってヒータ部供給経路を流れるヒータ部用ガスの流量が低下するのが抑制される。
【００１１】
また、前記チップ熱圧着装置において、前記ベース部および前記ヒータ部には、前記ツール部を冷却するためのツール部用ガスを流すツール部冷却用流路が設けられ、前記ツール部冷却用流路には、前記ツール部を冷却した後のツール部用ガスを回収して前記半導体チップを基板に搭載する際の処理雰囲気より外に排出する、ツール部回収経路が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、ツール部冷却用流路に、ツール部を冷却した後のツール部用ガスを回収して半導体チップを基板に搭載する際の処理雰囲気より外に排出する、ツール部回収経路を設けたので、前記処理雰囲気が冷却用のツール部用ガスで汚染されることが防止される。
【００１２】
また、前記チップ熱圧着装置において、前記ツール部冷却用流路は、前記ツール部用ガスを供給するツール部供給経路と前記ツール部回収経路とを有し、前記ツール部回収経路は前記ツール部供給経路より、流路の開口断面積が大であることを特徴とする。
この構成によれば、ツール部回収経路の流路の開口断面積をツール部供給経路より大きくしたので、ツール部回収経路が抵抗となってツール部供給経路を流れるガスの流量が低下するのが抑制される。
【００１３】
本発明の実装装置は、前記のチップ熱圧着装置を備えた、半導体チップを基板に搭載するための装置である。
この実装装置によれば、処理雰囲気が冷却用のガスで汚染されることが防止されているので、基板への半導体チップの搭載を歩留まり良く行うことができる。 
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理雰囲気が冷却用のガスで汚染されることを防止することができ、したがって異物を起因とする機能不良を防止して基板への半導体チップの搭載を歩留まり良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態としての実装装置の構成例を説明するための模式図である。
【図２】吸着ヘッドの側断面図であり、（ａ）は正面視したときの側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３】ツール部の底面図である。
【図４】ヒータ部の底面図である。
【図５】セラミックベースの底面図である。
【図６】ツール部の平面図である。
【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を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明の一実施形態としての実装装置１００の構成例を説明するための模式図である。図１に示した実装装置１００は、ＩＣチップ４（半導体チップ）を回路基板８に実装するための装置である。実装装置１００は、信号処理部１、吸着ヘッド５、移動部６、モーションコントローラ６１、基板ステージ７、固定台７ａ等を備えて構成されている。なお、この実装装置１００は、主の構成要素が全て一つの閉じたクリーンルーム（図示せず）内に配置されている。したがって、このような閉じたクリーンルーム内が、後述するように吸着ヘッド５によってＩＣチップ４を回路基板８に搭載・実装する際の処理雰囲気となっている。
【００１７】
信号処理部１は、チップカメラ２及びプレースカメラ１０から取得した各画像信号に対して所定の認識処理を行い、その認識処理の結果やＩＣチップ４や回路基板８の設計情報等に応じてモーションコントローラ６１等を制御する。この信号処理部１は、ケーブル４１を介してモーションコントローラ６１と接続され、ケーブル４２を介してチップカメラ２と接続されている。また、この信号処理部１は、ケーブル４３を介してプレースカメラ１０と接続され、ケーブル４４を介してズームレンズ３３と接続されている。
【００１８】
モーションコントローラ６１は、モータ等を用いた駆動機構を有して構成されており、信号処理部１の指示に従って、移動部６およびこれに接続された吸着ヘッド５を矢印または丸印で示したＸＹＺの各軸方向に移動させるとともに、ＸＹ平面上で向きθを変化させる。すなわち、移動部６は、図に向かって奥行前後方向（Ｘ方向）、左右方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）に所定の長さ移動可能であるとともに、吸着ヘッド５の向きθを所定の角度の範囲で変化させることが可能である。
【００１９】
移動部６は、先端部（下端部）に吸着ヘッド５を有している。吸着ヘッド５は、本発明のチップ熱圧着装置の一実施形態となるもので、ＩＣチップ（半導体チップ）４を回路基板（基板）８に搭載するべく、ＩＣチップ４を着脱可能に吸着保持する。図１では、１つの移動部６の、チップカセット３からＩＣチップ４を吸着して持ち上げた（受け取った）状態（左側の移動部６）、チップカメラ２の上を通過している状態（中央の移動部６）、及び、回路基板８上に移動した状態（右側の移動部６）を同時に示している。チップカセット３、チップカメラ２、回路基板８、プレースカメラ１０等は、図１に示したような位置関係を有して配置されている。
【００２０】
図２（ａ）〜（ｃ）は吸着ヘッド５の概略構成を示す側断面図であり、（ａ）は正面視したときの側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように吸着ヘッド５は、ベース部５１と、該ベース部５１の下端面に設けられたヒータ部５２と、該ヒータ部５２の下端面に設けられてＩＣチップ４を吸着保持するツール部５３と、を備えている。ベース部５１は、移動部６に取り付けられた金属ベース５１ａと、該金属ベース５１ａの下端面に螺子止め等によって取り付けられたセラミックベース５１ｂとからなっている。
【００２１】
ヒータ部５２は、セラミックス製のパルスヒータによって形成されたもので、セラミックベース５１ｂの下端面に螺子止め等によって取り付けられている。このヒータ部５２は、図示しない配線を介して電源に接続されており、この電源から通電されることによって発熱する。なお、このヒータ部５２は、図示しない制御部の制御により、通電のオンオフや通電された際の電圧などが制御されるようになっている。
【００２２】
ツール部５３は、その底面（下端面）に正方形状の凸部５３ａが形成されており、この凸部５３ａの底面（下端面）がＩＣチップ４を吸着するための吸着面５３ｂとなっている。すなわち、ツール部５３はその底面に吸着面５３ｂを有しており、ツール部５３の底面図である図３に示すようにこの吸着面５３ｂに吸着孔５４の開口５４ａを有している。吸着孔５４は、図２（ａ）に示すように吸着ヘッド５の上下方向に貫通して金属ベース５１ａの天面（上面）に開口し、この開口（図示せず）にフレキシブル配管等を介して真空ポンプ等の負圧源（図示せず）が接続している。このような構成により、吸着孔５４の開口５４ａでは負圧による真空吸着力を発揮し、ＩＣチップ４を着脱可能に吸着保持するようになっている。なお、吸着面５３ｂには、ＩＣチップ４の付着状態を認識する際の基準となるマーク（図示せず）が設けられている。
【００２３】
また、ツール部５３は、ヒータ部５２に対してのその下端面に真空吸着によって着脱可能に取り付けられている。すなわち、金属ベース５１ａ、セラミックベース５１ｂ、ヒータ部５２には、これらの間を連通する一つの保持孔５５が形成されている。この保持孔５５の一方の開口は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように金属ベース５１ａ内にて水平方向に形成されたツール用吸着孔５６に連通しており、このツール用吸着孔５６は金属ベース５１ａの一方の側面に開口している。そして、このツール用吸着孔５６の開口には、フレキシブル配管等を介して真空ポンプ等の負圧源（図示せず）が接続している。
【００２４】
また、他方の開口は、図２（ａ）において矢印Ｘ方向に見たヒータ部５２の底面図である図４に示すように、ヒータ部５２の底面（下端面）に形成されてツール部５３側に開口する略正方形枠状の環状溝５５ａに連通している。このような構成により、保持孔５５およびこれに連通する環状溝５５ａでは負圧による真空吸着力を発揮し、ツール部５３を着脱可能に吸着保持している。よって、実装するＩＣチップ４の種類が変更した際などに、ＩＣチップ４の種類に対応してツール部５３の種類も容易に変更できるようになっている。
【００２５】
また、この吸着ヘッド５には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すようにそのベース部５１に、ヒータ部５２を冷却するための空気（ヒータ部用ガス）を流すヒータ部冷却用流路５７が形成されている。すなわち、金属ベース５１ａ、セラミックベース５１ｂには、これらの間を連通するヒータ部冷却用流路５７が形成されている。ヒータ部冷却用流路５７は、冷却用の空気（ヒータ部用ガス）を供給するヒータ部供給経路５８と、ヒータ部５２を冷却した後の空気を回収して排出するヒータ部回収経路５９と、図２（ｃ）に示すフレキシブル配管６９ａと、を有している。
【００２６】
ヒータ部供給経路５８は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように金属ベース５１ａ内に水平方向に形成された第１の孔５８ａと、該第１の孔５８ａの長さ方向の一方の側と他方の側にそれぞれ連通してセラミックベース５１ｂの下端にまで延びる二つの第２の孔５８ｂと、セラミックベース５１ｂの下端面に形成された凹部５８ｃとによって形成されている。
ヒータ部回収経路５９は、図２（ａ）、（ｃ）に示すように金属ベース５１ａ内に水平方向に形成された第１の孔５９ａと、該第１の孔５９ａの長さ方向の一方の側と他方の側にそれぞれ連通してセラミックベース５１ｂの下端にまで延びる二つの第２の孔５９ｂとによって形成されている。
【００２７】
ヒータ部供給経路５８の凹部５８ｃは、ヒータ部５２を直接冷却する部位であり、図２（ａ）において矢印Ｚ方向に見たセラミックベース５１ｂの底面図である図５に示すように、ヒータ部５２側に開口して略正方形状に形成されている。この凹部５８ｃには、その内部に前記の二つの第２の孔５８ｂが開口し、さらにヒータ部回収経路５９の二つの第２の孔５９ｂが連通している。また、この凹部５８ｃ内には、前記吸着孔５４を囲む隔壁６３と、前記保持孔５５および後述するツール部供給経路６７を囲む隔壁６４と、後述するツール部回収経路６８を囲む隔壁６５とが設けられている。これら隔壁６３、６４、６５により、吸着孔５４、保持孔５５、ツール部供給経路６７、ツール部回収経路６８は、それぞれ凹部５８ｃ内に連通することなく、独立した流路を形成している。
【００２８】
ヒータ部供給経路５８の第１の孔５８ａは、図２（ａ）に示すように金属ベース５１ａの外面に開口しており、同様にヒータ部回収経路５９の第１の孔５９ａも、金属ベース５１ａの外面に開口している。第１の孔５８ａには、金属ベース５１ａの開口にフレキシブル配管（図示せず）が接続されており、このフレキシブル配管には送気装置（図示せず）が接続されている。送気装置とフレキシブル配管との間にはフィルタ（図示せず）が設けられており、これによって送気装置によって送られる空気中の異物が、フィルタによって除去されるようになっている。
【００２９】
また、ヒータ部回収経路５９の第１の孔５９ａには、図２（ｃ）に示すように金属ベース５１ａの開口にフレキシブル配管６９ａが接続されている。フレキシブル配管６９ａは、第１の孔５９ａに連通する側と反対の側が、ＩＣチップ４を回路基板８に搭載する際の処理雰囲気より外、すなわち実装装置１００が配置されたクリーンルームの外にまで延びて配置されており、したがってその開口がクリーンルームの外に配置されている。
【００３０】
このような構成のもとにヒータ部冷却用流路５７では、ヒータ部供給経路５８の第１の孔５８ａに接続する送気装置によって冷却用の空気が供給されると、この空気が第２の孔５８ｂを通って凹部５８ｃ内に流入することにより、ヒータ部５２を直接冷却する。また、ヒータ部５２を冷却した空気はヒータ部回収経路５９の第２の孔５９ｂに回収され、第１の孔５９ａを通ってフレキシブル配管６９ａに流出する。その後、フレキシブル配管６９ａを通ることで前記の処理雰囲気より外、すなわちクリーンルームの外に導かれ、ここに排出される。
【００３１】
ここで、図２（ａ）、図５に示すようにヒータ部回収経路５９の第２の孔５９ｂは、ヒータ部供給経路５８の第２の孔５８ｂに比べて、その流路の開口断面積が大きく形成されている。これにより、ヒータ部冷却用流路５７では、ヒータ部回収経路５９が抵抗となってヒータ部供給経路５８を流れる空気（ヒータ部用ガス）の流量が低下するのが抑制される。したがって、従来のようにヒータ部回収経路５９が無く、ヒータ部供給経路５８だけが設けられている場合に比べて、送気装置による送気量を同じにすれば、本実施形態のヒータ部供給経路５８においてもほぼ同等の流量を確保することができる。
【００３２】
また、吸着ヘッド５には、図２（ａ）に示すようにそのベース部５１に、ツール部５３を冷却するための空気（ツール部用ガス）を流すツール部冷却用流路６６が形成されている。すなわち、金属ベース５１ａ、セラミックベース５１ｂには、これらの間を連通するツール部冷却用流路６６が形成されている。ツール部冷却用流路６６は、冷却用の空気（ツール部用ガス）を供給するツール部供給経路６７と、ツール部５３を冷却した後の空気を回収して排出するツール部回収経路６８と、図２（ｃ）に示すフレキシブル配管６９ｂとを有している。
【００３３】
ツール部供給経路６７は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように金属ベース５１ａ内に水平方向に形成された第１の孔６７ａと、該第１の孔６７ａに連通してセラミックベース５１ｂを通り、ヒータ部５２の下端にまで延びる第２の孔６７ｂと、ツール部５３の上端面に形成された環状溝６７ｃとによって形成されている。
ツール部回収経路６８は、図２（ａ）、（ｃ）に示すように金属ベース５１ａ内に水平方向に形成された第１の孔６８ａと、該第１の孔６８ａに連通してセラミックベース５１ｂを通り、ヒータ部５２の下端にまで延びる第２の孔６８ｂとによって形成されている。
【００３４】
ツール部供給経路６７の環状溝６７ｃは、ツール部５３を直接冷却する部位であり、図２（ａ）において矢印Ｙ方向に見たツール部５３の平面図である図６に示すように、ヒータ部５２側に開口して略正方形枠状に形成されている。すなわち、ツール部５３の吸着面５３ｂを形成する凸部５３ａを囲って、形成配置されている。この環状溝６７ｃには、その内部に前記の第２の孔６７ｂが開口し、さらにツール部回収経路６８の第２の孔６８ｂが連通している。なお、この環状溝６７ｃは、図３に示すようにヒータ部５の底面に形成された保持孔５５の環状溝５５ａの内側に形成されている。したがって、これら環状溝５５ａと環状溝６７ｃとは、互いに連通することなく、それぞれ独立して形成されている。
【００３５】
ツール部供給経路６７の第１の孔６７ａは、図２（ａ）に示すように金属ベース５１ａの外面に開口しており、同様にツール部回収経路６８の第１の孔６８ａも、金属ベース５１ａの外面に開口している。第１の孔６７ａには、金属ベース５１ａの開口にフレキシブル配管（図示せず）が接続されており、このフレキシブル配管には送気装置（図示せず）が接続されている。送気装置とフレキシブル配管との間にはフィルタ（図示せず）が設けられており、これによって送気装置によって送られる空気中の異物が、フィルタによって除去されるようになっている。
【００３６】
また、ツール部回収経路６８の第１の孔６８ａには、図２（ｃ）に示すように金属ベース５１ａの開口にフレキシブル配管６９ｂが接続されている。フレキシブル配管６９ｂも、前記フレキシブル配管６９ａと同様に、第１の孔６８ａに連通する側と反対の側が、ＩＣチップ４を回路基板８に搭載する際の処理雰囲気より外、すなわち実装装置１００が配置されたクリーンルームの外にまで延びて配置されており、したがってその開口がクリーンルームの外に配置されている。
【００３７】
このような構成のもとにツール部冷却用流路６６では、ツール部供給経路６７の第１の孔６７ａに接続する送気装置によって冷却用の空気が供給されると、この空気が第２の孔６７ｂを通って環状溝６７ｃ内に流入することにより、ツール部５３を冷却する。また、ツール部５３を冷却した空気はツール部回収経路６８の第２の孔６８ｂに回収され、第１の孔６８ａを通ってフレキシブル配管６９ｂに流出する。その後、フレキシブル配管６９ｂを通ることで前記の処理雰囲気より外、すなわちクリーンルームの外に導かれ、ここに排出される。
【００３８】
ここで、図６に示すようにツール部回収経路６８の第２の孔６８ｂは、ツール部供給経路６７の第２の孔６７ｂに比べて、その流路の開口断面積が大きく形成されている。これにより、ツール部冷却用流路６６では、ツール部回収経路６８が抵抗となってツール部供給経路６７を流れる空気（ツール部用ガス）の流量が低下するのが抑制される。したがって、従来のようにツール部回収経路６８が無く、ツール部供給経路６７だけが設けられている場合に比べて、送気装置による送気量を同じにすれば、本実施形態のツール部供給経路６７においてもほぼ同等の流量を確保することができる。
【００３９】
図１に示すようにチップカセット３は、複数のＩＣチップ４を収納する容器であり、その上面（すなわちＺ軸上向き）が開放されている。
ＩＣチップ４は、半導体集積回路チップである。本実施形態においてＩＣチップ４は、いわゆるＷＬＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ（またはＳｃａｌｅ）  Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる構造を有している。ＩＣチップ４の裏面（図の下向きの面、すなわち吸着ヘッド５が付着する面と反対の側の面）には、複数の半田バンプあるいは熱可塑性樹脂が設けられている。ＩＣチップ４は、チップカセット３に収納された状態から、吸着ヘッド５に吸着され、Ｚ方向上側に向かって持ち上げられる。そして、ＩＣチップ４は、その状態で、チップカメラ２の上部を通過した後、回路基板８の上部へと搬送される。
【００４０】
回路基板８は、基板ステージ７上に載せられている。基板ステージ７は、固定台７ａにＸＹ方向に微調整可能に保持されている。
プレースカメラ１０は、回路基板８を撮像するカメラである。信号処理部１は、プレースカメラ１０から取得した画像信号に基づき、ＩＣチップ４との接続部周辺に対する位置認識処理等を行って、回路基板８の所定の基準からの位置ずれや角度ずれ量を算出する。
【００４１】
チップカメラ２は、吸着ヘッド５に付着されて移動中のＩＣチップ４の画像を撮像し、撮像した画像信号を信号処理部１に対して出力する。これにより、信号処理部１は、プレースカメラ１０から取得した回路基板８に関する画像信号と、チップカメラ２から取得したＩＣチップ４に関する画像信号とに基づき、ＩＣチップ４が回路基板８上の正しい位置に搭載・実装されるように、移動部６１を制御する。
【００４２】
このような実装装置１００によって回路基板８にＩＣチップ４を搭載するには、まず、移動部６１を動作させることによって吸着ヘッド５をチップカセット３上に移動させ、その状態で前述したように負圧源（図示せず）が接続する吸着孔５４の開口５４ａで真空吸着力を発揮することにより、ＩＣチップ４を着脱可能に吸着保持する。その際、吸着ヘッド５では予めヒータ部５２を予備加熱温度に設定しておくことにより、ツール部５３を加熱し、これによって吸着保持したＩＣチップ４を予備加熱する。
【００４３】
次に、チップカメラ２によって吸着ヘッド５に保持された移動中のＩＣチップ４の画像を撮像し、撮像した画像信号を信号処理部１に対して出力した後、吸着ヘッド５を回路基板８上の所定位置、すなわち信号処理部１によって求められた位置に停止させる。そして、ＩＣチップ４を回路基板８に載せた状態でヒータ部５２をボンディング時の加熱温度にまで昇温させ、ＩＣチップ４が有する複数の半田バンプあるいは熱可塑性樹脂を回路基板８上の所定の接点に熱圧着する。
【００４４】
次いで、吸着ヘッド５からＩＣチップ４を脱着し、続いて移動部６１によって吸着ヘッド５を上昇させるとともに、再度チップカセット３上に移動させる。その際、吸着ヘッド５を予備加熱温度にまで降温するべく、ヒータ部冷却用流路５７、ツール部冷却用流路６６にそれぞれ冷却用の空気（ヒータ部用ガス、ツール部用ガス）を供給する。すると、ヒータ部冷却用流路５７を流れる空気は特に凹部５８ｃでヒータ部５２に直接接してこれを冷却し、その後ヒータ部回収経路５９で回収されてフレキシブル配管６９ａから処理雰囲気外（クリーンルーム外）に排出される。また、ツール部冷却用流路６６を流れる空気は特に環状溝６７ｃでツール部５３に直接接してこれを冷却し、その後ツール部回収経路６８で回収されてフレキシブル配管６９ｂから処理雰囲気外（クリーンルーム外）に排出される。
このように冷却用の空気が供給、回収（排出）されることにより、吸着ヘッド５は予備加熱温度にまで速やかに降温し、次のＩＣチップ４の吸着保持、回路基板８への搭載に移行できる。
【００４５】
本実施形態の吸着ヘッド５（チップ熱圧着装置）およびこれを備えた実装装置１００にあっては、吸着ヘッド５のヒータ部冷却用流路５７にヒータ部回収経路５９を設け、これによってヒータ部５２を冷却した後の空気を回収して処理雰囲気より外に排出するようにしたので、処理雰囲気を冷却用の空気が同伴する異物で汚染することを防止することができる。すなわち、冷却用の空気は配管内や吸着ヘッド５内を流れるため、これらに残留し、あるいはこれらの一部が剥離して生成したゴミも異物として同伴してしまう。しかし、前述したように冷却した後の空気を処理雰囲気より外に排出するようにしたので、処理雰囲気を汚染してしまうことを確実に防止することができる。
【００４６】
また、吸着ヘッド５のツール部冷却用流路６６にツール部回収経路６８を設け、これによってツール部５３を冷却した後の空気を回収して処理雰囲気より外に排出するようにしたので、ヒータ部冷却用流路５７の場合と同様に、処理雰囲気を冷却用の空気が同伴する異物で汚染してしまうことを防止することができる。
このように、ヒータ部冷却用流路５７に供給した空気、ツール部冷却用流路６６に供給した空気を共に処理雰囲気外に排出することにより、処理雰囲気の汚染を防止し、これによって異物に起因してＩＣチップ４を搭載した回路基板８に機能不良が生じるのを防止することができる。したがって、回路基板８へのＩＣチップ４の搭載を歩留まり良く行うことができる。
【００４７】
また、ヒータ部回収経路５９、ツール部回収経路６８を設けたことにより、例えば吸着ヘッド５（チップ熱圧着装置）に別途排気回収機構を設ける必要がなく、したがって移動部６の駆動源の負荷を抑えることができる。よって、回路基板８へのＩＣチップ４の搭載に関する処理能力を向上することができる。
【００４８】
また、ヒータ部回収経路５９の第２の孔５９ｂを、ヒータ部供給経路５８の第２の孔５８ｂよりその流路の開口断面積を大きく形成しているので、ヒータ部回収経路５９が抵抗となってヒータ部供給経路５８を流れる空気の流量が低下するのを抑制することができる。よって、従来とほぼ同等の流量を確保することができ、これによって従来と同等の冷却効果を得ることができる。
【００４９】
また、ツール部回収経路６８の第２の孔６８ｂを、ツール部供給経路６７の第２の孔６７ｂよりその流路の開口断面積を大きく形成しているので、ツール部回収経路６８が抵抗となってツール部供給経路６７を流れる空気の流量が低下するのを抑制することができる。よって、従来とほぼ同等の流量を確保することができ、これによって従来と同等の冷却効果を得ることができる。
【００５０】
以上、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。前述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、ヒータ部冷却用流路やツール部冷却用流路を構成する各経路の数や位置、形状については、排気流量を著しく低下させなければ、任意の数、位置、形状を採用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
４…ＩＣチップ(半導体チップ)、５…吸着ヘッド（チップ熱圧着装置）、８…回路基板（基板）、５１…ベース部、５２…ヒータ部、５３…ツール部、５７…ヒータ部冷却用流路、５８…ヒータ部供給経路、５９…ヒータ部回収経路、６６…ツール部冷却用流路、６７…ツール部供給経路、６８…ツール部回収経路、６９ａ…フレキシブル配管、６９ｂ…フレキシブル配管、１００…実装装置
【図１】
2015111632.tif 000003
【図２】
2015111632.tif 000004
【図３】
2015111632.tif 000005
【図４】
2015111632.tif 000006
【図５】
2015111632.tif 000007
【図６】
2015111632.tif 000008