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JP2013012542A - Crimp apparatus and temperature control method - Google Patents

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JP2013012542A JP2011143372A JP2011143372A JP2013012542A JP 2013012542 A JP2013012542 A JP 2013012542A JP 2011143372 A JP2011143372 A JP 2011143372A JP 2011143372 A JP2011143372 A JP 2011143372A JP 2013012542 A JP2013012542 A JP 2013012542A
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克博 上原
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Abstract

【課題】熱処理が施されるワークに対して温度制御を適切に行うことのできる技術を提供する。
【解決手段】上クランパ部27、下クランパ部28でクランプされたワークWに対する温度を制御する。まず、クランプ面27a側から順に冷却部32、加熱部33が設けられた上クランパ部27と、下クランパ部28とでワークWをクランプする。次いで、冷却部32および加熱部33を有する温度制御機構61によって加熱し続ける。ここで、温度制御機構61では、加熱部33をオン動作させながら、冷却部32のオン動作およびオフ動作を繰り返す。
【選択図】図3
The present invention provides a technique capable of appropriately performing temperature control on a workpiece to be heat-treated.
The temperature of a workpiece clamped by an upper clamper unit and a lower clamper unit is controlled. First, the workpiece W is clamped by the upper clamper 27 and the lower clamper 28 provided with the cooling unit 32 and the heating unit 33 in this order from the clamp surface 27a side. Next, heating is continued by the temperature control mechanism 61 having the cooling unit 32 and the heating unit 33. Here, in the temperature control mechanism 61, the on operation and the off operation of the cooling unit 32 are repeated while the heating unit 33 is turned on.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、圧着装置および温度制御方法に関し、特に、圧着装置においてワークをクランプして各部材を圧着する際の温度制御(温度調節)に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a crimping apparatus and a temperature control method, and more particularly to a technique effectively applied to temperature control (temperature adjustment) when a workpiece is clamped and each member is crimped in the crimping apparatus.

特開2004−47670号公報(特許文献1)には、ステージ上に基板を吸着保持し、チップ吸着保持したフリップチップを加熱しながら基板上に加圧し、同時に基板をステージ側から強制冷却するフリップチップ実装方法が開示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2004-47670 (Patent Document 1) discloses a flip in which a substrate is sucked and held on a stage, a flip chip held by chip suction is pressurized on the substrate while being heated, and the substrate is forcibly cooled from the stage side at the same time. A chip mounting method is disclosed.

特開2004−47670号公報JP 2004-47670 A

半導体チップ、コンデンサチップなどの電子部品を、配線基板、半導体基板などの基板に実装する場合、電子部品の接続端子(例えば接続バンプ)と基板の接続端子(例えば接続パッド)は、確実に電気的に接続されている必要がある。また、接続端子間を保護し、電気的に分離するために、電子部品と基板との間には絶縁樹脂(例えば接着層)を設けて接続信頼性を確保する場合もある。なお、接続バンプとしては、例えば、はんだバンプ、金バンプなどの金属バンプが用いられる。また、接続パッドとしては、例えば、銅またはその合金などの金属パッドが用いられる。また、接着層としては、例えば、NCF(Non Conductive Film)やNCP(Non Conductive Paste)が用いられる。   When an electronic component such as a semiconductor chip or a capacitor chip is mounted on a substrate such as a wiring board or semiconductor substrate, the connection terminals (for example, connection bumps) of the electronic component and the connection terminals (for example, connection pads) of the substrate are surely electrically connected. Need to be connected to. In addition, in order to protect and electrically isolate the connection terminals, an insulating resin (for example, an adhesive layer) may be provided between the electronic component and the substrate to ensure connection reliability. As the connection bump, for example, a metal bump such as a solder bump or a gold bump is used. Moreover, as a connection pad, metal pads, such as copper or its alloy, are used, for example. As the adhesive layer, for example, NCF (Non Conductive Film) or NCP (Non Conductive Paste) is used.

例えば、接着層を介して配線基板上に複数の半導体チップが積層され、仮圧着(仮接合)されたワークに対して、配線基板と複数の半導体チップとを一括で本圧着(本接合)する場合、半導体チップの接続バンプは、溶融するまで加熱された後、加圧されて配線基板の接続パッドと電気的に接続される。   For example, a plurality of semiconductor chips are stacked on a wiring board via an adhesive layer, and the wiring board and the plurality of semiconductor chips are collectively pressure-bonded (finally bonded) to a work that has been temporarily pressure-bonded (temporarily bonded). In this case, the connection bumps of the semiconductor chip are heated until they are melted, and then pressed to be electrically connected to the connection pads of the wiring board.

しかしながら、例えば、接続バンプが溶融するまでの時間より、接着層が硬化するまでの時間の方が短い場合には、接続バンプと接続パッドとが電気的に接続(接合)される前に接着層が硬化してしまい、接続不良(例えば接続端子間の未接続など)を起こすおそれがある。また、ワークに対する加熱時間が長くなると、接着層によっては予め混入している微細な空気が加熱により膨張あるいは発泡して、接続不良(例えば配線基板から半導体チップの剥離など)を引き起こすおそれもある。   However, for example, when the time until the adhesive layer is hardened is shorter than the time until the connection bump melts, the adhesive layer is connected before the connection bump and the connection pad are electrically connected (joined). May harden and cause poor connection (for example, no connection between connection terminals). In addition, when the heating time for the workpiece becomes long, depending on the adhesive layer, fine air mixed in advance may expand or foam due to heating, which may cause connection failure (for example, peeling of the semiconductor chip from the wiring board).

本発明の目的は、熱処理が施されるワークに対して温度制御を適切に行うことのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The objective of this invention is providing the technique which can perform temperature control appropriately with respect to the workpiece | work which heat-processes. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明の一実施形態における圧着装置は、ワークをクランプする一対のクランパ部を備え、該一対のクランパ部によって前記ワークをクランプしたまま加熱加圧することで前記ワークの各部材を圧着する圧着装置であって、一方のクランパ部は、クランプ面側に設けられた温度センサと、前記クランプ面側から前記温度センサより遠ざかって設けられた冷却部と、前記クランプ面側から前記冷却部より遠ざかって設けられた加熱部とを備え、前記温度センサの検出値に基づいて前記冷却部と前記加熱部をオンオフ制御して前記ワークの温度を制御する。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows. A crimping apparatus according to an embodiment of the present invention is a crimping apparatus that includes a pair of clamper portions that clamp a workpiece, and that crimps each member of the workpiece by heating and pressing the workpiece while the workpiece is clamped by the pair of clamper portions. One of the clamper portions is provided with a temperature sensor provided on the clamp surface side, a cooling portion provided away from the temperature sensor from the clamp surface side, and provided away from the cooling portion from the clamp surface side. A heating unit that controls the temperature of the workpiece by on / off controlling the cooling unit and the heating unit based on a detection value of the temperature sensor.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記一実施形態によれば、前記加熱部より前記ワークに近いクランプ面側の前記冷却部で前記加熱部の熱を遮り、素早く冷却することができ、熱処理が施されるワークに対して温度制御を適切に行うことができる。   Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows. According to the embodiment, the heat of the heating unit can be blocked by the cooling unit closer to the work piece than the heating unit, and the temperature can be quickly controlled. Can be performed appropriately.

本発明の一実施形態における温度制御機構を備えた圧着装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the crimping | compression-bonding apparatus provided with the temperature control mechanism in one Embodiment of this invention. 図1に続く動作中の温度制御機構を備えた圧着装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the crimping | compression-bonding apparatus provided with the temperature control mechanism in operation | movement following FIG. 図2に続く動作中の温度制御機構を備えた圧着装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the crimping | compression-bonding apparatus provided with the temperature control mechanism in operation | movement following FIG. 図1の圧着装置の温度制御機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the temperature control function of the crimping | compression-bonding apparatus of FIG. 本発明の他の実施形態における温度制御機構を備えた圧着装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the crimping | compression-bonding apparatus provided with the temperature control mechanism in other embodiment of this invention. 図5に続く動作中の温度制御機構を備えた圧着装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the crimping | compression-bonding apparatus provided with the temperature control mechanism in operation | movement following FIG. 図6に続く動作中の温度制御機構を備えた圧着装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the crimping | compression-bonding apparatus provided with the temperature control mechanism in operation | movement following FIG. 本発明の一実施形態における製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the semiconductor device in the manufacturing process in one Embodiment of this invention. 図8に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor device in the manufacturing process following FIG. 8. 図9に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor device in the manufacturing process following FIG. 9.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof may be omitted.

(実施形態1)
本発明の実施形態1における温度制御機構を備えた圧着装置は、積層された複数の部材を含むワークを、対向して設けられた上クランパ部および下クランパ部(一対のクランパ部)で挟み込んでクランプして、各部材を圧着する。
(Embodiment 1)
In the crimping apparatus having the temperature control mechanism according to the first embodiment of the present invention, a workpiece including a plurality of stacked members is sandwiched between an upper clamper portion and a lower clamper portion (a pair of clamper portions) provided to face each other. Clamp and crimp each member.

まず、本実施形態におけるワークについて図8〜図10を参照して説明する。図8〜図10にクランプ前からクランプ後の状態のワークWの要部を示す。   First, the workpiece | work in this embodiment is demonstrated with reference to FIGS. The principal part of the workpiece | work W of the state after clamping from before clamping to FIGS. 8-10 is shown.

ワークWは、積層された複数の部材として、配線基板2上に半導体チップ3が積層されたものである。配線基板2上には複数の半導体チップ3が整列して設けられているが、図8〜図10では、説明を明解にするために、要部として配線基板2上の一つの半導体チップ3を示している。   The workpiece W is obtained by stacking the semiconductor chip 3 on the wiring board 2 as a plurality of stacked members. A plurality of semiconductor chips 3 are arranged in alignment on the wiring board 2. In FIG. 8 to FIG. 10, for clarity of explanation, one semiconductor chip 3 on the wiring board 2 is used as a main part. Show.

図8に示すワークWは、絶縁層8(例えばソルダレジスト)から露出する複数の接続パッド5(例えば銅パッド)と対応する複数の接続バンプ6(例えばはんだバンプ)とが位置合わせされて、配線基板2上に例えば熱硬化性樹脂の接着層4(例えばNCFまたはNCP)を介して半導体チップ3が仮圧着(仮接合)された状態である。図9に示すワークWは、対応する接続パッド5と接続バンプ6とが当接した状態である。図10に示すワークWは、対応する接続パッド5と接続バンプ6とが電気的に接合(フリップチップ接合)されて、配線基板2上に接着層4を介して半導体チップ3が圧着された状態である。   The work W shown in FIG. 8 is formed by aligning a plurality of connection pads 5 (for example, copper pads) exposed from the insulating layer 8 (for example, solder resist) and a plurality of corresponding connection bumps 6 (for example, solder bumps). The semiconductor chip 3 is temporarily pressed (temporarily bonded) onto the substrate 2 via, for example, a thermosetting resin adhesive layer 4 (for example, NCF or NCP). The workpiece W shown in FIG. 9 is in a state where the corresponding connection pads 5 and the connection bumps 6 are in contact with each other. In the workpiece W shown in FIG. 10, the corresponding connection pads 5 and connection bumps 6 are electrically bonded (flip chip bonding), and the semiconductor chip 3 is pressure-bonded onto the wiring substrate 2 via the adhesive layer 4. It is.

次に、本実施形態における温度制御機構を備えた圧着装置を図1〜図3などを参照して説明する。図1〜図3に一連の動作状態の圧着装置1を示す。   Next, the crimping apparatus provided with the temperature control mechanism in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3 show the crimping apparatus 1 in a series of operating states.

圧着装置1は、上下方向(型開閉方向)に対向して設けられワークWを挟み込む上型11および下型12を含んで構成されている。上型11が可動プラテン13の中央部に固定して組み付けられ、下型12が固定プラテン14の中央部に固定して組み付けられている。可動プラテン13および固定プラテン14は、それぞれの外周部で複数のタイバー15によって接続され、例えば可動プラテン13および固定プラテン14が矩形板状であればその四隅で接続されている。また、固定プラテン14はタイバー15に固定され、可動プラテン13はタイバー15で摺動されるように構成されている。また、可動プラテン13および固定プラテン14は、互いに対向する面の平行度が保たれるように構成されている。なお、これら可動プラテン13、固定プラテン14およびタイバー15で構成される筐体部はダイセットとも呼ばれる。   The crimping device 1 includes an upper die 11 and a lower die 12 that are provided facing each other in the vertical direction (die opening / closing direction) and sandwich the workpiece W therebetween. The upper die 11 is fixedly assembled to the central portion of the movable platen 13, and the lower die 12 is fixedly assembled to the central portion of the fixed platen 14. The movable platen 13 and the fixed platen 14 are connected to each other by a plurality of tie bars 15. For example, if the movable platen 13 and the fixed platen 14 are rectangular plates, they are connected at the four corners. The fixed platen 14 is fixed to the tie bar 15, and the movable platen 13 is configured to slide with the tie bar 15. Further, the movable platen 13 and the fixed platen 14 are configured so that the parallelism of the surfaces facing each other is maintained. Note that the casing portion composed of the movable platen 13, the fixed platen 14, and the tie bar 15 is also called a die set.

可動プラテン13は、駆動部19(例えば、シリンダ)により昇降可能(上下動可能)である。これにより、下型12に対して上型11が昇降可能となる。可動プラテン13および固定プラテン14の上下の位置関係により、上型11および下型12が離間して型開きした状態で、上型11および下型12の間にワークWが供給(搬入)される(図1参照)。また、上型11および下型12が近接して型閉じした状態では、密閉空間16(チャンバ)が形成される(図2、図3参照)。なお、可動プラテン13および固定プラテン14の互いに対向する面の平行度が保たれているので、上型11および下型12も、互いに対向する面の平行度が保たれるように構成される。   The movable platen 13 can be moved up and down (movable up and down) by a drive unit 19 (for example, a cylinder). As a result, the upper mold 11 can be raised and lowered with respect to the lower mold 12. Due to the vertical positional relationship between the movable platen 13 and the fixed platen 14, the workpiece W is supplied (loaded) between the upper die 11 and the lower die 12 in a state where the upper die 11 and the lower die 12 are separated and opened. (See FIG. 1). Further, when the upper mold 11 and the lower mold 12 are close to each other and are closed, a sealed space 16 (chamber) is formed (see FIGS. 2 and 3). In addition, since the parallelism of the mutually opposing surface of the movable platen 13 and the fixed platen 14 is maintained, the upper mold | type 11 and the lower mold | type 12 are also comprised so that the parallelism of the mutually opposing surface may be maintained.

このような上型11において、圧着装置1は、温度制御機構61を有する上クランパ部27と、上シール部42とを備えている。また、下型12において、圧着装置1は、下クランパ部28と、レベリング部29と、押動ブロック30(押動部)と、ガイド部26と、下シール部43とを備えている。さらに、圧着装置1は、上型11および下型12の外部に、圧力調節部47を備えている。   In such an upper mold 11, the crimping apparatus 1 includes an upper clamper portion 27 having a temperature control mechanism 61 and an upper seal portion 42. In the lower mold 12, the crimping device 1 includes a lower clamper portion 28, a leveling portion 29, a push block 30 (push portion), a guide portion 26, and a lower seal portion 43. Furthermore, the crimping device 1 includes a pressure adjusting unit 47 outside the upper mold 11 and the lower mold 12.

上クランパ部27および下クランパ部28は、対向して設けられ、本実施形態では、上クランパ部27に対して下クランパ部28が昇降可能となるような構成とし、上クランパ部27および下クランパ部28でワークWを挟み込んでクランプするものである。下クランパ部28は、押動ブロック30の下方に設けられたエアシリンダ等で構成される駆動部(図示せず)により昇降可能である。   The upper clamper unit 27 and the lower clamper unit 28 are provided to face each other. In the present embodiment, the lower clamper unit 28 can be moved up and down with respect to the upper clamper unit 27. The work 28 is sandwiched and clamped by the portion 28. The lower clamper unit 28 can be moved up and down by a drive unit (not shown) configured by an air cylinder or the like provided below the push block 30.

上シール部42および下シール部43は、対向して設けられ、互いが当接して密閉空間16(図2、図3参照)を形成するものである。この上シール部42および下シール部43は、上クランパ部27および下クランパ部28のそれぞれを内包して具備している。また、下シール部43は、レベリング部29、押動ブロック30およびガイド部26を内包して備えている。   The upper seal portion 42 and the lower seal portion 43 are provided to face each other, and are in contact with each other to form the sealed space 16 (see FIGS. 2 and 3). The upper seal portion 42 and the lower seal portion 43 include the upper clamper portion 27 and the lower clamper portion 28, respectively. Further, the lower seal portion 43 includes a leveling portion 29, a push block 30, and a guide portion 26.

押動ブロック30は、上クランパ部27に対して下クランパ部28を昇降(上下動)する際に不図示の駆動部によって押し上げられる。また、レベリング部29は、下クランパ部28と押動ブロック30との間に設けられ、後述するスペーサブロック22の下面(または上ベースブロック21のクランプ面27a)に対して下クランパ部28のクランプ面28aを平行に維持しながらスムーズに昇降に昇降させるために設けられている。また、ガイド部26は、下クランパ部28が昇降する際のガイドをするものである。また、圧力調節部47は、密閉空間16内に充填される例えば圧縮空気の圧力を調節(制御)するものである。なお、押動ブロック30、レベリング部29およびガイド部26を含む機構は、下クランパ部28を平行に昇降させるので平行昇降機構ともいう。   The push block 30 is pushed up by a drive unit (not shown) when the lower clamper unit 28 is moved up and down (moved up and down) with respect to the upper clamper unit 27. Further, the leveling portion 29 is provided between the lower clamper portion 28 and the push block 30 and clamps the lower clamper portion 28 against the lower surface of the spacer block 22 (or the clamp surface 27a of the upper base block 21) described later. It is provided to smoothly move up and down while maintaining the surface 28a in parallel. Further, the guide portion 26 guides when the lower clamper portion 28 moves up and down. The pressure adjusting unit 47 adjusts (controls) the pressure of, for example, compressed air filled in the sealed space 16. The mechanism including the push block 30, the leveling portion 29, and the guide portion 26 is also referred to as a parallel lifting mechanism because the lower clamper portion 28 is lifted and lowered in parallel.

これら上クランパ部27、下クランパ部28、上シール部42、下シール部43、レベリング部29、押動ブロック30、ガイド部26、圧力調節部47の詳細を説明する前に、まず、上型11および下型12の構成部材について概略する。   Before describing the details of the upper clamper portion 27, the lower clamper portion 28, the upper seal portion 42, the lower seal portion 43, the leveling portion 29, the push block 30, the guide portion 26, and the pressure adjusting portion 47, first, the upper mold 11 and the components of the lower mold 12 will be outlined.

上型11は、固定ブロック17、複数のポスト18(ポスト状のブロック)、上ベースブロック21、スペーサブロック22および上シールブロック23を有している。これらブロックは、例えば合金工具鋼からなる。可動プラテン13下には、固定ブロック17が固定して組み付けられている。この固定ブロック17下には、下方に起立するように複数のポスト18が並べられて、固定して組み付けられている。この複数のポスト18の先端面で、上ベースブロック21が固定して組み付けられている。この上ベースブロック21の下面側外周部には、貫通孔23aが形成された筒状の上シールブロック23が固定して組み付けられている。また、この上ベースブロック21の下面側中央部には、スペーサブロック22が固定して組み付けられている。   The upper mold 11 includes a fixed block 17, a plurality of posts 18 (post-like blocks), an upper base block 21, a spacer block 22, and an upper seal block 23. These blocks are made of alloy tool steel, for example. A fixed block 17 is fixed and assembled under the movable platen 13. A plurality of posts 18 are arranged under the fixed block 17 so as to stand downward and fixedly assembled. The upper base block 21 is fixed and assembled at the front end surfaces of the plurality of posts 18. A cylindrical upper seal block 23 in which a through hole 23a is formed is fixed and assembled to the outer peripheral portion on the lower surface side of the upper base block 21. In addition, a spacer block 22 is fixedly assembled to the lower base portion of the upper base block 21.

また、下型12は、下ベースブロック24および下シールブロック25を有している。これらブロックは、例えば合金工具鋼からなる。固定プラテン14上には、貫通孔24aが形成された筒状の下ベースブロック24が固定して組み付けられている。この下ベースブロック24の上面側外周部には、貫通孔24aと連通し、それより内径の大きい貫通孔25aが形成された筒状の下シールブロック25が固定して組み付けられている。なお、この下シールブロック25の貫通孔25a内に筒状のガイド部26が同心状に嵌め込まれて下ベースブロック24の上面内周側に固定して組み付けられている。   The lower mold 12 has a lower base block 24 and a lower seal block 25. These blocks are made of alloy tool steel, for example. On the fixed platen 14, a cylindrical lower base block 24 having a through hole 24a is fixed and assembled. A cylindrical lower seal block 25 communicating with the through-hole 24a and having a through-hole 25a having a larger inner diameter is fixed and assembled to the outer peripheral portion on the upper surface side of the lower base block 24. A cylindrical guide portion 26 is concentrically fitted into the through hole 25 a of the lower seal block 25 and is fixedly assembled to the inner peripheral side of the upper surface of the lower base block 24.

上クランパ部27は、下クランパ部28と共に、ワークWを挟み込んでクランプし、加熱加圧するものである。この上クランパ部27は、上ベースブロック21の中央部に設けられている。この上クランパ部27は、上クランパ部27のクランプ面27a側から遠ざかる方向に複数の温度センサ31、冷却部32および加熱部33がこの順に上ベースブロック21に配設(内蔵)され、温度センサ31の検出値に基づいて冷却部32と加熱部33をオンオフ制御してクランプしたワークW(図3参照)の温度を制御(調節)するものである。すなわち、上クランパ部27は、クランプしたワークWに対して温度を制御するためにクランプ面27a側に設けられた冷却部32と、クランプ面27a側から冷却部32より遠ざかって設けられた加熱部33とを有する温度制御機構61を備えている。   The upper clamper 27 and the lower clamper 28 sandwich and clamp the work W and heat and press. The upper clamper 27 is provided at the center of the upper base block 21. The upper clamper unit 27 includes a plurality of temperature sensors 31, a cooling unit 32, and a heating unit 33 arranged (built in) in this order in a direction away from the clamp surface 27a side of the upper clamper unit 27. On the basis of the detected value 31, the temperature of the workpiece W (see FIG. 3) clamped by on / off control of the cooling unit 32 and the heating unit 33 is controlled (adjusted). That is, the upper clamper unit 27 includes a cooling unit 32 provided on the clamp surface 27a side to control the temperature of the clamped workpiece W, and a heating unit provided far from the cooling unit 32 from the clamp surface 27a side. And a temperature control mechanism 61 having the number 33.

本実施形態では、スペーサブロック22がワークWを直接クランプするが、上ベースブロック21の中央部にクランプ面27aが形成されているものとして説明する。なぜならば、スペーサブロック22は、ワークWの厚さに応じて調整して設けられるものであり、ワークWの厚さによっては不要な場合もあるからである。   In the present embodiment, the spacer block 22 directly clamps the workpiece W. However, a description will be given assuming that the clamp surface 27 a is formed at the center of the upper base block 21. This is because the spacer block 22 is provided by being adjusted according to the thickness of the workpiece W, and may be unnecessary depending on the thickness of the workpiece W.

上クランパ部27が有する加熱部33は、加熱能力を向上するために、上クランパ部27のクランプ面27aと平行に延設(延在)する複数のヒータ35を有している。ヒータ35の加熱能力は、上ベースブロック21などの部材が有する熱容量を考慮し、半導体チップ3の接続バンプ6(はんだ)を溶融する温度であって、かつ、接着層4(NCFまたはNCP)を加熱硬化する温度を、クランプしたワークWに加えられることが必要である。本実施形態で用いるはんだの融点は例えば250〜260℃程度である。また、NCFやNCPの融点は例えば200℃〜260℃程度であり、所定時間加熱加圧されることで硬化する。   The heating unit 33 included in the upper clamper unit 27 includes a plurality of heaters 35 extending (extending) in parallel with the clamp surface 27a of the upper clamper unit 27 in order to improve the heating capability. The heating capacity of the heater 35 is a temperature at which the connection bumps 6 (solder) of the semiconductor chip 3 are melted in consideration of the heat capacity of members such as the upper base block 21 and the adhesive layer 4 (NCF or NCP) is used. It is necessary that the temperature for heat curing be applied to the clamped workpiece W. The melting point of the solder used in this embodiment is, for example, about 250 to 260 ° C. The melting point of NCF or NCP is, for example, about 200 ° C. to 260 ° C., and is cured by heating and pressurizing for a predetermined time.

上クランパ部27が有する冷却部32は、上クランパ部27のクランプ面27aと平行に延設(延在)し、内部を気体や液体の冷媒が循環する複数の冷却管路34を有している。圧着装置1では、例えばクランプしたワークWに対して加熱部33をオン動作させた状態で、冷却部32をオン、オフ動作を繰り返して、ワークWに対して所定の温度を所定の時間維持して、加熱温度の制御が行われる。このため、加熱部33よりワークWに近いクランプ面27a側に冷却部32を設けることで、冷却部32のオン、オフ動作によってワークWに加わる温度を追随させやすくしている。   The cooling unit 32 included in the upper clamper unit 27 extends (extends) in parallel with the clamp surface 27a of the upper clamper unit 27, and includes a plurality of cooling pipes 34 through which gas or liquid refrigerant circulates. Yes. In the crimping apparatus 1, for example, in a state where the heating unit 33 is turned on with respect to the clamped workpiece W, the cooling unit 32 is repeatedly turned on and off to maintain a predetermined temperature for the workpiece W for a predetermined time. Thus, the heating temperature is controlled. For this reason, by providing the cooling unit 32 on the clamp surface 27a side closer to the workpiece W than the heating unit 33, the temperature applied to the workpiece W by the on / off operation of the cooling unit 32 can be easily followed.

具体的には、温度制御機構61により、冷却部32が、オフ動作のときは冷媒の流動を停止し、オン動作のときは冷媒を流動させる。冷却部32のオン、オフ動作が、冷媒の動きによる流動の切り換えであるので、容易に、迅速に制御することができる。なお、冷却部32としてはペルチェ素子を用いることも考えられるが、圧着装置1は冷却部32よりクランプ面27aより遠ざかって配置された加熱部33によりワークWを加熱する構造であるので、冷媒を循環させる冷却管路34を用いる方がより、素早くクランプ面27a側を冷却したり、加熱したりして温度制御することができる。   Specifically, the temperature control mechanism 61 stops the flow of the refrigerant when the cooling unit 32 is in the off operation, and causes the refrigerant to flow during the on operation. Since the on / off operation of the cooling unit 32 is switching of the flow by the movement of the refrigerant, it can be easily and quickly controlled. Although a Peltier element may be used as the cooling unit 32, the pressure bonding apparatus 1 has a structure in which the workpiece W is heated by the heating unit 33 arranged farther from the clamp surface 27 a than the cooling unit 32. The temperature can be controlled by cooling or heating the clamp surface 27a more quickly than using the circulating cooling pipe 34.

ここで、クランプされたワークWに対する圧着装置1の温度制御機構61(温度制御方法)を説明するために、図4に、経過時間−ワーク温度(t−T)特性の一例を示す。下クランパ部28に載置されたワークWを、加熱部33(例えば300℃に設定)により予め加熱された上クランパ部27と、下クランパ部28とで挟み込んでクランプすると、急激にワークWの温度が上昇する。   Here, in order to explain the temperature control mechanism 61 (temperature control method) of the crimping apparatus 1 for the clamped workpiece W, FIG. 4 shows an example of the elapsed time-work temperature (t-T) characteristic. When the workpiece W placed on the lower clamper portion 28 is clamped by being sandwiched between the upper clamper portion 27 and the lower clamper portion 28 that are preheated by the heating portion 33 (for example, set to 300 ° C.), the workpiece W The temperature rises.

温度制御機構61では、冷却部32および加熱部33を有する上クランプ部27側から前記ワークを所定の温度(例えば260℃)の範囲R内(例えば±5℃)となるように加熱し続ける。具体的には、加熱部33をオン動作させながら、冷却部32のオン動作およびオフ動作を繰り返す。加熱部33よりワークWに近いクランプ面27a側に冷却部32を設けることで、加熱部33側では加熱部33からの熱を遮るように働き、クランプ面27a側にはワークWを冷却するように働かせることができ、素早くワークWを冷却できる。   In the temperature control mechanism 61, the workpiece is continuously heated from the side of the upper clamp part 27 having the cooling part 32 and the heating part 33 so as to be within a range R (eg, ± 5 ° C.) of a predetermined temperature (eg, 260 ° C.). Specifically, while the heating unit 33 is turned on, the cooling unit 32 is repeatedly turned on and off. By providing the cooling unit 32 on the clamp surface 27a side closer to the workpiece W than the heating unit 33, the heating unit 33 side functions to block heat from the heating unit 33, and the clamp surface 27a side cools the workpiece W. The work W can be quickly cooled.

これにより、図4中の実線Aに示すように所定の温度を、所定の時間(例えば30分〜60分)維持することができる。また、温度制御機構61により、ワークWの加熱温度を素早く昇温しながらオーバーシュートも防止することができ、過熱によるワークWの損傷や予定を越えた膨脹を防止することができる。このように、温度制御機構61を備えた圧着装置1では、熱処理が施されるワークWに対して温度制御を適切に行うことができる。   Thereby, as shown to the continuous line A in FIG. 4, predetermined temperature can be maintained for predetermined time (for example, 30 minutes-60 minutes). Further, the temperature control mechanism 61 can quickly increase the heating temperature of the workpiece W while preventing overshoot, and can prevent damage to the workpiece W due to overheating and expansion beyond the schedule. Thus, in the pressure bonding apparatus 1 provided with the temperature control mechanism 61, temperature control can be appropriately performed on the workpiece W to be heat-treated.

また、冷却部32および加熱部33を有する温度制御機構61(上クランパ部27)によって、ワークWを急速に加熱、冷却することができることにより、圧着装置1では、接着層4が熱により硬化する前に、急速加熱により、短時間で接続バンプ6を溶融させることができる。そして、所定の加熱温度を所定の時間で保持することができ、接続パッド5と接続バンプ6との接合、接着層4の硬化を適切に行うことで、配線基板2と半導体チップ3との接続信頼性を向上することができる。   Further, since the workpiece W can be rapidly heated and cooled by the temperature control mechanism 61 (upper clamper unit 27) having the cooling unit 32 and the heating unit 33, in the pressure bonding apparatus 1, the adhesive layer 4 is cured by heat. Before, the connection bump 6 can be melted in a short time by rapid heating. Then, a predetermined heating temperature can be maintained for a predetermined time, and the connection between the wiring board 2 and the semiconductor chip 3 is performed by appropriately bonding the connection pads 5 and the connection bumps 6 and curing the adhesive layer 4. Reliability can be improved.

なお、図4中の破線Bは、加熱部33をオン動作させた状態で冷却部32をオフ動作させ続けた場合のグラフ図、また、破線Cは、加熱部33をオン動作させた状態で冷却部32をオン動作させ続けた場合のグラフ図を示す。これからも、冷却部32のオン、オフ動作の繰り返しが温度制御に有効であることがわかる。   In addition, the broken line B in FIG. 4 is a graph when the cooling unit 32 is continuously turned off while the heating unit 33 is turned on, and the broken line C is a state where the heating unit 33 is turned on. The graph figure at the time of continuing making the cooling part 32 operate | move on is shown. From this, it can be seen that the repetition of the on / off operation of the cooling section 32 is effective for the temperature control.

下クランパ部28は、上クランパ部27と共に、ワークWを挟み込んでクランプするものである。この下クランパ部28は、ガイド部26に形成された摺動孔26aに挿入されている。下クランパ部28は、支持ブロック36および支持ブロック36から起立して並べられた複数の支持ロッド37を有して、複数の支持ロッド37の先端でワークWをフローティング支持するものである。支持ブロック36上には、固定ブロック38が固定して組み付けられている。固定ブロック38は、支持ロッド37の一端側のロッド頭で抜け止め(固定)するものである。このように設けられた複数の支持ロッド37の他端側で、ワークWが支持(載置)される。すなわち、下クランパ部28のクランプ面28aは、同一水平面上にあるこれら複数の支持ロッド37の先端面で形成される。   The lower clamper unit 28 clamps the workpiece W together with the upper clamper unit 27. The lower clamper portion 28 is inserted into a sliding hole 26 a formed in the guide portion 26. The lower clamper section 28 has a support block 36 and a plurality of support rods 37 arranged upright from the support block 36, and supports the workpiece W in a floating manner at the tips of the plurality of support rods 37. A fixed block 38 is fixedly assembled on the support block 36. The fixing block 38 is to prevent (fix) the retaining block 38 with a rod head on one end side of the support rod 37. The workpiece W is supported (placed) on the other end side of the plurality of support rods 37 thus provided. That is, the clamp surface 28a of the lower clamper portion 28 is formed by the tip surfaces of the plurality of support rods 37 on the same horizontal plane.

複数の支持ロッド37は、例えばマトリクス状に平面配置されており、支持プレート41を介してワークWを支持する。各支持ロッド37は、支持プレート41が自重によって撓んで高さが不均一にならないように均等な間隔で配置されている。この支持プレート41を用いてワークWを支持することで、ワークWを上クランプ部27のクランプ面27aと平行に配置することができる。   The plurality of support rods 37 are arranged in a matrix, for example, and support the workpiece W via the support plate 41. The support rods 37 are arranged at equal intervals so that the support plate 41 does not bend due to its own weight and the height is not uniform. By supporting the workpiece W using the support plate 41, the workpiece W can be arranged in parallel with the clamp surface 27 a of the upper clamp portion 27.

本実施形態では、支持プレート41を介してワークWをクランプするが、同一水平面上にある各支持ロッド37の先端面でクランプ面28aが形成されているものとして説明する。なぜならば、支持プレート41は、剛性が高く撓みが少ない基板(例えばセラミック基板)を配線基板2として用いた場合には省略することができるからである。   In this embodiment, although the workpiece | work W is clamped via the support plate 41, it demonstrates as what the clamp surface 28a is formed in the front end surface of each support rod 37 on the same horizontal surface. This is because the support plate 41 can be omitted when a substrate (for example, a ceramic substrate) having high rigidity and little bending is used as the wiring substrate 2.

複数の支持ロッド37でワークWをフローティング支持することで、下クランパ部28の熱容量を低減すると共に、クランプ面28aの下部(例えば、支持ブロック36)とを熱的に分離するようになっている。このため、下クランパ部28は、ワークWが載置(支持)される際に、低温(例えば50℃以下)を保持することができ、ワークWを上クランパ部27と共にクランプする際に、高温(例えば、260℃)を保持することができる。   By floatingly supporting the workpiece W with the plurality of support rods 37, the heat capacity of the lower clamper portion 28 is reduced and the lower portion (for example, the support block 36) of the clamp surface 28a is thermally separated. . For this reason, the lower clamper portion 28 can maintain a low temperature (for example, 50 ° C. or less) when the workpiece W is placed (supported), and the high temperature when the workpiece W is clamped together with the upper clamper portion 27. (For example, 260 ° C.) can be maintained.

ガイド部26は、下クランパ部28が昇降する際のガイドをするものである。このガイド部26は、摺動孔26aが形成された筒状のブロックであり、例えば合金工具鋼からなる。ガイド部26は、ベースブロック24の貫通孔24aと摺動孔26aとが連通するように、ベースブロック24の上面内周側中央部で支持される。下シールブロック25の貫通孔25aに同心状に嵌め込まれて固定して組み付けられている。この摺動孔26aには、下クランパ部28、レベリング部29および押動ブロック30が挿入される。これら下クランパ部28、レベリング部29および押動ブロック30を昇降させるため、摺動孔26aの上下には、押動ブロック30を昇降させる駆動部が駆動部19とは別の駆動源として配置されている。   The guide part 26 guides when the lower clamper part 28 moves up and down. The guide portion 26 is a cylindrical block in which a sliding hole 26a is formed, and is made of, for example, alloy tool steel. The guide part 26 is supported by the center part on the inner peripheral side of the upper surface of the base block 24 so that the through hole 24a of the base block 24 and the sliding hole 26a communicate with each other. The lower seal block 25 is fitted into the through hole 25a concentrically and fixedly assembled. The lower clamper portion 28, the leveling portion 29, and the push block 30 are inserted into the sliding hole 26a. In order to raise and lower the lower clamper part 28, the leveling part 29 and the push block 30, a drive part for raising and lowering the push block 30 is arranged as a drive source different from the drive part 19 above and below the sliding hole 26a. ing.

なお、可動プラテン13の駆動部19が密閉空間16に圧力を加えるときには気体を漏らさないために必要なクランプ力を生じさせるのに対して、押動ブロック30はワークWの対応する接続パッド5と接続バンプ6とが接合できるクランプ力を生じさせる必要がある。この場合、押動ブロック30のクランプ力は、ワークの大きさ、バンプ数またはバンプの種類に基づいて適宜設定される。例えば、ワークのサイズが大きくバンプ数が多い場合や、接合に高いクランプ力を要するバンプ(例えば銅バンプ等)の場合には、高いクランプ力を生じさせる駆動部を用いる必要がある。なお、押動ブロック30は、微細な接続パッド5と接続バンプ6とを接合するために、例えば1kg毎に微調整可能なものが好ましい。   In addition, when the drive part 19 of the movable platen 13 applies pressure to the sealed space 16, a clamping force necessary to prevent gas from leaking is generated, whereas the push block 30 is connected to the corresponding connection pad 5 of the workpiece W. It is necessary to generate a clamping force capable of joining the connection bump 6. In this case, the clamping force of the push block 30 is appropriately set based on the size of the workpiece, the number of bumps, or the type of bump. For example, when the workpiece size is large and the number of bumps is large, or in the case of a bump that requires a high clamping force for bonding (for example, a copper bump), it is necessary to use a drive unit that generates a high clamping force. The push block 30 is preferably one that can be finely adjusted, for example, every 1 kg in order to join the fine connection pads 5 and the connection bumps 6.

レベリング部29は、上下のクランプ面27a、28aを平行に維持しながら下クランパ部28をスムーズに昇降させるために設けられている。レベリング部29は、ガイド部26の摺動孔26a内に挿入された載置ブロック52およびスプリング部51を備えて構成されている。この載置ブロック52上に下クランパ部28の支持ブロック36が設けられる(図1参照)。   The leveling portion 29 is provided for smoothly raising and lowering the lower clamper portion 28 while maintaining the upper and lower clamp surfaces 27a and 28a in parallel. The leveling portion 29 includes a mounting block 52 and a spring portion 51 that are inserted into the sliding hole 26 a of the guide portion 26. A support block 36 of the lower clamper portion 28 is provided on the mounting block 52 (see FIG. 1).

レベリング部29では、載置ブロック52を摺動孔26aの内壁面に対してスプリング部51を介して押し当てている。このため、下クランパ部28が押動ブロック30により昇降する際、載置ブロック52が摺動孔26a内で位置決めされたまま摺動するので、下クランパ部28のクランプ面28aが上クランパ部27のクランプ面27aに対して高い平行度を保つことができる。   In the leveling part 29, the mounting block 52 is pressed against the inner wall surface of the sliding hole 26a via the spring part 51. For this reason, when the lower clamper portion 28 is moved up and down by the push block 30, the mounting block 52 slides while being positioned in the slide hole 26 a, so that the clamp surface 28 a of the lower clamper portion 28 is moved to the upper clamper portion 27. A high degree of parallelism can be maintained with respect to the clamp surface 27a.

上シール部42および下シール部43(図1中、破線で囲まれた部分)は、対向して設けられ、互いが当接して密閉空間16(図2、図3参照)を形成するものである。下シール部43は、上シール部42側に開口する凹形状の箱部となるように、固定プラテン14の中央部上に、貫通孔24aを有する下ベースブロック24と貫通孔24aに連通する貫通孔25aを有する下シールブロック25が重ね合わせて形成されている。下ベースブロック24と下シールブロック25が互いに接する面の境界部では、各部材が例えばボルトによって固定して組み付けられているので、シールされていることとなる。このような下シール部43内に下クランパ部28が収納される。また、下シール部43の縁部でシール部材44(例えばOリング)が設けられている。   The upper seal portion 42 and the lower seal portion 43 (portions surrounded by broken lines in FIG. 1) are provided to face each other and form a sealed space 16 (see FIG. 2 and FIG. 3) in contact with each other. is there. The lower seal portion 43 has a through hole that communicates with the lower base block 24 having the through hole 24a and the through hole 24a on the central portion of the fixed platen 14 so as to be a concave box portion that opens to the upper seal portion 42 side. A lower seal block 25 having a hole 25a is formed so as to overlap. At the boundary portion between the surfaces where the lower base block 24 and the lower seal block 25 are in contact with each other, the respective members are fixed and assembled with, for example, bolts, and thus are sealed. The lower clamper portion 28 is accommodated in such a lower seal portion 43. A seal member 44 (for example, an O-ring) is provided at the edge of the lower seal portion 43.

また、上シール部42は、下シール部43側に開口する凹形状の箱部となるように、上ベースブロック21外周部下に、貫通孔23aを有する上シールブロック23が設けられて形成されている。上ベースブロック21と上シールブロック23が互いに接する面の境界部では、各部材が例えばボルトによって固定して組み付けられているので、シールされていることとなる。このような上シール部42内に上クランパ部27が収納される。また、上シール部42の縁部でシール部材44を介して下シール部43の縁部が当接される。   Further, the upper seal portion 42 is formed by providing an upper seal block 23 having a through hole 23a below the outer peripheral portion of the upper base block 21 so as to be a concave box portion that opens to the lower seal portion 43 side. Yes. At the boundary portion of the surface where the upper base block 21 and the upper seal block 23 are in contact with each other, the respective members are fixed and assembled with, for example, bolts, and thus are sealed. The upper clamper portion 27 is accommodated in such an upper seal portion 42. Further, the edge of the lower seal 43 is brought into contact with the edge of the upper seal 42 via the seal member 44.

上シール部42および下シール部43が近接することで、上クランパ部42の縁部と下クランパ部43の縁部とが接して内部に密閉空間16が形成される(図2参照)。言い換えると、上型11および下型12が近接することで型閉じされ内部に密閉空間16が形成される。このような密閉空間16では、クランプ前後のワークWが内包されるので、上クランパ部42によりワークWをより急速に加熱することができる。なお、上シール部42および下シール部43は密閉空間16を形成するために近接するものであって、ワークWをクランプするものではない。ワークWをクランプするのは、上クランパ部27および下クランパ部28である。   When the upper seal portion 42 and the lower seal portion 43 are close to each other, the edge portion of the upper clamper portion 42 and the edge portion of the lower clamper portion 43 are in contact with each other to form a sealed space 16 (see FIG. 2). In other words, when the upper mold 11 and the lower mold 12 are close to each other, the mold is closed and the sealed space 16 is formed inside. In such a sealed space 16, since the workpiece W before and after the clamping is included, the workpiece W can be heated more rapidly by the upper clamper portion 42. The upper seal portion 42 and the lower seal portion 43 are close to form the sealed space 16 and do not clamp the workpiece W. The upper clamper 27 and the lower clamper 28 clamp the workpiece W.

また、下シール部43を構成する下シールブロック25のシール面側には、奥行き方向に延在するヒータ45が設けられ、下ベースブロック24側には、冷却管路46(内部を冷媒が循環する)が設けられている。   Further, a heater 45 extending in the depth direction is provided on the seal surface side of the lower seal block 25 constituting the lower seal portion 43, and a cooling pipe 46 (the refrigerant circulates inside the lower base block 24 side). Is provided).

シール部材44側、すなわち下クランパ部28近傍にヒータ45を設けることで、上クランプ部27と共に下クランパ部28側からも加熱できる構成となる。また、下クランパ部28近傍にヒータ45を設けることで、ワークWをクランプして熱を帯びた下クランパ部28に合わせて、下シールブロック25に組み付けられたガイド部26を熱膨張させることで、摺動孔26a内で下クランパ部28をスムーズに昇降することができる。また、下ベースブロック24側、すなわち下クランパ部28を昇降する駆動部近傍に冷却管路46を設けることで、押動ブロック30周辺を冷却することができ、押動ブロック30が誤動作するのを防止することができる。   By providing the heater 45 on the seal member 44 side, that is, in the vicinity of the lower clamper portion 28, the heater can be heated from the lower clamper portion 28 side together with the upper clamp portion 27. Further, by providing the heater 45 in the vicinity of the lower clamper portion 28, the guide portion 26 assembled to the lower seal block 25 is thermally expanded in accordance with the heated lower clamper portion 28 by clamping the workpiece W. The lower clamper portion 28 can be smoothly raised and lowered within the sliding hole 26a. In addition, by providing the cooling pipe 46 near the lower base block 24 side, that is, in the vicinity of the drive unit that moves up and down the lower clamper unit 28, the periphery of the push block 30 can be cooled, and the push block 30 can malfunction. Can be prevented.

圧力調節部47は、密閉空間16内の圧力を調節(制御)するものである。本実施形態では、この圧力調節部47は、上シールブロック23に形成されたエア路48を通じて、例えば、密閉空間16に対して圧縮処理を行う。このため、圧力調節部47は、密閉空間16に接続される圧縮機(例えばコンプレッサ)を有している。   The pressure adjusting unit 47 adjusts (controls) the pressure in the sealed space 16. In the present embodiment, the pressure adjusting unit 47 performs, for example, a compression process on the sealed space 16 through the air passage 48 formed in the upper seal block 23. For this reason, the pressure adjusting unit 47 has a compressor (for example, a compressor) connected to the sealed space 16.

密閉空間16では、上クランプ部27により接着層4が加熱されると、接着層4内でボイドが発生して接着層4が膨脹し、半導体チップ3を配線基板2から引き離すおそれが生じる。そこで、密閉空間16を圧縮空間とすることでボイドの発生を抑制することができる。また、圧着装置1は、圧縮空間において配線基板2に複数の半導体チップ3を一括して接合する構成であるため、ボイドの発生を抑制して一様の圧力を加えながら加熱を行うことができる。したがって、配線基板2上に接着層4を介した複数の半導体チップ3の接続信頼性を向上することができる。   In the sealed space 16, when the adhesive layer 4 is heated by the upper clamp portion 27, a void is generated in the adhesive layer 4 and the adhesive layer 4 expands, and the semiconductor chip 3 may be separated from the wiring board 2. Therefore, the generation of voids can be suppressed by using the sealed space 16 as a compression space. Moreover, since the crimping | compression-bonding apparatus 1 is the structure which joins the several semiconductor chip 3 to the wiring board 2 collectively in a compression space, it can heat while suppressing generation | occurrence | production of a void and applying a uniform pressure. . Therefore, the connection reliability of the plurality of semiconductor chips 3 through the adhesive layer 4 on the wiring board 2 can be improved.

次に、本実施形態における圧着装置1の機能を用いて、配線基板2上に複数の半導体チップ3を一括で接合する圧着方法(接合方法)と共に、これにより製造される半導体装置7の製造方法について図1〜図3および図8〜図10を参照して説明する。図1などは、動作中の圧着装置1を模式的に示す断面図であり、図8などは、動作中の圧着装置1におけるワークWを明確にするために、図1などに示すワークWの要部を拡大して示している。   Next, using the function of the crimping apparatus 1 according to the present embodiment, together with a crimping method (joining method) for joining a plurality of semiconductor chips 3 on the wiring substrate 2 together, a method for manufacturing the semiconductor device 7 manufactured thereby. Will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS. FIG. 1 and the like are cross-sectional views schematically showing the crimping device 1 in operation, and FIG. 8 and the like are drawings of the workpiece W shown in FIG. 1 and the like in order to clarify the workpiece W in the crimping device 1 in operation. The main part is shown enlarged.

本実施形態の圧着方法は、概略すると、接着層4を介して積層された配線基板2および半導体チップ3を含むワークWを、対向して設けられた上クランパ部27および下クランパ部28で挟み込んでクランプして、配線基板2および半導体チップを圧着する工程を含んでいる。   The crimping method according to the present embodiment can be summarized as follows. The workpiece W including the wiring substrate 2 and the semiconductor chip 3 stacked via the adhesive layer 4 is sandwiched between the upper clamper portion 27 and the lower clamper portion 28 provided to face each other. And clamping the wiring board 2 and the semiconductor chip.

まず、配線基板2の複数の接続パッド5と対応する各半導体チップ3の複数の接続バンプ6とを対向して位置合わせして、配線基板2上に接着層4を介して積層された複数の半導体チップ3を含んでなるワークWを準備する(図8参照)。   First, a plurality of connection pads 5 of the wiring substrate 2 and a plurality of connection bumps 6 of each semiconductor chip 3 corresponding to each other are aligned to face each other, and a plurality of layers stacked on the wiring substrate 2 with an adhesive layer 4 interposed therebetween. A workpiece W including the semiconductor chip 3 is prepared (see FIG. 8).

このワークWは、接着層4が接着された配線基板2に対して、公知のフリップチップボンダを用いて、接着層4側から複数の半導体チップ3がマトリクス状に位置合わせされて、仮圧着(仮接合)されている。配線基板2は、例えばガラスエポキシ基板であり、その内部に配線パターンが形成されており、また絶縁層8から露出する接続パッド5が形成されている。また、半導体チップ3は、例えばシリコン基板にMIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタなどが形成されたものであり、接続バンプ6としてはんだバンプが用いられている。   The workpiece W is temporarily bonded to the wiring substrate 2 to which the adhesive layer 4 is bonded by aligning a plurality of semiconductor chips 3 in a matrix form from the adhesive layer 4 side using a known flip chip bonder. Temporary joining). The wiring board 2 is, for example, a glass epoxy board, in which a wiring pattern is formed, and connection pads 5 exposed from the insulating layer 8 are formed. Further, the semiconductor chip 3 is, for example, a MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor formed on a silicon substrate, and solder bumps are used as the connection bumps 6.

続いて、図1に示すように、上型11と下型12とが離間した状態で、図示しない搬送装置によって下型12にワークWを載置する。具体的には、上クランプ部27および下クランパ部28の間にワークWを搬送し、下クランパ部28が有する複数の支持ロッド37の先端面で形成されるクランプ面28aでワークWをフローティング支持する。本実施形態では、接着層4の劣化防止のため、ワークWが低温(50℃以下)で支持されるように、フローティング支持している。   Subsequently, as shown in FIG. 1, the workpiece W is placed on the lower mold 12 by a transfer device (not shown) in a state where the upper mold 11 and the lower mold 12 are separated from each other. Specifically, the workpiece W is transported between the upper clamp portion 27 and the lower clamper portion 28, and the workpiece W is supported in a floating manner by the clamp surfaces 28a formed by the tip surfaces of the plurality of support rods 37 of the lower clamper portion 28. To do. In this embodiment, in order to prevent deterioration of the adhesive layer 4, the workpiece W is supported in a floating manner so as to be supported at a low temperature (50 ° C. or less).

続いて、図2に示すように、上型11と下型12とを近接させることで、対向して設けられ、上クランパ部27および下クランパ部28のそれぞれを内包する上シール部42および下シール部43を当接させて密閉空間16を形成する。次いで、圧力調節部47によりシールされた密閉空間16に対して圧縮空気を導入する圧縮処理を行い、圧縮空間を形成する。この圧縮空間は、例えば密閉空間16のシールが解除されるまでの間形成しておく。なお、密閉空間16は空気の発泡防止のため、少なくとも接着層4が硬化されるまで形成されるのが好ましい。   Subsequently, as shown in FIG. 2, the upper mold part 11 and the lower mold 12 are brought close to each other so as to be opposed to each other, and the upper seal part 42 and the lower clamper part 28 each including the upper clamper part 27 and the lower clamper part 28 The sealed space 16 is formed by bringing the seal portion 43 into contact therewith. Next, a compression process for introducing compressed air is performed on the sealed space 16 sealed by the pressure adjusting unit 47 to form a compressed space. For example, this compression space is formed until the seal of the sealed space 16 is released. The sealed space 16 is preferably formed until at least the adhesive layer 4 is cured in order to prevent air from foaming.

続いて、図3に示すように、図2に示した状態からガイド部26の摺動孔26a内で昇降可能な下クランパ部28を上クランパ部27側に上昇させて、上クランパ部27および下クランパ部28でワークWを挟み込んでクランプする。このように、上クランパ部27および下クランパ部28で両側から挟まれて直接的に加熱されたワークWは、急速に加熱され始める。なお、加熱部33のヒータ35や下シールブロック25のヒータ45からの輻射熱によって、密閉空間16内の温度は上昇しているため、間接的にワークWは加熱されていることとなる。   Subsequently, as shown in FIG. 3, the lower clamper portion 28 that can be moved up and down in the sliding hole 26a of the guide portion 26 from the state shown in FIG. The work W is sandwiched and clamped by the lower clamper unit 28. Thus, the workpiece W sandwiched from both sides by the upper clamper portion 27 and the lower clamper portion 28 and directly heated starts to be heated rapidly. Since the temperature in the sealed space 16 is increased by the radiant heat from the heater 35 of the heating unit 33 and the heater 45 of the lower seal block 25, the workpiece W is indirectly heated.

ワークWの温度が急速に上昇すると、接続バンプ6および接着層4が溶融状態となる。このため、クランプされたワークWでは、溶融した接着層4を押し退けて接続バンプ6が接続パッド5に当接し(図9参照)、溶融した接続バンプ6と接続パッド5とが接合する(図10参照)。   When the temperature of the workpiece W rises rapidly, the connection bumps 6 and the adhesive layer 4 are in a molten state. For this reason, in the clamped workpiece W, the melted adhesive layer 4 is pushed away so that the connection bump 6 comes into contact with the connection pad 5 (see FIG. 9), and the melted connection bump 6 and the connection pad 5 are joined (FIG. 10). reference).

次いで、上クランパ部27と下クランパ部28とでワークWをクランプしたまま加熱加圧する。ここで、温度制御機構61(上クランプ部27)が有する冷却部32および加熱部33を用いて、ワークWをクランプしながら所定の温度範囲内で加熱し続ける。具体的には、加熱部33をオン動作させながら、上クランパ部27のクランプ面27a側に加熱部33より近くに設けられた冷却部32のオン動作およびオフ動作を繰り返す。   Next, the workpiece W is heated and pressurized while being clamped by the upper clamper portion 27 and the lower clamper portion 28. Here, using the cooling unit 32 and the heating unit 33 included in the temperature control mechanism 61 (upper clamp unit 27), the workpiece W is continuously heated within a predetermined temperature range while being clamped. Specifically, the ON operation and the OFF operation of the cooling unit 32 provided near the heating unit 33 on the clamp surface 27a side of the upper clamper unit 27 are repeated while the heating unit 33 is turned on.

これにより、接続バンプ6が溶融する温度を維持しながら、接着層4が硬化する温度および時間を維持することができる。例えば、図4を参照して説明したように、所定の温度(例えば260℃)を、所定の時間(例えば30分〜60分)維持することができる。このように、熱処理が施されるワークWに対して温度制御を適切に行うことができる。したがって、接着層4を介して積層された配線基板2と半導体チップ3の接続信頼性を向上することができる。また、例えば加熱部33による加熱を停止することで自然に温度の上昇しなくなる構成とは異なり、素早く所定の温度まで昇温しながら強制的に昇温を停止させることができるため素早く昇温しながらもオーバーシュートが起こることもない。これにより、ワークWの温度が高くなりすぎることで半導体チップ3が損傷するといった問題も効率的に回避することができる。   Thereby, the temperature and time which the contact bonding layer 4 hardens | cures can be maintained, maintaining the temperature which the connection bump 6 fuse | melts. For example, as described with reference to FIG. 4, a predetermined temperature (for example, 260 ° C.) can be maintained for a predetermined time (for example, 30 to 60 minutes). Thus, temperature control can be appropriately performed on the workpiece W to be heat-treated. Therefore, the connection reliability between the wiring substrate 2 and the semiconductor chip 3 laminated via the adhesive layer 4 can be improved. In addition, unlike the configuration in which the temperature does not increase naturally by stopping heating by the heating unit 33, for example, the temperature can be forcibly stopped while the temperature is quickly increased to a predetermined temperature, so that the temperature is quickly increased. However, there is no overshoot. Thereby, the problem that the semiconductor chip 3 is damaged due to the temperature of the workpiece W becoming too high can be efficiently avoided.

本実施形態では、冷却部32が上クランパ部27のクランプ面27aと平行に延設(延在)し、内部を冷媒が循環する冷却管路34を有しており、冷却部32がオフ動作のときに冷媒の流動を停止し、冷却管路34を介してクランプされたワークWを加熱部33により加熱する。このように、冷却部32を迅速に制御することで、所定の温度を、所定の時間維持することができ、熱処理が施されるワークWに対して温度制御を適切に行うことができる。   In the present embodiment, the cooling part 32 extends (extends) in parallel with the clamp surface 27a of the upper clamper part 27, and has a cooling conduit 34 through which the refrigerant circulates, and the cooling part 32 is turned off. At this time, the flow of the refrigerant is stopped, and the workpiece W clamped via the cooling pipe 34 is heated by the heating unit 33. In this way, by quickly controlling the cooling unit 32, the predetermined temperature can be maintained for a predetermined time, and the temperature control can be appropriately performed on the workpiece W to be heat-treated.

次いで、ワークWの接合を完了させた後(図3参照)、圧力調節部47による密閉空間16への加圧を停止し、下クランパ部28を下降させて、載置されているワークWを上クランパ部27のクランプ面27aから離す(図2参照)。次いで、上型11と下型12とを離間させることで上シール部42および下シール部43で構成された密閉空間16を開放し、図示しない搬送装置によって下型12からワークWを搬出することで1個のワークWの接合のための動作が終了する。すなわち、配線基板2に半導体チップ3が実装された半導体装置7が製造される(図10参照)。なお、支持ロッド37でワークWを支持させた後で所定時間維持することで接続バンプ6の温度を下げて硬化させてから搬出しても良い。   Next, after the joining of the workpieces W is completed (see FIG. 3), the pressurization to the sealed space 16 by the pressure adjusting unit 47 is stopped, the lower clamper unit 28 is lowered, and the workpiece W placed thereon is moved. Separated from the clamp surface 27a of the upper clamper 27 (see FIG. 2). Next, the upper mold 11 and the lower mold 12 are separated from each other to open the sealed space 16 constituted by the upper seal portion 42 and the lower seal portion 43, and the work W is carried out from the lower mold 12 by a transfer device (not shown). Thus, the operation for joining one workpiece W is completed. That is, the semiconductor device 7 in which the semiconductor chip 3 is mounted on the wiring board 2 is manufactured (see FIG. 10). In addition, after supporting the workpiece | work W with the support rod 37, the temperature of the connection bump 6 may be lowered | hung by maintaining for a predetermined time, and you may carry out.

(実施形態2)
前記実施形態1では、温度制御機構61として、上クランパ部27の上ベースブロック21に冷却部32および加熱部33を内蔵した場合について説明した。本発明の実施形態2では、温度制御機構61Aとして、上クランパ部27Aの冷却部32Aが加熱部33Aと接離動可能である場合について説明する。他の構成は、前記実施形態1と同様であるので、その構成については説明を省略する場合がある。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the cooling unit 32 and the heating unit 33 are built in the upper base block 21 of the upper clamper unit 27 as the temperature control mechanism 61 has been described. In the second embodiment of the present invention, a case will be described in which the cooling unit 32A of the upper clamper unit 27A is movable toward and away from the heating unit 33A as the temperature control mechanism 61A. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description of the configurations may be omitted.

温度制御機構61Aは、図5に示すように、上クランパ部27Aに設けられている。この上クランパ部27Aは、下クランパ部28と共に、ワークWを挟み込んでクランプ(加熱加圧)するものである。この上クランパ部27Aは、上クランパ部27Aのクランプ面27b側から遠ざかる方向に温度センサ31、冷却部32Aおよび加熱部33Aがこの順に配設され、温度センサ31の検出値に基づいて冷却部32Aと加熱部33Aをオンオフ制御してクランプしたワークW(図6参照)の温度を制御(調節)するものである。   As shown in FIG. 5, the temperature control mechanism 61A is provided in the upper clamper portion 27A. The upper clamper 27A, together with the lower clamper 28, sandwiches and clamps (heats and presses) the workpiece W. In the upper clamper portion 27A, a temperature sensor 31, a cooling portion 32A, and a heating portion 33A are arranged in this order in a direction away from the clamp surface 27b side of the upper clamper portion 27A, and the cooling portion 32A is based on the detection value of the temperature sensor 31. And the temperature of the workpiece | work W (refer FIG. 6) clamped by carrying out on-off control of the heating part 33A is controlled (adjusted).

具体的には、温度センサ31および冷却部32Aは、可動スペーサブロック22Aに配設(内蔵)されている。可動スペーサブロック22Aは、厚さが上ベースブロック21より十分薄い板状であり、その内部にクランプ面27bに沿って冷却部22Aが配設されている。また、加熱部33Aは、上ベースブロック21に配設(内蔵)されている。上ベースブロック21では、加熱部33Aは可動スペーサブロック22Aとの当接面側で沿って配設されている。このように、上クランパ部27Aは、クランプ面27b側に設けられた冷却部32Aと、クランプ面27b側から冷却部32Aより遠ざかって設けられた加熱部33Aとが接離動可能な温度制御機構61Aを備えている。   Specifically, the temperature sensor 31 and the cooling unit 32A are disposed (built in) the movable spacer block 22A. The movable spacer block 22A has a plate shape that is sufficiently thinner than the upper base block 21, and a cooling portion 22A is disposed along the clamp surface 27b therein. The heating unit 33A is disposed (built in) the upper base block 21. In the upper base block 21, the heating unit 33A is disposed along the contact surface with the movable spacer block 22A. As described above, the upper clamper portion 27A has a temperature control mechanism in which the cooling portion 32A provided on the clamp surface 27b side and the heating portion 33A provided far from the cooling portion 32A from the clamp surface 27b side can move toward and away from each other. 61A is provided.

可動スペーサブロック22Aは、外周部に設けられた複数の駆動ロッド62(図5〜図7では破線で示している)を介してそれぞれ複数の駆動部63と接続されている。駆動部63は、駆動ロッド62を介して可動スペーサブロック22Aを上下方向(型開閉方向)に昇降させるためのものであり、可動プラテン13上に設けられている。駆動ロッド62は、可動プラテン13、固定ブロック17、ポスト18、上ベースブロック21のそれぞれを連通するように貫通孔に挿入されている。この駆動ロッド62は、一端が可動スペーサブロック22Aと接続され、他端が駆動部63と接続されている。圧着装置1Aは、駆動ロッド62、駆動部63を備え、冷却部32Aを加熱部33Aに対して接離動させることができる。   The movable spacer block 22A is connected to a plurality of drive units 63 via a plurality of drive rods 62 (shown by broken lines in FIGS. 5 to 7) provided on the outer periphery. The drive unit 63 is for raising and lowering the movable spacer block 22 </ b> A in the vertical direction (mold opening / closing direction) via the drive rod 62, and is provided on the movable platen 13. The drive rod 62 is inserted into the through hole so as to communicate the movable platen 13, the fixed block 17, the post 18, and the upper base block 21. One end of the drive rod 62 is connected to the movable spacer block 22 </ b> A, and the other end is connected to the drive unit 63. The crimping apparatus 1A includes a drive rod 62 and a drive unit 63, and can move the cooling unit 32A toward and away from the heating unit 33A.

このように、上クランパ部27Aは、冷却部32Aが加熱部33Aから離間可能に設けられているので、温度制御機構61Aは、加熱部33Aからの熱を遮り、冷却部32AによりワークWを冷却して、急速に温度低下させることができる。   As described above, the upper clamper portion 27A is provided so that the cooling portion 32A can be separated from the heating portion 33A. Therefore, the temperature control mechanism 61A blocks the heat from the heating portion 33A and cools the workpiece W by the cooling portion 32A. Thus, the temperature can be rapidly lowered.

次に、本実施形態における圧着装置1Aの機能を用いて、配線基板2上に複数の半導体チップ3を一括で接合する圧着方法(接合方法)と共に、これにより製造される半導体装置7の製造方法について説明する。   Next, using the function of the crimping apparatus 1A according to the present embodiment, together with a crimping method (joining method) for joining a plurality of semiconductor chips 3 on the wiring substrate 2 at once, a method for manufacturing the semiconductor device 7 manufactured thereby. Will be described.

図5に示すように、上型11と下型12とが離間した状態で、図示しない搬送装置によって下型12にワークWを載置する。具体的には、上クランプ部27Aおよび下クランパ部28の間にワークWを搬送し、下クランパ部28が有する複数の支持ロッド37の先端面で形成されるクランプ面28aでワークWをフローティング支持する。   As shown in FIG. 5, the workpiece W is placed on the lower mold 12 by a transfer device (not shown) in a state where the upper mold 11 and the lower mold 12 are separated from each other. Specifically, the workpiece W is transported between the upper clamp portion 27A and the lower clamper portion 28, and the workpiece W is supported in a floating manner by the clamp surfaces 28a formed by the tip surfaces of the plurality of support rods 37 of the lower clamper portion 28. To do.

続いて、図6に示すように、上型11と下型12とを近接させることで、上シール部42および下シール部43を当接させて密閉空間16を形成する。次いで、圧力調節部47によりシールされた密閉空間16に対して圧縮空気を導入する圧縮処理を行い、圧縮空間を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 6, the upper mold 11 and the lower mold 12 are brought close to each other so that the upper seal portion 42 and the lower seal portion 43 are brought into contact with each other to form the sealed space 16. Next, a compression process for introducing compressed air is performed on the sealed space 16 sealed by the pressure adjusting unit 47 to form a compressed space.

次いで、ガイド部26の摺動孔26a内で昇降可能な下クランパ部28を上クランパ部27A側に上昇させて、上クランパ部27Aおよび下クランパ部28でワークWを挟み込んでクランプする。具体的には、冷却部32Aと加熱部33Aとが接触した状態で、上クランパ部27Aの冷却部32Aと下クランプ部28とでワークWを挟み込んでクランプする。   Next, the lower clamper portion 28 that can be raised and lowered within the sliding hole 26a of the guide portion 26 is raised to the upper clamper portion 27A side, and the workpiece W is sandwiched and clamped by the upper clamper portion 27A and the lower clamper portion 28. Specifically, in a state where the cooling unit 32A and the heating unit 33A are in contact with each other, the workpiece W is sandwiched and clamped by the cooling unit 32A and the lower clamp unit 28 of the upper clamper unit 27A.

次いで、上クランパ部27Aと下クランパ部28とでワークWをクランプしたまま加熱加圧する。ここで、温度制御機構61A(上クランプ部27A)の冷却部32Aおよび加熱部33Aを用いて、ワークWをクランプしながら所定の温度範囲内で加熱し続ける。具体的には、加熱部33Aをオン動作させながら、上クランパ部27Aのクランプ面27b側に加熱部33より近くに設けられた冷却部32Aのオン動作およびオフ動作を繰り返す。   Next, the workpiece W is heated and pressurized while being clamped by the upper clamper portion 27A and the lower clamper portion 28. Here, using the cooling unit 32A and the heating unit 33A of the temperature control mechanism 61A (upper clamp unit 27A), the workpiece W is continuously heated within a predetermined temperature range while being clamped. Specifically, while the heating unit 33A is turned on, the on and off operations of the cooling unit 32A provided near the heating unit 33 on the clamp surface 27b side of the upper clamper unit 27A are repeated.

これにより、接続バンプ6が溶融する温度を維持しながら、接着層4が硬化する温度および時間を維持することができる。例えば、図4を参照して説明したように、所定の温度(例えば260℃)を、所定の時間(例えば30分〜60分)維持することができる。これにより、接着層4を十分に加熱し硬化を完了させることで、接続信頼性が確保されて、接着層4を介して積層された配線基板2と半導体チップ2とが圧着(接合)される。   Thereby, the temperature and time which the contact bonding layer 4 hardens | cures can be maintained, maintaining the temperature which the connection bump 6 fuse | melts. For example, as described with reference to FIG. 4, a predetermined temperature (for example, 260 ° C.) can be maintained for a predetermined time (for example, 30 to 60 minutes). Thereby, by sufficiently heating the adhesive layer 4 to complete the curing, connection reliability is ensured, and the wiring substrate 2 and the semiconductor chip 2 stacked via the adhesive layer 4 are pressure-bonded (joined). .

続いて、図7に示すように、下クランパ部28の下降に追従して冷却部32Aを下降させる。すなわち、冷却部32Aと下クランパ部28とでワークWをクランプしたまま下降させ、加熱部33Aから冷却部32Aを離間させて、冷却部32Aのオン動作によりワークWを冷却する。加熱部33Aから冷却部32Aが離間することで、冷却部32Aと加熱部33Aとの間には空隙が形成される。加熱部33Aから可動スペーサブロック22Aを介したワークWへの熱の伝導は、この空隙により遮断されることとなる。加熱部33Aからの熱伝導が遮断されたワークWは、冷却部32Aのオン動作により冷却されるため、バンプ6が冷却されて固化するため、搬送の際などに外力が加えられてもバンプ6による電気的接続が損なわれることはない。この場合、加熱部33Aからの熱の伝動を遮断したうえで十分薄く熱容量の低い可動スペーサブロック22Aに配設された冷却部32Aによって冷却されるため急速に温度が低下することができる。このため、冷却に要する時間を短縮しサイクルタイムを短くすることができる。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the cooling part 32 </ b> A is lowered following the lowering of the lower clamper part 28. That is, the workpiece W is lowered while being clamped by the cooling unit 32A and the lower clamper unit 28, the cooling unit 32A is separated from the heating unit 33A, and the workpiece W is cooled by the ON operation of the cooling unit 32A. By separating the cooling unit 32A from the heating unit 33A, a gap is formed between the cooling unit 32A and the heating unit 33A. The conduction of heat from the heating unit 33A to the workpiece W via the movable spacer block 22A is blocked by this gap. Since the workpiece W from which heat conduction from the heating unit 33A is cut off is cooled by the ON operation of the cooling unit 32A, the bumps 6 are cooled and solidified. Therefore, even if an external force is applied during transportation, the bumps 6 The electrical connection by is not impaired. In this case, since the heat transmission from the heating unit 33A is interrupted and cooled by the cooling unit 32A disposed in the movable spacer block 22A that is sufficiently thin and has a low heat capacity, the temperature can be rapidly lowered. For this reason, the time required for cooling can be shortened and the cycle time can be shortened.

次いで、圧力調節部47による密閉空間16への加圧を停止し、下クランパ部28を下降させて、載置されているワークWを上クランパ部27A(冷却部32A)のクランプ面27bから離す。次いで、上型11と下型12とを離間させることで上シール部42および下シール部43で構成された密閉空間16を開放し、図示しない搬送装置によって下型12からワークWを搬出することで1個のワークWの接合のための動作が終了する。すなわち、配線基板2に半導体チップ3が実装された半導体装置7が製造される(図10参照)。   Next, pressurization to the sealed space 16 by the pressure adjusting unit 47 is stopped, the lower clamper unit 28 is lowered, and the workpiece W placed is separated from the clamp surface 27b of the upper clamper unit 27A (cooling unit 32A). . Next, the upper mold 11 and the lower mold 12 are separated from each other to open the sealed space 16 constituted by the upper seal portion 42 and the lower seal portion 43, and the work W is carried out from the lower mold 12 by a transfer device (not shown). Thus, the operation for joining one workpiece W is completed. That is, the semiconductor device 7 in which the semiconductor chip 3 is mounted on the wiring board 2 is manufactured (see FIG. 10).

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、前記実施形態では、ワークWを下型12に載置する場合について説明した。これに限らず、上型11においてワークWを吸着や爪による把持で支持する構成であっても良い。これにより、下クランパ部に温度制御機構を設けることができる。例えば、下クランパ部のクランプ面側から順に冷却部、加熱部を設けて、温度制御機構を構成することができる。   For example, in the embodiment, the case where the workpiece W is placed on the lower mold 12 has been described. Not only this but the structure which supports the workpiece | work W in the upper mold | type 11 by adsorption | suction or holding | grip with a nail | claw may be sufficient. Thereby, a temperature control mechanism can be provided in the lower clamper portion. For example, a temperature control mechanism can be configured by providing a cooling unit and a heating unit in order from the clamp surface side of the lower clamper unit.

また、例えば、前記実施形態では、冷却部32として、内部を冷媒が循環する冷却管路34を用いた場合について説明したが、内部をエア及び水の両方が循環する冷却管路34を用いても良い。また、冷却部32の一部を空冷用、他部を水冷用とする場合であっても良い。この場合、圧着時(クランプ時)の温度を安定させるときには空冷を用い、初期の加熱を停止する際や圧着完了時に冷却するとき(非クランプ時)には水冷を行うことができ、複数のワークWに対して繰り返して圧着する場合に生産性を向上することができる。   Further, for example, in the above-described embodiment, the case where the cooling pipe 34 through which the refrigerant circulates is used as the cooling unit 32, but the cooling pipe 34 through which both air and water circulate is used. Also good. Alternatively, a part of the cooling unit 32 may be used for air cooling and the other part may be used for water cooling. In this case, air cooling can be used to stabilize the temperature during crimping (clamping), and water cooling can be performed when initial heating is stopped or when cooling is completed (when not clamping). Productivity can be improved when pressure bonding is repeatedly performed on W.

また、前記実施形態では、圧力調節部47に圧縮機を用いた場合について説明したが、圧縮機の代わりに、密閉空間16を減圧する減圧機(例えば真空ポンプ)が接続されても良い。減圧することで、接着層4内の微細な空気や、密閉空間16内の異物(浮遊物)を除去することができるからである。また、圧力調節部47は、減圧機と圧縮機を併用した処理を行うこともできる。例えば、密閉空間16内を減圧雰囲気として接着層4に微細な空気を積極的に排除したり空間中の異物を除去したりしてから加熱を開始して圧縮空間としてボイドの発生を抑制することで、相乗的効果を得ることができ配線基板2上に接着層4を介した複数の半導体チップ3の接続信頼性をより向上することができる。このように、圧力調節部47は、密閉空間16に接続される圧縮機または減圧機の少なくともいずれか一方を有しているものでも良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a compressor was used for the pressure adjustment part 47, the decompressor (for example, vacuum pump) which decompresses the sealed space 16 may be connected instead of a compressor. This is because by reducing the pressure, fine air in the adhesive layer 4 and foreign matters (floating matter) in the sealed space 16 can be removed. Further, the pressure adjusting unit 47 can perform processing using both a decompressor and a compressor. For example, heating is started after positive air is positively removed from the adhesive layer 4 or the foreign matter in the space is removed by setting the inside of the sealed space 16 in a reduced pressure atmosphere, and generation of voids is suppressed as a compressed space. Thus, a synergistic effect can be obtained, and the connection reliability of the plurality of semiconductor chips 3 via the adhesive layer 4 on the wiring substrate 2 can be further improved. As described above, the pressure adjusting unit 47 may include at least one of a compressor and a decompressor connected to the sealed space 16.

また、例えば、前記実施形態では、接着層を介して積層された第1および第2部材として、それぞれ配線基板2および半導体チップ3を含むワークWを用いた場合について説明したが、さらに第3、第4、・・・の部材が積層されたワークに対しても適用することができる。例えば、第1部材として配線基板、第2および第3部材としてそれぞれ半導体チップが接着層を介して積層されたワークに対しても適用することができる。また、例えば、基板として配線基板2の他にリードフレームやウェハを用いても良い。また、例えば電子部品として半導体チップ3の他にコンデンサチップなどのチップ部品を用いても良い。   Further, for example, in the embodiment, the case where the workpiece W including the wiring substrate 2 and the semiconductor chip 3 is used as the first and second members stacked via the adhesive layer has been described. The present invention can also be applied to a workpiece in which fourth,. For example, the present invention can also be applied to a work in which a wiring substrate is used as the first member, and semiconductor chips are used as the second and third members, respectively, with an adhesive layer interposed therebetween. Further, for example, a lead frame or a wafer other than the wiring substrate 2 may be used as the substrate. Further, for example, a chip component such as a capacitor chip in addition to the semiconductor chip 3 may be used as the electronic component.

また、例えば、前記実施形態では、配線基板2の接続パッド5と半導体チップ3の接続バンプ6とが接していない状態のワークW(図8参照)を準備し、このワークWをクランプして配線基板2に複数の電子部品3を一括で接合して半導体装置7(図10参照)を製造する場合する場合について説明した。これに限らず、配線基板2の接続パッド5と半導体チップ3の接続バンプ6とが接した状態のワークW(図9参照)を準備し、このワークWをクランプして配線基板2に複数の半導体チップ3を一括で接合して半導体装置7を製造しても良い。接続バンプ6が溶融したワークWを加熱加圧する際に、接続パッド5と接続バンプ6との位置ずれを抑制することができるからである。   Further, for example, in the above-described embodiment, a work W (see FIG. 8) in a state where the connection pads 5 of the wiring board 2 and the connection bumps 6 of the semiconductor chip 3 are not in contact is prepared, and the work W is clamped and wired. The case where the semiconductor device 7 (see FIG. 10) is manufactured by collectively bonding the plurality of electronic components 3 to the substrate 2 has been described. Not limited to this, a work W (see FIG. 9) in a state where the connection pads 5 of the wiring board 2 and the connection bumps 6 of the semiconductor chip 3 are in contact with each other is prepared. The semiconductor device 7 may be manufactured by bonding the semiconductor chips 3 together. This is because, when the work W in which the connection bump 6 is melted is heated and pressed, the displacement between the connection pad 5 and the connection bump 6 can be suppressed.

また、例えば、前記実施形態では、加熱により半導体チップ3の接続バンプ6が溶融する場合について説明した。これに限らず、配線基板2の接続パッド5を溶融させても、また、配線基板2の接続パッド5と半導体チップ3の接続バンプ6とも溶融させても、配線基板2と半導体チップ3とを接合することができる。   For example, in the above embodiment, the case where the connection bumps 6 of the semiconductor chip 3 are melted by heating has been described. Not limited to this, even if the connection pads 5 of the wiring board 2 are melted or the connection pads 5 of the wiring board 2 and the connection bumps 6 of the semiconductor chip 3 are also melted, the wiring board 2 and the semiconductor chip 3 are bonded together. Can be joined.

また、例えば、前記実施形態では、上型11を可動プラテン13に固定して組み付け、下型12を固定プラテン14に固定して組み付けた場合について説明した。これに限らず、上型11を固定プラテン、下型12を可動プラテンに固定して組み付け、上型11に対して下型12を昇降するようにしても良い。   For example, in the above-described embodiment, the case where the upper mold 11 is fixed and assembled to the movable platen 13 and the lower mold 12 is fixed and assembled to the fixed platen 14 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the upper mold 11 may be fixed to the fixed platen and the lower mold 12 may be fixed and assembled to the movable platen, and the lower mold 12 may be raised and lowered with respect to the upper mold 11.

27 上クランパ部
27a クランプ面
28 下クランパ部
32、32A 冷却部
33、33A 加熱部
W ワーク
27 Upper clamper part 27a Clamp surface 28 Lower clamper parts 32, 32A Cooling part 33, 33A Heating part W Workpiece

Claims (7)

ワークをクランプする一対のクランパ部を備え、該一対のクランパ部によって前記ワークをクランプしたまま加熱加圧することで前記ワークの各部材を圧着する圧着装置であって、
一方のクランパ部は、クランプ面側に設けられた温度センサと、前記クランプ面側から前記温度センサより遠ざかって設けられた冷却部と、前記クランプ面側から前記冷却部より遠ざかって設けられた加熱部とを備え、前記温度センサの検出値に基づいて前記冷却部と前記加熱部をオンオフ制御して前記ワークの温度を制御することを特徴とする圧着装置。
A crimping device comprising a pair of clamper portions for clamping a workpiece, and crimping each member of the workpiece by heating and pressing while clamping the workpiece by the pair of clamper portions,
One clamper part includes a temperature sensor provided on the clamp surface side, a cooling part provided away from the temperature sensor from the clamp face side, and a heating provided away from the cooling part from the clamp face side. A pressure bonding apparatus, wherein the temperature of the workpiece is controlled by on / off controlling the cooling unit and the heating unit based on a detection value of the temperature sensor.
請求項1記載の圧着装置において、
前記冷却部は、前記一方のクランパ部のクランプ面と平行に延設し、内部を冷媒が循環する冷却管路を備えており、
前記冷却部のオフ動作のときに前記冷媒の流動を停止することを特徴とする圧着装置。
The crimping apparatus according to claim 1,
The cooling part includes a cooling pipe line that extends in parallel with the clamp surface of the one clamper part and in which a refrigerant circulates.
A pressure bonding apparatus that stops the flow of the refrigerant when the cooling unit is turned off.
請求項1または2記載の圧着装置において、
前記一方のクランパ部は、前記加熱部が内蔵されたベースブロックと、前記冷却部が内蔵された可動ブロックとを有し、
前記冷却部を前記加熱部に対して接離動させる駆動部を備えることを特徴とする圧着装置。
The crimping apparatus according to claim 1 or 2,
The one clamper part has a base block in which the heating part is incorporated, and a movable block in which the cooling part is incorporated,
A pressure bonding apparatus comprising: a drive unit that moves the cooling unit toward and away from the heating unit.
請求項3記載の圧着装置において、
前記冷却部と前記加熱部とが接触した状態で、前記一対のクランパ部で前記ワークをクランプして加熱加圧した後、前記駆動部により前記冷却部を、前記加熱部から離間させて、前記冷却部と前記他方のクランパ部とで前記ワークをクランプしたまま、前記冷却部のオン動作により前記ワークを冷却することを特徴とする圧着装置。
The crimping device according to claim 3.
After the cooling unit and the heating unit are in contact with each other, the workpiece is clamped and heated and pressurized by the pair of clamper units, and then the cooling unit is separated from the heating unit by the drive unit, A pressure bonding apparatus, wherein the work is cooled by an ON operation of the cooling part while the work is clamped by the cooling part and the other clamper part.
一方のクランパ部および該一方のクランパ部と対向する他方のクランパ部でクランプされて加熱加圧されるワークに対する温度を制御する温度制御方法であって、
(a)クランプ面側から順に冷却部、加熱部が設けられた前記一方のクランパ部と、前記他方のクランパ部とで前記ワークをクランプする工程と、
(b)前記(a)工程後、前記一方のクランパ部側から前記ワークを加熱し続ける工程とを含み、
前記(b)工程では、前記加熱部をオン動作させながら、前記冷却部のオン動作およびオフ動作を繰り返すことにより所定温度で所定時間維持することを特徴とする温度制御方法。
A temperature control method for controlling the temperature of a workpiece that is clamped and heated and pressurized by one clamper portion and the other clamper portion facing the one clamper portion,
(A) a step of clamping the workpiece with the one clamper unit provided with a cooling unit and a heating unit in order from the clamp surface side, and the other clamper unit;
(B) after the step (a), continuing to heat the work from the one clamper part side,
In the step (b), the temperature control method is characterized by maintaining the predetermined temperature for a predetermined time by repeating the ON operation and the OFF operation of the cooling unit while turning on the heating unit.
請求項5記載の温度制御方法において、
前記冷却部は、前記一方のクランパ部のクランプ面と平行に延設し、内部を冷媒が循環する冷却管路を有し、
前記(b)工程では、前記冷却部のオフ動作のときに、前記冷媒の流動を停止することを特徴とする温度制御方法。
The temperature control method according to claim 5, wherein
The cooling unit has a cooling pipe line that extends in parallel with the clamp surface of the one clamper unit, and in which a refrigerant circulates.
In the step (b), the flow of the refrigerant is stopped when the cooling unit is turned off.
請求項5または6記載の温度制御方法において、
前記一方のクランパ部では、前記冷却部が前記加熱部から離間可能に設けられており、
前記(a)工程では、前記冷却部と前記加熱部とが接触した状態で、前記一方のクランパ部の前記冷却部と前記他方のクランパ部とで前記ワークをクランプし、
前記(b)工程後、前記冷却部と前記他方のクランパ部とで前記ワークをクランプしたまま、前記加熱部から前記冷却部を離間させて、前記冷却部のオン動作により前記ワークを冷却することを特徴とする温度制御方法。
The temperature control method according to claim 5 or 6,
In the one clamper part, the cooling part is provided so as to be separated from the heating part,
In the step (a), in a state where the cooling unit and the heating unit are in contact, the workpiece is clamped by the cooling unit and the other clamper unit of the one clamper unit,
After the step (b), with the work clamped by the cooling part and the other clamper part, the cooling part is separated from the heating part, and the work is cooled by turning on the cooling part. The temperature control method characterized by this.
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