JP2004063948A

JP2004063948A - フリップチップボンディング用ツール及びそれを用いたフリップチップボンディング装置

Info

Publication number: JP2004063948A
Application number: JP2002222579A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Higa; 比嘉　剛久
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】ボンディングツールの吸着面が摩耗、熱ストレスにより平面度が崩れ、電子部品の実装不良が起こるのを防止する。また、熱圧着工程を高速に行うために、熱サイクルと電子部品の吸着状態の画像解析を短時間化する。
【解決手段】フリップチップボンディング装置に用いるツール４を黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスにて形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を熱圧着して基板にボンディングする熱ヘッドに用いられるフリップチップボンディング用ツール及びそれを用いたフリップチップボンディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
電子部品を基板にボンディングする方法として、熱圧着による方法が知られている。この方法は熱圧着ヘッドに備えるボンディングツールを用いて電子部品を基板に押圧しながら加熱させて、基板に半田付けもしくは樹脂接着剤などにより接着するものである。
【０００３】
従来、フリップチップなどのバンプ付き電子部品を基板にボンディングするために、図３に示すような熱圧着ヘッド２２を備えたフリップチップボンディング装置が使用されており、前記熱圧着ヘッド２２の先端部は、ボンディングツール２４とこのボンディングツール２４に隣接したヒータ部２７とで構成されている。そして、前記ボンディングツール２４の吸着面２５に電子部品Ｐを吸着保持し、認識カメラを用いて電子部品Ｐの吸着状態の画像と電子部品Ｐを実装する基板の画像をデータとして入力し、画像解析装置にて実装位置を調整したのち、熱圧着ヘッド２２にて電子部品Ｐを基板に押圧し、ヒータ部２７の熱サイクル温度を制御し、ボンディングツール２４を通して電子部品Ｐを加熱させることにより熱圧着を行うようになっていた。
【０００４】
従来、このようなボンディングツール２４の部材はステンレススチールによるものが使用されていたが、ヒータ部２７の温度を室温から約４５０℃へ５秒間に昇温させた直後に室温まで１０秒間で冷却させるという熱サイクルを制御して熱圧着を繰り返し行っていた。これにより、ボンディングツール２４は昇温と冷却による熱膨張と熱収縮を繰り返すことになり、ステンレススチールのような、線膨張係数の大きい材料（線膨張係数１８．６×１０^−６／℃）は、膨縮を繰り返しているうちにストレスが溜まり、図３に示すように塑性変形して、ボンディングツール２４の吸着面２５の平面度が崩れる課題があった。
【０００５】
また、ステンレススチールにて形成したボンディングツール２４では、硬度の高くないので（ビッカース硬度８ＧＰａ）、電子部品Ｐの吸着と熱圧着を繰り返すことにより、吸着面２５が電子部品Ｐとの摺動により磨耗して、ボンディングツール２４の吸着面２５の平面度が崩れる課題もあった。
【０００６】
図３のように吸着面２５の平面度が崩れると、真空吸引する際に、電子部品Ｐと吸着面２５に隙間が生じて吸着力が低下する。また、吸着面２５と電子部品Ｐとが点当りの接触になり、押圧の荷重のバランスが悪くなり、電子部品Ｐを均一に加圧できないので接続不良を起こす原因となる。
【０００７】
また、熱圧着ヘッドを赤外線による加熱機構にし、ボンディングツールを赤外線透過部材にしたものが提案されている。（特開平０５−３３５３７７号公報）この提案は、ボンディングツールを石英ガラスのような熱膨張が小さい（線膨張係数１．０×１０^−６／℃）、透過性の良い材料にて形成したものであるが、石英ガラスのような、硬度の高くない材料（ビッカース硬度５ＧＰａ）にて形成したものは、吸着面が電子部品との摺動により磨耗して、ボンディングツールの平面度が崩れる課題を満足していなかった。
【０００８】
また、フリップチップ方式のボンディングに類似したＴＡＢ（テープオートメイティックドボンディング）方式が熱圧着の手法として知られている。図４にＴＡＢ方式による熱圧着ヘッドの構造を示すように、熱圧着ヘッド３２の先端部は、ボンディングツール３４とこのボンディングツール３４に隣接したヒータ部３７とで構成されている。そして、ボンディングツール３４の平坦な先端面３５にて電子を基板に押圧しヒータ部３７を発熱させ、ボンディングツール３４を通して電子部品を加熱させることにより熱圧着を行うようになっていた。
【０００９】
ＴＡＢ方式によるボンディングツールの部材として、ダイヤモンドまたはｃＢＮなどを使用したものや、ダイヤモンド被膜を施したものが提案されている。（特開平０３−１９１５３８号公報、特開平０３−１９８３６０号公報、特開平０５−６７６５１号公報）
しかしながら、ＴＡＢ方式による熱圧着の方法は、フリップチップ方式のボンディングと違い、熱圧着ヘッド３２を高温に維持した状態で熱圧着を行うものであるため、熱圧着ヘッド３２を所定温度（５００〜６００℃）まで昇温させて温度を維持すればよく、急加熱と急冷却の熱サイクルを繰り返し行う工程は無いので、熱圧着ヘッド３２のボンディングツール３４に熱膨張と熱収縮によるストレスが溜まる心配が無かった。
【００１０】
また、ＴＡＢ方式の熱圧着ヘッド３２は電子部品を吸着しないので、ボンディングツール３４には吸着穴を設ける必要が無く、フリップチップ方式のボンディングツール２４とは構造が異なるものであった。
【００１１】
また、フリップチップボンディング装置による熱圧着工程では、実装時間の高速化を確実に実現することが要望されている。
【００１２】
実装時間の高速化のためには、可動ステージと熱圧着ヘッド２２とを駆動させる速度を早くすることはもちろんで重要であるが、それ以外に、ボンディングツール２４にて吸着保持した電子部品Ｐの吸着状態の画像解析工程を短時間に行うこと、熱圧着工程を短時間に行うことが課題であった。
【００１３】
画像解析工程を短時間に行うためには、ボンディングツール２４にて吸着保持した電子部品Ｐの吸着状態を高速で解析すれば良いことになるが、ボンディングツール２４の吸着面２５は、電子部品Ｐを安定して吸着保持し全体を均等に押圧させるために、電子部品Ｐの面積より大きくしてあり、この吸着面２５の色調が白色系で反射が大きい状態であると、認識カメラによる画像データの解析において吸着面２５と電子部品Ｐの境界がはっきり得られないので、認識エラーが生じて画像解析に時間が掛かっていた。更に、フリップチップボンディング装置は基本的に自動化されていることから、認識エラーが発生したとしても装置が稼動し続けるため、大量の電子部品が実装不良となってしまう恐れがあった。そのため、吸着面２５の色調は黒色系で反射が少ないのもが望まれていた。
【００１４】
また、熱圧着工程を短時間に行うためには、熱圧着ヘッド２２のヒータ部２７の熱をボンディングツール２４へ効率良く伝達させることにより熱サイクル時間を短縮すれば良く、ボンディングツール２４の部材には、熱伝導が良い材料が望まれていた。
【００１５】
そのため、ボンディングツール２４は、その吸着面２５の色調が黒色系であり、熱伝導の良い材料である、ダイヤモンドやｃＢＮにて形成すれば良いことになるが、ダイヤモンド（ビッカース硬度８０ＧＰａ）やｃＢＮ（ビッカース硬度４０ＧＰａ）のような硬度の高い材料は、吸着面２５に設ける吸着穴２６の加工が非常に困難であり、高価な部品となる問題が考えられた。
【００１６】
また、ボンディングツール２４の吸着面２５に、色調が黒色系になるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）やＴｉＣなどのセラミック膜を皮膜させれば良いが、ボンディングツール部材の線膨張係数と皮膜材質の線膨張係数には違いがあるので、前述した急加熱と急冷却の熱サイクルを繰り返し行う工程により黒色系のセラミック皮膜にはストレスが溜まり、皮膜が簡単に剥離することが考えられる。ボンディングツール２４の吸着面２５に施した皮膜が部分的に剥離すると、吸着面２５の平坦度が崩れて上述の問題が起こると同時に、剥離部分を認識カメラによる画像データにて誤認することで認識エラーが起こり易くなる。そのため、黒色系のセラミック膜を皮膜する前に、線膨張係数が黒色系のセラミックス膜に近い材質にて応力緩和層を更に皮膜するなどの方法にて皮膜の剥離を防止させることが必要になるため、結果としてボンディングツール２４は高価な部品となる問題が考えられた。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、前記課題に鑑み、加熱を行うヒータ部と隣接し、先端に電子部品を吸着保持する吸着面を有するフリップチップボンディング用ツールにおいて、
前記ボンディングツールを黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスにて形成したことを特徴とするフリップチップボンディング用ツールを提供する。
また、前記窒化アルミニウム質セラミックスは、窒化アルミニウムの含有量が９１重量％以上であり、１．０重量％以下のＭｏＯ_３を含有するフリップチップボンディング用ツールを提供する。
さらに、前記窒化アルミニウム質セラミックスの熱伝導率を１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上としたことを特徴とするフリップチップボンディング用ツールを提供する。
【００１８】
一方、先端に電子部品を吸着保持する吸着面を有するボンディングツールと、該ボンディングツールに隣接するヒータ部とから成る熱圧着ヘッドを具備し、該熱圧着ヘッドに吸着保持した電子部品の状態を画像解析して実装位置を計測する位置計測手段と、該位置計測手段の結果に基づいて前記熱圧着ヘッドが回路基板に電子部品を搭載する位置を補正する位置補正手段とを有し、
該位置補正手段の結果に基づいて、前記熱圧着ヘッドが前記ヒータ部の熱サイクル温度を制御しながら回路基板に電子部品を熱圧着させるフリップチップボンディング装置において、
前記ボンディングツールを黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスにて形成したことを特徴とするフリップチップボンディング装置を提供する。
【００１９】
なお、前記電子部品が、シリコンウエハを用いた半導体チップであり、前記ボンディングツールの線膨張係数をシリコンウエハの線膨張係数と略一致させた構成でも良い。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明に係るフリップチップボンディング装置を示す斜視図である。図２は本発明のフリップチップボンディング用ツールが用いられる熱圧着ヘッドを示す図であり（ａ）は図１に示す熱圧着ヘッドのＡ視図で電子部品を吸着保持した状態を、（ｂ）は（ａ）に示す熱圧着ヘッドの縦断面図を示している。
【００２１】
図１に示すフリップチップボンディング装置１の構造について説明する。
フリップチップボンディング装置１は、ヘッド部Ｈとテーブル部Ｔを有している。
【００２２】
ヘッド部Ｈは、回転制御を行う回転軸モータ１０を有し、回転軸モータ１０の回転軸１４先端に取り付けられた熱圧着ヘッド２と、Ｚ軸方向に上下に移動するＺ軸シリンダ９と、その横に配置した回路基板Ｓの位置を認識する認識カメラ１６とから構成されている。
【００２３】
テーブル部Ｔは、Ｘ方向に移動するＸ軸ステージ１１とＹ方向に移動するＹ軸ステージ１２とから成る可動テーブル３と、可動テーブル３上には、それぞれ基板ホルダー１３、電子部品供給部１４、後述する熱圧着ヘッド２に吸着する電子部品Ｐの位置を計測する電子部品認識カメラ１５、転写プレートを有する樹脂供給部（不図示）とから構成されている。
【００２４】
また、熱圧着ヘッド２は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように先端に本発明のフリップチップボンディング用のツール４と、ヒータ部７と、断熱部８とからなり、中央に貫通する吸着穴６が形成されている。この吸着穴６は、図示していないバキューム装置に連結してあり、真空吸引することにより電子部品Ｐを吸着保持できる。
【００２５】
次に、フリップチップボンディング装置１の動作について説明する。まず、実装する電子部品Ｐを配列させた電子部品供給部１４が熱圧着ヘッド２の下方に位置するように可動テーブル３を左右移動させ、電子部品Ｐとツール４が接触する高さまで熱圧着ヘッド２を下降させる。そして、ツール４の吸着面５に設けた吸着穴６により電子部品Ｐを吸着して保持させる。
【００２６】
次に、熱圧着ヘッド２を上昇させ、電子部品認識カメラ１５が熱圧着ヘッド２の下方に位置するように可動テーブル３を左右移動して、ツール４に吸着させた電子部品Ｐの吸着状態の画像を入力する。その後、電子部品Ｐを実装する回路基板Ｓの下方に熱圧着ヘッド２が位置するように可動テーブル３を左右移動させ、基板認識カメラ１６にて実装する回路基板Ｓの画像を入力する。
【００２７】
入力した電子部品Ｐの吸着状態の画像データと回路基板Ｓの画像データを比較して位置計測手段にデータを送り、位置計測手段は画像データを解析して、電子部品Ｐと回路基板Ｓの相対的な位置ズレを検出し、位置補正手段にそのデータを送信する。この検出結果に従って位置補正手段は可動テーブル３及び回転軸モータ１０を用いて位置補正を行う。
【００２８】
そして、熱圧着ヘッド２を下降させることにより、電子部品Ｐを回路基板Ｓに５０〜５００ＭＰａの圧力範囲で押圧し、このとき、ヒータ部７の温度を５０℃から４５０℃へ５秒間の間に昇温させた直後に４５０℃から５０℃まで１０秒間にて冷却させる熱サイクルを発生させる方法により、ツール４を通して電子部品Ｐを加熱させて回路基板Ｓに熱圧着を行う。
【００２９】
本発明は、上述のようにツール４に用いる材質として黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスが使用される。
【００３０】
窒化アルミニウム質セラミックスは線熱膨張係数が一般的に５．０×１０^― ^６／℃以下と小さいので、窒化アルミニウムにてツール４を形成することで、急加熱と急冷却の熱サイクルを繰り返してもストレスが溜まりにくく、ツール４の形状崩れが発生にくく、吸着面５の平面度を長期間に渡り維持することができる。なお、ツール４は、電子部品Ｐによく使用されるシリコンウエハで用いる場合には、その線膨張係数（３．５×１０^−６／℃）に近い、線膨張係数が２．０×１０^−６〜５．０×１０^−６／℃の範囲である窒化アルミニウムにて形成するのが好ましい。この理由としては、回路基板Ｓに電子部品Ｐを熱圧着する際に、ヒータ部７の温度を５０℃から４５０℃の温度範囲に昇温・冷却する熱サイクルを発生させた時に生じるツール４の吸着面５の熱膨張量と電子部品Ｐの熱膨張量とが略一致するので、電子部品Ｐに応力歪みが発生しないからである。
【００３１】
また、窒化アルミニウムは硬度が高いので、窒化アルミニウムにてツール４を形成することで、吸着面５が電子部品Ｐとの摺動により磨耗する心配がなく吸着面５の平面度を長期間に渡り維持することができる。なお、ツール４は、ビッカース硬度１０ＧＰａ以上の硬度が高い窒化アルミニウムにて形成したものが好ましい。窒化アルミニウムは、高温特性にもすぐれているので、ヒータを昇温させた４５０℃付近での温度においても硬度が高い利点がある。同様に、窒化アルミニウムは高温強度が優れているので、曲げ強度２５０ＭＰａ以上と高い利点がある。
【００３２】
そして、このような特徴を持つ黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスにて形成したツール４の吸着面５の平面度は、ヒータ部７の温度を５０℃から４５０℃へ５秒間の間に昇温させた直後に４５０℃から５０℃まで１０秒間にて冷却させる熱サイクルを１００万回経過したのちでも吸着面５の平面度は１μｍ以下に維持することができる。
【００３３】
ヒータ部７の熱がツール４を通り、電子部品Ｐへ効率良く熱伝達させるために、ツール４の厚みは１０ｍｍ以下、更に好ましくは、２〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００３４】
本発明では、黒色系で反射しない窒化アルミニウム質セラミックスにてツール４の吸着面５を形成することで、認識カメラによる画像データの解析において吸着面５と電子部品Ｐの境界の識別が容易になるので、認識エラーが生じることが少なく、画像解析を短時間に行うことができる。なお、ツール４は、４００〜１０００ｎｍの波長光に対する反射率が４０％以下である黒色系の窒化アルミニウムで形成したものが好ましく、ツール４の吸着面５での反射を防ぐために、吸着面５の表面粗さは中心線表面粗さ（Ｒａ）０．１〜１．０μｍとしておけば良い。
【００３５】
また、窒化アルミニウム質セラミックスは一般的に熱伝導が良く、窒化アルミニウムにてツール４を形成することで、ヒータ部７の熱をツール４へ効率良く伝達させ、熱サイクル時間を短縮することができる。従って、ボンディンツール４の熱伝導率は１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に好ましくは、熱伝導率が１５０〜２５０Ｗ／ｍ・Ｋで熱伝導率が良い。１００Ｗ／ｍ・Ｋよりも低いとツール４に熱サイクルよるヒータ部７から伝わる熱が蓄熱することで、熱サイクルの冷却時間を短くすることができず、熱圧着の効率が悪くなる。
【００３６】
窒化アルミニウム質セラミックスの色調は灰色が自然色であり、黒色系の窒化アルミニウムとするためにはＭｏＯ_３などの黒色化剤を添加する。ただし黒色化剤を添加すると、不純物の介在により熱伝導率が急激に低下するため、窒化アルミニウム質セラミックスを上述の熱伝導率の範囲に形成するためには焼結体として窒化アルミニウムの含有量を９１重量％以上で、ＭｏＯ_３を１．０重量％以下とするのが好ましい。
【００３７】
窒化アルミニウムの含有量が９１重量％以下であると熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋよりも低くなり、ＭｏＯ_３が１．０重量％を越えると熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋよりも低くビッカース硬度も１０ＧＰａより低くなってしまう。
【００３８】
上述のような黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスを得るためには、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の組成を９３重量％以上とし、焼成助剤としてＥｒ_２Ｏ_３を７．０重量％以下、黒色の着色剤としてＭｏＯ_３を１．０％以下の割合で添加したものとすれば良い。
【００３９】
また、黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスを得る別の方法としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ＭｏＯ_３は同様として焼成助剤を別のものに変更しても可能であり、焼成助剤としてＣａＯを１．０重量％以下、Ｄｙ_２Ｏ_３を１．０重量％以下の割合で添加するか、焼成助剤としてＢａＯを１．０重量％以下、Ｄｙ_２Ｏ_３を１．０重量％以下の割合で添加するか、もしくは、焼成助剤としてＳｒＯを４．０重量％以下、Ｙｂ_２Ｏ_３を１．０重量％以下の割合で添加するのが好ましい。
【００４０】
なお、吸着面５に設ける吸着穴６はφ０．１〜２．０ｍｍの大きさであり、吸着穴６の加工はツール４の部材の硬度が高くなるほど加工することが困難になるが、窒化アルミニウムを焼結する前の未焼成成形体にて吸着穴６をあらかじめ切削加工することで比較的安易に加工することができる。
【００４１】
【実施例】
（実施例１）
図１に示す本発明のフリップチップボンディング装置１のツール４を黒色系の窒化アルミニウムにて製作して、フリップチップの電子部品Ｐを回路基板Ｓに熱圧着する実装試験を行った。
【００４２】
本発明のツール４は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、Ｅｒ_２Ｏ_３、ＭｏＯ_３、ＣａＯを所定割合にて添加して精製した粉体を、プレス成形し、焼成による収縮率を考慮した寸法にて吸着穴を切削加工したのち、窒素を含む非酸化性雰囲気中にて１７００℃の温度で常圧焼成し窒化アルミニウム質セラミックスを得たものである。
【００４３】
このとき作成した窒化アルミニウム質セラミックスの窒化アルミニウム、ＭｏＯ_３等を含有させることによる黒色に着色したもの（Ｎｏ．１、２、３、５）、着色しないもの（Ｎｏ．４）、黒色のアルミナ（Ｎｏ．６）、黒色の炭化珪素コーティングを施したステンレススチールを用いたもの（Ｎｏ．７）の資料をそれぞれ作製した。
【００４４】
そして、図１に示すツール４の形状にそれぞれ研削、研磨加工することにより吸着面５を平坦に仕上げている。そしてこのように製作したツール４を無機接着剤にてそれぞれヒータ部７と接合させて製作した。
【００４５】
なお、このようにして製作した本発明の実施例であるＮｏ．１、２の窒化アルミニウム質セラミックスは、曲げ強度３００ＭＰａ、線膨張係数４．２×１０^−６／℃、ビッカース硬度１１ＧＰａ、熱伝導率１５０Ｗ／ｍ・Ｋ、吸着面５の色調は色むらの無い黒色であり、４００〜１０００ｎｍの波長光に対する反射率は２５〜３０％、吸着面５の表面粗さは中心線表面粗さ（Ｒａ）０．２５μｍ、吸着面の平面度は０．２μｍとなっていた。
【００４６】
そして、これらのツール４を用いて、ヒータ部７の温度を５０℃から４５０℃へ５秒間の間に昇温させた直後に４５０℃から５０℃まで１０秒間にて冷却させる熱サイクル条件において電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装させる熱圧着試験を行い、画像認識エラーとなるまでの処理回数と吸着面の平面度について測定を行った。また、その時の反射率も同時に測定した。各試料の特性およびそれぞれの結果は表１に示す通りである。
【００４７】
【表１】

【００４８】
この結果、Ｎｏ．６のツール４では、１０万回の熱圧着で、炭化珪素コーティングが剥がれて吸着面５の平面度が崩れ、画像認識エラーが発生してしまった。また、Ｎｏ．３のツール４ではＭｏＯ_３を１．５重量％と多く含有しているために熱伝導率が低くなり、実装間隔の時間が長くなるという不具合が生じた。Ｎｏ．４のツール４では、灰色となっており画像認識に問題があり、度々認識エラーが生じてしまった。Ｎｏ．５の黒色のアルミナからなるツール４では、反射率が小さいことから画像認識性は向上するものの、熱サイクルによりツール４が蓄熱してしまい、熱圧着工程に支障が生じた。また、吸着面５の一部にクラックが生じて使用できなくなった。
【００４９】
これに対し、本発明の黒色の窒化アルミニウムからなるＮｏ．１、２のツール４は、反射率が４０％以下であるために、画像認識不良が生じることなく、また、曲げ強度が２５０ＭＰａ以上、線膨張係数５．０×１０^― ^６／℃以下、ビッカース硬度１０ＧＰａ以上、熱伝導率１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有するものであるため、吸着面５の摩耗もなく、熱伝導率も高く、１００万回の熱圧着を繰り返しても画像認識エラーを生じることなく、確実に実装することができた。
（実験例２）
上述のＮｏ．１のツール４を用いて、電子部品Ｐとして半導体ウエハを用いて、ヒータ部７の温度を５０℃から４５０℃へ５秒間の間に昇温させた直後に４５０℃から５０℃まで１０秒間にて冷却させる熱サイクル条件において電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装させる熱圧着試験を行い、画像エラーとなるまでの処理回数と吸着面５の平面度について測定を行った。比較例としてＮｏ．３のもので、半導体ウエハと熱伝導率がことなるもので実装をおこなった。
【００５０】
その結果、Ｎｏ．３のボンディングツールではヒータ部７による蓄熱が発生したため、電子部品Ｐを十分に冷却することができなくなり、熱圧着不良が発生した。しかし、Ｎｏ．１のツール４はこの様なことはなく良好であった。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のフリップチップボンディング用のツール及びそれを用いたフリップチップボンディング装置によれば、加熱を行うヒータ部と隣接し、先端に電子部品を吸着保持する吸着面を有するフリップチップボンディング用ツールにおいて、前記ボンディングツールを黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスにて形成したたために、位置計測を光学式の画像解析装置にて行う場合、ボンディングツールの吸着面での光の反射を抑え、電子部品の形状やその一部を高速かつ確実に認識して所定位置に位置決めできるとともに、熱圧着を繰り返したとしても、吸着面の摩耗が少ないため１００万回以上の長期間使用においても平面度が１μｍ以下となり、画像認識エラーを生じることなく確実に実装することが可能である。
【００５２】
また、ボンディングツールの熱伝導が良いので、熱圧着の熱サイクルを短時間に短縮することができ、以て熱圧着工程の時間短縮が可能となるものである。
【００５３】
更に、上述の電子部品は、シリコンウエハを搭載した半導体チップが用いられるとともに、ボンディングツールの線膨張係数をシリコンウエハの線膨張係数と略一致したものを用いることで、熱圧着による電子部品への応力歪みが少なくなり実装が安定するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフリップチップボンディング装置を示す斜視図である。
【図２】本発明のフリップチップボンディング用ツールが用いられる熱ヘッドを示す図であり、図１に示す熱圧着ヘッドをＡ方向から見たときの、（ａ）は電子部品を吸着保持した状態図で、（ｂ）は（ａ）に示す熱圧着ヘッドの縦断面図である。
【図３】従来のフリップチップボンディング装置の熱圧着ヘッドを用いて電子部品を吸着保持した概略を示す模式図である。
【図４】ＴＡＢ方式の熱圧着ヘッドの概略構造を示す図である。
【符号の説明】
１…フィリップチップボンディング装置
２…熱圧着ヘッド
３…可動ステージ
４…ボンディングツール
５…吸着面
６…吸着穴
７…ヒータ部
Ｐ…電子部品
Ｓ…回路基板

Claims

加熱を行うヒータ部と隣接し、先端に電子部品を吸着保持する吸着面を有するフリップチップボンディング用ツールにおいて、
前記ボンディングツールを黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスにて形成したことを特徴とするフリップチップボンディング用ツール。
前記窒化アルミニウム質セラミックスは、窒化アルミニウムの含有量が９１重量％以上であり、１．０重量％以下のＭｏＯ_３を含有することを特徴とする請求項１記載のフリップチップボンディング用ツール。
前記窒化アルミニウム質セラミックスの熱伝導率を１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上としたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のフリップチップボンディング用ツール。
先端に電子部品を吸着保持する吸着面を有するボンディングツールと、該ボンディングツールに隣接するヒータ部とから成る熱圧着ヘッドを具備し、該熱圧着ヘッドに吸着保持した電子部品の状態を画像解析して実装位置を計測する位置計測手段と、該位置計測手段の結果に基づいて前記熱圧着ヘッドが回路基板に電子部品を搭載する位置を補正する位置補正手段とを有し、
該位置補正手段の結果に基づいて、前記熱圧着ヘッドが前記ヒータ部の熱サイクル温度を制御しながら回路基板に電子部品を熱圧着させるフリップチップボンディング装置において、
前記ボンディングツールを黒色系の窒化アルミニウム質セラミックスにて形成したことを特徴とするフリップチップボンディング装置。
前記電子部品が、シリコンウエハを用いた半導体チップであり、前記ボンディングツールの線膨張係数をシリコンウエハの線膨張係数と略一致させたことを特徴とする請求項５記載のフリップチップボンディング装置。