(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディング装置であって、
ヒータと、
ボンディング部材を吸着する第１面と、前記第１面と反対側で前記ヒータに取り付けられる第２面とを有し、前記第１面の第１周縁領域が前記ボンディング部材の周縁部を第１部材に押圧し、前記第１面の第１中央領域が前記ボンディング部材の中央部を前記第１部材よりも耐熱温度の低い第２部材に押圧するボンディングツールと、を備え、
前記ボンディングツールの前記第１中央領域から前記ボンディング部材の中央部に伝達される前記ボンディング部材の単位面積当たりの熱量が、前記ボンディングツールの前記第１周縁領域から前記ボンディング部材の周縁部に伝達される前記ボンディング部材の単位面積当たりの熱量よりも小さく、
前記ボンディングツールの前記第１中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有していること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第１中央領域は、前記ボンディングツールの前記第１周縁領域よりも前記ボンディング部材との接触面積が小さいこと、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項７】
請求項１に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第１中央領域は、前記ボンディングツールの前記第１周縁領域よりも熱伝導率の低い材料で構成されていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項８】
請求項１または２または７に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第２面は、前記第１中央領域に対応する第２中央領域と前記第２中央領域の外周側の第２周縁領域と、を有し、
前記ヒータの中央部から前記ボンディングツールの前記第２中央領域に伝達される前記ヒータの単位面積当たりの熱量が、前記ヒータの周縁部から前記ボンディングツールの前記第２周縁領域に伝達される前記ヒータの単位面積当たりの熱量よりも小さいこと、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項９】
請求項８に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域は、前記ボンディングツールの前記第２周縁領域よりも前記ヒータとの接触面積が小さいこと、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のボンディング装置あって、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域には複数の凹部が格子状に配置されていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有していること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１２】
請求項９に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有していること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１３】
請求項８に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域は、前記ボンディングツールの前記第２周縁領域よりも熱伝導率の低い材料で構成されていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のボンディング装置であって、
基板を吸着固定するステージを備え、
前記第２部材は、前記基板に接合された電子部品の上に載置されており、
前記第１部材は、前記電子部品の周囲の前記基板の上に形成されており、
前記電子部品が接合されている前記基板の第１領域から前記基板の前記第１領域に対向する前記ステージの第１部分に伝達される前記基板の単位面積当たりの熱量が、前記第１部材が配置されている前記基板の第２領域から前記基板の前記第２領域に対向する前記ステージの第２部分に伝達される前記基板の単位面積当たりの熱量よりも大きいこと、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のボンディング装置であって、
前記ステージは、
前記第１部分に冷却空気の流れる冷却流路が設けられていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載のボンディング装置であって、
前記ステージは、
前記第２部分の表面に凹部が設けられていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１７】
請求項８に記載のボンディング装置であって、
基板を吸着固定するステージを備え、
前記第２部材は、前記基板に接合された電子部品の上に載置されており、
前記第１部材は、前記電子部品の周囲の前記基板の上に形成されており、
前記電子部品が接合されている前記基板の第１領域から前記基板の前記第１領域に対向する前記ステージの第１部分に伝達される前記基板の単位面積当たりの熱量が、前記第１部材が配置されている前記基板の第２領域から前記基板の前記第２領域に対向する前記ステージの第２部分に伝達される前記基板の単位面積当たりの熱量よりも大きいこと、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のボンディング装置であって、
前記ステージは、
前記第１部分に冷却空気の流れる冷却流路が設けられていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載のボンディング装置であって、
前記ステージは、
前記第２部分の表面に凹部が設けられていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２０】
ボンディング装置であって、
ヒータと、
ボンディングツールと、を備え、
前記ボンディングツールは、ボンディング部材を吸着する第１面と、前記第１面と反対側で前記ヒータに取り付けられる第２面とを有し、前記第１面は、第１周縁領域及び第１中央領域を有し、前記第１中央領域には凹部が形成されており、前記第１面の前記第１周縁領域が前記ボンディング部材の周縁部を第１部材に押圧し、前記第１面の前記第１中央領域が前記ボンディング部材の中央部を前記第１部材よりも耐熱温度の低い第２部材に押圧し、
前記ボンディングツールは、更に、前記第２面から前記凹部に連通してボンディング部材を吸着するとともに、前記凹部と前記ボンディング部材との間に真空断熱層を形成する真空孔と、を有し、
前記ボンディングツールの前記第１中央領域から前記ボンディング部材の中央部に伝達される前記ボンディング部材の単位面積当たりの熱量が、前記ボンディングツールの前記第１周縁領域から前記ボンディング部材の周縁部に伝達される前記ボンディング部材の単位面積当たりの熱量よりも小さく、
前記ボンディングツールの前記第１中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有していること、を特徴とする、
ボンディング装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第１中央領域には複数の凹部が格子状に配置されていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第２面は、前記第１中央領域に対応する第２中央領域と前記第２中央領域の外周側の第２周縁領域と、を有し、
前記ヒータの中央部から前記ボンディングツールの前記第２中央領域に伝達される前記ヒータの単位面積当たりの熱量が、前記ヒータの周縁部から前記ボンディングツールの前記第２周縁領域に伝達される前記ヒータの単位面積当たりの熱量よりも小さく、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域は、前記ボンディングツールの前記第２周縁領域よりも前記ヒータとの接触面積が小さいこと、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載のボンディング装置あって、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域には複数の凹部が格子状に配置されていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有していること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２５】
請求項２２に記載のボンディング装置であって、
前記ボンディングツールの前記第２中央領域は、前記ボンディングツールの前記第２周縁領域よりも熱伝導率の低い材料で構成されていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２６】
請求項２１に記載のボンディング装置であって、
基板を吸着固定するステージを備え、
前記第２部材は、前記基板に接合された電子部品の上に載置されており、
前記第１部材は、前記電子部品の周囲の前記基板の上に形成されており、
前記電子部品が接合されている前記基板の第１領域から前記基板の前記第１領域に対向する前記ステージの第１部分に伝達される前記基板の単位面積当たりの熱量が、前記第１部材が配置されている前記基板の第２領域から前記基板の前記第２領域に対向する前記ステージの第２部分に伝達される前記基板の単位面積当たりの熱量よりも大きいこと、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載のボンディング装置であって、
前記ステージは、
前記第１部分に冷却空気の流れる冷却流路が設けられていること、
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２８】
請求項２６に記載のボンディング装置であって、
前記ステージは、
前記第２部分の表面に凹部が設けられていること、
を特徴とするボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディング装置、特にボンディング装置に用いられるボンディングツール及びステージの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の小型化及び高度化の要求に対応するため、複数の半導体チップを積層した３次元実装構造が用いられるようになってきている。３次元実装構造としては、例えば、基板の上に２つのスペーサを形成し、２つのスペーサの間にコントローラチップを取り付け、２つのスペーサの上にダイアタッチフィルム（Ｄｉｅ  Ａｔｔａｃｈ  Ｆｉｌｍ、以下、ＤＡＦという）等の接着層を介してコントローラチップの上を渡るように一段目のメモリチップを取り付け、一段目のメモリチップの上に接着層を介して複数のメモリチップを積層する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＤＡＦは、熱硬化性樹脂のフィルムである。【０００３】
また、中央に開口のある第２基板の上面にＤＡＦを介して半導体チップを複数段に積層し、基板の下面にはんだボールを形成した上部半導体モジュールと、上部半導体モジュールを構成する第２基板の開口に対応する位置の第１基板の上に開口より小さい大きさの半導体チップを積層した下部半導体モジュールとを構成し、下部半導体モジュールに積層した半導体チップの上面に接着剤を塗布して下部半導体モジュールに上部半導体モジュールを合わせてリフローによりはんだボールを溶融させると共に接着剤を硬化させて上部半導体モジュールと下部半導体モジュールとを接合する３次元実装構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。【０００４】
一方、半導体チップと基板又は半導体チップ同士の接合方法として、半導体チップにはんだバンプあるいは金バンプを形成し、バンプを形成した半導体チップの面にフィルム状の絶縁樹脂を張り付けた後、半導体チップを反転させてからボンディングツールにより半導体チップを基板の上に熱圧着し、はんだバンプあるいは金バンプを溶融させて基板と半導体チップの接合を行うと共に半導体チップと基板との間の封止樹脂の硬化を行うことができるフリップチップボンディングが多く用いられている。フリップチップボンディングでは、半導体チップ内のはんだバンプあるいは金バンプの溶融状態にバラツキがあると温度の低い部分のはんだバンプあるいは金バンプが未溶融の状態となって接合不良を引き起こす可能性があるので、半導体チップを均一に加熱できるように半導体チップとの接触密度を粗密に分布させるコレット(ボンディングツール)が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７６９０６号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６５２７号公報
【特許文献３】特開２０１２―１９９３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載されたような３次元構造の半導体装置をより効率的に製造する方法として、コントロールチップの上面にＤＡＦ等の熱硬化性樹脂のフィルムでメモリチップの中央部分を接着すると共に、はんだボール等の熱溶融後の硬化によって金属部材間の接続を行う接続用金属でメモリチップの周縁部分を基板に接続するボンディング方法が検討されている。このボンディング方法は、特許文献３に記載されたフリップチップボンディング方法を応用したもので、ヒータで加熱したメモリチップをコントロールチップの上に押圧し、ＤＡＦを熱硬化させてメモリチップの中央部分をコントロールチップに接着固定すると同時に、メモリチップの周縁部分を接合用金属の上に押圧して接合用金属を溶融させてメモリチップと基板との電気的な接合を行うものである。【０００７】
しかし、ＤＡＦの耐熱温度は、はんだボール等の接合用金属の溶融温度よりも低いので、メモリチップを接合用金属の溶融温度まで加熱するとＤＡＦが劣化してしまうという問題がある。反対にメモリチップをＤＡＦの耐熱温度までしか加熱しない場合、接合用金属が十分に溶融せず、メモリチップと基板との電気的な接合が良好に行えないという問題がある。このため、このようなボンディング方法は特許文献３に記載されたような半導体チップを均一に加熱するボンディング装置では実行することができず、メモリチップ（ボンディング部材）の中央部分の温度が周縁部分の温度よりも低くなるようにメモリチップ（ボンディング部材）を加熱可能なボンディング装置が要望されている。【０００８】
そこで、本発明は、ボンディング部材の中央部を周縁部よりも低い温度に加熱可能なボンディング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】
【０００９】
本発明のボンディング装置は、ヒータと、ボンディング部材を吸着する第１面と、第１面と反対側でヒータに取り付けられる第２面とを有し、第１面の第１周縁領域がボンディング部材の周縁部を第１部材に押圧し、第１面の第１中央領域がボンディング部材の中央部を第１部材よりも耐熱温度の低い第２部材に押圧するボンディングツールと、を備え、ボンディングツールの第１中央領域からボンディング部材の中央部に伝達されるボンディング部材の単位面積当たりの熱量が、ボンディングツールの第１周縁領域からボンディング部材の周縁部に伝達されるボンディング部材の単位面積当たりの熱量よりも小さく、前記ボンディングツールの前記第１中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有していること、を特徴とする。【００１０】
本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第１中央領域は、ボンディングツールの第１周縁領域よりもボンディング部材との接触面積が小さいこと、としても好適である。【００１３】
本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第１中央領域は、ボンディングツールの第１周縁領域よりも熱伝導率の低い材料で構成されていること、としても好適である。【００１４】
本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第２面は、第１中央領域に対応する第２中央領域と第２中央領域の外周側の第２周縁領域と、を有し、ヒータの中央部からボンディングツールの第２中央領域に伝達されるヒータの単位面積当たりの熱量が、ヒータの周縁部からボンディングツールの第２周縁領域に伝達されるヒータの単位面積当たりの熱量よりも小さいこと、としても好適である。【００１５】
本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第２中央領域は、ボンディングツールの第２周縁領域よりもヒータとの接触面積が小さいこと、としても好適である。【００１６】
本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第２中央領域には複数の凹部が格子状に配置されていること、としても好適である。【００１７】
本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第２中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有していること、としても好適である。【００１８】
本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第２中央領域は、ボンディングツールの第２周縁領域よりも熱伝導率の低い材料で構成されていること、としても好適である。【００１９】
本発明のボンディング装置において、基板を吸着固定するステージを備え、第２部材は、基板に接合された電子部品の上に載置されており、第１部材は、電子部品の周囲の基板の上に形成されており、電子部品が接合されている基板の第１領域から基板の第１領域に対向するステージの第１部分に伝達される基板の単位面積当たりの熱量が、第１部材が配置されている基板の第２領域から基板の第２領域に対向するステージの第２部分に伝達される基板の単位面積当たりの熱量よりも大きいこと、としても好適である。【００２０】
本発明のボンディング装置において、ステージは、第１部分に冷却空気の流れる冷却流路が設けられていること、としても好適であるし、第２部分の表面に凹部が設けられていることとしても好適である。【００２１】
本発明のボンディング装置は、ヒータと、ボンディングツールと、を備え、ボンディングツールは、ボンディング部材を吸着する第１面と、第１面と反対側でヒータに取り付けられる第２面とを有し、第１面は、第１周縁領域及び第１中央領域を有し、第１中央領域には凹部が形成されており、第１面の第１周縁領域がボンディング部材の周縁部を第１部材に押圧し、第１面の第１中央領域がボンディング部材の中央部を第１部材よりも耐熱温度の低い第２部材に押圧し、ボンディングツールは、更に、第２面から凹部に連通してボンディング部材を吸着するとともに、凹部とボンディング部材との間に真空断熱層を形成する真空孔と、を有し、ボンディングツールの第１中央領域からボンディング部材の中央部に伝達されるボンディング部材の単位面積当たりの熱量が、ボンディングツールの第１周縁領域からボンディング部材の周縁部に伝達されるボンディング部材の単位面積当たりの熱量よりも小さく、ボンディングツールの第１中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有していることを特徴とする。また、本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第１中央領域には複数の凹部が格子状に配置されてもよい。また、本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第２面は、第１中央領域に対応する第２中央領域と第２中央領域の外周側の第２周縁領域と、を有し、ヒータの中央部からボンディングツールの第２中央領域に伝達されるヒータの単位面積当たりの熱量が、ヒータの周縁部からボンディングツールの第２周縁領域に伝達されるヒータの単位面積当たりの熱量よりも小さく、ボンディングツールの第２中央領域は、ボンディングツールの第２周縁領域よりもヒータとの接触面積が小さいこととしてもよい。また、本発明のボンディング装置において、ボンディングツールの第２中央領域には複数の凹部が格子状に配置されてもよいし、ボンディングツールの第２中央領域は、冷却空気の流れる冷却流路を有してもよいし、ボンディングツールの第２中央領域は、ボンディングツールの第２周縁領域よりも熱伝導率の低い材料で構成されていてもよい。また、本発明のボンディング装置において、基板を吸着固定するステージを備え、第２部材は、基板に接合された電子部品の上に載置されており、第１部材は、電子部品の周囲の基板の上に形成されており、電子部品が接合されている基板の第１領域から基板の第１領域に対向するステージの第１部分に伝達される基板の単位面積当たりの熱量が、第１部材が配置されている基板の第２領域から基板の第２領域に対向するステージの第２部分に伝達される基板の単位面積当たりの熱量よりも大きいこととしてもよい。更に、本発明のボンディング装置において、ステージは、第１部分に冷却空気の流れる冷却流路が設けられてもよいし、ステージは、第２部分の表面に凹部が設けられてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、ボンディング部材の中央部を周縁部よりも低い温度に加熱可能なボンディング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態のボンディング装置の断面図である。
【図２】図１に示すボンディング装置に取り付けられるボンディングツールを下側から見た斜視図である。
【図３】図１に示すボンディング装置によってヒータで加熱したメモリチップの中央部をコントローラチップ上のＤＡＦに押圧すると共に、メモリチップの周縁部を基板の上に形成されたはんだボールの上に押圧している状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態のボンディング装置の断面図である。
【図５】図４に示すボンディング装置に取り付けられるボンディングツールを下側から見た斜視図である。
【図６】図４に示すボンディング装置によってヒータで加熱したメモリチップの中央部をコントローラチップ上のＤＡＦに押圧すると共に、メモリチップの周縁部を基板の上に形成されたはんだボールの上に押圧している状態を示す説明図である。
【図７】本発明の第３実施形態のボンディング装置の断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態のボンディング装置の断面図である。
【図９】図８に示すボンディング装置に取り付けられるボンディングツールを上側から見た斜視図である。
【図１０】図８に示すボンディング装置によってヒータで加熱したメモリチップの中央部をコントローラチップ上のＤＡＦに押圧すると共に、メモリチップの周縁部を基板の上に形成されたはんだボールの上に押圧している状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第５実施形態のボンディング装置の断面図である。
【図１２】図１１に示すボンディング装置に取り付けられるボンディングツールを上側から見た斜視図である。
【図１３】図１１に示すボンディング装置によってヒータで加熱したメモリチップの中央部をコントローラチップ上のＤＡＦに押圧すると共に、メモリチップの周縁部を基板の上に形成されたはんだボールの上に押圧している状態を示す説明図である。
【図１４】本発明の第６実施形態のボンディング装置の断面図である。
【図１５】本発明の第７実施形態のボンディング装置の断面図である。
【図１６】本発明の第８実施形態のボンディング装置の断面図である。
【図１７】図１６に示すボンディング装置のステージを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態のボンディング装置１００は、基板４０を真空吸着するステージ５０と、ステージ５０の上に配置されて図示しない駆動装置で上下方向に駆動されるボンディングヘッド１０と、ボンディングヘッド１０の下面に取り付けられたヒータ１１と、ヒータ１１の下面に取り付けられたボンディングツール２０とを含んでいる。なお、図１に示す上、下の表示は、垂直上方、垂直下方を示す。他の図においても同様である。
【００２５】
図１、２に示すように、ボンディングツール２０は、四角い板状のベース２１と、ベース２１の下側の表面２１ａから四角い台座状に突出するアイランド２３とを備えている。ボンディングツール２０の第１面であるアイランド２３の下面２４はボンディング部材であるメモリチップ６０を真空吸着する。図１は、ボンディングツール２０の下面２４にメモリチップ６０が真空吸着された状態を示している。アイランド２３はベース２１よりも小さく、下面２４に真空吸着するメモリチップ６０と略同一の四角形状である。
【００２６】
図２に示すように、ボンディングツール２０の下面２４の中央には幅の狭いリブ２５ａで周囲を囲まれた複数の凹部２５が格子状に配置されている。リブ２５ａの先端面はメモリチップ６０の上面に接するように下面２４と同一面となっている。ボンディングツール２０の中心のリブ２５ａの先端面には真空孔３０が設けられている。
【００２７】
下面２４の複数の凹部２５が配置されている範囲がボンディングツール２０の第１中央領域Ｂで、下面２４の第１中央領域Ｂの外周側で図２においてハッチングを付した範囲は、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａである。また、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂに対向するメモリチップ６０の範囲がメモリチップ６０の中央部６０ｂ（ボンディング部材の中央部）であり、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａに対向するメモリチップ６０の範囲がメモリチップ６０の周縁部６０ａ（ボンディング部材の周縁部）である。
【００２８】
ボンディングヘッド１０、ヒータ１１には、図示しない真空孔が設けられており、ボンディングツール２０は、ヒータ１１の下面に真空吸着で固定されている。このため、ヒータ１１は、容易に交換可能である。本実施形態では、第１中央領域Ｂが後で説明する基板４０の上に実装されたコントロールチップ４２の大きさと同様の大きさで、第１周縁領域Ａが後で説明する基板４０の上に形成されたはんだボール４１の範囲をカバーするようなボンディングツール２０が取り付けられている。
【００２９】
ヒータ１１は、例えば、窒化アルミなどのセラミックスの内部に白金あるいはタングステンなどにより構成された発熱抵抗体を埋め込んだものである。図１に示すように、ヒータ１１は四角い板状で、その大きさはボンディングツール２０のベース２１と略同様である。ヒータ１１の中心にはボンディングツール２０の真空孔３０に連通する真空孔１３が設けられている。図１に示すように、ボンディングヘッド１０にはヒータ１１の真空孔１３、ボンディングツール２０の真空孔３０に連通する真空孔１２が設けられている。連通する真空孔１２，１３，３０は図示しない真空装置ＶＡＣに接続され、メモリチップ６０をボンディングツール２０の下面２４に真空吸着する。
【００３０】
図１に示すように、ステージ５０は、表面５０ａに基板４０を真空吸着するものである。ボンディングヘッド１０は、水平方向に移動可能であり、図１はボンディングヘッド１０の水平方向の中心位置をコントロールチップ４２の中心位置に合わせた状態を示している。
【００３１】
図１に示す基板４０の中央にはコントロールチップ４２が接合され、コントロールチップ４２と基板４０との間は樹脂４３で封止されている。コントロールチップ４２の上面には第２部材であるＤＡＦ４４が載置されている。基板４０の上面のコントロールチップ４２の周囲には第１部材である複数のはんだボール４１が形成されている。コントロールチップ４２は、メモリチップ６０あるいはボンディングツール２０のアイランド２３の大きさよりも小さく、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂあるいはメモリチップ６０の中央部６０ｂと略同様の大きさである。また、図１に示すように、ボンディングヘッド１０の水平方向の中心位置をコントロールチップ４２の中心位置に合わせると、はんだボール４１はボンディングツール２０の第１周縁領域Ａあるいはメモリチップ６０の周縁部６０ａに対向する範囲に位置する。
【００３２】
図３に示すように、ボンディング装置１００の図示しない制御部が、ボンディングヘッド１０を図１に示す状態からステージ５０に向かって降下させると、メモリチップ６０の中央部６０ｂの下面は、ボンディングツール２０のリブ２５ａを介して伝達された下向きの荷重によってコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を下向きに押圧する。メモリチップ６０の周縁部６０ａの下面は、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａを介して伝達された下向きの荷重によってはんだボール４１を下向きに押圧する。また、ヒータ１１をオンとすると、ヒータ１１の熱は、矢印９１に示すように、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａを通ってメモリチップ６０の周縁部６０ａを加熱し、メモリチップ６０の周縁部６０ａは、はんだボール４１を加熱する。また、ヒータ１１の熱は、矢印９２に示すように、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂを通ってメモリチップ６０の中央部６０ｂを加熱し、メモリチップ６０の中央部６０ｂはコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を加熱する。
【００３３】
図２に示すように、ボンディングツール２０の下面２４の第１中央領域Ｂには、複数の凹部２５が格子状に配列されている。ボンディングツール２０の下面２４にメモリチップ６０が真空吸着されると、凹部２５内の空気は真空孔３０から真空装置ＶＡＣに吸い出され、凹部２５は真空の断熱層となる。このため、ヒータ１１からの熱は凹部２５を通ってメモリチップ６０に到達せず、図３の矢印９２に示すように、メモリチップ６０の上面に接しているリブ２５ａの先端面を通してメモリチップ６０に達する。一方、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａは平面であり、メモリチップ６０の上面に接触している。このため、ヒータ１１からの熱は、図３の矢印９１に示すように、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａの全面からメモリチップ６０に達する。
【００３４】
ここで、ボンディングツール２０のリブ２５ａの先端面とメモリチップ６０の中央部６０ｂとの接触面積はボンディングツール２０の第１周縁領域Ａとメモリチップ６０の周縁部６０ａとの接触面積よりも小さい。また、先に述べたように、凹部２５によって形成される断熱層はヒータ１１の熱をほとんど通さない。このため、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂからメモリチップ６０の中央部６０ｂに伝達されるメモリチップ６０の単位面積当たりの熱量は、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａからメモリチップ６０の周縁部６０ａに伝達されるメモリチップ６０の単位面積当たりの熱量よりも小さくなる。従って、ヒータ１１がボンディングツール２０の上面２２を均等に加熱した場合、メモリチップ６０の中央部６０ｂの単位面積当たりの入熱は、メモリチップ６０の周縁部６０ａの単位面積当たりの入熱よりも小さくなり、メモリチップ６０の中央部６０ｂの温度はメモリチップ６０の周縁部６０ａよりも低くなる。
【００３５】
これにより、例えば、ヒータ１１によってはんだボール４１に接するメモリチップ６０の周縁部６０ａの温度をはんだボールが溶融する２３０℃以上まで加熱した場合でもＤＡＦ４４に接するメモリチップ６０の中央部６０ｂの温度をＤＡＦの耐熱温度である２００℃未満に抑えることができる。はんだボール４１はメモリチップ６０の周縁部６０ａによって２３０℃以上に加熱されると溶融し、ＤＡＦ４４は、２００℃未満、例えば、１８０℃程度で熱硬化を開始するので、ボンディング装置１００は、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００３６】
ボンディング装置１００の図示しない制御部は、所定時間だけメモリチップ６０ではんだボール４１とＤＡＦ４４を押圧、加熱したら、図示しない真空孔１２，１３，３０の真空を開放した後、ボンディングヘッド１０を上昇させる。この際、メモリチップ６０は、ＤＡＦ４４を介してコントロールチップ４２に固定されている。そして、ボンディングヘッドが上昇してヒータ１１からの入熱がなくなるとはんだボール４１が硬化してメモリチップ６０と基板４０との電気的な接合が完了する。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のボンディング装置１００は、ボンディング部材であるメモリチップ６０を吸着するボンディングツール２０の下面２４に複数の凹部２５を格子状に配置することにより、ヒータ１１でボンディングツール２０を均等に加熱しても、メモリチップ６０の中央部６０ｂの単位面積当たりの入熱をメモリチップ６０の周縁部６０ａの単位面積当たりの入熱よりも小さくし、メモリチップ６０の中央部６０ｂの温度をメモリチップ６０の周縁部６０ａよりも低くすることができる。これにより、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００３８】
また、ボンディングツール２０は図示しない真空吸着孔によってヒータ１１の下面に吸着固定されているので、ボンディングするメモリチップ６０の大きさに合わせてアイランド２３の大きさの異なるボンディングツール２０に容易に交換することができる。更に、基板４０に実装されているコントロールチップ４２の大きさ、はんだボール４１の形成位置に合わせて、第１中央領域Ｂと第１周縁領域Ａの範囲の異なるボンディングツール２０を数種類準備しておき、コントロールチップ４２の大きさ、はんだボール４１の位置に応じてボンディングツール２０を交換することにより多様な基板４０に対応することができる。このように、本実施形態のボンディング装置１００は、ボンディング部材であるメモリチップ６０の大きさ、第１部材であるはんだボール４１の形成位置、第２部材であるＤＡＦ４４が載置されるコントロールチップ４２の大きさに応じてボンディングツール２０を交換するのみで、同一のヒータで多くの種類のボンディング部材を多様な基板にボンディングすることができる。
【００３９】
以上の説明では、メモリチップ６０と基板４０とをはんだボール４１によって接合することとして説明したが、はんだボール４１に代えて、ＤＡＦ４４の耐熱温度よりも硬化開始温度、耐熱温度が高い導電性樹脂部材を用いても、上記と同様、導電性樹脂部材の硬化開始温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに導電性樹脂部材とＤＡＦ４４の両方を熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。また、本実施形態では、ボンディング部材はメモリチップ６０であるとして説明したが、ボンディング部材は他の電子部品でもよいし樹脂基板等であってもよい。
【００４０】
＜第２実施形態＞
次に、図４から６を参照しながら本発明の第２実施形態のボンディング装置２００について説明する。ボンディング装置２００は、ボンディングツール２０の下面２４に第１実施形態のボンディング装置１００の凹部２５に代えて、図４、５に示すような冷却空気の流れる冷却流路２８を備えるものである。先に図１から図３を参照して説明した第１実施形態のボンディング装置１００と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
【００４１】
図５に示すように、ボンディングツール２０の下面２４には、第１中央領域Ｂを規定する凹部２３ａが形成されている。凹部２３ａの外周側は第１周縁領域Ａである。図５において、ハッチングを付した範囲が第１周縁領域Ａである。凹部２３ａの中には、略Ｕ字型の仕切り壁２６と、仕切り壁２６の内周側に配置された複数の突起２７とが設けられている。仕切り壁２６の凹部２３ａの内周面と対向する面は凹部２３ａの内面との間に冷却空気が流れる外周冷却流路２８ａを形成する。仕切り壁２６の内周側は、複数の突起２７の間を冷却空気が流れる内周冷却流路２８ｂとなっている。仕切り壁２６の先端面と突起２７の先端面とはメモリチップ６０の上面に接するように下面２４と同一面となっている。外周冷却流路２８ａと内周冷却流路２８ｂとは冷却流路２８を構成する。
【００４２】
図４，５に示すように、ボンディングツール２０の中心には、内周冷却流路２８ｂと上面２２との間を貫通する真空孔３０が設けられている。また、ボンディングツール２０の凹部２３ａの内周面近傍には、外周冷却流路２８ａと上面２２とを連通する空気孔２９が設けられている。図４に示すように、真空孔３０は、ヒータ１１に設けられた真空孔１３、ボンディングヘッド１０に設けられた真空孔１２と連通しており、真空装置ＶＡＣに連通している。また、空気孔２９はヒータ１１に設けられた空気孔１５、ボンディングヘッド１０に設けられた空気孔１４と連通している。
【００４３】
図４の矢印９３に示すように、空気孔１４，１５から空気孔２９を通って外周冷却流路２８ａに流入した冷却空気は、図５の矢印９５，９６に示すように凹部２３ａの内周面に沿って流れた後、空気孔２９と反対側から内周冷却流路２８ｂに流入し、突起２７の間を通って真空孔３０、１３，１２から図４の矢印９４のように真空装置ＶＡＣに流れていく。外周冷却流路２８ａ、内周冷却流路２８ｂには冷却空気が流れているが圧力は真空に近く、メモリチップ６０を真空吸着する。
【００４４】
図６に示すように第１実施形態のボンディング装置１００と同様、ボンディング装置２００の図示しない制御部が、ボンディングヘッド１０を図４に示す状態からステージ５０に向かって降下させると、メモリチップ６０の中央部６０ｂの下面は、ボンディングツール２０の仕切り壁２６及び突起２７を介して伝達された下向きの荷重によってコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を下向きに押圧し、メモリチップ６０の周縁部６０ａの下面は、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａを介して伝達された下向きの荷重によってはんだボール４１を下向きに押圧する。また、ヒータ１１の熱は、図６の矢印９１に示すようにボンディングツール２０の第１周縁領域Ａを通ってメモリチップ６０の周縁部６０ａを加熱し、メモリチップ６０の周縁部６０ａは、はんだボール４１を加熱する。また、ヒータ１１の熱は、図６の矢印９２に示すように、ボンディングツール２０の外周冷却流路２８ａ、内周冷却流路２８ｂが形成された第１中央領域Ｂを通ってメモリチップ６０の中央部６０ｂを加熱し、メモリチップ６０の中央部６０ｂはコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を加熱する。
【００４５】
第１中央領域Ｂの外周冷却流路２８ａ、内周冷却流路２８ｂには冷却空気が流れているため、ヒータ１１からの熱は、各冷却流路２８ａ，２８ｂを通ってメモリチップ６０に到達せず、図６の矢印９２に示すように、メモリチップ６０の上面に接している仕切り壁２６の先端面と突起２７の先端面とを通してメモリチップ６０に達する。一方、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａは、平面であり、メモリチップ６０の上面に接触している。このため、ヒータ１１からの熱は、図３の矢印９１に示すように、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａの全面からメモリチップ６０に達する。
【００４６】
ここで、仕切り壁２６の先端面及び突起２７の先端面とメモリチップ６０の中央部６０ｂとの接触面積はボンディングツール２０の第１周縁領域Ａとメモリチップ６０の周縁部６０ａとの接触面積よりも小さい。また、周囲に冷却空気が流れているので、仕切り壁２６と突起２７の温度は第１周縁領域Ａの温度よりも低くなっている。さらに、先に述べたように、第１中央領域Ｂの各冷却流路２８ａ，２８ｂの形成されている領域はヒータ１１の熱をほとんど通さない。このため、第１実施形態と同様、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂからメモリチップ６０の中央部６０ｂに伝達されるメモリチップ６０の単位面積当たりの熱量は、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａからメモリチップ６０の周縁部６０ａに伝達されるメモリチップ６０の単位面積当たりの熱量よりも小さくなる。従って、ヒータ１１がボンディングツール２０の上面２２を均等に加熱した場合、メモリチップ６０の中央部６０ｂの単位面積当たりの入熱は、メモリチップ６０の周縁部６０ａの単位面積当たりの入熱よりも小さくなり、メモリチップ６０の中央部６０ｂの温度はメモリチップ６０の周縁部６０ａよりも低くなる。
【００４７】
これにより、第２実施形態のボンディング装置２００も第１実施形態のボンディング装置１００と同様、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
次に図７を参照しながら第３実施形態のボンディング装置３００について説明する。ボンディング装置３００は、図７に示すように、ボンディングツール２０の下面２４の第１中央領域Ｂに第１周縁領域Ａよりも熱伝導率が低い断熱材３１を取り付けたものである。先に図１から図３を参照して説明した第１実施形態のボンディング装置１００と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
【００４９】
本実施形態のボンディング装置３００は、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂに第１周縁領域Ａよりも熱伝導率が低い断熱材３１が取り付けられているので、先に説明した第１、第２実施形態のボンディング装置１００，２００と同様、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂからメモリチップ６０の中央部６０ｂに伝達されるメモリチップ６０の単位面積当たりの熱量は、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａからメモリチップ６０の周縁部６０ａに伝達されるメモリチップ６０の単位面積当たりの熱量よりも小さくなる。従って、ヒータ１１がボンディングツール２０の上面２２を均等に加熱した場合、メモリチップ６０の中央部６０ｂの単位面積当たりの入熱は、メモリチップ６０の周縁部６０ａの単位面積当たりの入熱よりも小さくなり、メモリチップ６０の中央部６０ｂの温度はメモリチップ６０の周縁部６０ａよりも低くなる。
【００５０】
これにより、第３実施形態のボンディング装置３００も第１、第２実施形態のボンディング装置１００，２００と同様、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００５１】
＜第４実施形態＞
次に図８から１０を参照しながら第４実施形態のボンディング装置４００について説明する。ボンディング装置４００は、第１実施形態のボンディング装置１００のボンディングツール２０の第２面である上面２２に凹部３２を設けたものである。下面２４には第１実施形態のボンディング装置１００と同様、複数の凹部２５が格子状に配置されている。先に図１から図３を参照して説明した第１実施形態のボンディング装置１００と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
【００５２】
図８，９に示すように、第２面である上面２２の凹部３２は、下面２４の第１中央領域Ｂに対応する範囲に設けられており、第２中央領域Ｄを規定する。凹部３２の外周側の上面２２は、第２周縁領域Ｃである。凹部３２の中心には下面２４と連通する真空孔３０が設けられている。また、図７に示すように、ヒータ１１に設けられた真空孔１３は、凹部３２に連通している。図示しない真空装置ＶＡＣによってヒータ１１の真空孔１３に連通しているボンディングヘッド１０の真空孔１２を真空にすると、ボンディングツール２０の上面２２の凹部３２と下面２４の複数の凹部２５も真空となり、それぞれ真空断熱層を形成する。
【００５３】
図１０に示すように、ボンディング装置４００の図示しない制御部が、ボンディングヘッド１０を図８に示す状態からステージ５０に向かって降下させると、メモリチップ６０の中央部６０ｂの下面は、ボンディングツール２０のリブ２５ａを介して伝達された下向きの荷重によってコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を下向きに押圧する。メモリチップ６０の周縁部６０ａの下面は、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａを介して伝達された下向きの荷重によってはんだボール４１を下向きに押圧する。また、ヒータ１１をオンとすると、ヒータ１１の熱は、矢印９１に示すように、ボンディングツール２０の第２周縁領域Ｃから第１周縁領域Ａの全面を通ってメモリチップ６０の周縁部６０ａを加熱し、メモリチップ６０の周縁部６０ａは、はんだボール４１を加熱する。また、ヒータ１１の熱は、矢印８８に示すように、断熱層となっている凹部３２を通らず、ボンディングツール２０の第２周縁領域Ｃから第１中央領域Ｂのリブ２５ａの先端面を通ってメモリチップ６０の中央部６０ｂを加熱し、メモリチップ６０の中央部６０ｂはコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を加熱する。
【００５４】
ここで、ボンディングツール２０のリブ２５ａの先端面とメモリチップ６０の中央部６０ｂとの接触面積はボンディングツール２０の第１周縁領域Ａとメモリチップ６０の周縁部６０ａとの接触面積よりも小さい。また、リブ２５ａに流れてくる熱はボンディングツール２０の第２周縁領域Ｃから流れてくる熱であり、その量は第２周縁領域Ｃから第１周縁領域Ａに流れる熱量よりも小さい。また、先に述べたように、凹部２５によって形成される断熱層はヒータ１１の熱をほとんど通さない。このため、先に説明した第１実施形態の場合より、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂからメモリチップ６０の中央部６０ｂに伝達されるメモリチップ６０の単位面積当たりの熱量が更に小さくなり、メモリチップ６０の中央部６０ｂの単位面積当たりの入熱も更に小さくなる。このため、メモリチップ６０の中央部６０ｂの温度も更に低くなる。
【００５５】
これにより、第１実施形態のボンディング装置１００よりも耐熱温度の低いＤＡＦ４４を使用して、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００５６】
＜第５実施形態＞
次に図１１から１３を参照しながら第５実施形態のボンディング装置５００について説明する。図１１に示すように、第５実施形態のボンディング装置５００は、先に説明した第４実施形態のボンディング装置４００のボンディングツール２０の下面２４に図４から６を参照して説明した冷却流路２８を設け、上面２２に凹部３４と仕切られた凹部３３と凹部３３と冷却流路２８とを連通する空気孔３５を設けたものである。図４から６を参照して説明した第２実施形態のボンディング装置２００及び、図８から１０を参照して説明した第４実施形態のボンディング装置４００と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。
【００５７】
図１１，１２に示すように、第２面である上面２２の凹部３４は、下面２４の第１中央領域Ｂに対応する範囲に設けられており、第２中央領域Ｄを規定する。凹部３４の外周側の上面２２は、第２周縁領域Ｃである。凹部３４の中心には下面の内周冷却流路２８ｂと連通する真空孔３０が設けられている。また、図１１に示すように、ヒータ１１に設けられた真空孔１３は、凹部３４に連通している。
【００５８】
図１２に示すように、凹部３４の一辺には、凹部３４の内周側に突出し、その中に凹部３３が設けられた台座３４ａが形成されている。台座３４ａの表面は、上面２２と同一面となっている。凹部３３と凹部３４とは台座３４ａの壁によって区分されており、空気が連通しないよう構成されている。凹部３３には、外周冷却流路２８ａに連通する空気孔３５が設けられている。また、図１１に示すように、ヒータ１１の空気孔１５は、凹部３３に連通している。なお、第２周縁領域Ｃは台座３４ａを含む。
【００５９】
図１１の矢印９３に示すように、ボンディングヘッド１０の空気孔１４からヒータ１１の空気孔１５に流入した冷却空気は、ボンディングツール２０の上面２２の凹部３３に流入し、凹部３３から空気孔３５を通って外周冷却流路２８ａに流入する。先に図５を参照して説明したと同様、外周冷却流路２８ａに流入した冷却空気は、図５の矢印９５，９６に示すように凹部２３ａの内周面に沿って流れた後、内周冷却流路２８ｂに流入し、突起２７の間を通って真空孔３０から上面２２の凹部３４に流入する。そして凹部３４に流入した空気はヒータ１１、ボンディングヘッド１０の各真空孔１３，１２を通って図１１の矢印９４のように真空装置ＶＡＣに流れていく。外周冷却流路２８ａ、内周冷却流路２８ｂ、凹部３４には冷却空気が流れているが圧力は真空に近い。このため、ボンディングツール２０は凹部３４の真空によりヒータ１１に真空吸着され、冷却流路２８の真空は、メモリチップ６０を真空吸着する。
【００６０】
図１３に示すように、ボンディング装置５００の図示しない制御部が、ボンディングヘッド１０を図１１に示す状態からステージ５０に向かって降下させると、メモリチップ６０の中央部６０ｂの下面は、ボンディングツール２０の仕切り壁２６、突起２７を介して伝達された下向きの荷重によってコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を下向きに押圧する。メモリチップ６０の周縁部６０ａの下面は、ボンディングツール２０の第１周縁領域Ａを介して伝達された下向きの荷重によってはんだボール４１を下向きに押圧する。また、ヒータ１１をオンとすると、ヒータ１１の熱は、矢印９１に示すように、ボンディングツール２０の第２周縁領域Ｃから第１周縁領域Ａの全面を通ってメモリチップ６０の周縁部６０ａを加熱し、メモリチップ６０の周縁部６０ａは、はんだボール４１を加熱する。また、ヒータ１１の熱は、矢印８７に示すように、冷却空気が流れている凹部３４を通らず、ボンディングツール２０の第２周縁領域Ｃから第１中央領域Ｂの仕切り壁２６の先端面と突起２７の先端面を通ってメモリチップ６０の中央部６０ｂを加熱し、メモリチップ６０の中央部６０ｂはコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を加熱する。
【００６１】
第５実施形態のボンディング装置５００のボンディングツール２０は、上面２２の第２中央領域Ｄの凹部３４、下面２４の第１中央領域Ｂの冷却流路２８ともに冷却空気が流れるので、先に説明した第４実施形態のボンディング装置４００よりも、メモリチップ６０の中央部６０ｂの単位面積当たりの入熱が小さくなり、メモリチップ６０の中央部６０ｂの温度も更に低くなる。
【００６２】
これにより、ボンディング装置５００は、先に説明した第４実施形態のボンディング装置４００よりも耐熱温度の低いＤＡＦ４４を使用して、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００６３】
＜第６実施形態＞
次に図１４を参照しながら第６実施形態のボンディング装置６００について説明する。ボンディング装置６００は、ボンディングツール２０の下面２４の第１中央領域Ｂと上面の第２中央領域Ｄとに第１周縁領域Ａ、第２周縁領域Ｃよりも熱伝導率が低い断熱材３１，３９を取り付けたものである。先に図７を参照して説明した第３実施形態のボンディング装置３００と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
【００６４】
本実施形態のボンディング装置６００は、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂ、第２中央領域Ｄに第１周縁領域Ａ、第２周縁領域Ｃよりも熱伝導率が低い断熱材３１，３９が取り付けられているので、先に説明した第３実施形態のボンディング装置３００よりも、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂからメモリチップ６０の中央部６０ｂに伝達されるメモリチップ６０の単位面積当たりの熱量が小さく、メモリチップ６０の中央部６０ｂの単位面積当たりの入熱も小さく、メモリチップ６０の中央部６０ｂの温度はボンディング装置３００の場合よりも低くなる。
【００６５】
これにより、ボンディング装置６００は、先に説明した第３実施形態のボンディング装置３００よりも耐熱温度の低いＤＡＦ４４を使用して、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００６６】
＜第７実施形態＞
次に図１５を参照しながら第７実施形態のボンディング装置７００について説明する。ボンディング装置７００は、第１実施形態のボンディング装置１００のステージ５０に冷却流路５８を設けたものである。先に図１から３を参照して説明したボンディング装置１００と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
【００６７】
図１５に示すように、ボンディング装置７００は、コントロールチップ４２が接合されている基板４０の第１領域Ｅに対向するステージ５０の第１部分５０ｂに凹部５１を設け、この中に図５を参照して説明したと同様、略Ｕ字型の仕切り壁５２を設け、仕切り壁５２の内周側に突起５３を設けて、図５を参照して説明したと同様の冷却流路５８を形成したものである。凹部５１の一端には冷却空気を冷却流路５８に流入させる空気孔５４が設けられ、凹部５１の中央には、冷却空気を真空装置ＶＡＣに連通させる真空孔５５が設けられている。空気孔５４から冷却流路５８に流入した空気は冷却流路５８の中を流れた後、真空孔５５から排出される。冷却流路５８には冷却空気が流れるがその圧力は略真空であり、基板４０を真空吸着する。
【００６８】
基板４０のコントロールチップ４２が実装されている範囲の外側は、基板４０の第２領域Ｆであり、基板４０の第２領域Ｆは、ステージ５０の表面５０ａに接触している。基板４０の第２領域Ｆには、はんだボール４１が形成されている。基板４０の第２領域Ｆに対向するステージ５０の領域がステージ５０の第２部分５０ｃである。
【００６９】
図１５に示すようにボンディング装置７００の図示しない制御部が、ボンディングヘッド１０をステージ５０に向かって降下させると、ヒータ１１の熱は、図１５の矢印９７に示すようにボンディングツール２０の第１周縁領域Ａを通ってメモリチップ６０の周縁部６０ａを加熱し、メモリチップ６０の周縁部６０ａは、はんだボール４１を加熱する。はんだボール４１の熱は基板４０の第２領域Ｆからステージ５０の第２部分５０ｃに流れていく。また、ヒータ１１の熱は、図１５の矢印９８に示すように、ボンディングツール２０の第１中央領域Ｂを通ってメモリチップ６０の中央部６０ｂを加熱し、メモリチップ６０の中央部６０ｂはコントロールチップ４２の上に載置されたＤＡＦ４４を加熱する。そして、ＤＡＦ４４を加熱した熱は、コントロールチップ４２、樹脂４３を通ってステージ５０の第１部分５０ｂに流れていく。
【００７０】
ステージ５０の冷却流路５８には冷却空気が流れているため、基板４０の第１領域Ｅからステージ５０の第１部分５０ｂには熱が流れやすくなっている。一方、はんだボール４１が形成されている基板４０の第２領域Ｆは、ステージ５０の表面５０ａに接しているが、冷却流路５８は形成されていないので、第１領域Ｅよりも基板４０からステージ５０の第２部分５０ｃに流れる熱量が少なくなっている。つまり、基板４０の第１領域Ｅからステージ５０の第１部分５０ｂに伝達される基板４０の単位面積当たりの熱量は、基板４０の第２領域からステージ５０の第２部分に伝達される基板４０の単位面積当たりの熱量よりも大きくなっている。このため、基板４０の中央の第１領域Ｅの温度は、周囲の基板４０の第２領域Ｆの温度よりも低くなる。これによって、基板４０の第１領域Ｅに実装されているコントロールチップ４２の上に載置されているＤＡＦ４４の温度は基板４０の第２領域Ｆに形成されているはんだボール４１の温度よりも低くなる。
【００７１】
このため、ボンディング装置７００では、先に説明した第１実施形態のボンディング装置１００に比べてＤＡＦ４４の温度がより低くなり、ボンディング装置１００よりも耐熱温度の低いＤＡＦ４４を使用して、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００７２】
なお、ボンディング装置７００では、ステージ５０の材料として熱伝導率の低い材料を用いた方が基板４０の第２領域Ｆからステージ５０の第２部分５０ｃに逃げる熱量が少なくなり、はんだボール４１の温度を高く保つことができる。このため、ステージ５０をセラミックス系の材料で構成するとより大きな効果が得られる。
【００７３】
＜第８実施形態＞
次に図１６を参照しながら第８実施形態のボンディング装置８００について説明する。ボンディング装置８００は、ステージ５０の第１部分５０ｂを平面構造とし、第２部分５０ｃに凹部５６を設けたものである。以下の説明では、先に図１から３を参照して説明したボンディング装置１００及び図１５を参照して説明したボンディング装置７００と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。ボンディング装置８００のステージ５０は、先に説明したボンディング装置７００と異なり、熱伝導率の高い、例えば、銅や鉄などの材料で構成されている。
【００７４】
ステージ５０に第２部分５０ｃに設けられた凹部５６は空気の断熱層を構成するので、基板４０の第２領域Ｆからステージ５０の第２部分５０ｃへの熱の流れを遮断する。一方、ステージ５０は、銅や鉄などの熱伝導率の高い材料で構成されているので、基板４０の第１領域Ｅからステージ５０の第１部分５０ｂへの熱抵抗は、基板４０の第２領域Ｆからステージ５０の第２部分５０ｃへの熱抵抗よりも低くなる。このため、基板４０の第１領域Ｅからステージ５０の第１部分５０ｂに伝達される基板４０の単位面積当たりの熱量は、基板４０の第２領域からステージ５０の第２部分５０ｃに伝達される基板４０の単位面積当たりの熱量よりも大きくなり、基板４０の中央の第１領域Ｅの温度は、周囲の基板４０の第２領域Ｆの温度よりも低くなる。これによって、先に説明したボンディング装置７００と同様、基板４０の第１領域Ｅに実装されているコントロールチップ４２の上に載置されているＤＡＦ４４の温度は基板４０の第２領域Ｆに形成されているはんだボール４１の温度よりも低くなる。
【００７５】
このため、ボンディング装置８００は、ボンディング装置７００と同様、先に説明した第１実施形態のボンディング装置１００に比べてＤＡＦ４４の温度がより低くなり、ボンディング装置１００よりも耐熱温度の低いＤＡＦ４４を使用して、はんだボール４１を溶融させると共に、はんだボール４１の溶融温度よりも耐熱温度が低いＤＡＦ４４を劣化させずに熱硬化させてメモリチップ６０を基板４０、コントロールチップ４２の上に実装することができる。
【００７６】
ステージ５０の表面５０ａに凹部５６を形成する構造としてはいろいろな構造が考えられるが、基板４０に複数のコントロールチップ４２が実装されている場合には、図１７に示すように、基板４０をステージ５０の表面に吸着固定した際にコントロールチップ４２の位置する部分、すなわち、第１部分５０ｂに相当する部分を表面が平坦な台座５９とし、台座５９の周囲に位置する第２部分５０ｃに相当する部分に凹部５６を設けるようにしてもよい。
【００７７】
なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することない全ての変更及び修正を包含するものである。
【符号の説明】
【００７８】
１０  ボンディングヘッド、１１  ヒータ、１２，１３，３０，５５  真空孔、１４，１５，２９，３５，５４  空気孔、２０  ボンディングツール、２１  ベース、２１ａ，５０ａ  表面、２２  上面、２３  アイランド、２３ａ，２５，３２，３３，３４，５１，５６  凹部、２４  下面、２５ａ  リブ、２６，５２  仕切り壁、２７，５３  突起、２８，５８  冷却流路、２８ａ  外周冷却流路、２８ｂ  内周冷却流路、３１，３９  断熱材、３４ａ，５９  台座、４０  基板、４１  はんだボール、４２  コントロールチップ、４３  樹脂、４４  ＤＡＦ、５０  ステージ、５０ｂ  第１部分、５０ｃ  第２部分、６０  メモリチップ、６０ａ  周縁部、６０ｂ  中央部、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００  ボンディング装置、Ａ  第１周縁領域、Ｂ  第１中央領域、Ｃ  第２周縁領域、Ｄ  第２中央領域、Ｅ  第１領域、Ｆ  第２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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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