(57)【要約】【課題】  発熱温度を変更可能な高価のヒーターを使用したり、冷却流路を形成する必要のないフリップチップボンディング装置及びフリップチップボンディング方法を提供する。また、より迅速にフリップチップを基板にボンディングすることができるフリップチップボンディング装置及びフリップチップボンディング方法を提供する。【解決手段】  フリップチップに熱と圧力を加えることで前記フリップチップを基板にボンディングし、互いに異なる温度の熱を前記フリップチップに伝達する多数のボンディングユニットを含んでフリップチップボンディング装置を構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリップチップに熱と圧力を加えることで前記フリップチップを基板にボンディングし、
互いに異なる温度の熱を前記フリップチップに伝達する多数のボンディングユニットを含むことを特徴とするフリップチップボンディング装置。
【請求項２】
前記多数のボンディングユニットは、前記フリップチップを接着剤を通して基板に接着するための第１ボンディングユニットと、前記フリップチップに形成されたバンプを前記基板に融着するための第２ボンディングユニットとを含むことを特徴とする請求項１に記載のフリップチップボンディング装置。
【請求項３】
前記第１ボンディングユニットは、前記フリップチップに直接接触して前記フリップチップに圧力と熱を加えるための第１ボンディングツールと、前記第１ボンディングツールを加熱する第１ヒーターと、を含み、
前記第２ボンディングユニットは、前記フリップチップに直接接触して前記フリップチップに圧力と熱を加えるための第２ボンディングツールと、前記第２ボンディングツールを加熱する第２ヒーターとを含むことを特徴とする請求項２に記載のフリップチップボンディング装置。
【請求項４】
前記第１ヒーターは、発熱しながら、前記基板に塗布された接着剤を溶融可能な第１設定温度の熱を前記第１ボンディングツールに伝達し、
前記第２ヒーターは、発熱しながら、前記バンプを前記基板に融着可能な第２設定温度の熱を前記第２ボンディングツールに伝達することを特徴とする請求項３に記載のフリップチップボンディング装置。
【請求項５】
前記第２設定温度は、前記第１設定温度に比べて高く設定されることを特徴とする請求項４に記載のフリップチップボンディング装置。
【請求項６】
前記第１ボンディングユニットを上下に移送し、前記第１ボンディングユニットを通して前記フリップチップに圧力を加えるための第１移送ユニットと、前記第２ボンディングユニットを上下に移送し、前記第２ボンディングユニットを通して前記フリップチップに圧力を加えるための第２移送ユニットとをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のフリップチップボンディング装置。
【請求項７】
前記フリップチップ及び前記フリップチップが載せられた前記基板は、一方向に移送されており、
前記第１ボンディングユニット及び前記第２ボンディングユニットは、前記フリップチップ及び前記基板の移送方向に互いに離隔して順に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のフリップチップボンディング装置。
【請求項８】
前記第１ヒーター及び前記第２ヒーターは、電源を受けて所定温度の熱を発熱する発熱部材と、下面に前記ボンディングツールが設置され、側面に前記発熱部材が設置されることで、前記発熱部材から発生した熱を前記ボンディングツールに全体的に均一に伝達するための蓄熱部材とを含む手動制御型ヒーターであることを特徴とする請求項３に記載のフリップチップボンディング装置。
【請求項９】
前記第１ヒーター及び前記第２ヒーターは、電源を受けて発熱し、その発熱温度を制御可能な発熱部材と、冷却流体を流すための冷却流路が形成された冷却部材とを含む能動制御型ヒーターであることを特徴とする請求項３に記載のフリップチップボンディング装置。
【請求項１０】
第１ボンディングユニットを通してフリップチップを基板に接着するための第１工程と、
第２ボンディングユニットを通して前記基板に接着されている前記フリップチップのバンプを前記基板に融着するための第２工程とを含むことを特徴とするフリップチップボンディング方法。
【請求項１１】
前記第１工程において、前記第１ボンディングユニットに設置された第１ヒーターは、前記基板に塗布された接着剤を溶融可能な第１設定温度で発熱し、前記フリップチップと接触する第１ボンディングツールを加熱することを特徴とする請求項１０に記載のフリップチップボンディング方法。
【請求項１２】
前記第２工程において、前記第２ボンディングユニットに設置された第２ヒーターは、前記フリップチップのバンプを前記基板に融着可能な第２設定温度で発熱し、前記フリップチップと接触する第２ボンディングツールを加熱することを特徴とする請求項１０に記載のフリップチップボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップボンディング装置に関するもので、より詳細には、フリップチップを基板にボンディングして固定するためのフリップチップボンディング装置と、フリップチップボンディング装置を通したフリップチップボンディング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、フリップチップボンディング装置は、フリップチップを基板にボンディング及び固定するための装置である。
【０００３】
フリップチップは、ダイと、ダイから突出形成されて基板に接続されるバンプとを含んで構成される。また、フリップチップボンディング装置は、フリップチップに熱及び圧力を加えることで、フリップチップを基板に接着及び接続するための装置である。
【０００４】
従来のフリップチップボンディング装置は、フリップチップに直接接触してフリップチップに圧力及び熱を伝達するためのボンディングツールと、熱を発生させるとともに、この熱をボンディングツールに伝達するヒーターとを含んで構成されるボンディングユニットを含む。また、ボンディングユニットは、上下に移動可能に設置されてフリップチップに圧力を伝達する。
【０００５】
上記のようなフリップチップボンディング装置を通した従来のフリップチップボンディング方法によると、圧力と第１設定温度の熱をフリップチップに伝達し、フリップチップを接着剤を通して基板に接着するための第１工程と、圧力と第２設定温度の熱を基板に接着されている状態のフリップチップに伝達し、フリップチップのバンプを基板に融着・接続するための第２工程を通して、フリップチップが基板に接着及び固定される。
【０００６】
このとき、第１工程でフリップチップに加えられるべき第１設定温度と、第２工程でフリップチップに加えられるべき第２設定温度とが互いに異なるので、従来のフリップチップボンディング装置に適用されるヒーターとしては、発熱温度を変更可能なヒーターが使用されるべきである。
【０００７】
また、バンプを基板に融着するための第２設定温度は、接着剤を溶融可能な温度である第１設定温度に比べて相対的に高く設定される。したがって、第２工程の完了後、ヒーターの温度は、再び第１工程を行えるように第１設定温度に冷却されるべきであるが、自然に冷却する場合、第１設定温度に到達するまで相当の時間がかかるので、ボンディングユニットには、ヒーターを迅速に冷却するための冷却流路が形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来のフリップチップボンディング装置においては、発熱温度を変更可能な高価のヒーターを使用したり、冷却のための冷却流路を形成すべきであるので、構造が複雑であり、製造費用が増加するという問題点がある。
【０００９】
また、従来のフリップチップボンディング装置においては、冷却流路を形成するとしても、ヒーターを冷却するために一定の時間が所要されるので、フリップチップのボンディング時間を所定時間以下に短縮しにくいという問題点がある。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためのもので、その目的は、発熱温度を変更可能な高価のヒーターを使用したり、冷却流路を形成する必要のないフリップチップボンディング装置及びフリップチップボンディング方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の目的は、より迅速にフリップチップを基板にボンディングすることができるフリップチップボンディング装置及びフリップチップボンディング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するための本発明に係るフリップチップボンディング装置は、フリップチップに熱と圧力を加えることで前記フリップチップを基板にボンディングし、互いに異なる温度の熱を前記フリップチップに伝達する多数のボンディングユニットを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、前記多数のボンディングユニットは、前記フリップチップを接着剤を通して基板に接着するための第１ボンディングユニットと、前記フリップチップに形成されたバンプを前記基板に融着するための第２ボンディングユニットとを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記第１ボンディングユニットは、前記フリップチップに直接接触して前記フリップチップに圧力と熱を加えるための第１ボンディングツールと、前記第１ボンディングツールを加熱する第１ヒーターとを含み、前記第２ボンディングユニットは、前記フリップチップに直接接触して前記フリップチップに圧力と熱を加えるための第２ボンディングツールと、前記第２ボンディングツールを加熱する第２ヒーターとを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記第１ヒーターは、発熱しながら、前記基板に塗布された接着剤を溶融可能な第１設定温度の熱を前記第１ボンディングツールに伝達し、前記第２ヒーターは、発熱しながら、前記バンプを前記基板に融着可能な第２設定温度の熱を前記第２ボンディングツールに伝達することを特徴とする。
【００１６】
また、前記第２設定温度は、前記第１設定温度に比べて高く設定されることを特徴とする。
【００１７】
また、前記第１ボンディングユニットを上下に移送し、前記第１ボンディングユニットを通して前記フリップチップに圧力を加えるための第１移送ユニットと、前記第２ボンディングユニットを上下に移送し、前記第２ボンディングユニットを通して前記フリップチップに圧力を加えるための第２移送ユニットと、をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
また、前記フリップチップ及び前記フリップチップが載せられた前記基板は、一方向に移送されており、前記第１ボンディングユニット及び前記第２ボンディングユニットは、前記フリップチップ及び前記基板の移送方向に互いに離隔して順に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記第１ヒーター及び前記第２ヒーターは、電源を受けて所定温度の熱を発熱する発熱部材と、下面に前記ボンディングツールが設置され、側面に前記発熱部材が設置されることで、前記発熱部材から発生した熱を前記ボンディングツールに全体的に均一に伝達するための蓄熱部材と、を含む手動制御型ヒーターであることを特徴とする。
【００２０】
また、前記第１ヒーター及び前記第２ヒーターは、電源を受けて発熱し、その発熱温度を制御可能な発熱部材と、冷却流体を流すための冷却流路が形成された冷却部材と、を含む能動制御型ヒーターであることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係るフリップチップボンディング方法は、第１ボンディングユニットを通してフリップチップを基板に接着するための第１工程と、第２ボンディングユニットを通して前記基板に接着されている前記フリップチップのバンプを前記基板に融着するための第２工程とを含むことを特徴とする。
【００２２】
また、前記第１工程において、前記第１ボンディングユニットに設置された第１ヒーターは、前記基板に塗布された接着剤を溶融可能な第１設定温度で発熱し、前記フリップチップと接触する第１ボンディングツールを加熱することを特徴とする。
【００２３】
また、前記第２工程において、前記第２ボンディングユニットに設置された第２ヒーターは、前記フリップチップのバンプを前記基板に融着可能な第２設定温度で発熱し、前記フリップチップと接触する第２ボンディングツールを加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るフリップチップボンディング装置及びフリップチップボンディング方法は、圧力及び互いに異なる温度の熱をフリップチップに伝達する多数のボンディングユニットを含んでおり、各ボンディングユニットは、それぞれ設定された一定温度の熱のみを持続的にフリップチップに伝達すればよいので、ボンディングユニットにヒーターの発熱温度を変更可能な高価のヒーターを使用したり、冷却流路を形成する必要がなくなるという効果がある。
【００２５】
また、本発明に係るフリップチップボンディング装置及びフリップチップボンディング方法は、ヒーターを冷却する必要がなく、ヒーターの冷却のために所要される時間がなくなるので、フリップチップを基板にボンディングするために所要される時間が大幅に減少するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る好適な一つの実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
本発明に係るフリップチップボンディング装置は、図１に示すように、フリップチップ２０を基板１０に接着及び固定するための装置で、フリップチップ２０は、平板状に形成されたダイ２１と、ダイ２１の一面から突出形成されてダイ２１を基板１０に接続するための多数のバンプ２２とを含む。また、フリップチップ２０が接着及び接続される基板１０の上面には、フリップチップ２０を接着するための接着剤１１が塗布されている。
【００２８】
フリップチップボンディング装置は、図２に示すように、フリップチップ２０に熱と圧力を加えることで、フリップチップ２０を基板１０にボンディングするための装置である。このフリップチップボンディング装置は、互いに異なる温度の熱をフリップチップ２０に伝達し、フリップチップ２０を基板１０に接着及び接続するための多数のボンディングユニット３０，４０と、多数のボンディングユニット３０，４０をそれぞれ上下に移送し、フリップチップ２０に圧力を加えるための多数の移送ユニット５０，６０とを含む。
【００２９】
本実施例に係るフリップチップ２０は、図３及び図４に示すように、所定の圧力と接着剤１１を溶融可能な第１設定温度の熱をフリップチップ２０に伝達し、フリップチップ２０を接着剤１１を通して基板１０に接着するための第１工程と、所定の圧力とバンプ２２を基板１０に融着可能な第２設定温度の熱を基板１０に接着されたフリップチップ２０に伝達し、フリップチップ２０をバンプ２２を通して基板に接続するための第２工程を通して、基板１０に接着及び接続される。このとき、第１設定温度は、樹脂などからなる接着剤１１を溶融可能な温度で、第２設定温度は、金属からなるバンプ２２を基板１０に融着可能な温度である。そのため、第２設定温度は、第２設定温度に比べて高く設定されている。
【００３０】
したがって、ボンディングユニット３０，４０は、所定の圧力と一緒に、接着剤１１を溶融可能な第１設定温度の熱をフリップチップ２０に伝達する第１ボンディングユニット３０と、所定の圧力と一緒に、バンプ２２を基板１０に融着可能な第２設定温度の熱をフリップチップ２０に伝達する第２ボンディングユニット４０とを含み、移送ユニット５０，６０は、第１ボンディングユニット３０を上下に移送するための第１移送ユニット５０と、第２ボンディングユニット４０を上下に移送するための第２移送ユニット６０とを含む。
【００３１】
ボンディングがなされるフリップチップ２０と、フリップチップ２０が載せられた基板１０とが一方向に移送されるので、第１ボンディングユニット３０と第２ボンディングユニット４０は、フリップチップ２０及び基板１０の移送方向に互いに離隔して順に配置される。その後、第１ボンディングユニット３０によって第１工程が行われた後、第２ボンディングユニット４０によって第２工程が行われる。
【００３２】
第１ボンディングユニット３０は、フリップチップ２０に直接接触してフリップチップ２０に圧力と熱を伝達する第１ボンディングツール３１と、発熱しながら第１ボンディングツール３１に第１設定温度の熱を伝達して加熱する第１ヒーター３２とを含み、第２ボンディングユニット４０は、フリップチップ２０に直接接触してフリップチップ２０に圧力と熱を伝達する第２ボンディングツール４１と、発熱しながら第２ボンディングツール４１に第２設定温度の熱を伝達して加熱する第２ヒーター４２とを含む。
【００３３】
本実施例において、第１ヒーター３２及び第２ヒーター４２としては、発熱温度が一定に維持される手動制御型ヒーターが使用される。手動制御型ヒーターは、図５に示すように、電源を受けて発熱する発熱部材３２ａ，４２ａと、下面にボンディングツール３１，４１が設置され、側面に発熱部材３２ａ，４２ａが設置されることで、発熱部材３２ａ，４２ａから発生した熱をボンディングツール３１，４１に全体的に均一に伝達するための蓄熱部材３２ｂ，４２ｂとを含んで構成される。また、蓄熱部材３２ｂ，４２ｂの上面には、空気が通過するエアギャップが設けられ、断熱能力を有する断熱部材３２ｃ，４２ｃが配置されている。
【００３４】
以下、上記のように構成された本発明に係るフリップチップボンディング装置を通したフリップチップボンディング方法を説明する。
【００３５】
本発明に係るフリップチップボンディング方法は、第１ボンディングユニット３０を通してフリップチップ２０を基板１０に接着するための第１工程と、第２ボンディングユニット４０を通して基板１０に接着されているフリップチップ２０のバンプ２２を基板１０に融着するための第２工程とを含んで構成される。
【００３６】
第１工程における第１ヒーター３２は、第 接着剤を溶融可能な第１設定温度で発熱し、第１ボンディングツール３１を加熱する構造となっており、第２工程における第２ヒーター４２は、バンプ２２を基板に融着可能な第２設定温度で発熱し、第２ボンディングツール４１を加熱する構造となっている。
【００３７】
したがって、第１ボンディングユニット３０の第１ヒーター３２で発熱された第１設定温度の熱が第１ボンディングツール３１とフリップチップ２０に順に伝達されることで、基板１０に塗布された接着剤１１が一時的に溶融され、フリップチップ２０が基板１０に接着される。引き続いて、第２ボンディングユニット４０の第２ヒーター４２で発熱された第２設定温度の熱が、第２ボンディングツール４１と基板１０に接着された状態のフリップチップ２０に順に伝達されることで、フリップチップ２０のバンプ２２が基板１０に溶融されて接続される。
【００３８】
したがって、第１ヒーター３２と第２ヒーター４２が第１設定温度と第２設定温度にそれぞれ維持されている状態で第１工程及び第２工程が順に行われ、フリップチップ２０が基板１０にボンディングされるので、発熱温度を変更可能な高価のヒーター３２，４２を使用したり、ヒーター３２，４２を冷却するための冷却流路を形成する必要がなくなる。
【００３９】
また、第１ヒーター３２と第２ヒーター４２を冷却する必要がなくなり、ヒーター３２，４２を冷却するために所要される時間がなくなるので、フリップチップ２０を基板１０にボンディングするために所要される時間が大幅に減少する。
【００４０】
本実施例において、第１ヒーター３２及び第２ヒーター４２としては、発熱温度が一定に維持される手動制御型ヒーターを使用しているが、これに限定されることはない。すなわち、図６に示すように、第１ヒーター３２'及び第２ヒーター４２'として、電源を受けて発熱し、その発熱温度を変更可能な発熱部材３２ａ'，４２ａ'と、冷却流体を流すための冷却流路が形成された冷却部材３２ｂ'，４２ｂ'とを含む能動制御型ヒーターを使用することで、第１ヒーター３２'及び第２ヒーター４２'の発熱温度をより細密に制御することも可能である。
【００４１】
本実施例においては、第１ボンディングユニット３０と第２ボンディングユニット４０が互いに異なる温度の熱を第１ボンディングツール３１及び第２ボンディングツール４１にそれぞれ伝達する点のみを具体的に説明しているが、第１ボンディングユニット３０と第２ボンディングユニット４０は、互いに異なる温度の熱のみならず、互いに異なる圧力を第１ボンディングツール３１及び第２ボンディングツール４１に伝達することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るフリップチップボンディング装置が使用されるフリップチップ及び基板を示した断面図である。
【図２】本発明に係るフリップチップボンディング装置を示した斜視図である。
【図３】本発明に係るフリップチップボンディング方法の第１工程を示した断面図である。
【図４】本発明に係るフリップチップボンディング方法の第２工程を示した断面図である。
【図５】本発明に係る第１ヒーター及び第２ヒーターを示した断面図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る第１ヒーター及び第２ヒーターを示した断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  基板
１１  接着剤
２０  フリップチップ
２１  ダイ
２２  バンプ
３０  第１ボンディングユニット
３１  第１ボンディングツール
３２  第１ヒーター
４０  第２ボンディングユニット
４１  第１ボンディングツール
４２  第２ヒーター
５０  第１移送ユニット
６０  第２移送ユニット
【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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