(57)【要約】【課題】ボンディング不良となったチップを効率的に基板から取り外すこと。【解決手段】チップ取り外し用アタッチメントをヘッドにセットし、取り外し対象チップの実装されている基板を基板保持用ステージ上に保持する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。そして、可動テーブルによってチップ取り外し用アタッチメントのチップ吸着面が取り外し対象チップを吸着可能となるように位置合わせしたのち、ヘッドを下降させて取り外し対象チップに対し所定の押圧力で加熱押圧を行う（ステップＳ１３，Ｓ１４）。この加熱押圧状態を保持し、一定時間の加熱押圧がなされると、取り外し対象チップを吸着するための真空吸着動作を開始し、ヘッドを上昇させる（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）。【選択図】　　　　　図５
2004071600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップと基板とを接触させたのち所定時間だけ加熱押圧することでボンディングされたボンディング結果に不良があった場合、そのボンディング不良チップ取り外し処理を行うボンディング不良チップ取り外し方法であって、
上記ボンディング不良チップ取り外し処理には、
上下動可能なヘッドを下降させてそのヘッドの先端部を上記ボンディング不良となったチップに接触させた後に所定時間だけ加熱押圧させる工程と、
その所定時間の加熱押圧後にそのボンディング不良となったチップを上記基板から剥がし上記ヘッド側に吸着する工程と、
上記ボンディング不良となったチップが上記ヘッド側に吸着された後、上記ヘッドを上昇させる工程と、
が含まれることを特徴とするボンディング不良チップ取り外し方法。
【請求項２】
チップと基板とを接触させたのち所定時間だけ加熱押圧することでボンディングされたボンディング結果に不良があった場合、そのボンディング不良チップ取り外し処理を行うボンディング不良チップ取り外し方法であって、
上記ボンディング不良チップ取り外し処理には、
ボンディング時に使用したボンディング装置を使用すると共に、少なくともボンディング不良となったチップの実装された基板を所定位置にセットしてから不良のチップが取り外されるまでを自動化したことを特徴とするボンディング不良チップ取り外し方法。
【請求項３】
上下方向に往復動可能なヘッドの先端側に吸着されたチップと２次元平面上を移動可能な可動テーブルに載置された基板とを上記ヘッドによって所定時間だけ加熱押圧してボンディングされたボンディング結果に不良があった場合、そのボンディング不良チップの取り外し処理を行うボンディング不良チップ取り外し方法であって、
上記ボンディング不良チップ取り外し処理は、ボンディング不良となったチップを実装した際に使用したボンディング装置を使用すると共に、そのボンディング不良チップ取り外し処理には、
上記ヘッドを下降させてそのボンディング不良となったチップに対し、所定時間だけ上記ヘッドによって加熱押圧させる工程と、
その所定時間の加熱押圧後にそのボンディング不良となったチップを上記ヘッド側に吸着する工程と、
上記ボンディング不良となったチップが上記ヘッド側に吸着された後、上記ヘッドを上昇させる工程と、
が含まれることを特徴とするボンディング不良チップ取り外し方法。
【請求項４】
前記取り外し処理時における加熱押圧工程での加熱温度は、前記ボンディング時における加熱温度よりも高い温度であることを特徴とする請求項１、２または３記載のボンディング不良チップ取り外し方法。
【請求項５】
前記取り外し処理時における加熱押圧時間は、前記ボンディング時における加熱押圧時間よりも長い時間行うことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のボンディング不良チップ取り外し方法。
【請求項６】
前記ボンディング不良となったチップを前記基板から剥がす際は、加熱押圧するためのヘッドに吸着させると共に、そのチップをボンディングする際の上記ヘッド側の吸着力よりも大きい吸着力で上記ヘッド側に吸着させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のボンディング不良チップ取り外し方法。
【請求項７】
加熱押圧するためのヘッドを上昇させる際の速度としては、前記ボンディング不良となったチップが前記基板から剥がれるまでの速度を前記基板から剥がれたあとの速度よりも遅い速度に設定したことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のボンディング不良チップ取り外し方法。
【請求項８】
先端部にボンディング対象となるチップを保持し上下方向に往復動可能なヘッドと、上記チップを取り付けるための基板が載置され２次元平面上を任意に移動可能な可動テーブルとを有し、上記ヘッドの先端側に取り付けられたチップと上記可動テーブル側に載置された基板とを上記ヘッドによって所定時間だけ加熱押圧することで上記チップを上記基板にボンディングするボンディング装置において、
上記ボンディングのあと、そのボンディング結果にボンディング不良があった場合、ボンディング不良チップの取り外し処理を可能としたことを特徴とするボンディング装置。
【請求項９】
前記ヘッドの先端部にはチップを取り付けるためのアタッチメントが取り付けられ、そのアタッチメントには前記ヘッドによって前記チップを真空吸着するための空気流通孔が設けられ、前記チップはそのアタッチメントを介して前記ヘッドによって真空吸着され、そのアタッチメントはボンディング時と前記取り外し処理時とで異なったアタッチメントが用いられ、前記取り外し処理時に用いられるアタッチメントは、ボンディング時で用いられるアタッチメントよりも、吸着力を大きくするために、前記チップに対する吸着面積を大きくしたことを特徴とする請求項８記載のボンディング装置。
【請求項１０】
前記吸着面積を大きくする手段として、前記空気流通孔の少なくともチップ吸着面側端部はその開口面積を大きくする加工が施されていることを特徴とする請求項９記載のボンディング装置。
【請求項１１】
チップと基板とを接触させたのち所定時間だけ加熱押圧することでボンディングするボンディング装置において、上記ボンディングのあと、そのボンディング結果にボンディング不良があった場合、そのボンディング不良チップの取り外し処理を上記ボンディング時の動作条件とは異なる条件によって動作可能としたことを特徴とするボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップを基板上にボンディングしたあと、ボンディング結果にボンディング不良がある場合、そのボンディング不良となったチップを取り外すボンディング不良チップ取り外し方法およびボンディング不良チップを取り外しを可能としたボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チップの電極と基板の電極とをバンプを介して接合するフリップチップ・ボンディングは、実装面積が小さく、回路の配線長さが短いなどの利点があり、高密度実装に適したボンディング方法として広く用いられている。
【０００３】
このフリップチップ・ボンディングを行うボンディング装置は、Ｘ−Ｙ平面座標上で平面移動可能な可動テーブル上の所定位置に基板を置き、垂直方向に往復動可能なヘッドの先端部にアタッチメントを介してチップを真空吸着し、チップと基板の位置合わせを行ったのちに、ヘッドを下降させて、チップを基板に対して加熱押圧させて、両者を接合するものである。
【０００４】
このようにして、チップが基板にボンディングされるが、そのボンディング結果に不具合、つまり、ボンディング不良が生じることもある。したがって、ボンディング動作が終了した後、ボンディング状態を検査して、チップと基板が適正なボンディング状態となっているか否かを検査する。
【０００５】
特に、試作品にあっては、後の量産に向けて、適正なボンディングがなされるかどうかを念入りに検査することが行われる。また、特注品等少量生産品の場合も念入りな検査が行われる。これらの場合、もし、ボンディング不良が発見された場合には、ボンディング不良となったチップを基板から取り外して、再度、上述したボンディングを試みることが多い、
【０００６】
たとえば、１枚の基板上に多数のチップがフリップチップ・ボンディングされるような場合、すべてのチップの基板に対するボンディングが終了したあと、ボンディング状態を検査して、それぞれのチップが基板に対して適正にボンディングされているかを検査する。この検査によって、仮に、ボンディング不良となっている箇所が発見されると、作業者がそのボンディング不良箇所のチップを基板から剥がして、その部分に対して、再度、ボンディングする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来では、ボンディングを行ったあと、ボンディング不良がある場合には、作業者がそれを取り外すのが一般的である。これは、従来のこの種のボンディング装置は、ボンディングされたチップを基板から取り外すボンディング不良チップ取り外し機能は有していないからであり、結局は、作業者が取り外し作業を行うことになる。
【０００８】
しかし、一旦、ボンディングされたチップを基板から取り外す際は、チップや基板を損傷しないように細心の注意を払って作業を行う必要があるので、精神的負担も大きく、また、取り外し作業に多くの時間と労力を要するなどの問題がある。
【０００９】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、ボンディングされたチップを基板から取り外す作業の殆どを人手によらず行うことのできるボンディング不良チップ取り外し方法を提供することを目的とする。また、他の発明は、ボンディング不良チップ取り外し機能をボンディング装置に組み込むことによって、ボンディング不良となったチップを基板から取り外す作業を効率よく行うことができるボンディング装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明のボンディング不良チップ取り外し方法は、チップと基板とを接触させたのち所定時間だけ加熱押圧することでボンディングされたボンディング結果に不良があった場合、そのボンディング不良となったチップを取り外すボンディング不良チップ取り外し処理を行うボンディング不良チップ取り外し方法であって、そのボンディング不良チップ取り外し処理には、上下動可能なヘッドを下降させてそのヘッドの先端部をボンディング不良となったチップに接触させた後、所定時間だけ加熱押圧させる工程と、その所定時間の加熱押圧後にそのボンディング不良となったチップをヘッド側に吸着する工程と、ボンディング不良となったチップがヘッド側に吸着された後、ヘッドを上昇させる工程とが含まれる。
【００１１】
これによって、ボンディング不良となったチップを基板から取り外す処理の殆どを人手によらず行うことができ、ボンディング不良の取り外し作業を効率よく行うことができる。
【００１２】
また、他の発明のボンディング不良チップ取り外し方法は、チップと基板とを接触させたのち所定時間だけ加熱押圧することでボンディングされたボンディング結果に不良があった場合、そのボンディング不良チップ取り外し処理を行うボンディング不良チップ取り外し方法であって、ボンディング不良チップ取り外し処理には、ボンディング時に使用したボンディング装置を使用すると共に、少なくともボンディング不良となったチップの実装された基板を所定位置にセットしてから不良のチップが取り外されるまでを自動化している。
【００１３】
この方法を採用すると、ボンディング不要チップの取り外しをすばやく実行できるようになると共に、自動化によって効率的かつより正確な取り外し作業を実行できることとなる。
【００１４】
また、本発明のボンディング不良チップ取り外し方法は、上下方向に往復動可能なヘッドの先端側に吸着されたチップと２次元平面上を移動可能な可動テーブルに載置された基板とをヘッドによって所定時間だけ加熱押圧してボンディングされたボンディング結果に不良があった場合、そのボンディング不良となったチップを取り外す処理を行うボンディング不良チップ取り外し方法であって、そのボンディング不良チップ取り外し処理は、ボンディング不良となったチップを実装した際に使用したボンディング装置を使用すると共に、そのボンディング取り外し処理には、ヘッドを下降させてそのボンディング不良となったチップを所定時間だけヘッドによって加熱押圧させる工程と、その所定時間の加熱押圧後にそのボンディング不良となったチップをヘッド側に吸着する工程と、ボンディング不良となったチップがヘッド側に吸着された後、ヘッドを上昇させる工程とが含まれる。
【００１５】
これによって、チップと基板をボンディングした後、そのボンディング結果に不良が発見された場合、ボンディングを行った装置で、取り外し動作を行うことができる。これによって、ボンディングを行ったあと、ボンディング不良があっても、ただちに、そのボンディング不良となったチップを人手によらず、かつ殆ど自動化した工程を利用して基板から取り外すことができるので、取り外し作業を効率よく行うことができる。
【００１６】
このようなボンディング不良チップ取り外し方法において、取り外し処理時における加熱押圧工程での加熱温度は、ボンディング時における加熱温度よりも高い温度とするのが好ましい。
【００１７】
このように、チップに対する加熱温度をボンディング時よりも高い温度とすることで、半田や熱可塑性樹脂が溶融しやすくなり、チップを剥がし易くすることができる。
【００１８】
また、取り外し処理時における加熱押圧時間は、ボンディング時における加熱押圧時間よりも長い時間行うことが好ましい。
【００１９】
このように、チップに対する加熱押圧時間をボンディング時よりも長い時間とすることで、半田や熱可塑性樹脂が溶融しやすくなり、チップを剥がし易くすることができる。
【００２０】
また、ボンディング不良となったチップを基板から剥がす際は、加熱押圧するためのヘッドに吸着させると共に、そのチップをボンディングする際のヘッド側の吸着力よりも大きい吸着力でヘッド側に吸着させるこが好ましい。
【００２１】
これによって、ボンディング不良となったチップを基板から取り外す際、確実に取り外すことができる。
【００２２】
また、加熱押圧するためのヘッドを上昇させる際の速度としては、ボンディング不良となったチップが基板から剥がれるまでの速度を基板から剥がれたあとの速度よりも遅い速度に設定することが好ましい。
【００２３】
これは、ボンディング不良となったチップと基板とを接合している熱可塑性樹脂や半田などが溶融しつつある場合、チップを基板から確実に剥がすには、チップを慎重にゆっくり剥がして行く必要があるからであり、それを実現するために、ヘッドの上昇速度を遅くしている。そして、チップが基板から剥がれた後は、それよりも速い速度でヘッドを上昇させることで、取り外し工程を効率よく短時間に行うことができる。
【００２４】
また、本発明のボンディング装置は、先端部にボンディング対象となるチップを保持し上下方向に往復動可能なヘッドと、チップを取り付けるための基板が載置され２次元平面上を任意に移動可能な可動テーブルとを有し、ヘッドの先端側に取り付けられたチップと可動テーブル側に載置された基板とをヘッドによって所定時間だけ加熱押圧することでチップを基板にボンディングするボンディング装置において、ボンディングのあと、そのボンディング結果にボンディング不良があった場合、ボンディング不良チップの取り外し処理を可能としている。
【００２５】
このように、本発明のボンディング装置は、ボンディング不良となったチップを基板から取り外す機能を有したので、１台のボンディング装置で、ボンディング動作と取り外し動作の両方を行うことができる。これによって、ボンディングを行ったあと、ボンディング不良があっても、ただちに、そのボンディング不良となったチップを基板から取り外すことができるので、取り外し作業を効率よく行うことができる。
【００２６】
このようなボンディング装置において、ヘッドの先端部にはチップを取り付けるためのアタッチメントが取り付けられ、そのアタッチメントにはヘッドによってチップを真空吸着するための空気流通孔が設けられ、チップはそのアタッチメントを介してヘッドによって真空吸着され、そのアタッチメントはボンディング時と取り外し処理時とで異なったアタッチメントが用いられ、取り外し処理時に用いられるアタッチメントは、ボンディング時で用いられるアタッチメントよりも、吸着力を大きくするために、チップに対する吸着面積を大きくすることが好ましい。
【００２７】
このように、チップ取り外し用のアタッチメントを用意することによって、ボンディング不良となったチップを基板から取り外す取り外し処理を確実にしかも効率よく行うことができる。
【００２８】
また、吸着面積を大きくする手段として、空気流通孔の少なくともチップ吸着面側端部はその開口面積を大きくする加工が施されるのが好ましい。
【００２９】
この構成を採用すると、ボンディング不良となったチップを強い吸着力で吸着することができ、基板からの不良チップの取り外しを確実にしかも効率よく行うことができる。
【００３０】
また、他の発明のボンディング装置は、チップと基板とを接触させたのち所定時間だけ加熱押圧することでボンディングするボンディング装置において、ボンディングのあと、そのボンディング結果にボンディング不良があった場合、そのボンディング不良チップの取り外し処理をボンディング時の動作条件とは異なる条件によって動作可能としている。
【００３１】
この発明のボンディング装置は、ボンディング不良となったチップを基板から取り外す機能を有したので、１台のボンディング装置で、ボンディング動作と取り外し動作の両方を行うことができる。これによって、ボンディングを行ったあと、ボンディング不良があっても、ただちに、そのボンディング不良となったチップを基板から取り外すことができるので、取り外し作業を効率よく行うことができる。しかも、不良チップの取り外しの際の動作条件を、ボンディング時の動作条件と異ならせることが可能となっているので、取り外しの際の条件を適切なものとすることで効率の良い不良チップの取り外し処理が可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態で説明する内容は、本発明のボンディング不良チップ取り外し方法についての説明と、このボンディング不良チップ取り外し方法によるボンディング不良チップ取り外し機能を有したボンディング装置についての説明を含むものである。
【００３３】
図１は、本発明のボンディング装置の実施の形態を説明する正面図、図２は、その側面図である。ボンディング装置の概略的な構成としては、垂直方向（矢印Ｚ−Ｚ’方向）に上下動可能なヘッド１と、このヘッド１を上下方向に昇降させるための駆動源としてのモータ２と、このモータ２の回転力を上下方向の運動に変換してヘッド１に伝達する動力伝達機構３と、ヘッド１の先端部の下方に設けられ、Ｘ−Ｙ平面座標上の任意の位置に移動可能な可動テーブル４と、この可動テーブル４とヘッド１との間を水平方向（Ｙ−Ｙ’方向）に、シリンダ５とロッド６などの駆動手段によって往復動可能な光学ユニット７を有した構成となっている。
【００３４】
動力伝達機構３は、ガイドレール３１に沿って上下方向（矢印Ｚ−Ｚ’方向）に昇降する昇降子３２と、この昇降子３２にその上端部が連結され昇降子３２の動きをヘッド１に伝達するロッド３３と、このロッド３３の下端部とヘッド１との間に介在されてガイドレール３４に沿って上下方向（矢印Ｚ−Ｚ’方向）に移動するスライダ３５などから構成されており、モータ２の正逆回転によって昇降子３２が上下方向（矢印Ｚ−Ｚ’方向）に動き、それによって、ヘッド１を上下動させることができるようになっている。
【００３５】
たとえば、モータ２が正回転した場合には、そのモータ２の正方向の回転力によって昇降子３２が矢印Ｚ’方向の直線運動を行い、その直線運動がロッド３３によってスライダ３５に伝達され、スライダ３５がガイドレール３４に沿って矢印Ｚ’方向に動くことで、ヘッド１が下降する。また、モータ２が逆回転した場合には、そのモータ２の逆方向の回転力によって昇降子３２が矢印Ｚ方向の直線運動を行い、その直線運動がロッド３３によってスライダ３５に伝達され、スライダ３５がガイドレール３４に沿って矢印Ｚ方向に動くことで、ヘッド１が上昇する。
【００３６】
また、ヘッド１は、その先端部でボンディング対象となるチップ８を真空吸着するが、その際、ヘッド１の先端部としての役目をなすアタッチメント９を介してチップ８を真空吸着する。したがって、ヘッド１は、その内部に、チップ８やアタッチメント９を真空吸着したり圧縮空気をヘッド１の先端から外部に送出したりする空気流通孔（図示せず）が図示上下方向に設けられている。また、このヘッド１はその先端部にチップ加熱用としてのセラミックヒータなどのヒータ（図示せず）が埋設されている。
【００３７】
アタッチメント９は、チップ８や基板１０の種類などに対応して種々用意されるもので、ヘッド１に対して容易に着脱できるように、ヘッド１の先端部に真空吸着によって取り付けられるようになっている。
【００３８】
一方、可動テーブル４は、モータ１１によってＸ−Ｙ平面座標上の任意の位置に移動可能となっている。この可動テーブル４は、複数の基板１０を所定位置で保持可能な基板保持用ステージ４１と、チップを収納するためのチップトレイ４２が設けられるチップトレイ保持用ステージ４３を有し、基板保持用ステージ４１には複数種の基板１０の取り付けが可能となるようにそれぞれの基板１０に対応した基板保持治具４４が着脱自在に取り付け可能となっている。この基板保持用ステージ４１には、基板保持治具４４に保持された基板１０を加熱するためのヒータ（図示せず）が埋め込まれている。
【００３９】
また、チップトレイ保持用ステージ４３に設けられたチップトレイ４２は、複数種類のチップ８をそれぞれの種類ごとに収納できるように、チップトレイ保持用ステージ４３上に複数個設けられている。
【００４０】
図３は、アタッチメント９の一例を示すもので、（Ａ）はアタッチメント９を上から（ヘッド１側から）見た平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（Ｃ）はアタッチメント９を下から（可動テーブル４側から）見た平面図である。
【００４１】
ここで用いられるアタッチメント９は、平板上のプレート９１の下面側中央部に直方体状の凸状部９２が形成された形状をなし、その凸状部９２にプレート９１の上面から下面までを貫く空気流通孔９３が設けられている。この空気流通孔９３は、複数設けられるのが一般的であり、この例では、４個の空気流通孔９３が、一列に並んで設けられている。
【００４２】
このような構成のボンディング装置の全体的な動作手順について、以下に説明する。
【００４３】
まず、基板１０に対応した基板保持冶具４４を基板保持用ステージ４１に固定し、その基板保持冶具４４上に基板１０を置く。その基板１０は、基板保持用ステージ４１上で真空吸着によって保持される。一方、その基板１０にボンディングするチップ８は、所定のチップトレイ４２に収納しておく。
【００４４】
この状態で、可動テーブル４が駆動される。この可動テーブル４は、チップトレイ４２に収納されたチップ８が、ヘッド１に取り付けられたアタッチメント９に対向するように、Ｘ−Ｙ平面座標上でＸＹ方向に水平移動される。そして、チップトレイ４２に収納されたチップ８が、ヘッド１に取り付けられたアタッチメント９に対向すると、その位置でヘッド１を下降させ、ヘッド１の先端部に取り付けられたアタッチメント９でチップ８を真空吸着させたのちヘッド１を上昇させる。
【００４５】
ここで、再び可動テーブル４が駆動され、今度は、アタッチメント９に吸着されたチップ８が基板１０のボンディング位置となるように、基板１０がＸ−Ｙ平面上で水平移動される。そして、基板１０とアタッチメント９に真空吸着されたチップ８とが対向する位置になると、光学ユニット７が前方（矢印Ｙ方向）に移動し、アタッチメント９に吸着されたチップ８と基板１０との間に到達する。すると、光学ユニット７は、チップ８と基板１０との位置認識を行う。位置認識が終了すると、光学ユニット７は矢印Ｙ’方向に後退して、元の位置に戻る。そして、可動テーブル４は、光学ユニット７による位置認識結果に基づいて、Ｘ−Ｙ平面座標上で水平移動し、基板１０とチップ８の正確な位置合わせを行う。
【００４６】
このように、基板１０とチップ８の正確な位置合わせが終了すると、ボンディング動作が開始される。そのボンディング動作手順の概要について図４のフローチャートを参照しながら説明する。この図４のフローチャートは、上述した光学ユニット７による位置認識が終了し、基板１０とチップ８の正確な位置合わせが終了したあとの動作手順について説明するものである。
【００４７】
なお、上述した位置合わせの終了した段階では、すでに、ヘッド１内に埋設されている図示しないヒータによってチップ８に対する加熱が行われている。ここで、チップ８が所定の温度に達した状態、つまり、バンプとしての半田や熱可塑性樹脂が溶融可能な温度に達した状態となると（ステップＳ１）、ヘッド１が下降してチップ８を基板１０に対して所定の力で加熱押圧する（ステップＳ２）。
【００４８】
そして、その加熱押圧状態を所定時間保持し（ステップＳ３）、所定時間経過したらアタッチメント９によるチップ８の真空吸着状態を解除するとともにチップ８をアタッチメント９から確実に離脱させるための圧縮空気噴出を行う（ステップＳ４）。
【００４９】
この圧縮空気噴出は、基板１０側に接合されたチップ８をアタッチメント９から確実に離脱させるために行われるもので、ヘッド１内に設けられた図示しない空気流通孔を通って送られてくる圧縮空気をアタッチメント９に設けられた空気流通孔９３から送出することによって行われる。
【００５０】
この圧縮空気噴出によって、チップ８は、アタッチメント９から確実に離れ、チップ８が基板１０側に接合された状態となる。その後、ヘッド１が上昇する（ステップＳ５）。
【００５１】
以上のような手順によって、ある１つのチップ８を基板１０にボンディングする動作が終了する。たとえば、１つの基板１０上に多数のチップ８をボンディングする場合は、上述の動作（図４のステップＳ１以前に行われるチップ８と基板１０の位置合わせまでの動作をも含む）を繰り返し行う。
【００５２】
そして、すべてのチップ８に対して上述したような動作が終了すると、今度は、そのボンディングの状態を検査する。
【００５３】
このボンディング状態の検査は、作業者の目視や電気的な検査によって行われる。そして、ボンディング結果に不具合（ボンディング不良）が発見されると、そのボンディング不良となっているチップ８を基板１０から取り外す工程（これを取り外し工程という）を行う。次に、この取り外し工程の動作手順を図５に示すフローチャートにより説明する。
【００５４】
まず、ヘッド１の先端部に、取り外し工程で用いられるアタッチメント２０（図６参照）を取り付ける（ステップＳ１１）。この取り外し工程で用いられるアタッチメント（以下、チップ取り外し用アタッチメントという）２０は、ボンディング不良となったチップ８（以下、取り外し対象チップ８という）に対応したアタッチメントであり、そのチップ８をボンディングしたときに用いたアタッチメント９（図３参照）に対して、空気流通孔９３のチップ吸着側端部が異なるものである。
【００５５】
取り外し工程の以後の工程を説明する前に、このチップ取り外し用アタッチメント２０について図６を参照して説明する。
【００５６】
図６は、取り外し対象チップ８を取り外す際に用いられるチップ取り外し用アタッチメント２０であり、（Ａ）はチップ取り外し用アタッチメント２０を上から（ヘッド１側から）見た平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（Ｃ）はアタッチメントを下から（可動テーブル４側から）見た平面図である。
【００５７】
このチップ取り外し用アタッチメント２０は、図３で説明したアタッチメント９に対応するものである。つまり、取り外し対象となったチップ８をボンディングしたときには、図３で示したアタッチメント９が用いられるが、そのチップ８がボンディング不良となってそれを取り外す際には、図６のチップ取り外し用アタッチメント２０を使用する。
【００５８】
このチップ取り外し用アタッチメント２０は、図３で示したアタッチメント９と同様に、平板状のプレート２０１の下面側中央部に直方体状の凸状部２０２が形成された形状をなし、その凸状部２０２にプレート２０１の上面から下面までを貫く４個の空気流通孔２０３が設けられている。このチップ取り外し用アタッチメント２０は、図３で示したアタッチメント９に対して、空気流通孔２０３におけるチップ吸着面側端部に工夫がなされている点が異なる。
【００５９】
すなわち、取り外し対象チップ８を基板１０から取り外す際は、基板１０に接合されたチップ８を引き剥がす動作がなされるので、ボンディングする場合に比べて、より大きな吸着力でチップ８を吸着する必要がある。
【００６０】
そこで、吸着面積を大きくして、より大きな吸着力が得られるように、空気流通孔２０３のチップ吸着面側端部の開口面を大きくするための凹状のザグリ２０４を形成する。このザグリ２０４は、種々の形態が考えられるが、その一例としては、図６で示すように、複数（この例では４個）の空気流通孔２０３のチップ吸着面側端部全体に共通の長円状の凹部となるザグリ２０４を形成する。つまり、このザグリ２０４は、図６（Ｂ），（Ｃ）に示すように、４個の空気流通孔２０３を囲むような長円形の凹部となっている。
【００６１】
このように形成されたチップ取り外し用アタッチメント２０は、チップ８や基板１０の種類ごとにあらかじめ用意される。なお、ザグリ２０４は、空気流通孔２０３のチップ吸着面側端部だけではなく、図７に示すように、チップ吸着面側端部にザグリ２０４ａを設け、かつヘッド１側の端部にもザグリ２０４ｂを設けるようにしてもよい。
【００６２】
ここで、図５のフローチャートに説明を戻す。前述したように、まず、図６で示すようなチップ取り外し用アタッチメント２０をヘッド１の先端部に取り付ける（ステップＳ１１）。そして、取り外し対象チップ８が実装されている基板１０を基板保持用ステージ４１に固定された基板保持治具４４上に真空吸着によって保持する（ステップＳ１２）。
【００６３】
このような設定を作業者が行ったのちに、可動テーブル４をＸ−Ｙ平面座標上で水平移動させ、ヘッド１に取り付けられたチップ取り外し用アタッチメント２０と取り外し対象チップ８が対向するように、つまり、チップ取り外し用アタッチメント２０の空気流通孔２０３のチップ吸着面側端部が取り外し対象チップ８を吸着可能となるように両者を位置合わせする（ステップＳ１３）。なお、このとき、光学ユニット７を前進させ、チップ取り外し用アタッチメント２０と取り外し対象チップ８の位置認識を行い、その位置認識結果を用いて、可動テーブル４を微調整して、チップ取り外し用アタッチメント２０と取り外し対象チップ８とを位置合わせするようにしてもよい。
【００６４】
このように、チップ取り外し用アタッチメント２０と取り外し対象チップ８の位置合わせがなされると、ヘッド１を下降させて、チップ取り外し用アタッチメント２０によって取り外し対象チップ８を加熱押圧する（ステップＳ１４）。なお、上述した位置合わせの終了した段階では、すでに、ヘッド１内に埋設されている図示しないヒータによりチップ取り外し用アタッチメント２０は所定の温度に達した状態、つまり、バンプとしての半田や熱可塑性樹脂が溶融可能な温度に達した状態となっている。
【００６５】
これによって、取り外し対象チップ８に対し、ヘッド１によって加熱押圧がなされ、あらかじめ設定した時間、その加熱押圧状態が保持される（ステップＳ１５）。
【００６６】
そして、一定時間の加熱押圧なされると、取り外し対象チップ８を吸着するための真空吸着動作が開始され（ステップＳ１６）、その状態でヘッド１を上昇させる（ステップＳ１７）。これによって、取り外し対象チップ８は、基板１０から剥がされてチップ取り外し用アタッチメント２０に吸着された状態で上昇する。
【００６７】
以上、ステップＳ１１からステップＳ１７が取り外し対象チップ８の取り外し手順である。これら一連の取り外し手順において、作業者は図５におけるステップＳ１１，Ｓ１２の操作、すなわち、チップ取り外し用アタッチメント２０をヘッド１にセットするとともに、取り外し対象チップ８の実装されている基板１０を基板保持用ステージ４１上に固定された基板保持治具４４上に保持させる操作を行うだけでよく、それ以降の処理は自動的になされる。
【００６８】
ところで、以上説明した取り外し動作を確実に行うためには、取り外し対象チップ８に対する加熱温度や、取り外し対象チップ８を吸着後のヘッド１の上昇速度などの値を適切なものとしたり、取り外しの手順を最適な手順とする必要がある。
【００６９】
まず、取り外し対象チップ８を加熱する際の加熱温度は、その取り外し対象チップ８をボンディングしたときの加熱温度よりも高く設定する。また、取り外し対象チップ８をチップ取り外し用アタッチメント２０で吸着して上昇させる際、取り外し対象チップ８が基板１０から剥がれるまでの間はきわめてゆっくりとした速度で上昇させる必要がある。
【００７０】
ここで、あるチップをボンディングするときのボンディング条件と、そのチップがボンディング不良となった場合、そのボンディング不良となったチップ（取り外し対象チップ）を取り外す際の取り外し条件の一例について説明する。
【００７１】
まず、ボンディング条件として、あるチップ（チップ８とする）を熱可塑性樹脂によって、ある基板（基板１０とする）にボンディングするものとし、その熱可塑性樹脂は１１０℃から１３５℃の温度で接着できるものとする。そして、ボンディングを行う際は、ヘッド１内に設けられた図示しないヒータを作動させ、接着温度が１１０℃から１３５℃となるようにし、その状態で約１０秒間、所定の押圧力、たとえば４００ｇ／ｃｍ２　を与えた状態で保持する。なお、接着温度を１１０℃から１３５℃とするために、この場合、ヘッド１の先端温度を１６０℃とした。
【００７２】
そして、その後、ヘッド１内のヒータをオフさせて圧縮空気をチップ８に当てることで強制冷却を行って、ヘッド１の先端温度を９０℃にまで下げる。その後、ヘッド１を上昇させる。なお、このボンディング動作を行う際の基板保持用ステージ４１側の温度（基板１０に対する加熱温度）は基板保持用ステージ４１内に設けられた図示しないヒータによって約１００℃に設定しておく。また、ヒータは、この実施の形態では、最高設定値として４５０℃まで可能なものが採用されている。
【００７３】
一方、以上のようなボンディング条件でボンディングされたチップ８に対する取り外し条件としては、上述した熱可塑性樹脂が１２０℃で溶融するものとすれば、それより十分高い加熱温度とするために、ヘッド１を１８０℃として３０秒間、所定の押圧状態（ボンディング時と同じ圧力）を保持する。そして、その３０秒間の加熱押圧終了後、チップ取り外し用アタッチメント２０に取り外し対象チップ８を真空吸着させ、その状態でヘッド１を上昇させる。このとき、取り外し対象チップ８が基板１０から剥がれるまでの間のヘッドの上昇速度は、通常の速度、すなわちボンディング時の上昇時、下降時、取り外しの際の下降時、に比べ、１／３〜１／２０となる速度、好ましくは１／５〜１／１０となる速度、たとえば５ｍｍ／ｓｅｃを採用した。なお、この取り外し動作を行う際の基板保持用ステージ４１側の温度（基板１０に対する加熱温度）は、ボンディング時と同じく、ヒータによって約１００℃に設定しておく。
【００７４】
このように、取り外しを行う際は、アタッチメントを取り外し専用のアタッチメント（チップ取り外し用アタッチメント２０）とし、取り外し対象チップ８に対して、ボンディング時の加熱温度よりも高い温度で、しかも、ボンディング時よりも長い時間加熱したのちに真空吸着し、ヘッド１を当初はゆっくりとした速度（この場合、５ｍｍ／ｓｅｃ）で上昇させることによって、取り外し対象チップ８を基板１０から確実に引き剥がすことができる。
【００７５】
なお、取り外し対象チップ８が基板１０から剥がれたあとは、ヘッド１の上昇速度を速くしてもよい。つまり、ヘッド１の上昇速度は、取り外し対象チップ８が基板１０から剥がれるまでの間と、取り外し対象チップ８が基板１０から剥がれたあとでは異ならせることができ、取り外し対象チップ８が基板１０から剥がれたあとは、ヘッド１の上昇速度を速くすることによって、取り外し工程を効率よく短時間で行うことができる。
【００７６】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、前述の実施の形態では、チップ８を基板１０に対して熱可塑性樹脂で接合するようにしたが、これは熱可塑性樹脂でなく半田であってもよい。また、ボンディング方法として、フリップチップ工法の例を示したが、チップ８と基板１０とを接触させたのち所定時間だけ加熱押圧することでボンディングするものであれば、他のボンディング工法にも本発明を適用することができる。
【００７７】
また、前述の実施の形態では、チップ取り外し用アタッチメント２０の空気流通孔２０３のチップ吸着面側端部やヘッド１側端部に設けられるザグリ２０４は、複数の空気流通孔端部全体を囲むような長円形としたが、これに限られるものではなく、たとえば、１個の空気流通孔２０３ごとにその周囲を囲むように凹部となるザグリを設けるようにしてもよい。
【００７８】
また、ボンディングと不良チップ取り外しを同じボンディング装置で行う例を示したが、たとえば、両機能を有するボンディング装置を２台用意し、１台をボンディング用とし、もう１台を不良チップ取り外し用として使用しても良い。さらには、両機能を有する３台のボンディング装置を用意し、２台をボンディング用に使用し、残りの１台をボンディングと不良チップ取り外しの両機能を実行するものとして使用するようにしても良い。このように、１つのボンディング装置に、ボンディングと不良チップ取り外しの両機能を実行できるように構成したので、複数のボンディング装置を利用する場合、不良発生状況に応じ、適切な機能配置が可能となる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボンディング不良チップ取り外し方法は、ボンディング不良が発見された場合、そのボンディング不良となったチップを基板から取り外す殆どの処理を人手によらず行うことができ、ボンディング不良の取り外し作業を効率よく行うことができる。
【００８０】
また、本発明のボンディング装置は、ボンディング不良となったチップを基板から取り外す機能を有したので、１台のボンディング装置で、ボンディング動作と取り外し動作の両方を行うことができる。これによって、ボンディングを行ったあと、ボンディング不良があっても、ただちに、そのボンディング不良となったチップを基板から取り外すことができるので、取り外し作業を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボンディング装置の実施の形態を説明する正面図である。
【図２】本発明のボンディング装置の実施の形態を説明する側面図である。
【図３】図１および図２に示されるボンディング装置のヘッド先端部に取り付けられるアタッチメントの一例を示す図であり、（Ａ）はヘッド側から見た平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（Ｃ）は可動テーブル側から見た平面図である。
【図４】本発明のボンディング装置におけるボンディング手順を説明するフローチャートである。
【図５】本発明のボンディング不良チップ取り外し手順を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態で用いられるチップ取り外し用アタッチメントの一例を示す図であり、（Ａ）はヘッド側から見た平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（Ｃ）は可動テーブル側から見た平面図である。
【図７】図６で示したチップ取り外し用アタッチメントの変形例を示す図である。
【符号の説明図】
１　ヘッド
４　可動テーブル
７　光学ユニット
８　チップ
９　アタッチメント
２０　チップ取り外し用アタッチメント
２０３　空気流通孔
２０４　ザグリ
【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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