(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面およびチップの少なくとも一方に樹脂層を形成し、前記基板の表面に対して前記チップを対向させる対向配置工程と、
前記基板に対して前記チップを接近させ、前記樹脂層を軟化させた状態で、前記チップに設けられたチップ側接合部と前記基板の前記表面に設けられた基板側接合部とを互いに押圧させることによって少なくとも接触させた後、前記樹脂層を仮硬化させて前記チップ側接合部と前記基板側接合部との相対位置を仮決めする仮接合工程と、
前記チップ側接合部および前記基板側接合部の少なくとも一方に設けたハンダを加熱して前記チップを前記基板に接合する本接合工程と、
を備え、
前記仮接合工程は、前記ハンダが溶融しない温度で行われることを特徴とするチップと基板との接合方法。
【請求項２】
前記仮接合工程における仮接合の時間は、２秒以内に行われることを特徴とする請求項１に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項３】
前記本接合工程後の前記チップと前記基板の位置精度が±３μｍ以内であることを特徴とする請求項１または２に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項４】
前記本接合工程において、複数の前記チップを一つのチップ押圧部材によって一括して前記基板側に押圧し、
前記チップ押圧部材と複数の前記チップとの間には、前記チップを前記基板側に向けて押圧するスペーサが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項５】
前記仮接合工程は、前記ハンダが軟化する温度で行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項６】
前記仮接合工程は、前記基板側の温度を１５０℃以下として行うことを特徴とする請求項５に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項７】
前記本接合工程は、前記チップと前記基板とを互いに接近する方向に加圧せずに行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項８】
前記仮接合工程で、前記チップが前記樹脂層に接触または押し込まれることによって生じる前記チップの位置ズレ量を認識し、前記位置ズレ量に応じて前記チップの位置を補正することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項９】
前記チップ側接合部と前記基板側接合部とを接合するに先立ち、前記チップ側接合部および前記基板側接合部の少なくとも一方の表面を活性化する処理を実行する工程をさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項１０】
接合界面を活性化する処理は、運動エネルギーを有した粒子を衝突させることにより表面活性化処理を行うとともに、水またはＯＨ含有物質を付着させることにより親水化処理を行うことを特徴とする請求項９に記載のチップと基板との接合方法。
【請求項１１】
チップが接合される接合面に樹脂層が形成された基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板に対向し、チップを保持するチップ保持部と、
前記基板保持部と前記チップ保持部とを互いに接近・離間させる駆動部と、
前記基板保持部で保持した前記基板と、前記チップ保持部に保持された前記チップとを前記駆動部により互いに接近させて、前記基板に設けられた基板側接合部と前記チップ側に設けられたチップ側接合部とを、前記チップ側接合部および前記基板側接合部の少なくとも一方に設けたハンダが溶融しない温度で少なくとも接触させることにより前記樹脂層を軟化させ、その後、前記樹脂層を仮硬化させて、前記チップ側接合部と前記基板側接合部との相対位置を仮決めすることを特徴とするチップと基板との仮接合装置。
【請求項１２】
前記チップ側接合部と前記基板側接合部との相対位置を仮決めする時間は、２秒以内に行われることを特徴とする請求項１１に記載のチップと基板との仮接合装置。
【請求項１３】
前記基板に設けられた基板側接合部と前記チップ側に設けられたチップ側接合部とを、前記チップ側接合部および前記基板側接合部の少なくとも一方に設けたハンダが軟化する温度で少なくとも接触させることにより前記樹脂層を軟化させることを特徴とする請求項１１または１２に記載のチップと基板との仮接合装置。
【請求項１４】
前記基板保持部および前記チップ保持部の少なくとも一方に対して、前記チップまたは前記基板が保持される側とは反対側に配置され、前記基板と前記チップとの相対的な位置ズレ量を認識する認識部と、
前記位置ズレ量から前記基板と前記チップとの相対的な補正移動量を計算する制御部と、を備え、
前記補正移動量に応じて、前記基板保持部と前記チップ保持部との相対位置を補正することを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載のチップと基板との仮接合装置。
【請求項１５】
前記基板保持部は、位置ズレ測定部で測定された前記位置ズレ量に応じ、前記基板の表面に沿った方向に前記基板の位置を調整し、
前記チップ保持部は、直線移動方向が、前記基板保持部に対して接近離間する方向のみとされていることを特徴とする請求項１４に記載のチップと基板との仮接合装置。
【請求項１６】
請求項１１から１５のいずれか一項に記載のチップと基板との仮接合装置と、
前記仮接合装置で相対位置が仮決めされた前記チップ側接合部と前記基板側接合部とを接合することによって前記チップを前記基板に実装する本接合装置と、
を備えるチップ実装システム。
【請求項１７】
前記本接合装置による前記チップと前記基板の位置精度が±３μｍ以内であることを特徴とする請求項１６に記載のチップ実装システム。
【請求項１８】
前記本接合装置は、
複数の前記チップを前記基板側に押圧するチップ押圧部材と、
前記チップ押圧部材と前記チップとの間に、前記チップを前記基板側に押圧する方向の押圧力を発揮するスペーサと、を備え、
前記チップ押圧部材と前記基板保持部とを互いに接近する方向に加圧した状態で、前記チップ側接合部と前記基板側接合部とを接合することを特徴とする請求項１６または１７に記載のチップ実装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップと基板との接合方法、チップと基板との仮接合装置、チップ実装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、基板上に複数のチップを接合するに際しては、それぞれのチップに設けられた接続電極と、基板側に設けられたパッドとを、ハンダ付け等により接合する。
【０００３】
従来、チップを基板にハンダ接合するには、フラックスを塗布した基板に対し、チップをマウントしていた。チップは、フラックスが有するタック性によって、加熱加圧することなく１〜２秒という高いスループットで基板にマウントできる。そして、チップのマウント後、加熱炉で一括加熱してハンダを共晶させて接合していた。しかし、この手法では、ハンダ接合後に、フラックスを洗浄したり、チップと基板との間に樹脂を注入する必要があるため、工程数が多く、微細ピッチには対応できなかった。
また、チップが薄い場合、加熱炉で加圧せずに加熱すると、チップに反りが発生し、チップと基板との接合部が外れるなどの問題もあった。
【０００４】
そのため、例えば特許文献１には、基板に樹脂を塗布しておき、チップを１つずつ加熱加圧し、樹脂中でハンダを共晶させることで、工程を短縮する方法が提案されている。
【０００５】
このとき、複数のチップを順次一つずつ基板に接合するのでは、接合すべきチップの保持、保持したチップの基板への位置決め（アライメント）、チップの基板への接合といった工程を、チップのそれぞれで実行しなければならない。したがって、半導体装置の製造に工数が掛かってしまう。
【０００６】
また、図１１に示すように、複数のチップＣＰを一つずつ基板ＷＡに接合する際、それぞれのチップＣＰをハンダＨで基板ＷＡに接合するには、ハンダＨを共晶させるために、基板ＷＡとチップＣＰとを上下からそれぞれ加熱する必要がある。すると、基板ＷＡ上において、チップＣＰが未接合の部分のハンダＨｍまでが加熱されるため、ハンダＨｍが酸化してしまう。
【０００７】
そこで、複数のチップを仮接合後、一括して保持し、基板への接合を行う手法が考えられる。
この方法を用いれば、複数のチップの接合を一括して行うことができるため、製造効率を大幅に高めることが可能となる。
また、ハンダ付けを一括して行うので、基板上のハンダが酸化してしまうのも抑えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−８８０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１２（ａ）に示すように、複数のチップＣＰ間で厚みにばらつきが存在することがある。すると、複数のチップＣＰを基板ＷＡに対向させた後、これらのチップＣＰを基板ＷＡに一括して押し付ける際に、チップＣＰの厚みに応じてチップＣＰに作用する押圧力が異なるため、基板ＷＡに対してチップＣＰの位置がずれてしまうことがある。
また、図１２（ｂ）に示すように、チップＣＰの厚みのばらつきに応じ、ハンダバンプ２００の押し込み量にもばらつきが出てしまう。
したがって、複数のチップを一括して押しつける方法は、生産効率は良いものの、製品品質については向上の余地がある。
【００１０】
また、近年では半導体装置の三次元化が求められ、これにともなって基板上に薄片化されたチップを複数層に積層することが求められている。また、配線パターンの微細化、高密度化も行われている。したがって、チップを接合するに際しては、微細化された電極を確実に接合するため、例えば±２〜３μｍといった実装精度が求められる。しかも、高いスループットを得るために、例えば、基板にチップを接合するのに要する時間を、例えばチップ１つあたり１〜２秒というように、高速化することも同時に求められている。
そこでなされた本発明の目的は、チップの基板に対する実装位置精度を高めるとともに、高いスループットを得ることのできるチップと基板との接合方法、チップと基板との仮接合装置、チップ実装システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のチップと基板との接合方法は、基板の表面およびチップの少なくとも一方に樹脂層を形成し、前記基板の表面に対して前記チップを対向させる対向配置工程と、前記基板に対して前記チップを接近させ、前記樹脂層を軟化させた状態で、前記チップに設けられたチップ側接合部と前記基板の前記表面に設けられた基板側接合部とを互いに押圧させることによって少なくとも接触させた後、前記樹脂層を仮硬化させて前記チップ側接合部と前記基板側接合部との相対位置を仮決めする仮接合工程と、前記チップ側接合部および前記基板側接合部の少なくとも一方に設けたハンダを加熱して前記チップを前記基板に接合する本接合工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、互いに突き当てたチップ側接合部と基板側接合部とを、仮硬化した樹脂によって仮決めすることで、チップ側接合部と基板側接合部との位置ズレが抑えられる。これにより、チップ側接合部と基板側接合部とを、位置ズレを抑えたままハンダ付けして接合することができる。
【００１３】
また、前記本接合工程において、複数の前記チップを一つのチップ押圧部材によって一括して前記基板側に押圧し、前記チップ押圧部材と複数の前記チップとの間には、前記チップを前記基板側に向けて押圧するスペーサが設けられているようにしてもよい。
樹脂を加熱して樹脂が緩むと、チップ側接合部と基板側接合部との位置がずれる可能性がある。そこで、チップを基板側に押圧することによって、チップ側接合部と基板側接合部との位置ズレを防ぐことができる。
また、複数のチップの厚さにバラつきがある場合、スペーサによってこのバラつきを吸収し、各チップと基板とを均等な圧力で押圧することができる。これにより、複数のチップを確実に基板に接合することができる。
【００１４】
また、前記仮接合工程は、前記ハンダが軟化する温度で行われるようにしてもよい。
これにより、チップ側接合部と基板側接合部とを押しつけたときに、軟化したハンダが変形し、チップ側接合部と基板側接合部との双方に確実に接触する。
【００１５】
また、前記仮接合工程は、前記基板側の温度を１５０℃以下として行うようにしてもよい。
これにより、基板側にハンダを設けた場合に、仮接合時にハンダが酸化してしまうのを防ぐことができる。
【００１６】
さらに、前記本接合工程は、前記チップと前記基板とを互いに接近する方向に加圧せずに行うようにしてもよい。
ハンダを軟化させた状態で仮接合を行っておくことにより、チップ側接合部と基板側接合部との間に挟み込まれたハンダが、ある程度変形した状態でチップ側接合部と基板側接合部との双方に接触する。したがって、本接合工程においては、バッチ炉等において、加圧することなくハンダを溶融させてハンダ付けを確実に行うことができる。これにより、複数のチップを一括して接合する場合においても、複数のチップを容易かつ確実に基板に実装することができる。
【００１７】
また、前記仮接合工程で、前記チップが前記樹脂層に接触または押し込まれることによって生じる前記チップの位置ズレ量を認識し、前記位置ズレ量に応じて前記チップの位置を補正するようにしてもよい。
このようにして、樹脂層への接触または押し込み時に生じる基板に対するチップの位置ズレを確実に補正し、チップと基板とを高精度に接合することができる。
【００１８】
また、前記チップ側接合部と前記基板側接合部とを接合するに先立ち、前記チップ側接合部および前記基板側接合部の少なくとも一方の表面を活性化する処理を実行する工程をさらに備えるようにしても良い。
ハンダの表面を活性化することによって、ハンダ付けを、例えば１５０℃といった通常のハンダ付け温度領域よりも低い温度で行うことができる。
【００１９】
さらに、前記接合界面の表面を活性化する処理は、運動エネルギーを有した粒子を衝突させることにより表面活性化処理を行うとともに、水またはＯＨ含有物質を付着させることにより親水化処理を行うようにしてもよい。
これにより、高い圧力を加えることなく、比較的低温で、基板に対しチップを高い導電性及び機械的強度で確実に接合することができる。
【００２０】
本発明のチップと基板との仮接合装置は、チップが接合される接合面に樹脂層が形成された基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板に対向し、チップを保持するチップ保持部と、前記基板保持部と前記チップ保持部とを互いに接近・離間させる駆動部と、前記基板保持部で保持した前記基板と、前記チップ保持部に保持された前記チップとを互いに接近させて、前記基板に設けられた基板側接合部と前記チップ側に設けられたチップ側接合部とを少なくとも接触させるとともに、前記樹脂層により、前記チップ側接合部と前記基板側接合部との相対位置を仮決めすることを特徴とする。
【００２１】
また、前記基板保持部および前記チップ保持部の少なくとも一方に対して、前記チップまたは前記基板が保持される側とは反対側に配置され、前記基板と前記チップとの相対的な位置ズレ量を認識する認識部と、前記位置ズレ量から前記基板と前記チップとの相対的な補正移動量を計算する制御部と、を備え、前記補正移動量に応じて、前記基板保持部と前記チップ保持部との相対位置を補正するようにしてもよい。
このようにして、樹脂層への接触または押し込み時に生じる基板とチップとの相対的な位置ズレを確実に補正し、チップと基板とを高精度に接合することができる。
また、認識部は、基板保持部やチップ保持部に対して、チップまたは基板が保持される側とは反対側に配置されている。つまり、基板保持部とチップ保持部との間に認識部が入り込むことがない。したがって、認識部による認識動作と、基板保持部やチップ保持部による仮接合動作とが干渉することなく、高速での処理が可能となる。
【００２２】
また、前記基板保持部は、前記位置ズレ測定部で測定された前記位置ズレ量に応じ、前記基板の表面に沿った方向に前記基板の位置を調整し、前記チップ保持部は、直線移動方向が、前記基板保持部に対して接近離間する方向のみとされているようにしても良い。
このような構成により、チップ保持部は、基板の表面に沿った方向に進退移動することなく、基板保持部に対して接近離間する方向、つまり基板の表面に直交する方向にのみ進退するので、可動する機構が少なくて済む。これによって、可動する機構のガタや加工精度などによって生じる位置ズレを抑えるとともに、チップ保持部を高剛性とすることができ、基板に対するチップの仮接合動作を、位置ずれなく高圧で加圧して行うことが可能となる。
【００２３】
また、本発明のチップ実装システムは、上記したようなチップと基板との仮接合装置と、前記仮接合装置で相対位置が仮決めされた前記チップ側接合部と前記基板側接合部とを接合することによって前記チップを前記基板に実装する本接合装置と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、前記本接合装置は、複数の前記チップを前記基板側に押圧するチップ押圧部材と、前記チップ押圧部材と前記チップとの間に、前記チップを前記基板側に押圧する方向の押圧力を発揮するスペーサと、を備え、前記チップ押圧部材と前記基板保持部とを互いに接近する方向に加圧した状態で、前記チップ側接合部と前記基板側接合部とを接合するようにしてもよい。
従来、複数のチップを一括して基板に接合する方法においては、複数のチップの厚さにばらつきがあると、チップの厚さによって基板への押しつけが不十分となったり、過大な押しつけ力によってチップがずれてしまうことがあった。
これに対し、チップ押圧部材を備えることで、複数のチップの厚さにバラつきがある場合、スペーサによってこのバラつきを吸収し、各チップと基板とを均等な圧力で押圧することができる。また、チップを基板側に適切な押圧力で押圧することによって、チップ側接合部と基板側接合部との位置ズレを防ぐことができる。
したがって、スペーサは、弾性変形可能であるのが好ましい。ただし、弾性変形可能な弾性材からなるスペーサによってチップを基板側に押し込む場合、仮接合状態でバンプが接触する位置まで押し込まれていなければ、複数のチップ間で厚みのばらつきもあるため、押し込み時にずれを生じる可能性がある。そこで、弾性材からなるスペーサによってチップを基板側に押し込む場合、仮接合状態で、バンプが接触する位置まで押し込んでおく。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、互いに突き当てたチップ側接合部と基板側接合部との周囲に樹脂を配して仮接合を行うことで、チップ側接合部と基板側接合部との位置ズレが抑えられる。この状態で、チップ側接合部と基板側接合部とを、位置ズレを抑えたままハンダ付けして接合することができる。これにより、チップを基板に高い位置精度で実装するとともに、高いスループットを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態にかかるチップ実装システムの概略構成を示す平面図である。
【図２】チップ実装システムを構成するチップ供給装置および仮接合装置の概略構成を示す立断面図である。
【図３】仮接合装置において、チップと基板とを対向配置した状態を示す立断面図である。
【図４】仮接合装置において、チップを樹脂層に押し込み、基板に仮接合した状態を示す立断面図である。
【図５】仮接合装置において、基板上に複数のチップを押し込んで位置合わせした状態を示す立断面図である。
【図６】本接合装置において、チップを押圧しながら基板に本接合する状態を示す立断面図である。
【図７】チップ実装システムにおける基板に対するチップの実装工程の流れを示す図である。
【図８】認識部をチップの上方にのみ備えた場合の変形例を示す図である。
【図９】認識部を基板の下方にのみ備えた場合の変形例を示す図である。
【図１０】ハンダバンプを基板側とチップ側の双方に設けた場合の変形例を示す図である。
【図１１】従来の、複数のチップを一つずつ基板に接合する場合において生じる課題を示す図である。
【図１２】従来の、複数のチップを一括して基板に接合する場合において生じる課題を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明によるチップと基板との接合方法、仮接合装置、チップ実装システムを実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態にかかるチップ実装システムの概略構成を示す平面図である。図２は、チップ実装システムを構成するチップ供給装置および仮接合装置の概略構成を示す立断面図である。図３は、仮接合装置において、チップと基板とを対向配置した状態を示す立断面図である。図４は、仮接合装置において、チップを樹脂層に押し込み、基板に仮接合した状態を示す立断面図である。図５は、仮接合装置において、基板上に複数のチップを押し込んで位置合わせした状態を示す立断面図である。図６は、本接合装置において、チップを押圧しながら基板に本接合する状態を示す立断面図である。
なお、図１等においては、便宜上、ＸＹＺ直交座標系を用いて方向等を示している。
【００２８】
＜チップ実装システム１＞
図１に示すように、チップ実装システム１は、対象の基板ＷＡ上に複数のチップＣＰを接合して実装する。また、チップ実装システム１は、基板ＷＡ上に配置された複数のチップＣＰ上に、複数のチップＣＰ等をさらに積層して接合することも可能である。
【００２９】
チップ実装システム１は、複数のチップＣＰを基板ＷＡ上に仮接合した後に、これら複数のチップＣＰを一括して基板ＷＡにハンダ付けして本接合する。
この実施形態においては、基板ＷＡは半導体ウエハである。ただし、これに限定されず、各基板ＷＡは各種の基板であってもよい。
【００３０】
チップ実装システム１は、チップ供給装置１０と、複数のチップＣＰを基板ＷＡ上に仮接合させる仮接合装置３０と、基板ＷＡ上に仮接合した複数のチップＣＰを基板ＷＡに本接合する本接合装置５０と、仮接合装置３０と本接合装置５０との相互間で基板ＷＡを搬送する搬送ロボット７１を有した搬送部７０と、基板ＷＡをチップ実装システム１に搬入および搬出する搬出入部９０と、を備える。
【００３１】
＜チップ供給装置１０＞
チップ供給装置１０は、ダイシング処理等によってウエハ基板ＷＣから切り出された各チップＣＰを、仮接合装置３０に供給する。なお、ダイシング処理は、複数の電子回路を有する基板ＷＣを縦方向および横方向に切削しチップ化する処理である。
図１、図２に示すように、チップ供給装置１０は、ウエハ基板ＷＣから切り出されたチップＣＰを押し出すダイピッカ１１と、押し出されたチップＣＰを保持し、仮接合装置３０側に搬送するチップ移載機構１３を備える。
ここで、図３に示すように、ウエハ基板ＷＣは、チップ供給装置１０に供給されるに先立ち、リフローハンダ装置等によって、各チップＣＰの所定位置に設けられた接続電極１０１の部分に、ハンダバンプ（チップ側接合部）１００が形成されている。
【００３２】
＜仮接合装置３０＞
仮接合装置３０は、チップ供給装置１０から供給された複数のチップＣＰを、基板ＷＡ上に形成された樹脂層１２０によってその位置が仮決めされた状態で、基板ＷＡに仮接合する。
【００３３】
なおここで、基板ＷＡには、その接合面に、各チップＣＰのハンダバンプ１００が接合される接続電極部（基板側接合部）１１０が所定の位置に設けられている。接続電極部１１０は、基板ＷＡの接合面から、例えば２〜３ｍｍ突出するように、例えば銅（Ｃｕ）からなるポスト状に形成してもよい。
【００３４】
また、基板ＷＡには、その接合面に、事前に、各チップＣＰの位置を仮決めする樹脂層１２０が形成されている。樹脂層１２０は、接続電極部１１０を完全に覆う膜厚で形成されている。
この樹脂層１２０は、液状、ジェル状で、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂（接着剤）、紫外線硬化性樹脂等によって形成されている。樹脂層１２０は、スピンコーティング手法を用いて形成すれば、非常に容易に樹脂層を形成することができる。なお、これに限定されず、基板ＷＡ上に、上記したような樹脂材料からなる樹脂シートを貼付することによって、基板ＷＡ上に樹脂層１２０が形成されるようにしてもよい。これによっても、非常に容易に樹脂層１２０を形成することができる。
【００３５】
このような樹脂層１２０が形成された基板ＷＡは、基板製造装置等の外部から搬出入部９０によって搬入され、搬送ロボット７１によって仮接合装置３０へと搬送される。
【００３６】
図１、図２に示すように、仮接合装置３０は、基板ＷＡを保持するステージ（基板保持部）３１と、ステージ３１に保持された基板ＷＡ上にチップＣＰを仮接合させるボンディング部３３と、チップ供給装置１０から供給されるチップをボンディング部３３に受け渡すチップ搬送部３９と、を少なくとも備える。
【００３７】
ステージ３１は、その上面で基板ＷＡを、真空吸着や静電チャック等によって保持する。ここで、ステージ３１は、基板ＷＡがその接合面を上側に向けた状態（フェイスアップ状態）で配置される。
ステージ３１は、ＸＹ方向駆動機構により、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能である。これにより、ボンディング部３３とステージ３１との相対位置関係を変更することが可能であり、ひいては基板ＷＡ上における各チップＣＰの位置を調整することが可能である。
【００３８】
また、ステージ３１は、ステージ３１上で支持した基板ＷＡを加熱するヒータ（図示無し）を内蔵している。
【００３９】
ボンディング部３３は、チップＣＰを基板ＷＡ上に載置する部分である。ボンディング部３３は、チップＣＰを保持するヘッド部（チップ保持部）３３Ｈを備える。ヘッド部３３Ｈは、基板ＷＡに直交する中心軸周りに回転可能であるとともに、基板ＷＡの表面に直交する上下方向にのみ昇降可能とされている。ヘッド部３３Ｈは、チップＣＰを真空吸着して保持する。
【００４０】
チップ搬送部３９は、複数枚（例えば３枚）の羽根部分３９１を備えている。これらの羽根部分３９１は、鉛直方向に延びる中心軸ＡＸ周りに一斉に回転可能に設けられている。それぞれの羽根部分３９１は、その上面にチップＣＰが載置できる。チップ搬送部３９は、中心軸ＡＸ周りの回転動作によって、羽根部分３９１が、チップ供給装置１０のチップ移載機構１３からチップＣＰを受け取る位置から、ボンディング部３３のヘッド部３３Ｈの直下位置までチップＣＰを搬送する。ここで、チップ搬送部３９は複数枚の羽根部分３９１を有しており、同様の動作が連続的に繰り返し実行される。
なお、チップ搬送部３９は、チップ供給装置１０のチップ移載機構１３からチップＣＰを受け取る位置から、ボンディング部３３のヘッド部３３Ｈの直下位置までチップＣＰを搬送するのであれば、羽根部分３９１の回転動作によるものに限らず、直線動作等、他の動作による機構によって実現してもよい。
【００４１】
このような仮接合装置３０では、チップ供給装置１０のチップ移載機構１３から供給されるチップＣＰが、チップ搬送部３９の羽根部分３９１上に搭載される。チップ搬送部３９は、中心軸ＡＸ周りに回転することで、チップＣＰが搭載された羽根部分３９１をボンディング部３３のヘッド部３３Ｈの直下位置まで搬送する。
ボンディング部３３のヘッド部３３Ｈは、羽根部分３９１上のチップＣＰを吸着保持する。チップＣＰがヘッド部３３Ｈに保持された状態で、チップ搬送部３９は、複数枚の羽根部分３９１は一斉に回転し、チップＣＰを保持していた羽根部分３９１がヘッド部３３Ｈの直下位置から退避する。
この後、図４に示すように、ヘッド部３３Ｈを下降させ、保持したチップＣＰを、ステージ３１上の基板ＷＡ上に置く。このとき、ステージ３１を、ヘッド部３３Ｈに対してＸＹ方向に移動させることにより、チップＣＰを、基板ＷＡ上にセットすることができる。そして、ヘッド部３３Ｈによる吸着を解除することで、チップＣＰは、基板ＷＡ上に載置される。
ここで、図３、図４に示すように、基板ＷＡ上には、チップＣＰを仮止めする樹脂層１２０が未硬化状態のまま形成されており、ヘッド部３３Ｈで吸着保持されていたチップＣＰは、この樹脂層１２０に押し込むことによって基板ＷＡ上に保持される。
そして、樹脂層１２０を形成する樹脂を仮硬化させることによって、チップＣＰと基板ＷＡをとの相対位置を仮決めすることができる。
この仮決め装置３０におけるチップＣＰと基板ＷＡとの仮接合工程については後に詳述する。
【００４２】
図３に示すように、仮接合装置３０は、さらに、チップＣＰの基板ＷＡに対するアライメントを行うためのアライメント機構として、認識部３４Ａ，３４Ｂ、ミラー３６等を備える。
【００４３】
認識部３４Ａは、ステージ３１に対し、基板ＷＡが設けられる側とは反対側、つまり下側に配置されている。これにより、認識部３４Ａは、基板ＷＡにおいてチップＣＰと接合される接合面とは反対側である下面側に配置されている。認識部３４Ａは、ステージ３１の下方において、基板ＷＡに沿った水平面内で移動可能に設けられている。
認識部３４Ｂは、ヘッド部３３Ｈに対し、チップＣＰが保持される側とは反対側、つまり上側に配置されている。これにより、認識部３４Ｂは、チップＣＰにおいて基板ＷＡと接合される接合面とは反対側である上面側に配置されている。また、認識部３４Ｂは、ヘッド部３３Ｈの外周側に配置されている。認識部３４Ｂは、ハンダバンプ１００に対応して複数設けられている。
認識部３４Ａ，３４Ｂは、いわゆる赤外線カメラであり、赤外光からなる測定光を照射し、ハンダバンプ１００、接続電極部１１０の位置を撮像して認識する。
ここで、ステージ３１、基板ＷＡ、各チップＣＰは、少なくとも赤外光が照射される部位が、赤外光を透過する材料、例えばシリコン（Ｓｉ）等で形成されている。
【００４４】
ミラー３６は、ステージ３１の上方において、ヘッド部３３Ｈと干渉しない位置に配置されている。ミラー３６は、測定光を反射する反射面３６ａを有している。ミラー３６は、認識部３４Ｂから発せられる赤外光が反射面３６ａで反射し、ハンダバンプ１００、接続電極部１１０に照射されるよう設けられている。ミラー３６は、反射面３６ａが基板ＷＡの表面に対して、例えば４５°傾斜するよう配置され、反射面３６ａで反射した測定光が、ヘッド部３３Ｈの外周側の認識部３４Ｂに向かうよう配置されている。
【００４５】
制御部（位置ズレ測定部）は、認識部３４Ａ，３４Ｂで得たハンダバンプ１００、接続電極部１１０の位置から、基板ＷＡに載置されたチップＣＰの基板ＷＡに対する位置ズレ量を検出することができる。
制御部は、検出した位置ズレ量に応じて、ステージ５１を、ＸＹθ方向駆動機構（図示無し）によって、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させることで、基板ＷＡの基板ＷＡに対する位置を補正することができる。
【００４６】
＜本接合装置５０＞
図６に示すように、本接合装置５０は、基板ＷＡと複数のチップＣＰとを本接合する装置である。本接合装置５０は、ステージ５１、チップ押圧部材５３等を備える。
【００４７】
ステージ５１は、その上面で、仮接合装置３０において複数のチップＣＰが仮接合された基板ＷＡを、真空吸着や静電チャック等によって保持することができる。基板ＷＡは、搬送部７０の搬送ロボット７１により、仮接合装置３０のステージ３１上からステージ５１上に供給される。ここで、ステージ５１は、基板ＷＡをその接合面が上側に向けた状態（フェイスアップ状態）で配置される。
【００４８】
チップ押圧部材５３は、ステージ５１に対して接近離間する方向、つまりステージ５１上に保持された基板ＷＡの表面に直交する方向に沿って昇降可能に設けられている。
【００４９】
本接合装置５０は、ステージ５１に保持された基板ＷＡ上に仮接合された複数のチップＣＰを、一括して基板ＷＡ側に向けて押圧する。
また、ステージ５１およびチップ押圧部材５３は、図示しないヒータを内蔵している。これらのヒータにより、基板ＷＡおよび複数のチップＣＰを加熱することによって、チップＣＰと基板ＷＡとをハンダ付けして本接合する。
【００５０】
チップ押圧部材５３の下面には、弾性を有したゴム、カーボン、スポンジ、スプリング等からなるスペーサ５４を備えることができる。このスペーサ５４は、チップ押圧部材５３をステージ５１側に下降させて、基板ＷＡ上の複数のチップＣＰを基板ＷＡに向けて押圧するときに、これら複数のチップＣＰの上面に突き当たる。そして、複数のチップＣＰの上下方向の厚さにバラつきがあった場合に、スペーサ５４が弾性変形することでバラつきを吸収し、複数のチップＣＰのすべてを基板ＷＡに確実に押圧する。
【００５１】
＜チップ実装工程＞
上記したようなチップ実装システム１においては、以下のようにして複数のチップＣＰを基板ＷＡに実装する。
図７は、チップ実装システムにおける基板に対するチップの実装工程の流れを示す図である。
【００５２】
＜対向配置工程Ｓ１１＞
まず、図３に示すように、チップ供給装置１０から供給されるチップＣＰを、ボンディング部３３のヘッド部３３Ｈが吸着保持する。
【００５３】
一方、仮接合装置３０のステージ３１には、搬送ロボット７１によって別途搬送されてきた基板ＷＡが予め保持されている。
これにより、図３に示すように、仮接合装置３０において、基板ＷＡの表面に対してチップＣＰが対向配置される。
【００５４】
＜チップ位置決め工程Ｓ１２＞
チップＣＰを基板ＷＡに対向配置したら、基板ＷＡに対するチップＣＰの位置決めを行う。これには、認識部３４Ａ，３４Ｂで基板ＷＡとチップＣＰとの相対位置関係を認識し、その位置ズレ量を検出する。
位置ズレ量があらかじめ設定した上限値を超えた場合には、制御部は、検出した位置ズレ量に応じて、ステージ３１を、ＸＹ方向駆動機構（図示無し）によって、Ｘ方向、Ｙ方向に移動させる。このようにして、ヘッド部３３Ｈに保持されたチップＣＰに対する基板ＷＡの位置を補正する。
この、測定光の照射による基板ＷＡとチップＣＰとの位置ズレ量の検出、およびそれに基づく基板ＷＡの位置補正は、位置ズレ量が予め定めた上限値内に収まるまで、必要に応じて繰り返すようにしても良い。
このようにして、基板ＷＡとチップＣＰとのアライメント動作が実行される。
【００５５】
＜チップ押し込み工程Ｓ１３＞
この後、ヘッド部３３Ｈを下降させ、保持したチップＣＰを、ステージ３１上の基板ＷＡに接近させる。この接近動作に応じて、チップＣＰのハンダバンプ１００が、まず、基板ＷＡに設けられた樹脂層１２０に接触する。
【００５６】
なお、ヘッド部３３Ｈを下降させ、基板ＷＡと基板ＷＡとを相対的に接近させるに先だって、樹脂層１２０を軟化させておく。樹脂層１２０を形成する樹脂が熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂である場合には、例えばステージ３１に内蔵したヒータ（図示無し）によって基板ＷＡとともに樹脂層１２０を加熱することにより、樹脂層１２０が軟化する。もちろん、熱硬化性樹脂を用いる場合、樹脂層１２０の加熱温度は、その樹脂の熱硬化温度よりも低く設定したり、例え熱硬化温度以上の加熱温度であっても短時間の加熱印加で樹脂が本硬化しないようにしている。また、樹脂層１２０を形成する樹脂が、紫外線硬化樹脂等の光硬化性樹脂の場合、加熱を行わなくとも樹脂層１２０は軟化している。
【００５７】
ハンダバンプ１００が、基板ＷＡに設けられた樹脂層１２０に接触した後、さらにヘッド部３３Ｈを下降させる。すると、ハンダバンプ１００およびチップＣＰが、軟化している樹脂層１２０に押し込まれていく。
そして、図４に示すように、ハンダバンプ１００が、基板ＷＡに設けられた接続電極部１１０に接触するまで、ヘッド部３３Ｈを下降させていく。
【００５８】
ハンダバンプ１００が、基板ＷＡに設けられた接続電極部１１０に接触した後、ヘッド部３３Ｈをさらに下降させることによって、基板ＷＡとチップＣＰとを互いに接近する方向に加圧してもよい。
樹脂層１２０を加熱する温度が、ハンダバンプ１００を形成するハンダ材料の融点近傍である場合には、ハンダ材料の共晶温度以下であっても、ハンダバンプ１００が軟化する。これによって、基板ＷＡとチップＣＰとが加圧されるに応じて、ハンダバンプ１００が変形し、ハンダバンプ１００は基板ＷＡに確実に密着する。
さらに、樹脂層１２０を加熱する温度が、ハンダバンプ１００を形成するハンダ材料が溶融する温度としてもよい。
【００５９】
＜チップ位置ズレ補正工程Ｓ１４＞
チップＣＰは、上記のようにして樹脂層１２０に押し込んでいく間に、樹脂層１２０への接触時、または樹脂層１２０への押し込み動作中に、その位置がずれることがある。そこで、チップＣＰのハンダバンプ１００を基板ＷＡに突き当てたら、基板ＷＡに対するチップＣＰの位置確認を行う。
これには、認識部３４Ａ，３４Ｂで基板ＷＡとチップＣＰとの相対位置関係を認識し、その位置ズレ量を検出する。そして、位置ズレ量があらかじめ設定した上限値を超えた場合には、ヘッド部３３Ｈを上昇させ、チップＣＰを基板ＷＡから離間させる。そして、制御部は、検出した位置ズレ量に応じて、ステージ３１を、ＸＹ方向駆動機構（図示無し）によって、Ｘ方向、Ｙ方向に移動させる。このようにして、ヘッド部３３Ｈに保持されたチップＣＰに対する基板ＷＡの位置を再補正した後、上記のようにしてチップＣＰを再び樹脂層１２０に押し込み、ハンダバンプ１００を基板ＷＡに押し込む。また、樹脂層１２０を形成する樹脂が軟化した状態では、ヘッド部３３Ｈを上昇させてチップＣＰの押圧力を解放することなく、チップＣＰを樹脂層１２０に接触または押し込んだままの状態で、チップＣＰと基板ＷＡとの相対的な位置補正を行うこともできる。このようにすれば、位置補正を、より短時間で行うことができ、効果的である。
この、測定光の照射による基板ＷＡとチップＣＰとの位置ズレ量の検出、およびそれに基づく基板ＷＡの位置補正は、位置ズレ量が予め定めた上限値内に収まるまで、必要に応じて繰り返すようにしても良い。
【００６０】
上記した、対向配置工程Ｓ１１、チップ位置決め工程Ｓ１２、チップ押し込み工程Ｓ１３、チップ位置ズレ補正工程Ｓ１４は、図５に示すように、基板ＷＡ上に所定数のチップＣＰが仮接合されるまで、チップ供給装置１０から供給されるチップＣＰの一つ一つに対して同様に繰り返す。
【００６１】
＜仮接合工程Ｓ１５＞
図５に示すように、基板ＷＡ上に所定数のチップＣＰを押し込んで位置合わせした後、樹脂層１２０を仮硬化させる。これには、樹脂層１２０を形成する樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、例えばヘッド部３３Ｈに内蔵したヒータ（図示無し）によって樹脂層１２０を熱硬化温度近くまで加熱する。これにより樹脂層１２０が仮硬化する。また、樹脂層１２０を形成する樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、ヘッド部３３Ｈに内蔵したヒータを切り、温度を低下させることによって、樹脂層１２０を仮硬化させる。また、樹脂層１２０を形成する樹脂が光硬化性樹脂の場合、所定波長域の光を照射することで、樹脂層１２０を仮硬化させる。
樹脂層１２０が仮硬化すると、樹脂層１２０中で、基板ＷＡの接続電極部１１０とチップＣＰのハンダバンプ１００との相対位置が仮決め（拘束）される。このとき、チップ押し込み工程Ｓ１３〜仮接合工程Ｓ１５において樹脂層１２０を加熱する温度が、ハンダバンプ１００を形成するハンダ材料が溶融する温度であれば、仮接合を終えた状態でチップＣＰと基板ＷＡとがハンダバンプ１００によっても仮固定されている。これにより、後述する本接合工程Ｓ１６で本接合を行う際に、チップＣＰと基板ＷＡとがずれるのを抑えたまま、ハンダバンプ１００を溶融および共晶させて接合することができる。
上記のように樹脂層１２０を仮硬化させる際には、ステージ３１側にもヒータを設け、樹脂層１２０をステージ３１側からある程度加熱するようにしてもよい。また、樹脂層１２０に熱可塑性樹脂を用いる場合、ステージ３１側を、より低温または冷却しておけば、チップＣＰの接触後に、樹脂層１２０の温度を低下させて仮硬化させることもできる。
【００６２】
＜本接合工程Ｓ１６＞
次に、複数のチップＣＰが仮接合された基板ＷＡを、搬送部７０の搬送ロボット７１によって、本接合装置５０に搬送する。
図６に示すように、本接合装置５０では、複数のチップＣＰが仮接合された基板ＷＡがステージ５１上にセットされる。そして、ステージ５１は、その上面で、仮接合装置３０において複数のチップＣＰが仮接合された基板ＷＡを、真空吸着や静電チャック等によって保持する。
そして、ステージ５１およびチップ押圧部材５３に内蔵されたヒータ（図示無し）によって、基板ＷＡおよび複数のチップＣＰを加熱することによってハンダバンプ１００を溶融および共晶させ、チップＣＰと基板ＷＡとをハンダ付けして本接合する。
【００６３】
このようにしてチップＣＰと基板ＷＡとをハンダ付けして本接合する際には、チップ押圧部材５３で、基板ＷＡ上に仮接合された複数のチップＣＰを、一括して基板ＷＡ側に向けて押圧することができる。
【００６４】
このとき、チップ押圧部材５３の下面にスペーサ５４を備えることで、チップ押圧部材５３で基板ＷＡ上の複数のチップＣＰを基板ＷＡに向けて押圧するときに、スペーサ５４が複数のチップＣＰの上面に突き当たる。これにより、複数のチップＣＰの上下方向の厚さにバラつきがあっても、スペーサ５４が弾性変形することでバラつきを吸収し、複数のチップＣＰのすべてを基板ＷＡに確実に押圧する。
【００６５】
なお、チップＣＰと基板ＷＡとをハンダ付けして本接合する際には、チップ押圧部材５３で、基板ＷＡ上に仮接合された複数のチップＣＰを、一括して基板ＷＡ側に向けて押圧することなく、本接合を行うようにしてもよい。この場合、複数のチップＣＰが仮接合された基板ＷＡを、バッチ炉等において加熱することで、ハンダバンプ１００を溶融および共晶させ、チップＣＰと基板ＷＡとをハンダ付けして本接合する。この場合、バッチ炉においては、複数の基板ＷＡを同時に一括処理できるため、製造効率の面でより一層有利となる。
【００６６】
以上のようにして、基板ＷＡ上に複数のチップＣＰが平面配置された状態で基板ＷＡの所定の位置に実装される。
【００６７】
ところで、ハンダバンプ１００と接続電極部１１０とを接合するに先立ち、接合界面となるハンダバンプ１００の表面を活性化する処理を行ってもよい。ハンダバンプ１００の表面を活性化する処理としては、運動エネルギーを有した粒子を衝突させることにより表面活性化処理を行うとともに、水またはＯＨ含有物質を付着させることにより親水化処理を行うものがある。
なお、ハンダバンプ１００だけでなく、接合界面となる接続電極部１１０の表面も同様に表面を活性化する処理を施してもよい。
【００６８】
表面活性化処理は、所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させて、接合面を形成する物質を物理的に弾き飛ばす現象（スパッタリング現象）を生じさせることで、酸化物などの金属領域の表面層を除去し、表面エネルギーの高い、すなわち活性な新生表面を露出させる。
表面活性化処理には、表面層を除去して接合すべき物質の新生表面を露出させるのみならず、所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させることで、露出された新生表面近傍の結晶構造を乱し、アモルファス化する作用もあると考えられている。アモルファス化した新生表面どうしは、結晶構造が異なる他方との接合に好ましい界面となる。さらに、新生表面に水分を供給すると、ＯＨ基により終端された親水化接合界面となる。
【００６９】
表面活性化処理に用いる粒子として、例えば、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などの希ガス又は不活性ガスを採用することができる。これらの希ガスは、衝突される接合面を形成する物質と化学反応を起こしにくいので、化合物を形成するなどして、接合面の化学的性質を大きく変化させることはない。また、比較的大きい質量を有しているので、効率的に、スパッタリング現象を生じさせることができ、新生表面の結晶構造を乱すことも可能になると考えられる。
【００７０】
表面活性化処理に用いる粒子として、酸素のイオン、原子、分子などを採用することもできる。酸素イオン等を用いて表面活性化処理を行うことで、表面層を除去した後に新生表面上を酸化物の薄膜で覆うことが可能になる。新生表面上の酸化物の薄膜は、その後の親水化処理における、水酸（ＯＨ）基の結合又は水の付着の効率を高めると考えられる。また、新生表面上に形成された酸化物の薄膜は、後述の本接合での加熱処理の際に、比較的容易に分解すると考えられる。
【００７１】
表面活性化される接合面に衝突させる粒子には、粒子を接合面に向けて加速することで所定の運動エネルギーを与えることができる。
【００７２】
親水化処理は、表面活性化された接合面に水を供給することにより行われる。当該水の供給は、上記表面活性化された接合面の周りの雰囲気に、水（Ｈ２Ｏ）を導入することで行うことができる。水は、気体状で（ガス状で、又は水蒸気として）導入されても、液体状（霧状）で導入されてもよい。さらに、水の付着の他の態様として、ラジカルやイオン化されたＯＨなどを付着させてもよい。しかし、水の導入方法はこれらに限定されない。
親水化処理は、表面活性化処理された接合面を大気に曝すことなく、当該接合面に水を供給することで行うことが好ましい。
【００７３】
また、ハンダバンプ１００の表面を活性化する処理としては、プラズマ発生装置を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることができる。接合面となるハンダバンプ１００の表面に対して、交番電圧を印加することで、接合面の周りに粒子を含むプラズマを発生させ、プラズマ中の電離した粒子の陽イオンを、上記電圧により接合面に向けて加速させることで、所定の運動エネルギーを与える。プラズマは数パスカル（Ｐａ）程度の低真空度の雰囲気で発生させることができるので、真空システムを簡易化でき、かつ真空引きなどの工程を短縮化することができる。
また、プラズマに代わり、イオン照射装置（ＦＡＢ（原子ビーム）やＩＧ（イオンガン））を用いてもよい。表面が複数材料からなる場合、Ａｒ以外の他イオンは接合界面に戻らないため好ましい。
【００７４】
上述したようにして、樹脂層１２０を軟化させた状態で基板ＷＡに対してチップＣＰを接近させ、チップＣＰに設けられたハンダバンプ１００と基板ＷＡの表面に設けられた接続電極部１１０とを互いに押圧させることによって少なくとも接触させつつ、樹脂層１２０を形成する樹脂を仮硬化させてハンダバンプ１００と接続電極部１１０との相対位置を仮決めすることによって、高速に仮接合を行うとともに、ハンダバンプ１００と接続電極部１１０との位置ズレが抑えられる。
そして、チップＣＰ側、基板ＷＡ側の双方から複数のチップＣＰを一括してハンダ溶融温度以上に加熱してハンダを共晶させて基板ＷＡに接合することにより、ハンダバンプ１００と接続電極部１１０とを、位置ズレを抑えたままハンダ付けして接合することができる。これにより、複数のチップＣＰを基板ＷＡに、例えば１チップあたり１〜２秒といった、高いスループットで実装するとともに、例えば±２〜３μｍといった、高い位置精度で実装することが可能となる。
【００７５】
また、本接合工程では、複数のチップＣＰを一括して基板ＷＡに押圧するときに、チップ押圧部材５３の下面にスペーサ５４を備えることで、チップ押圧部材５３で基板ＷＡ上の複数のチップＣＰを基板ＷＡに向けて押圧するときに、スペーサ５４が複数のチップＣＰの上面に突き当たる。これにより、複数のチップＣＰの上下方向の厚さにバラつきがあっても、スペーサ５４が弾性変形することでバラつきを吸収し、複数のチップＣＰのすべてを基板ＷＡに確実に押圧することができる。
また、樹脂層１２０を加熱して樹脂が緩むと、ハンダバンプ１００と接続電極部１１０との位置がずれる可能性があるが、ハンダバンプ１００と接続電極部１１０とを互いに押圧して押しつけることによって、位置ズレを防ぐことができる。
【００７６】
また、仮接合工程は、ハンダバンプ１００が軟化する温度で行うことによって、ハンダバンプ１００と接続電極部１１０とを押しつけたときに、軟化したハンダバンプ１００が変形し、ハンダバンプ１００と接続電極部１１０との双方に確実に接触する。
この場合、本接合工程では、チップＣＰと基板ＷＡとを互いに接近する方向に加圧せずに行うことができる。ハンダバンプ１００を軟化させた状態で仮接合を行っておくことにより、ハンダバンプ１００が、ある程度変形した状態で接続電極部１１０に接触する。したがって、本接合工程においては、バッチ炉等において、加圧することなくハンダを溶融させてハンダ付けを確実に行うことができる。これにより、複数のチップＣＰを効率よく、かつ確実に基板ＷＡに実装することができる。
【００７７】
また、仮接合工程で、チップＣＰが樹脂層１２０に接触する前の基板ＷＡに対するチップＣＰの位置に対して、チップＣＰが樹脂層１２０に押し込まれることによって生じるチップＣＰの位置ズレ量を認識し、位置ズレ量に応じてチップＣＰの位置を補正するようにした。
このようにして、樹脂層１２０への押し込み時に生じる基板ＷＡに対するチップＣＰの位置ズレを確実に補正し、チップＣＰと基板ＷＡとを高精度に接合することができる。
【００７８】
また、ハンダバンプ１００と接続電極部１１０とを接合するに先立ちハンダバンプ１００の表面を活性化することによって、ハンダ付けを、例えば１５０℃といった通常のハンダ付け温度領域よりも低い温度で行うことが可能となる。これにより、加熱に要する時間が短くてすみ、スループットを高めることができる。また、高温で硬化する特殊な樹脂ではなく、一般的な樹脂を樹脂層１２０に選択することができる。
【００７９】
また、認識部３４Ａ，３４Ｂにより、基板ＷＡに対するチップＣＰの位置ズレ量を認識することができる。そして、チップＣＰの位置ズレ量が大きい場合には、ステージ３１を移動させることによって、チップＣＰに対する基板ＷＡの位置を調整して、位置ズレ量を小さくする。これにより、チップＣＰを高い精度で仮接合することができる。
このとき、認識部３４Ａ，３４Ｂは、ステージ３１およびヘッド部３３Ｈの上下に配置され、ステージ３１とヘッド部３３Ｈとの間に入り込むことがない。したがって、認識部３４Ａ，３４Ｂによる認識動作と、ステージ３１やヘッド部３３Ｈによる仮接合動作とが干渉することなく、高速での処理が可能となる。
また、基板ＷＡを保持するヘッド部３３Ｈは、その直線移動方向が、ステージ３１に対して接近離間する方向、つまり基板ＷＡの表面に直交する方向にのみとされている。これにより、ヘッド部３３Ｈは可動する機構が少なくて済む。これによって、可動する機構のガタや加工精度などによって生じる位置ズレを抑えるとともに、ヘッド部３３Ｈを高剛性とすることができ、基板ＷＡに対するチップＣＰの仮接合動作を、位置ずれなく高圧で加圧して行うことが可能となる。
【００８０】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、ハンダバンプ１００は、基板ＷＡ側の接続電極部１１０側に設けてもよいし、チップＣＰ側の接続電極部１０１と基板ＷＡ側の接続電極部１１０の双方に設けてもよい。
ハンダバンプ１００を、チップＣＰ側の接続電極部１０１と基板ＷＡ側の接続電極部１１０の双方に設ける場合、ハンダを共晶させるには、上下で温度差が生じないように、チップＣＰ側と基板ＷＡ側の両側から十分に加熱するのが好ましい。
ただし、ハンダバンプ１００を基板ＷＡ側に設けた場合、仮接合工程Ｓ１５で樹脂層１２０を加熱する際に、基板ＷＡ側のハンダバンプ１００が加熱されて酸化してしまうことがある。そこで、基板ＷＡ側を加熱する場合には、ハンダバンプ１００の酸化を防ぐために、基板ＷＡ側の温度が、１５０℃以下となるようにするのが好ましく、１００℃以下とするのがより好ましい。さらには、基板ＷＡ側を加熱しないのが、より好ましい。
また、基板ＷＡを支持するステージ３１側において、基板ＷＡを保持する部分を、熱伝導率が小さいガラス製とするのが好ましい。これにより、仮接合工程Ｓ１５における加熱時に、チップＣＰ側からの熱がステージ３１を通して逃げるのを抑えることができ、１５０℃以下、１００℃以下といった低温条件下であっても、樹脂層１２０を確実に仮硬化させてチップＣＰを仮接合させることができる。さらには、ステージ３１側をガラス製として熱伝導を抑えることによって、基板ＷＡ側から加熱しなくとも、接合部の温度を保持することが可能となる。
また、樹脂層１２０を基板ＷＡ側に設けるようにしたが、チップＣＰ側に設けるようにしてもよい。ただし、チップＣＰ側に樹脂層１２０を設けると、ダイシング時に樹脂層１２０にパーティクルが入りやすい。
【００８１】
なお、上記実施形態では、図４において、認識部３４Ａ，３４Ｂを、ステージ３１およびヘッド部３３Ｈの上下に配置するようにしたが、これに限らない。例えば、図９に示すように、ステージ３１の下方に認識部３４Ａのみを設けてもよいし、図８に示すように、ヘッド部３３Ｈの上方に認識部３３Ｂのみを備えるようにしても良い。これらの場合、認識部３４Ａまたは３４Ｂでは、基板ＷＡの下方またはチップＣＰの上方から赤外光を透過させて、チップＣＰおよび基板ＷＡの双方の位置関係を認識する。
【００８２】
また、上記実施形態では、チップＣＰと基板ＷＡとの双方を位置認識しているが、通常、チップＣＰ側のみに位置ズレが生じるため、チップＣＰ側のみの位置認識を行ってもよい。また、チップＣＰに対して基板ＷＡを接近させる動作が行われる場合等、基板ＷＡ側に位置ズレが生じるのであれば、基板ＷＡ側のみの位置認識を行ってもよい。
また、チップＣＰの位置認識を行う場合に、基板ＷＡ側に設けた認識部３４Ａから透過光を当ててチップＣＰの位置認識を行ってもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、チップＣＰと基板ＷＡとの位置認識にハンダバンプ１００を用いているが、これに限らない。例えばチップＣＰや基板ＷＡに、専用のアライメントマークを設けても良いし、チップＣＰや基板ＷＡに設けられた金属パターンの角部等を用いて位置認識を行うようにしてもよい。
【００８４】
また、チップＣＰと基板ＷＡとの相対位置関係を補正するときには、ステージ３１を駆動することによって基板ＷＡ側を移動させているが、チップＣＰ側を移動させるようにしてもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、チップＣＰにハンダバンプ１００を設けるようにしたが、これに限らない。例えば、図１０（ａ）に示すように、チップＣＰ側と、基板ＷＡの双方に、ハンダバンプ１００，１１１に設けてもよい。この場合、仮接合状態では、チップＣＰ側のハンダバンプ１００と、基板ＷＡ側のハンダバンプ１１１とを押し付けた状態とする。
そして、図１０（ｂ）に示すように、本接合工程Ｓ１６では、加熱によりハンダバンプ１００，１１１を形成するハンダが溶融および共晶して一体化し、チップＣＰと基板ＷＡとが本接合される。
【００８６】
さらに、上記実施形態では、樹脂層１２０を、ハンダバンプ１１０が埋没するように塗布しているが、ハンダバンプ１１０の先端部が樹脂層１２０の表面から露出するようにしてもよい。このようにすれば、基板ＷＡとチップＣＰの双方の接合部を表面活性化処理することができ、好ましい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  チップ実装システム
３０  仮接合装置
３１  ステージ（基板保持部）
３３  ボンディング部
３３Ｈ  ヘッド部（チップ保持部）
３４Ａ，３４Ｂ  認識部
３５  撮像部（位置ズレ測定部）
５０  本接合装置
５１  ステージ
５３  チップ押圧部材
５４  スペーサ
１００  ハンダバンプ（チップ側接合部）
１１０  接続電極部（基板側接合部）
１２０  樹脂層
ＣＰ  チップ
ＷＡ  基板
【図１】
0006412376.tif 000002
【図２】
0006412376.tif 000003
【図３】
0006412376.tif 000004
【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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