JP2002050861A - 常温接合装置及び方法 - Google Patents
常温接合装置及び方法Info
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- JP2002050861A JP2002050861A JP2000233259A JP2000233259A JP2002050861A JP 2002050861 A JP2002050861 A JP 2002050861A JP 2000233259 A JP2000233259 A JP 2000233259A JP 2000233259 A JP2000233259 A JP 2000233259A JP 2002050861 A JP2002050861 A JP 2002050861A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 常温接合を利用して電子部品を回路形成体に
接合する接合体を安定した品質で大量生産することがで
きる常温接合装置及び方法及び常温接合された接合体を
提供する。 【解決手段】 密閉されたチャンバー１３内にＩＣチッ
プ１と基板２とを搬入したのち、チャンバーの酸素濃度
を低下させた状態で、ＩＣチップ１の電極３又は基板２
上の接続電極４の表面をエネルギー波により活性化した
のち、両者を接合する。
接合する接合体を安定した品質で大量生産することがで
きる常温接合装置及び方法及び常温接合された接合体を
提供する。 【解決手段】 密閉されたチャンバー１３内にＩＣチッ
プ１と基板２とを搬入したのち、チャンバーの酸素濃度
を低下させた状態で、ＩＣチップ１の電極３又は基板２
上の接続電極４の表面をエネルギー波により活性化した
のち、両者を接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メッキや半田や接
着剤を使用することなく、常温で、電子部品と回路形成
体の接合すべき部分同士を接触させることにより接合す
る常温接合装置及び方法及び常温接合された接合体に関
する。
着剤を使用することなく、常温で、電子部品と回路形成
体の接合すべき部分同士を接触させることにより接合す
る常温接合装置及び方法及び常温接合された接合体に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子部品の小型、軽量化が進み、
より小型にするために多くのプロセスが提案されてい
る。従来、電子部品と基板との接続方法は半田などの金
属接合材を大気中で加熱し、金属溶融接合する方法、超
音波エネルギーを付加し、摩擦エネルギーにより接続す
る方法、導電性接着材により接合する方法というものが
一般的であった。
より小型にするために多くのプロセスが提案されてい
る。従来、電子部品と基板との接続方法は半田などの金
属接合材を大気中で加熱し、金属溶融接合する方法、超
音波エネルギーを付加し、摩擦エネルギーにより接続す
る方法、導電性接着材により接合する方法というものが
一般的であった。
【０００３】以下図面を説明しながら、上述した従来の
電子部品の組立て方法について、フリップチップ実装を
例に説明する。
電子部品の組立て方法について、フリップチップ実装を
例に説明する。
【０００４】図１２は従来の電子部品の組立て方法を示
した断面図である。図１２(Ａ)及び（Ｂ）はＩＣチップ
２０１を基板２０４にフリップチップ実装する状態を示
した断面図である。図１２(Ｃ)はチップ部品２０８を基
板２０４に実装する状態を示した断面図である。
した断面図である。図１２(Ａ)及び（Ｂ）はＩＣチップ
２０１を基板２０４にフリップチップ実装する状態を示
した断面図である。図１２(Ｃ)はチップ部品２０８を基
板２０４に実装する状態を示した断面図である。
【０００５】図１２(Ａ)においてまず、ＩＣチップ２０
１の電極２０２と、接合材料２０３の供給された実装基
板２０４上の接続電極２０５とを位置合わせした後、装
着する。その後、接合材料３が半田の場合は溶融接合さ
せ、導電性接着材の場合は、熱硬化させることにより、
ＩＣチップ２０１の電極２０２と実装基板２０４の接続
電極２０５との導通を得る。
１の電極２０２と、接合材料２０３の供給された実装基
板２０４上の接続電極２０５とを位置合わせした後、装
着する。その後、接合材料３が半田の場合は溶融接合さ
せ、導電性接着材の場合は、熱硬化させることにより、
ＩＣチップ２０１の電極２０２と実装基板２０４の接続
電極２０５との導通を得る。
【０００６】一方、図１２(Ｂ)においては、まず、ボン
ディングツール２０７に吸着されたＩＣチップ２０１の
電極２０２と、実装基板２０４上の接続電極２０５とを
位置合わせした後、ボンディングツール２０７を介して
超音波エネルギーを印加して電極２０２と２０５間を接
合し、ＩＣチップ２０１の電極２０２と実装基板２０４
の接続電極２０５との導通を得る。
ディングツール２０７に吸着されたＩＣチップ２０１の
電極２０２と、実装基板２０４上の接続電極２０５とを
位置合わせした後、ボンディングツール２０７を介して
超音波エネルギーを印加して電極２０２と２０５間を接
合し、ＩＣチップ２０１の電極２０２と実装基板２０４
の接続電極２０５との導通を得る。
【０００７】さらに、図１２(Ｃ)においては、チップ部
品２０８の電極２０９を実装基板２０４上の接続電極２
０５と位置合わせした後、装着する。その後、接合材料
２１０をチップ部品２０８と実装基板２０４との間に配
置して、接合材料２１０が半田の場合は溶融接合し、導
電性接着材の場合は、熱硬化し、チップ部品２０８の電
極２０９と実装基板２０４の電極２０５との導通を得
る。
品２０８の電極２０９を実装基板２０４上の接続電極２
０５と位置合わせした後、装着する。その後、接合材料
２１０をチップ部品２０８と実装基板２０４との間に配
置して、接合材料２１０が半田の場合は溶融接合し、導
電性接着材の場合は、熱硬化し、チップ部品２０８の電
極２０９と実装基板２０４の電極２０５との導通を得
る。
【０００８】しかしながら上記のような構成では、ＩＣ
電極、基板電極の大気中酸素の影響により接続時に電極
表面の酸化が進行したり、大気中の炭素等の付着により
接合が阻害され、導通不良となる場合があるという課題
をもっていた。
電極、基板電極の大気中酸素の影響により接続時に電極
表面の酸化が進行したり、大気中の炭素等の付着により
接合が阻害され、導通不良となる場合があるという課題
をもっていた。
【０００９】そこで、近年、メッキや半田や接着剤を使
用することなく、常温で、電子部品と回路形成体の接合
すべき部分同士を接触させることにより接合する常温接
合が開発されてきている。
用することなく、常温で、電子部品と回路形成体の接合
すべき部分同士を接触させることにより接合する常温接
合が開発されてきている。
【００１０】これは、電子部品や回路基板の各電極の表
面には、通常、図１３に示すように金属結晶３００の表
面側に酸化膜や有機膜３０１が形成されおり、電極面同
士を直接接触させても接合されないが、この酸化膜や有
機膜３０１を図１４に示すようにレーザビームなど（一
例として図１４ではアルゴンイオン３０２）により除去
することにより活性化して不安定なものとしたのち、図
１５に示すように常温で活性化された電子部品の電極面
３０３を接合すべき基板の電極面３０４に低圧下で直接
接触させることにより、図１６に示すように接触された
電極面同士の間で原子間の結合がなされるものである。
面には、通常、図１３に示すように金属結晶３００の表
面側に酸化膜や有機膜３０１が形成されおり、電極面同
士を直接接触させても接合されないが、この酸化膜や有
機膜３０１を図１４に示すようにレーザビームなど（一
例として図１４ではアルゴンイオン３０２）により除去
することにより活性化して不安定なものとしたのち、図
１５に示すように常温で活性化された電子部品の電極面
３０３を接合すべき基板の電極面３０４に低圧下で直接
接触させることにより、図１６に示すように接触された
電極面同士の間で原子間の結合がなされるものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記常
温接合を利用して電子部品を回路基板に接合する接合体
を安定した品質で大量生産する装置や方法が開発されて
おらず、そのような技術の開発が望まれている。
温接合を利用して電子部品を回路基板に接合する接合体
を安定した品質で大量生産する装置や方法が開発されて
おらず、そのような技術の開発が望まれている。
【００１２】さらに、近年、ＩＣチップなどにおいては
多ピン化により各電極の面積が小さくなり細配線化され
る傾向が強く、ＩＣチップとして化合物半導体を使用す
る場合には、化合物半導体は一般に脆性が弱いため、負
荷を与えずに実装する技術の開発が強く望まれてるよう
になってきている。このような要望にたいする１つの解
決策として上記常温接合を適用することができることか
ら、化合物半導体のＩＣチップと基板とを常温接合によ
り接合させた接合体を大量生産する技術の開発が望まれ
ている。
多ピン化により各電極の面積が小さくなり細配線化され
る傾向が強く、ＩＣチップとして化合物半導体を使用す
る場合には、化合物半導体は一般に脆性が弱いため、負
荷を与えずに実装する技術の開発が強く望まれてるよう
になってきている。このような要望にたいする１つの解
決策として上記常温接合を適用することができることか
ら、化合物半導体のＩＣチップと基板とを常温接合によ
り接合させた接合体を大量生産する技術の開発が望まれ
ている。
【００１３】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
することにあって、常温接合を利用して電子部品を回路
形成体に接合する接合体を安定した品質で大量生産する
ことができる常温接合装置及び方法及び常温接合された
接合体を提供することにある。
することにあって、常温接合を利用して電子部品を回路
形成体に接合する接合体を安定した品質で大量生産する
ことができる常温接合装置及び方法及び常温接合された
接合体を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。
に、本発明は以下のように構成する。
【００１５】本発明の第１態様によれば、接合対象とな
る回路形成体の電気的接続部又は電子部品の電気的接続
部の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気室に対して上
記回路形成体又は上記電子部品を搬入搬出する搬送装置
と、上記接続部酸化防止雰囲気室内にて上記電子部品の
上記電気的接続部と該電気的接続部に接続されるべき上
記回路形成体の上記電気的接続部との少なくともいずれ
か一方の表面をエネルギー波により活性化する接続部活
性化装置と、その後、接続部酸化防止雰囲気中で上記電
子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
とを電気的に接続させる接合装置とを備えるようにした
ことを特徴とする常温接合装置を提供する。
る回路形成体の電気的接続部又は電子部品の電気的接続
部の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気室に対して上
記回路形成体又は上記電子部品を搬入搬出する搬送装置
と、上記接続部酸化防止雰囲気室内にて上記電子部品の
上記電気的接続部と該電気的接続部に接続されるべき上
記回路形成体の上記電気的接続部との少なくともいずれ
か一方の表面をエネルギー波により活性化する接続部活
性化装置と、その後、接続部酸化防止雰囲気中で上記電
子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
とを電気的に接続させる接合装置とを備えるようにした
ことを特徴とする常温接合装置を提供する。
【００１６】本発明の第２態様によれば、上記接続部酸
化防止雰囲気は無酸素雰囲気である請求項１に記載の常
温接合装置を提供する。
化防止雰囲気は無酸素雰囲気である請求項１に記載の常
温接合装置を提供する。
【００１７】本発明の第３態様によれば、上記接合装置
は、大気圧下の上記接続部酸化防止雰囲気中で、上記電
子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
とを電気的に接続させるようにした請求項１又は２に記
載の常温接合装置を提供する。
は、大気圧下の上記接続部酸化防止雰囲気中で、上記電
子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
とを電気的に接続させるようにした請求項１又は２に記
載の常温接合装置を提供する。
【００１８】本発明の第４態様によれば、上記接続部酸
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス
雰囲気に交換する不活性ガス雰囲気交換チャンバーと、
上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置さ
れ、かつ、上記接合装置が配置された上記接続部酸化防
止雰囲気である不活性ガス雰囲気の接合チャンバーとを
備えるようにした請求項１に記載の常温接合装置を提供
する。
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス
雰囲気に交換する不活性ガス雰囲気交換チャンバーと、
上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置さ
れ、かつ、上記接合装置が配置された上記接続部酸化防
止雰囲気である不活性ガス雰囲気の接合チャンバーとを
備えるようにした請求項１に記載の常温接合装置を提供
する。
【００１９】本発明の第５態様によれば、上記接続部酸
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無
酸素雰囲気に維持されているとともに、上記接合装置が
配置された接合チャンバーと、上記接合チャンバーに続
いて配置され、かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気
圧に交換する大気圧交換チャンバーとを備えるようにし
た請求項１に記載の常温接合装置を提供する。
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無
酸素雰囲気に維持されているとともに、上記接合装置が
配置された接合チャンバーと、上記接合チャンバーに続
いて配置され、かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気
圧に交換する大気圧交換チャンバーとを備えるようにし
た請求項１に記載の常温接合装置を提供する。
【００２０】本発明の第６態様によれば、上記接続部酸
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス
雰囲気に交換する不活性ガス交換チャンバーと、上記不
活性ガス交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活性ガス雰
囲気に維持されているとともに、上記接合装置が配置さ
れた接合チャンバーと、上記接合チャンバーに続いて配
置され、かつ、上記大気圧の不活性ガス雰囲気を大気圧
の空気雰囲気に交換する空気雰囲気交換チャンバーとを
備えるようにした請求項１に記載の常温接合装置を提供
する。
化防止雰囲気室は、上記搬送装置により上記回路形成体
又は上記電子部品が搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲
気に交換する無酸素雰囲気交換チャンバーと、上記無酸
素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接続部酸化
防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化チャンバ
ーと、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、
かつ、上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス
雰囲気に交換する不活性ガス交換チャンバーと、上記不
活性ガス交換チャンバーに続いて配置され、かつ、上記
大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活性ガス雰
囲気に維持されているとともに、上記接合装置が配置さ
れた接合チャンバーと、上記接合チャンバーに続いて配
置され、かつ、上記大気圧の不活性ガス雰囲気を大気圧
の空気雰囲気に交換する空気雰囲気交換チャンバーとを
備えるようにした請求項１に記載の常温接合装置を提供
する。
【００２１】本発明の第７態様によれば、上記搬送装置
は、上記接続部酸化防止雰囲気室に対して複数の上記回
路形成体を載置して搬送するベルトコンベヤである請求
項１〜６のいずれか１つに記載の常温接合装置を提供す
る。
は、上記接続部酸化防止雰囲気室に対して複数の上記回
路形成体を載置して搬送するベルトコンベヤである請求
項１〜６のいずれか１つに記載の常温接合装置を提供す
る。
【００２２】本発明の第８態様によれば、上記搬送装置
は、上記接続部酸化防止雰囲気室に対して複数の上記回
路形成体を載置して搬送するベルトコンベヤと複数の上
記電子部品を載置して搬送するベルトコンベヤとより構
成されている請求項１〜６のいずれか１つに記載の常温
接合装置を提供する。
は、上記接続部酸化防止雰囲気室に対して複数の上記回
路形成体を載置して搬送するベルトコンベヤと複数の上
記電子部品を載置して搬送するベルトコンベヤとより構
成されている請求項１〜６のいずれか１つに記載の常温
接合装置を提供する。
【００２３】本発明の第９態様によれば、上記接続部活
性化装置は、上記接続部酸化防止雰囲気室内にて、上記
電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続
部との少なくともいずれか一方の表面の酸化物又は有機
物を、エネルギー波としてのレーザビーム、エネルギー
ビーム、又は、プラズマにより除去して活性化するよう
にした請求項１〜８のいずれか１つに記載の常温接合装
置を提供する。
性化装置は、上記接続部酸化防止雰囲気室内にて、上記
電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続
部との少なくともいずれか一方の表面の酸化物又は有機
物を、エネルギー波としてのレーザビーム、エネルギー
ビーム、又は、プラズマにより除去して活性化するよう
にした請求項１〜８のいずれか１つに記載の常温接合装
置を提供する。
【００２４】本発明の第１０態様によれば、上記電子部
品の上記電気的接続部又は上記回路形成体の上記電気的
接続部はＡｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎのいずれかより
構成されている請求項１〜９のいずれか１つに記載の常
温接合装置を提供する。
品の上記電気的接続部又は上記回路形成体の上記電気的
接続部はＡｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎのいずれかより
構成されている請求項１〜９のいずれか１つに記載の常
温接合装置を提供する。
【００２５】本発明の第１１態様によれば、上記接合装
置は、上記電子部品を保持して上記回路形成体上に押圧
接触させて接合させる請求項１〜１０のいずれか１つに
記載の常温接合装置を提供する。
置は、上記電子部品を保持して上記回路形成体上に押圧
接触させて接合させる請求項１〜１０のいずれか１つに
記載の常温接合装置を提供する。
【００２６】本発明の第１２態様によれば、上記接合装
置は、上記回路形成体の電子部品接合領域を下向きに保
持して上記電子部品を上向きに上記回路形成体の上記電
子部品接合領域に押圧接触させて接合させる請求項１〜
１０のいずれか１つに記載の常温接合装置を提供する。
置は、上記回路形成体の電子部品接合領域を下向きに保
持して上記電子部品を上向きに上記回路形成体の上記電
子部品接合領域に押圧接触させて接合させる請求項１〜
１０のいずれか１つに記載の常温接合装置を提供する。
【００２７】本発明の第１３態様によれば、上記電子部
品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接
続部との位置合わせを行う位置合わせ装置をさらに備
え、上記位置合わせ装置で大気圧下で上記電子部品の上
記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接続部と
の位置合わせを予め行った状態で、上記電子部品と上記
回路形成体とを上記接続部酸化防止雰囲気室内に搬入す
るようにした請求項１〜３のいずれか１つに記載の常温
接合装置を提供する。
品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接
続部との位置合わせを行う位置合わせ装置をさらに備
え、上記位置合わせ装置で大気圧下で上記電子部品の上
記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接続部と
の位置合わせを予め行った状態で、上記電子部品と上記
回路形成体とを上記接続部酸化防止雰囲気室内に搬入す
るようにした請求項１〜３のいずれか１つに記載の常温
接合装置を提供する。
【００２８】本発明の第１４態様によれば、上記接合装
置は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路
形成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき超音
波を印加する請求項１〜１３のいずれか１つに記載の常
温接合装置を提供する。
置は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路
形成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき超音
波を印加する請求項１〜１３のいずれか１つに記載の常
温接合装置を提供する。
【００２９】本発明の第１５態様によれば、上記接合装
置は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路
形成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき接合
材料を介在させた状態で接合する請求項１〜１３のいず
れか１つに記載の常温接合装置を提供する。
置は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路
形成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき接合
材料を介在させた状態で接合する請求項１〜１３のいず
れか１つに記載の常温接合装置を提供する。
【００３０】本発明の第１６態様によれば、接合対象と
なる回路形成体の電気的接続部又は電子部品の電気的接
続部の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気に上記回路
形成体又は上記電子部品を位置させ、上記接続部酸化防
止雰囲気中で上記電子部品の上記電気的接続部と該電気
的接続部に接続されるべき上記回路形成体の上記電気的
接続部との少なくともいずれか一方の表面をエネルギー
波により活性化し、その後、接続部酸化防止雰囲気中で
上記電子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、
上記電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的
接続部とを電気的に接続させるようにしたことを特徴と
する常温接合方法を提供する。
なる回路形成体の電気的接続部又は電子部品の電気的接
続部の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気に上記回路
形成体又は上記電子部品を位置させ、上記接続部酸化防
止雰囲気中で上記電子部品の上記電気的接続部と該電気
的接続部に接続されるべき上記回路形成体の上記電気的
接続部との少なくともいずれか一方の表面をエネルギー
波により活性化し、その後、接続部酸化防止雰囲気中で
上記電子部品と上記回路形成体とを常温で接合させて、
上記電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的
接続部とを電気的に接続させるようにしたことを特徴と
する常温接合方法を提供する。
【００３１】本発明の第１７態様によれば、上記接続部
酸化防止雰囲気は無酸素雰囲気である請求項１６に記載
の常温接合方法を提供する。
酸化防止雰囲気は無酸素雰囲気である請求項１６に記載
の常温接合方法を提供する。
【００３２】本発明の第１８態様によれば、上記電子部
品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを
接合させるとき、大気圧下の上記接続部酸化防止雰囲気
中で、上記電子部品と上記回路形成体とを常温で接合さ
せて、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の
電気的接続部とを電気的に接続させるようにした請求項
１６又は１７に記載の常温接合方法を提供する。
品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを
接合させるとき、大気圧下の上記接続部酸化防止雰囲気
中で、上記電子部品と上記回路形成体とを常温で接合さ
せて、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形成体の
電気的接続部とを電気的に接続させるようにした請求項
１６又は１７に記載の常温接合方法を提供する。
【００３３】本発明の第１９態様によれば、上記回路形
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換することにより行い、上記無酸素雰囲気
交換チャンバーに続いて配置された接続部活性化チャン
バーの減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無酸素
雰囲気内で上記接続部の活性化を行い、上記活性化後で
かつ上記接合前に、上記接続部活性化チャンバーに続い
て配置された不活性ガス雰囲気交換チャンバーで上記減
圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス雰囲気に交換
し、上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置
された接合チャンバーで上記接合を行うようにした請求
項１６に記載の常温接合方法を提供する。
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換することにより行い、上記無酸素雰囲気
交換チャンバーに続いて配置された接続部活性化チャン
バーの減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無酸素
雰囲気内で上記接続部の活性化を行い、上記活性化後で
かつ上記接合前に、上記接続部活性化チャンバーに続い
て配置された不活性ガス雰囲気交換チャンバーで上記減
圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス雰囲気に交換
し、上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置
された接合チャンバーで上記接合を行うようにした請求
項１６に記載の常温接合方法を提供する。
【００３４】本発明の第２０態様によれば、上記回路形
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換し、上記無酸素雰囲気交換チャンバーに
続いて配置された接続部活性化チャンバーの減圧下の上
記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接
続部の活性化を行い、上記活性化後でかつ上記接合前
に、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置された接
合チャンバーで上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気
である無酸素雰囲気で上記接合が行われ、上記接合チャ
ンバーに続いて配置された大気圧交換チャンバーで上記
減圧下の無酸素雰囲気を大気圧に交換するようにした請
求項１６に記載の常温接合方法を提供する。
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換し、上記無酸素雰囲気交換チャンバーに
続いて配置された接続部活性化チャンバーの減圧下の上
記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接
続部の活性化を行い、上記活性化後でかつ上記接合前
に、上記接続部活性化チャンバーに続いて配置された接
合チャンバーで上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気
である無酸素雰囲気で上記接合が行われ、上記接合チャ
ンバーに続いて配置された大気圧交換チャンバーで上記
減圧下の無酸素雰囲気を大気圧に交換するようにした請
求項１６に記載の常温接合方法を提供する。
【００３５】本発明の第２１態様によれば、上記回路形
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換し、上記無酸素雰囲気交換チャンバーに
続いて配置された接続部活性化チャンバーの減圧下の上
記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接
続部の活性化を行い、上記接続部活性化チャンバーに続
いて配置された不活性ガス交換チャンバーで上記減圧下
の無酸素雰囲気を大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気で
ある不活性ガス雰囲気に交換し、上記不活性ガス交換チ
ャンバーに続いて配置された接合チャンバーの上記大気
圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活性ガス雰囲気
で上記接合が行われ、上記接合チャンバーに続いて配置
された空気雰囲気交換チャンバーで上記大気圧の不活性
ガス雰囲気を大気圧の空気雰囲気に交換するようにした
請求項１６に記載の常温接合方法を提供する。
成体又は上記電子部品を上記接続部酸化防止雰囲気に位
置させるとき、上記回路形成体又は上記電子部品が無酸
素雰囲気交換チャンバーに搬入されたのち減圧下の無酸
素雰囲気に交換し、上記無酸素雰囲気交換チャンバーに
続いて配置された接続部活性化チャンバーの減圧下の上
記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接
続部の活性化を行い、上記接続部活性化チャンバーに続
いて配置された不活性ガス交換チャンバーで上記減圧下
の無酸素雰囲気を大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気で
ある不活性ガス雰囲気に交換し、上記不活性ガス交換チ
ャンバーに続いて配置された接合チャンバーの上記大気
圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活性ガス雰囲気
で上記接合が行われ、上記接合チャンバーに続いて配置
された空気雰囲気交換チャンバーで上記大気圧の不活性
ガス雰囲気を大気圧の空気雰囲気に交換するようにした
請求項１６に記載の常温接合方法を提供する。
【００３６】本発明の第２２態様によれば、複数の上記
回路形成体を載置したベルトコンベヤにより、上記複数
の回路形成体を連続的に上記接続部酸化防止雰囲気内に
位置させる請求項１６〜２１のいずれか１つに記載の常
温接合方法を提供する。
回路形成体を載置したベルトコンベヤにより、上記複数
の回路形成体を連続的に上記接続部酸化防止雰囲気内に
位置させる請求項１６〜２１のいずれか１つに記載の常
温接合方法を提供する。
【００３７】本発明の第２３態様によれば、複数の上記
回路形成体を載置したベルトコンベヤと複数の上記電子
部品を載置して搬送するベルトコンベヤとにより、上記
複数の回路形成体と上記複数の電子部品を連続的に上記
接続部酸化防止雰囲気内に位置させる請求項１６〜２１
のいずれか１つに記載の常温接合方法を提供する。
回路形成体を載置したベルトコンベヤと複数の上記電子
部品を載置して搬送するベルトコンベヤとにより、上記
複数の回路形成体と上記複数の電子部品を連続的に上記
接続部酸化防止雰囲気内に位置させる請求項１６〜２１
のいずれか１つに記載の常温接合方法を提供する。
【００３８】本発明の第２４態様によれば、上記接続部
の活性化は、上記接続部酸化防止雰囲気内にて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
との少なくともいずれか一方の表面の酸化物又は有機物
を、エネルギー波としてのレーザビーム、エネルギービ
ーム、又は、プラズマにより除去して活性化するように
した請求項１６〜２３のいずれか１つに記載の常温接合
方法を提供する。
の活性化は、上記接続部酸化防止雰囲気内にて、上記電
子部品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部
との少なくともいずれか一方の表面の酸化物又は有機物
を、エネルギー波としてのレーザビーム、エネルギービ
ーム、又は、プラズマにより除去して活性化するように
した請求項１６〜２３のいずれか１つに記載の常温接合
方法を提供する。
【００３９】本発明の第２５態様によれば、上記電子部
品の上記電気的接続部又は上記回路形成体の上記電気的
接続部はＡｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎのいずれかより
構成されている請求項１６〜２４のいずれか１つに記載
の常温接合方法を提供する。
品の上記電気的接続部又は上記回路形成体の上記電気的
接続部はＡｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎのいずれかより
構成されている請求項１６〜２４のいずれか１つに記載
の常温接合方法を提供する。
【００４０】本発明の第２６態様によれば、上記接合
は、上記電子部品を保持して上記回路形成体上に押圧接
触させて接合させる請求項１６〜２５のいずれか１つに
記載の常温接合方法を提供する。
は、上記電子部品を保持して上記回路形成体上に押圧接
触させて接合させる請求項１６〜２５のいずれか１つに
記載の常温接合方法を提供する。
【００４１】本発明の第２７態様によれば、上記接合
は、上記回路形成体の電子部品接合領域を下向きに保持
して上記電子部品を上向きに上記回路形成体の上記電子
部品接合領域に押圧接触させて接合させる請求項１６〜
２５のいずれか１つに記載の常温接合方法を提供する。
は、上記回路形成体の電子部品接合領域を下向きに保持
して上記電子部品を上向きに上記回路形成体の上記電子
部品接合領域に押圧接触させて接合させる請求項１６〜
２５のいずれか１つに記載の常温接合方法を提供する。
【００４２】本発明の第２８態様によれば、上記電子部
品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接
続部との位置合わせを大気圧下で行ったのち、上記電子
部品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的
接続部とが位置合わせされた状態で、上記電子部品と上
記回路形成体とを上記接続部酸化防止雰囲気内に位置さ
せるようにした請求項１６〜１８のいずれか１つに記載
の常温接合方法を提供する。
品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的接
続部との位置合わせを大気圧下で行ったのち、上記電子
部品の上記電気的接続部と上記回路形成体の上記電気的
接続部とが位置合わせされた状態で、上記電子部品と上
記回路形成体とを上記接続部酸化防止雰囲気内に位置さ
せるようにした請求項１６〜１８のいずれか１つに記載
の常温接合方法を提供する。
【００４３】本発明の第２９態様によれば、上記接合
は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形
成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき超音波
を印加する請求項１６〜２８のいずれか１つに記載の常
温接合方法を提供する。
は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形
成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき超音波
を印加する請求項１６〜２８のいずれか１つに記載の常
温接合方法を提供する。
【００４４】本発明の第３０態様によれば、上記接合
は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形
成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき接合材
料を介在させた状態で接合する請求項１６〜２８のいず
れか１つに記載の常温接合方法を提供する。
は、常温で、上記電子部品の電気的接続部と上記回路形
成体の電気的接続部とを電気的に接続させるとき接合材
料を介在させた状態で接合する請求項１６〜２８のいず
れか１つに記載の常温接合方法を提供する。
【００４５】本発明の第３１態様によれば、請求項１６
〜３０のいずれか１つに記載の常温接合方法により上記
電子部品が上記回路形成体に常温接合されて構成される
接合体を提供する。
〜３０のいずれか１つに記載の常温接合方法により上記
電子部品が上記回路形成体に常温接合されて構成される
接合体を提供する。
【００４６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。
態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４７】（第１実施形態）本発明の第１実施形態に
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置は、図１に示すように、電子部品例えばＩＣチップ１
と回路形成体例えば回路基板２とを無酸素雰囲気室６内
に搬送する搬送装置５と、上記無酸素雰囲気室６内にて
上記ＩＣチップ１の電気的接続部の一例として、頂点を
有するバンプ３，…，３と該バンプ３，…，３に接続さ
れるべき上記回路基板２の電気的接続部の一例としての
電極４，…，４との少なくともいずれか一方の表面をエ
ネルギー波により活性化する接続部活性化装置７と、そ
の後、上記ＩＣチップ１と上記回路基板２とを常温接合
させて、上記ＩＣチップ１のバンプ３，…，３と上記回
路基板２の電極４，…，４とを電気的に接続させる接合
装置８とを備えるように構成している。なお、特許請求
の範囲を含むこの明細書において、「無酸素雰囲気」と
は、酸素が全く無い雰囲気か、又は、ＩＣチップ１の各
バンプ３若しくは基板２の各電極４が接合に支障が生じ
るまで酸化されない程度（例えば、酸素濃度が１００ｐ
ｐｍ以下）まで酸素が存在する雰囲気を意味する。すな
わち、このような雰囲気内で接合を行うことにより、接
合時の電極の酸化を進行させないようにするものであ
る。
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置は、図１に示すように、電子部品例えばＩＣチップ１
と回路形成体例えば回路基板２とを無酸素雰囲気室６内
に搬送する搬送装置５と、上記無酸素雰囲気室６内にて
上記ＩＣチップ１の電気的接続部の一例として、頂点を
有するバンプ３，…，３と該バンプ３，…，３に接続さ
れるべき上記回路基板２の電気的接続部の一例としての
電極４，…，４との少なくともいずれか一方の表面をエ
ネルギー波により活性化する接続部活性化装置７と、そ
の後、上記ＩＣチップ１と上記回路基板２とを常温接合
させて、上記ＩＣチップ１のバンプ３，…，３と上記回
路基板２の電極４，…，４とを電気的に接続させる接合
装置８とを備えるように構成している。なお、特許請求
の範囲を含むこの明細書において、「無酸素雰囲気」と
は、酸素が全く無い雰囲気か、又は、ＩＣチップ１の各
バンプ３若しくは基板２の各電極４が接合に支障が生じ
るまで酸化されない程度（例えば、酸素濃度が１００ｐ
ｐｍ以下）まで酸素が存在する雰囲気を意味する。すな
わち、このような雰囲気内で接合を行うことにより、接
合時の電極の酸化を進行させないようにするものであ
る。
【００４８】また、上記回路形成体とは、回路基板（樹
脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、フィル
ム基板、ガラス・エポキシ（ガラエポ）基板、若しく
は、フィルム基板、液晶基板など）、電子部品、又は、
回路が形成された筐体若しくはフレームなどを含む。よ
って、ＩＣチップ１を回路基板２に装着したり、ＩＣチ
ップ１を電子部品に装着したり、ＩＣチップ１を筐体若
しくはフレームの回路などに装着したりすることを意味
する。上記回路形成体の一例としての回路基板２には、
ＩＣチップ１を接合する接合領域に、ＩＣチップ１の複
数のバンプ３，…，３に対応して複数の電極４，…，４
を備えており、ＩＣチップ１の各バンプ３が回路基板２
の各電極４に接合されるようにしている。
脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、フィル
ム基板、ガラス・エポキシ（ガラエポ）基板、若しく
は、フィルム基板、液晶基板など）、電子部品、又は、
回路が形成された筐体若しくはフレームなどを含む。よ
って、ＩＣチップ１を回路基板２に装着したり、ＩＣチ
ップ１を電子部品に装着したり、ＩＣチップ１を筐体若
しくはフレームの回路などに装着したりすることを意味
する。上記回路形成体の一例としての回路基板２には、
ＩＣチップ１を接合する接合領域に、ＩＣチップ１の複
数のバンプ３，…，３に対応して複数の電極４，…，４
を備えており、ＩＣチップ１の各バンプ３が回路基板２
の各電極４に接合されるようにしている。
【００４９】上記無酸素雰囲気室６は、ＩＣチップ１の
各バンプ３又は基板２の各電極４の表面を活性化させる
場合及び両者を接合する場合の雰囲気を無酸素雰囲気に
するものであり、一例として減圧チャンバー６とする
が、これに限られるものではない。この減圧チャンバー
６は、排気装置９により減圧チャンバー６排気口１１を
通じて減圧チャンバー６内のガスが排気されるとともに
又は排気されたのちに、不活性ガス供給装置１０により
減圧チャンバー６の給気口１２から例えばアルゴン又は
フッ素ガスなどの不活性ガスが減圧チャンバー６内に供
給されて、減圧チャンバー６内が１０-7Ｐａ程度の減圧
に保持できるようにしている。減圧チャンバー６内に
は、下方にヒートステージ１３が配置されて、基板２が
その上に載置可能かつ接合時に加熱可能となっている。
各バンプ３又は基板２の各電極４の表面を活性化させる
場合及び両者を接合する場合の雰囲気を無酸素雰囲気に
するものであり、一例として減圧チャンバー６とする
が、これに限られるものではない。この減圧チャンバー
６は、排気装置９により減圧チャンバー６排気口１１を
通じて減圧チャンバー６内のガスが排気されるとともに
又は排気されたのちに、不活性ガス供給装置１０により
減圧チャンバー６の給気口１２から例えばアルゴン又は
フッ素ガスなどの不活性ガスが減圧チャンバー６内に供
給されて、減圧チャンバー６内が１０-7Ｐａ程度の減圧
に保持できるようにしている。減圧チャンバー６内に
は、下方にヒートステージ１３が配置されて、基板２が
その上に載置可能かつ接合時に加熱可能となっている。
【００５０】また、ヒートステージ１３の上方には、チ
ップ吸着保持及び超音波印加装置１４が配置されている
とともに、位置調整装置１５により、ヒートステージ１
３上に保持されたる基板２と、チップ吸着保持及び超音
波印加装置１４により保持されたＩＣチップ１とが位置
合わせできるようにしている。
ップ吸着保持及び超音波印加装置１４が配置されている
とともに、位置調整装置１５により、ヒートステージ１
３上に保持されたる基板２と、チップ吸着保持及び超音
波印加装置１４により保持されたＩＣチップ１とが位置
合わせできるようにしている。
【００５１】上記搬送装置５は、減圧チャンバー６内に
ＩＣチップ１及び回路基板２を搬入及び搬出可能にする
ものであり、ＩＣチップ１を減圧チャンバー６内に搬入
及び搬出するＩＣチップ搬送装置５Ａと、回路基板２を
減圧チャンバー６内に搬入及び搬出する基板搬送装置５
Ｂとを備えている。
ＩＣチップ１及び回路基板２を搬入及び搬出可能にする
ものであり、ＩＣチップ１を減圧チャンバー６内に搬入
及び搬出するＩＣチップ搬送装置５Ａと、回路基板２を
減圧チャンバー６内に搬入及び搬出する基板搬送装置５
Ｂとを備えている。
【００５２】上記ＩＣチップ搬送装置５Ａは、例えばト
レー内に多数のＩＣチップ１，…，１を載置した状態で
トレーのまま、ベルトコンベヤ又はロボットアームなど
により、減圧チャンバー６内に搬入するとともに、接合
により空になったトレー又は良品のみ接合に使用されて
残った不良品のＩＣチップ１が載置されたトレーを搬出
する。又は、接合すべき１個又は数個のＩＣチップ１の
みを、ベルトコンベヤ又はロボットアームなどにより、
減圧チャンバー６内に搬入し、不良品のＩＣチップ１の
みを搬出するようにしてもよい。
レー内に多数のＩＣチップ１，…，１を載置した状態で
トレーのまま、ベルトコンベヤ又はロボットアームなど
により、減圧チャンバー６内に搬入するとともに、接合
により空になったトレー又は良品のみ接合に使用されて
残った不良品のＩＣチップ１が載置されたトレーを搬出
する。又は、接合すべき１個又は数個のＩＣチップ１の
みを、ベルトコンベヤ又はロボットアームなどにより、
減圧チャンバー６内に搬入し、不良品のＩＣチップ１の
みを搬出するようにしてもよい。
【００５３】減圧チャンバー６内に搬入されたＩＣチッ
プ１は、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置１４に
より吸着保持される。すなわち、チップ吸着保持及び超
音波印加装置１４は、ＩＣチップ１の接合面とは反対側
の上面を吸着保持する吸着ノズル部２１と、吸着ノズル
部２１で吸着されたＩＣチップ１を基板２に接合すると
きに超音波を発生させて上記吸着されたＩＣチップ１に
印加する超音波発生部２２とを備えている。ＩＣチップ
１の下面の接合面の各電極にはバンプ３があらかじめ形
成されている。各バンプ３は、Ａｕ、Ｃｕ、又はＡｌな
どから構成され、複数のバンプ３，…，３を一定高さに
揃えるレベリングを予め行って基板２とのボンディング
を行うようにしてもよいし、特にレベリングを行わず
に、基板２の電極４に対して直接接触させたときに各バ
ンプ３が塑性変形して所定高さになるように一定圧力を
作用させるいわゆるスタッドバンプボンディングを行う
ようにしてもよい。
プ１は、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置１４に
より吸着保持される。すなわち、チップ吸着保持及び超
音波印加装置１４は、ＩＣチップ１の接合面とは反対側
の上面を吸着保持する吸着ノズル部２１と、吸着ノズル
部２１で吸着されたＩＣチップ１を基板２に接合すると
きに超音波を発生させて上記吸着されたＩＣチップ１に
印加する超音波発生部２２とを備えている。ＩＣチップ
１の下面の接合面の各電極にはバンプ３があらかじめ形
成されている。各バンプ３は、Ａｕ、Ｃｕ、又はＡｌな
どから構成され、複数のバンプ３，…，３を一定高さに
揃えるレベリングを予め行って基板２とのボンディング
を行うようにしてもよいし、特にレベリングを行わず
に、基板２の電極４に対して直接接触させたときに各バ
ンプ３が塑性変形して所定高さになるように一定圧力を
作用させるいわゆるスタッドバンプボンディングを行う
ようにしてもよい。
【００５４】一方、上記基板搬送装置５Ｂは、所定数の
基板２，…，２又は接合すべき一枚の基板２を、ベルト
コンベヤ又はロボットアームなどにより、減圧チャンバ
ー６内に搬入及び搬出するものであり、減圧チャンバー
６内に搬入後はヒートステージ１３上に位置決め保持さ
れているようにしている。
基板２，…，２又は接合すべき一枚の基板２を、ベルト
コンベヤ又はロボットアームなどにより、減圧チャンバ
ー６内に搬入及び搬出するものであり、減圧チャンバー
６内に搬入後はヒートステージ１３上に位置決め保持さ
れているようにしている。
【００５５】上記接続部活性化装置７は、先端のエネル
ギー波照射部７ａを、駆動装置７ｂの駆動により、上記
吸着ノズル部２１で吸着保持されたＩＣチップ１とヒー
トステージ１３上の基板２との間の空間に対して出入可
能としている。よって、上記減圧チャンバー６内を無酸
素雰囲気にしたのち、上記吸着ノズル部２１で吸着保持
されたＩＣチップ１とヒートステージ１３上の基板２と
の間の空間内に先端のエネルギー波照射部７ａを位置さ
せ、先端のエネルギー波照射部７ａから上記ＩＣチップ
１の各バンプ３と該各バンプ３に接続されるべき上記回
路基板２の各電極４とのいずれか一方の表面に向けてエ
ネルギー波を均一に照射して、各バンプ３又は各電極４
の表面を均一に改質して表面の汚染物を除去して清浄面
を露出させることにより上記表面を均一に活性化して不
安定なものとするものである。例えば、上記ＩＣチップ
１の各バンプ３の表面のみを改質する場合には、上記接
続部活性化装置７の先端の上側のエネルギー波照射部７
ａのみから、上記ＩＣチップ１の各バンプ３の表面に向
けてエネルギー波例えばレーザビームを均一に照射し
て、各バンプ３の表面を均一に改質して清浄面を露出さ
せることにより上記各バンプ３の表面を均一に活性化し
て不安定なものとする。一方、上記回路基板２の各電極
４の表面のみを改質する場合には、上記接続部活性化装
置７の先端の下側のエネルギー波照射部７ａのみから、
上記回路基板２の各電極４の表面に向けてエネルギー波
例えばレーザビームを均一に照射して、各電極４の表面
を均一に改質して清浄面を露出させることにより各電極
４の上記表面を均一に活性化して不安定なものとする。
好ましくは、ＩＣチップ１の各バンプ３と該各バンプ３
に接続されるべき上記回路基板２の各電極４の両方の表
面を活性化して不安定なものとする。すなわち、上記接
続部活性化装置７の先端の上側と下側の両方のエネルギ
ー波照射部７ａ，７ａから、同時的に、上記ＩＣチップ
１の各バンプ３と上記回路基板２の各電極４の表面に向
けてエネルギー波例えばレーザビームを均一に照射し
て、各バンプ３と各電極４の表面を均一に改質して清浄
面を露出させることにより各バンプ３と各電極４の上記
表面を均一に活性化して不安定なものとする。
ギー波照射部７ａを、駆動装置７ｂの駆動により、上記
吸着ノズル部２１で吸着保持されたＩＣチップ１とヒー
トステージ１３上の基板２との間の空間に対して出入可
能としている。よって、上記減圧チャンバー６内を無酸
素雰囲気にしたのち、上記吸着ノズル部２１で吸着保持
されたＩＣチップ１とヒートステージ１３上の基板２と
の間の空間内に先端のエネルギー波照射部７ａを位置さ
せ、先端のエネルギー波照射部７ａから上記ＩＣチップ
１の各バンプ３と該各バンプ３に接続されるべき上記回
路基板２の各電極４とのいずれか一方の表面に向けてエ
ネルギー波を均一に照射して、各バンプ３又は各電極４
の表面を均一に改質して表面の汚染物を除去して清浄面
を露出させることにより上記表面を均一に活性化して不
安定なものとするものである。例えば、上記ＩＣチップ
１の各バンプ３の表面のみを改質する場合には、上記接
続部活性化装置７の先端の上側のエネルギー波照射部７
ａのみから、上記ＩＣチップ１の各バンプ３の表面に向
けてエネルギー波例えばレーザビームを均一に照射し
て、各バンプ３の表面を均一に改質して清浄面を露出さ
せることにより上記各バンプ３の表面を均一に活性化し
て不安定なものとする。一方、上記回路基板２の各電極
４の表面のみを改質する場合には、上記接続部活性化装
置７の先端の下側のエネルギー波照射部７ａのみから、
上記回路基板２の各電極４の表面に向けてエネルギー波
例えばレーザビームを均一に照射して、各電極４の表面
を均一に改質して清浄面を露出させることにより各電極
４の上記表面を均一に活性化して不安定なものとする。
好ましくは、ＩＣチップ１の各バンプ３と該各バンプ３
に接続されるべき上記回路基板２の各電極４の両方の表
面を活性化して不安定なものとする。すなわち、上記接
続部活性化装置７の先端の上側と下側の両方のエネルギ
ー波照射部７ａ，７ａから、同時的に、上記ＩＣチップ
１の各バンプ３と上記回路基板２の各電極４の表面に向
けてエネルギー波例えばレーザビームを均一に照射し
て、各バンプ３と各電極４の表面を均一に改質して清浄
面を露出させることにより各バンプ３と各電極４の上記
表面を均一に活性化して不安定なものとする。
【００５６】上記エネルギー波としては、レーザビー
ム、イオンビームや原子ビームやラジカルビームなどの
エネルギービーム、又は、プラズマ（例えばＡｒプラズ
マ）などを使用することができる。上記レーザビームを
発射するレーザとしては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2レー
ザ、エキシマレーザなどが使用できる。
ム、イオンビームや原子ビームやラジカルビームなどの
エネルギービーム、又は、プラズマ（例えばＡｒプラズ
マ）などを使用することができる。上記レーザビームを
発射するレーザとしては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ2レー
ザ、エキシマレーザなどが使用できる。
【００５７】上記接合装置８は、上記ＩＣチップ１と上
記回路基板２とを常温で接合させて、上記ＩＣチップ１
の各バンプ３と上記回路基板２の各電極４とを電気的に
接続させるものである。上記接合装置８は、下端の固定
部８ａにヒートステージ１３が固定されるとともに、ヒ
ートステージ１３に対向するように上方に可動部８ｂが
昇降可能に配置される。可動部８ｂの下面には、上記チ
ップ吸着保持及び超音波印加装置１４が固定され、上記
チップ吸着保持及び超音波印加装置１４を有する可動部
８ｂは、複数の例えば４本の案内ロッド８ｃ，…，８ｃ
により円滑に案内されつつ駆動装置８ｄの駆動により昇
降可能となっている。よって、ヒートステージ１３上の
基板２に対して、駆動装置８ｄの駆動により、可動部８
ｂを下降させて上記チップ吸着保持及び超音波印加装置
１４に吸着保持されたＩＣチップ１を直接接触させ、さ
らに、駆動装置８ｄの駆動により可動部８ｂを介して所
定の荷重、例えば、５０〜１００ｋｇの荷重を作用させ
て、ＩＣチップ１を基板２に接合させるようにしてい
る。ヒートステージ１３上の基板２に対するＩＣチップ
１の横方向の互いに直交する２方向の位置調整は、上記
チップ吸着保持及び超音波印加装置１４の吸着ノズル部
２１を、上記２方向に移動調整可能とすることにより達
成することが可能である。また、ヒートステージ１３側
にも移動調整可能な調整機構を備えることにより、基板
２の上記２方向に関する位置調整を行うようにしてもよ
い。また、ステージ１３上の基板２に対するＩＣチップ
１の平行度も、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置
１４の吸着ノズル部２１を、上記２方向とは直交する上
下方向に平行度調整可能とすることにより達成すること
が可能である。また、ヒートステージ１３側にも移動調
整可能な調整機構を備えることにより、基板２の上記上
下方向に関する平行度調整を行うようにしてもよい。一
例として、上記ＩＣチップ１と上記回路基板２との接合
アライメントは、例えば、アライメント精度±５μｍで
平行度±２μｍとすることができる。
記回路基板２とを常温で接合させて、上記ＩＣチップ１
の各バンプ３と上記回路基板２の各電極４とを電気的に
接続させるものである。上記接合装置８は、下端の固定
部８ａにヒートステージ１３が固定されるとともに、ヒ
ートステージ１３に対向するように上方に可動部８ｂが
昇降可能に配置される。可動部８ｂの下面には、上記チ
ップ吸着保持及び超音波印加装置１４が固定され、上記
チップ吸着保持及び超音波印加装置１４を有する可動部
８ｂは、複数の例えば４本の案内ロッド８ｃ，…，８ｃ
により円滑に案内されつつ駆動装置８ｄの駆動により昇
降可能となっている。よって、ヒートステージ１３上の
基板２に対して、駆動装置８ｄの駆動により、可動部８
ｂを下降させて上記チップ吸着保持及び超音波印加装置
１４に吸着保持されたＩＣチップ１を直接接触させ、さ
らに、駆動装置８ｄの駆動により可動部８ｂを介して所
定の荷重、例えば、５０〜１００ｋｇの荷重を作用させ
て、ＩＣチップ１を基板２に接合させるようにしてい
る。ヒートステージ１３上の基板２に対するＩＣチップ
１の横方向の互いに直交する２方向の位置調整は、上記
チップ吸着保持及び超音波印加装置１４の吸着ノズル部
２１を、上記２方向に移動調整可能とすることにより達
成することが可能である。また、ヒートステージ１３側
にも移動調整可能な調整機構を備えることにより、基板
２の上記２方向に関する位置調整を行うようにしてもよ
い。また、ステージ１３上の基板２に対するＩＣチップ
１の平行度も、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置
１４の吸着ノズル部２１を、上記２方向とは直交する上
下方向に平行度調整可能とすることにより達成すること
が可能である。また、ヒートステージ１３側にも移動調
整可能な調整機構を備えることにより、基板２の上記上
下方向に関する平行度調整を行うようにしてもよい。一
例として、上記ＩＣチップ１と上記回路基板２との接合
アライメントは、例えば、アライメント精度±５μｍで
平行度±２μｍとすることができる。
【００５８】上記搬送装置５すなわちＩＣチップ搬送装
置５Ａと基板搬送装置５Ｂの各搬入及び搬出などの動作
と、ヒートステージ１３の加熱動作と、排気装置９と、
不活性ガス供給装置１０と、上記チップ吸着保持及び超
音波印加装置１４の各種動作例えば吸着ノズル部２１の
吸着動作を行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置
調整動作と超音波発生部２２の超音波発生動作と、上記
接続部活性化装置７の動作と、上記接合装置８の接合動
作及び平行度調整動作などは、制御装置２９により適宜
制御されるようにしている。
置５Ａと基板搬送装置５Ｂの各搬入及び搬出などの動作
と、ヒートステージ１３の加熱動作と、排気装置９と、
不活性ガス供給装置１０と、上記チップ吸着保持及び超
音波印加装置１４の各種動作例えば吸着ノズル部２１の
吸着動作を行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置
調整動作と超音波発生部２２の超音波発生動作と、上記
接続部活性化装置７の動作と、上記接合装置８の接合動
作及び平行度調整動作などは、制御装置２９により適宜
制御されるようにしている。
【００５９】上記構成にかかる常温接合装置によれば、
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置２９の制御の下に行われる。
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置２９の制御の下に行われる。
【００６０】すなわち、例えば大気圧下での減圧チャン
バー６内に、上記搬送装置５により、ＩＣチップ１及び
回路基板２を搬入する。接合対象となるＩＣチップ１
は、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置１４の上記
吸着ノズル部２１で吸着保持される。一方、このＩＣチ
ップ１を接合すべき基板２はヒートステージ１３上に載
置保持されて、上記吸着ノズル部２１で吸着保持された
上記ＩＣチップ１に対向する状態となる。
バー６内に、上記搬送装置５により、ＩＣチップ１及び
回路基板２を搬入する。接合対象となるＩＣチップ１
は、上記チップ吸着保持及び超音波印加装置１４の上記
吸着ノズル部２１で吸着保持される。一方、このＩＣチ
ップ１を接合すべき基板２はヒートステージ１３上に載
置保持されて、上記吸着ノズル部２１で吸着保持された
上記ＩＣチップ１に対向する状態となる。
【００６１】次いで、減圧チャンバー６を密閉状態にし
て、排気装置９により減圧チャンバー６排気口１１を通
じて減圧チャンバー６内のガスが排気されるとともに、
不活性ガス供給装置１０により減圧チャンバー６の給気
口１２から例えばアルゴンなどの不活性ガスが減圧チャ
ンバー６内に供給されて、減圧チャンバー６内が１０ -7
Ｐａ程度の減圧に保持されて、減圧チャンバー６内を無
酸素雰囲気とする。
て、排気装置９により減圧チャンバー６排気口１１を通
じて減圧チャンバー６内のガスが排気されるとともに、
不活性ガス供給装置１０により減圧チャンバー６の給気
口１２から例えばアルゴンなどの不活性ガスが減圧チャ
ンバー６内に供給されて、減圧チャンバー６内が１０ -7
Ｐａ程度の減圧に保持されて、減圧チャンバー６内を無
酸素雰囲気とする。
【００６２】次いで、上記接続部活性化装置７の先端の
エネルギー波照射部７ａから上記ＩＣチップ１の各バン
プ３と該各バンプ３に接続されるべき上記回路基板２の
各電極４とのいずれか一方の表面に向けてエネルギー波
を照射して、各バンプ３又は各電極４の表面を改質し、
清浄面を露出させることにより上記表面を活性化して不
安定なものとする。このとき、必要に応じて、エネルギ
ー波の照射により各バンプ３又は各電極４の表面が改質
されるときに発生する不純物などのゴミを吸引して減圧
チャンバー６外に排出するようにしてもよい。
エネルギー波照射部７ａから上記ＩＣチップ１の各バン
プ３と該各バンプ３に接続されるべき上記回路基板２の
各電極４とのいずれか一方の表面に向けてエネルギー波
を照射して、各バンプ３又は各電極４の表面を改質し、
清浄面を露出させることにより上記表面を活性化して不
安定なものとする。このとき、必要に応じて、エネルギ
ー波の照射により各バンプ３又は各電極４の表面が改質
されるときに発生する不純物などのゴミを吸引して減圧
チャンバー６外に排出するようにしてもよい。
【００６３】次いで、上記チップ吸着保持及び超音波印
加装置１４により、ＩＣチップ１の各バンプ３と該各バ
ンプ３に接続されるべき上記回路基板２の各電極４との
位置調整及びＩＣチップ１と上記回路基板２との平行度
調整を行う。なお、この位置調整及び平行度調整は、各
バンプ３又は各電極４の表面改質工程の前に行うように
してもよい。
加装置１４により、ＩＣチップ１の各バンプ３と該各バ
ンプ３に接続されるべき上記回路基板２の各電極４との
位置調整及びＩＣチップ１と上記回路基板２との平行度
調整を行う。なお、この位置調整及び平行度調整は、各
バンプ３又は各電極４の表面改質工程の前に行うように
してもよい。
【００６４】次いで、上記接合装置８の駆動装置８ｄを
駆動して可動部８ｂを下降させて、上記チップ吸着保持
及び超音波印加装置１４を下降させ、吸着ノズル部２１
で吸着されたＩＣチップ１の各バンプ３と該各バンプ３
に接続されるべき上記回路基板２の各電極４とを直接接
触させるとともに、可動部８ｂ側より所定荷重を作用さ
せつつ超音波発生部２２より超音波をＩＣチップ１に印
加して超音波接合を行う。このとき、減圧チャンバー６
内は、上記無酸素雰囲気を維持し続けることにより、各
バンプ３又は各電極４の表面改質状態を維持し続けるこ
とができる。また、上記接合動作時の温度は常温でよ
い。上記ヒートステージ１３は、上記接合動作時に所定
温度（例えば最高でも１５０℃）まで基板２を加熱する
ことにより、接合を容易に可能として、接合動作を促進
させて生産効率を向上させるようにするのが好ましい。
駆動して可動部８ｂを下降させて、上記チップ吸着保持
及び超音波印加装置１４を下降させ、吸着ノズル部２１
で吸着されたＩＣチップ１の各バンプ３と該各バンプ３
に接続されるべき上記回路基板２の各電極４とを直接接
触させるとともに、可動部８ｂ側より所定荷重を作用さ
せつつ超音波発生部２２より超音波をＩＣチップ１に印
加して超音波接合を行う。このとき、減圧チャンバー６
内は、上記無酸素雰囲気を維持し続けることにより、各
バンプ３又は各電極４の表面改質状態を維持し続けるこ
とができる。また、上記接合動作時の温度は常温でよ
い。上記ヒートステージ１３は、上記接合動作時に所定
温度（例えば最高でも１５０℃）まで基板２を加熱する
ことにより、接合を容易に可能として、接合動作を促進
させて生産効率を向上させるようにするのが好ましい。
【００６５】次いで、上記１つのＩＣチップ１の接合が
完了したのち、上記ヒートステージ１３上の基板２に対
して、連続的に、ＩＣチップ１の接合を行うときには、
上記したのと同様な動作を繰り返してＩＣチップ１の超
音波接合を行う。また、異なる基板２に対してＩＣチッ
プ１の接合を行うときには、上記ヒートステージ１３上
の基板２を別の基板２に交換してＩＣチップ１の接合を
行うときには、上記ヒートステージ１３上の基板２を上
記別の基板２に交換したのち、交換後の基板２とその基
板２に接合すべきＩＣチップ１に対して上記表面改質動
作及び接合動作を行う。全ての接合が完了したのち、上
記排気装置９による排気動作を停止させるとともに不活
性ガス供給装置１０による不活性ガス供給動作を停止
し、空気の供給などにより、減圧チャンバー６内を減圧
された無酸素雰囲気から大気圧に戻したのち、上記ＩＣ
チップ１が基板２に接合された接合体を減圧チャンバー
６内から基板搬出装置により搬出する。
完了したのち、上記ヒートステージ１３上の基板２に対
して、連続的に、ＩＣチップ１の接合を行うときには、
上記したのと同様な動作を繰り返してＩＣチップ１の超
音波接合を行う。また、異なる基板２に対してＩＣチッ
プ１の接合を行うときには、上記ヒートステージ１３上
の基板２を別の基板２に交換してＩＣチップ１の接合を
行うときには、上記ヒートステージ１３上の基板２を上
記別の基板２に交換したのち、交換後の基板２とその基
板２に接合すべきＩＣチップ１に対して上記表面改質動
作及び接合動作を行う。全ての接合が完了したのち、上
記排気装置９による排気動作を停止させるとともに不活
性ガス供給装置１０による不活性ガス供給動作を停止
し、空気の供給などにより、減圧チャンバー６内を減圧
された無酸素雰囲気から大気圧に戻したのち、上記ＩＣ
チップ１が基板２に接合された接合体を減圧チャンバー
６内から基板搬出装置により搬出する。
【００６６】このようにして、上記ＩＣチップ１及び基
板２の搬入動作、減圧及び無酸素雰囲気形成動作、表面
改質動作、接合動作、上記ＩＣチップ１が基板２に接合
された接合体の搬出動作を、上記制御装置２９の制御に
より行われ、かつ、必要に応じて、上記制御装置２９の
制御下に上記動作が繰り返される。
板２の搬入動作、減圧及び無酸素雰囲気形成動作、表面
改質動作、接合動作、上記ＩＣチップ１が基板２に接合
された接合体の搬出動作を、上記制御装置２９の制御に
より行われ、かつ、必要に応じて、上記制御装置２９の
制御下に上記動作が繰り返される。
【００６７】上記第１実施形態によれば、減圧チャンバ
ー６内に単数又は複数のＩＣチップ１，…，１と単数又
は複数の回路基板２，…，２を搬入し、減圧チャンバー
６内を無酸素雰囲気にしたのち、接合対象であるＩＣチ
ップ１の各バンプ３又は各回路基板２の各電極４の表面
を改質し、ＩＣチップ１の各バンプ３を各回路基板２の
各電極４に超音波接合を行ったのち、上記ＩＣチップ１
が基板２に接合された接合体を搬出するといった一連の
動作を、上記制御装置２９により制御することができ
る。よって、常温接合を利用してＩＣチップ１が回路基
板２に接合された接合体を安定した品質で効率良く量産
することができる。また、低圧（例えば、従来は５０ｇ
／１００μｍ2であったが、この実施形態では従来の１
０分の１の５ｇ／１００μｍ2程度の低圧）で接合動作
を行うことができるため、電極配線が微細化された化合
物半導体のＩＣチップなどにも適用することができる。
ー６内に単数又は複数のＩＣチップ１，…，１と単数又
は複数の回路基板２，…，２を搬入し、減圧チャンバー
６内を無酸素雰囲気にしたのち、接合対象であるＩＣチ
ップ１の各バンプ３又は各回路基板２の各電極４の表面
を改質し、ＩＣチップ１の各バンプ３を各回路基板２の
各電極４に超音波接合を行ったのち、上記ＩＣチップ１
が基板２に接合された接合体を搬出するといった一連の
動作を、上記制御装置２９により制御することができ
る。よって、常温接合を利用してＩＣチップ１が回路基
板２に接合された接合体を安定した品質で効率良く量産
することができる。また、低圧（例えば、従来は５０ｇ
／１００μｍ2であったが、この実施形態では従来の１
０分の１の５ｇ／１００μｍ2程度の低圧）で接合動作
を行うことができるため、電極配線が微細化された化合
物半導体のＩＣチップなどにも適用することができる。
【００６８】（第２実施形態）本発明の第２実施形態に
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図２に示す。
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図２に示す。
【００６９】この第２実施形態にかかる常温接合装置
が、上記第１実施形態にかかる常温接合装置と異なるの
は、１つのチャンバーで表面改質及び接合動作を行うの
ではなく、異なるチャンバーでそれぞれの動作を行うこ
とにより、より効率良く、接合体を生産することができ
るようにしたものである。
が、上記第１実施形態にかかる常温接合装置と異なるの
は、１つのチャンバーで表面改質及び接合動作を行うの
ではなく、異なるチャンバーでそれぞれの動作を行うこ
とにより、より効率良く、接合体を生産することができ
るようにしたものである。
【００７０】図２に示すように、第２実施形態にかかる
常温接合装置は、無酸素雰囲気交換チャンバー３１と、
接続部活性化チャンバーの例としての表面処理チャンバ
ー３２と、不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３と、接
合チャンバー３４とをこの順に連続して配置し、これら
のチャンバー３１，３２，３３，３４を基板搬送装置例
えばベルトコンベヤ３０が配置順に貫通することによ
り、ベルトコンベヤ３０上に載置された基板２，…，２
が連続的に各チャンバーを通過するように配置されてい
る。
常温接合装置は、無酸素雰囲気交換チャンバー３１と、
接続部活性化チャンバーの例としての表面処理チャンバ
ー３２と、不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３と、接
合チャンバー３４とをこの順に連続して配置し、これら
のチャンバー３１，３２，３３，３４を基板搬送装置例
えばベルトコンベヤ３０が配置順に貫通することによ
り、ベルトコンベヤ３０上に載置された基板２，…，２
が連続的に各チャンバーを通過するように配置されてい
る。
【００７１】上記ベルトコンベヤ３０は、連続的に走行
するようにしていてもよいが、間欠的に走行するように
してもよい。
するようにしていてもよいが、間欠的に走行するように
してもよい。
【００７２】上記無酸素雰囲気交換チャンバー３１は、
排気及びガス供給装置３８を駆動することにより、ベル
トコンベヤ３０により装置外から搬入されてきた基板２
の周囲の雰囲気を、大気圧下の空気の雰囲気から、例え
ば１０-7Ｐａ程度の減圧下での無酸素雰囲気に交換する
ものである。
排気及びガス供給装置３８を駆動することにより、ベル
トコンベヤ３０により装置外から搬入されてきた基板２
の周囲の雰囲気を、大気圧下の空気の雰囲気から、例え
ば１０-7Ｐａ程度の減圧下での無酸素雰囲気に交換する
ものである。
【００７３】上記表面処理チャンバー３２は、排気及び
ガス供給装置３９を駆動することにより、常時、上記無
酸素雰囲気交換チャンバー３１と同等の減圧下での無酸
素雰囲気を維持するものである。この無酸素雰囲気中
で、上記無酸素雰囲気交換チャンバー３１からベルトコ
ンベヤ３０により搬入されてきた基板２の各電極４の表
面にイオンビーム照射装置３５からイオンビームを均一
に照射することにより、上記各電極４の表面の酸化膜や
有機膜を除去して各電極４の表面を均一に活性化して不
安定化させるものである。
ガス供給装置３９を駆動することにより、常時、上記無
酸素雰囲気交換チャンバー３１と同等の減圧下での無酸
素雰囲気を維持するものである。この無酸素雰囲気中
で、上記無酸素雰囲気交換チャンバー３１からベルトコ
ンベヤ３０により搬入されてきた基板２の各電極４の表
面にイオンビーム照射装置３５からイオンビームを均一
に照射することにより、上記各電極４の表面の酸化膜や
有機膜を除去して各電極４の表面を均一に活性化して不
安定化させるものである。
【００７４】上記不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３
は、排気及びガス供給装置４０を駆動することにより、
上記表面処理チャンバー３２からベルトコンベヤ３０に
より搬入されてきた基板２の周囲の雰囲気を、減圧下の
無酸素雰囲気から大気圧下の不活性ガス雰囲気に交換す
るものである。
は、排気及びガス供給装置４０を駆動することにより、
上記表面処理チャンバー３２からベルトコンベヤ３０に
より搬入されてきた基板２の周囲の雰囲気を、減圧下の
無酸素雰囲気から大気圧下の不活性ガス雰囲気に交換す
るものである。
【００７５】上記接合チャンバー３４は、排気及び不活
性ガス供給装置４１により、上記不活性ガス雰囲気交換
チャンバー３３と同じ大気圧下の不活性ガス雰囲気下に
維持されている。上記接合チャンバー３４内には、接合
装置の一例としての吸着接合装置３６が上下及び左右に
移動可能に配置されているとともに、ＩＣチップ１，
…，１を収納の保持しているＩＣチップ供給部（図示せ
ず）が配置されている。吸着接合装置３６は、その下面
にＩＣチップ１を吸着保持可能として、ＩＣチップ供給
部から吸着保持されたＩＣチップ１を、上記不活性ガス
雰囲気交換チャンバー３３からベルトコンベヤ３０によ
り搬入されてきた基板２に接合させる。この接合動作
は、第１実施形態と同様な超音波接合が好ましい。上記
不活性ガス雰囲気は、これに限定されるものではなく、
ＩＣチップ１の各バンプ３若しくは基板２の各電極４が
接合に支障が生じない雰囲気ならばどのような雰囲気で
もよく、例えば、例えば、酸素濃度を低下させた後に水
素などの還元ガス又は例えばＡｒ，Ｎ2，Ｈｅなどの非
反応性ガスを充満させる雰囲気でもよい。
性ガス供給装置４１により、上記不活性ガス雰囲気交換
チャンバー３３と同じ大気圧下の不活性ガス雰囲気下に
維持されている。上記接合チャンバー３４内には、接合
装置の一例としての吸着接合装置３６が上下及び左右に
移動可能に配置されているとともに、ＩＣチップ１，
…，１を収納の保持しているＩＣチップ供給部（図示せ
ず）が配置されている。吸着接合装置３６は、その下面
にＩＣチップ１を吸着保持可能として、ＩＣチップ供給
部から吸着保持されたＩＣチップ１を、上記不活性ガス
雰囲気交換チャンバー３３からベルトコンベヤ３０によ
り搬入されてきた基板２に接合させる。この接合動作
は、第１実施形態と同様な超音波接合が好ましい。上記
不活性ガス雰囲気は、これに限定されるものではなく、
ＩＣチップ１の各バンプ３若しくは基板２の各電極４が
接合に支障が生じない雰囲気ならばどのような雰囲気で
もよく、例えば、例えば、酸素濃度を低下させた後に水
素などの還元ガス又は例えばＡｒ，Ｎ2，Ｈｅなどの非
反応性ガスを充満させる雰囲気でもよい。
【００７６】上記ベルトコンベヤ３０のモータなどの駆
動装置３０Ａ、各チャンバーでの排気及びガス供給装置
３８，３９，４０、イオンビーム照射装置３５、吸着接
合装置３６、加熱装置４２、必要ならば隣接するチャン
バー間を仕切るためのシャッターを設ける場合にはその
シャッターの開閉駆動装置は、制御装置３７により動作
制御されるようになっている。よって、上記ベルトコン
ベヤ３０による各チャンバーに対する各基板２の搬入及
び搬出動作と、各チャンバー３１，３２，３３でのそれ
ぞれ独立した排気及び不活性ガス供給などの動作と、上
記吸着接合装置３６の各種動作例えば吸着動作を行うた
めの吸引回路のオンオフ動作及び位置調整動作と超音波
発生動作と平行度調整動作と、上記イオンビーム照射装
置３５のイオンビーム照射動作、加熱装置４２の加熱動
作などは、制御装置３７により適宜制御されるようにし
ている。
動装置３０Ａ、各チャンバーでの排気及びガス供給装置
３８，３９，４０、イオンビーム照射装置３５、吸着接
合装置３６、加熱装置４２、必要ならば隣接するチャン
バー間を仕切るためのシャッターを設ける場合にはその
シャッターの開閉駆動装置は、制御装置３７により動作
制御されるようになっている。よって、上記ベルトコン
ベヤ３０による各チャンバーに対する各基板２の搬入及
び搬出動作と、各チャンバー３１，３２，３３でのそれ
ぞれ独立した排気及び不活性ガス供給などの動作と、上
記吸着接合装置３６の各種動作例えば吸着動作を行うた
めの吸引回路のオンオフ動作及び位置調整動作と超音波
発生動作と平行度調整動作と、上記イオンビーム照射装
置３５のイオンビーム照射動作、加熱装置４２の加熱動
作などは、制御装置３７により適宜制御されるようにし
ている。
【００７７】上記構成にかかる常温接合装置によれば、
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置３７の制御の下に行われる。
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置３７の制御の下に行われる。
【００７８】まず、大気圧の空気の雰囲気内で、ベルト
コンベヤ３０に所定間隔毎に回路基板２，…，２が載置
されるとともに、ベルトコンベヤ３０の駆動により、回
路基板２が大気圧の空気の雰囲気から無酸素雰囲気交換
チャンバー３１内に搬入される。無酸素雰囲気交換チャ
ンバー３１内に回路基板２が搬入されるとき、無酸素雰
囲気交換チャンバー３１内の雰囲気は、大気圧の空気の
雰囲気となっている。そして、無酸素雰囲気交換チャン
バー３１内に回路基板２が搬入されたのち、無酸素雰囲
気交換チャンバー３１の排気及びガス供給装置３８を駆
動して、無酸素雰囲気交換チャンバー３１の雰囲気を大
気圧の空気の雰囲気から無酸素雰囲気に交換する。
コンベヤ３０に所定間隔毎に回路基板２，…，２が載置
されるとともに、ベルトコンベヤ３０の駆動により、回
路基板２が大気圧の空気の雰囲気から無酸素雰囲気交換
チャンバー３１内に搬入される。無酸素雰囲気交換チャ
ンバー３１内に回路基板２が搬入されるとき、無酸素雰
囲気交換チャンバー３１内の雰囲気は、大気圧の空気の
雰囲気となっている。そして、無酸素雰囲気交換チャン
バー３１内に回路基板２が搬入されたのち、無酸素雰囲
気交換チャンバー３１の排気及びガス供給装置３８を駆
動して、無酸素雰囲気交換チャンバー３１の雰囲気を大
気圧の空気の雰囲気から無酸素雰囲気に交換する。
【００７９】次いで、無酸素雰囲気交換チャンバー３１
が無酸素雰囲気になると、無酸素雰囲気交換チャンバー
３１内の上記回路基板２が、ベルトコンベヤ３０によ
り、無酸素雰囲気交換チャンバー３１から隣接する上記
表面処理チャンバー３２内に搬入される。上記表面処理
チャンバー３２の排気及びガス供給装置３９により、上
記表面処理チャンバー３２は常に無酸素雰囲気に維持さ
れている。そして、ベルトコンベヤ３０の走行によりベ
ルトコンベヤ３０上の回路基板２が上記表面処理チャン
バー３２内の所定のイオンビーム照射位置に位置する
と、当該回路基板２の各電極４の表面に向けて、イオン
ビーム照射装置３５からイオンビームを均一に照射し
て、上記各電極４の表面の酸化膜や有機膜を除去するこ
とにより各電極４の表面を均一に活性化して不安定なも
のとして表面改質を行う。このとき、この表面処理チャ
ンバー３２内は１０-7Ｐａ程度の減圧下とするのが好ま
しい。
が無酸素雰囲気になると、無酸素雰囲気交換チャンバー
３１内の上記回路基板２が、ベルトコンベヤ３０によ
り、無酸素雰囲気交換チャンバー３１から隣接する上記
表面処理チャンバー３２内に搬入される。上記表面処理
チャンバー３２の排気及びガス供給装置３９により、上
記表面処理チャンバー３２は常に無酸素雰囲気に維持さ
れている。そして、ベルトコンベヤ３０の走行によりベ
ルトコンベヤ３０上の回路基板２が上記表面処理チャン
バー３２内の所定のイオンビーム照射位置に位置する
と、当該回路基板２の各電極４の表面に向けて、イオン
ビーム照射装置３５からイオンビームを均一に照射し
て、上記各電極４の表面の酸化膜や有機膜を除去するこ
とにより各電極４の表面を均一に活性化して不安定なも
のとして表面改質を行う。このとき、この表面処理チャ
ンバー３２内は１０-7Ｐａ程度の減圧下とするのが好ま
しい。
【００８０】次いで、表面処理チャンバー３２内での回
路基板２の各電極４の表面改質が終了すると、表面処理
チャンバー３２内からベルトコンベヤ３０により、上記
回路基板２が不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３内に
搬入される。上記回路基板２が不活性ガス雰囲気交換チ
ャンバー３３内に搬入されるとき、不活性ガス雰囲気交
換チャンバー３３は無酸素雰囲気に維持されている。上
記回路基板２が不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３内
に搬入されたのち、不活性ガス雰囲気交換チャンバー３
３の排気及びガス供給装置４０を駆動して、無酸素雰囲
気を大気圧の不活性ガス雰囲気に交換する。
路基板２の各電極４の表面改質が終了すると、表面処理
チャンバー３２内からベルトコンベヤ３０により、上記
回路基板２が不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３内に
搬入される。上記回路基板２が不活性ガス雰囲気交換チ
ャンバー３３内に搬入されるとき、不活性ガス雰囲気交
換チャンバー３３は無酸素雰囲気に維持されている。上
記回路基板２が不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３内
に搬入されたのち、不活性ガス雰囲気交換チャンバー３
３の排気及びガス供給装置４０を駆動して、無酸素雰囲
気を大気圧の不活性ガス雰囲気に交換する。
【００８１】次いで、不活性ガス雰囲気交換チャンバー
３３が大気圧の例えばアルゴンガスなどの不活性ガス雰
囲気になると、不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３内
からベルトコンベヤ３０により、上記回路基板２が接合
チャンバー３４内に搬入される。この接合チャンバー３
４は、上記したように閉鎖された密閉空間ではなく、不
活性ガスの雰囲気に維持されている。この不活性ガス雰
囲気内で、吸着接合装置３６が、ＩＣチップ１，…，１
を収納の保持しているＩＣチップ供給部から１つのＩＣ
チップ１を吸着保持したのち、接合チャンバー３４内に
搬入されたベルトコンベヤ３０上の回路基板２の上方ま
で吸着接合装置３６が移動したのち、吸着接合装置３６
が下降して吸着接合装置３６に吸着保持されたＩＣチッ
プ１を、ベルトコンベヤ３０上の回路基板２に押圧させ
つつ接合させる。この接合動作は、ベルトコンベヤ３０
の下方に配置された加熱装置４２によりベルトコンベヤ
３０上の回路基板２を加熱しつつ第１実施形態と同様な
超音波接合を行うことが好ましい。各ＩＣチップ１の各
電極には前もってバンプ３が形成されており、各バンプ
３が回路基板２のＩＣチップ接合部の活性化された各電
極４に直接接触することにより、常温接合されるように
なっている。回路基板２に１つのＩＣチップ接合部しか
ない場合には、上記ＩＣチップ接合部に対してＩＣチッ
プ１を接合させたのち、上記ＩＣチップ１が回路基板２
に接合された接合体を上記接合チャンバー３４からベル
トコンベヤ３０により搬出する。一方、回路基板２に複
数のＩＣチップ接合部がある場合には、各ＩＣチップ接
合部に対してＩＣチップ１を接合させたのち、上記複数
のＩＣチップ１，１が回路基板２に接合された接合体を
上記接合チャンバー３４からベルトコンベヤ３０により
搬出する。
３３が大気圧の例えばアルゴンガスなどの不活性ガス雰
囲気になると、不活性ガス雰囲気交換チャンバー３３内
からベルトコンベヤ３０により、上記回路基板２が接合
チャンバー３４内に搬入される。この接合チャンバー３
４は、上記したように閉鎖された密閉空間ではなく、不
活性ガスの雰囲気に維持されている。この不活性ガス雰
囲気内で、吸着接合装置３６が、ＩＣチップ１，…，１
を収納の保持しているＩＣチップ供給部から１つのＩＣ
チップ１を吸着保持したのち、接合チャンバー３４内に
搬入されたベルトコンベヤ３０上の回路基板２の上方ま
で吸着接合装置３６が移動したのち、吸着接合装置３６
が下降して吸着接合装置３６に吸着保持されたＩＣチッ
プ１を、ベルトコンベヤ３０上の回路基板２に押圧させ
つつ接合させる。この接合動作は、ベルトコンベヤ３０
の下方に配置された加熱装置４２によりベルトコンベヤ
３０上の回路基板２を加熱しつつ第１実施形態と同様な
超音波接合を行うことが好ましい。各ＩＣチップ１の各
電極には前もってバンプ３が形成されており、各バンプ
３が回路基板２のＩＣチップ接合部の活性化された各電
極４に直接接触することにより、常温接合されるように
なっている。回路基板２に１つのＩＣチップ接合部しか
ない場合には、上記ＩＣチップ接合部に対してＩＣチッ
プ１を接合させたのち、上記ＩＣチップ１が回路基板２
に接合された接合体を上記接合チャンバー３４からベル
トコンベヤ３０により搬出する。一方、回路基板２に複
数のＩＣチップ接合部がある場合には、各ＩＣチップ接
合部に対してＩＣチップ１を接合させたのち、上記複数
のＩＣチップ１，１が回路基板２に接合された接合体を
上記接合チャンバー３４からベルトコンベヤ３０により
搬出する。
【００８２】上記第２実施形態によれば、ベルトコンベ
ヤ３０により多数の回路基板２，…，２が連続的又は間
欠的に走行されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動
作と、各回路基板２の各電極４の表面改質動作と、ＩＣ
チップ１の常温接合動作とがそれぞれ独立して同時並行
して行うことができるため、全体として接合体の製造効
率を高めることができるとともに、効率良く接合体を大
量生産することができる。また、低圧（例えば、従来は
５０ｇ／１００μｍ2であったが、この実施形態では従
来の１０分の１の５ｇ／１００μｍ2程度の低圧）で接
合動作を行うことができるため、電極配線が微細化され
た化合物半導体のＩＣチップなどにも適用することがで
きる。
ヤ３０により多数の回路基板２，…，２が連続的又は間
欠的に走行されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動
作と、各回路基板２の各電極４の表面改質動作と、ＩＣ
チップ１の常温接合動作とがそれぞれ独立して同時並行
して行うことができるため、全体として接合体の製造効
率を高めることができるとともに、効率良く接合体を大
量生産することができる。また、低圧（例えば、従来は
５０ｇ／１００μｍ2であったが、この実施形態では従
来の１０分の１の５ｇ／１００μｍ2程度の低圧）で接
合動作を行うことができるため、電極配線が微細化され
た化合物半導体のＩＣチップなどにも適用することがで
きる。
【００８３】（第３実施形態）本発明の第３実施形態に
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図３及び図４に示す。第３実施形態が第２実施形態
と大きく異なる点は、基板２と同様にＩＣチップ１もベ
ルトコンベヤで基板２と同一方向に走行させることであ
る。
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図３及び図４に示す。第３実施形態が第２実施形態
と大きく異なる点は、基板２と同様にＩＣチップ１もベ
ルトコンベヤで基板２と同一方向に走行させることであ
る。
【００８４】すなわち、図３及び図４に示すように、第
３実施形態にかかる常温接合装置は、無酸素雰囲気交換
チャンバーの一例としての真空交換チャンバー５１と、
接続部活性化チャンバーの一例としての表面処理チャン
バー５２と、接合チャンバー５３と、大気圧交換チャン
バー５４とをこの順に連続して配置し、これらのチャン
バー５１，５２，５３，５４を、基板搬送装置例えばベ
ルトコンベヤ５０Ａと、ＩＣチップ搬送装置例えばベル
トコンベヤ５０Ｂとが、それぞれ配置順に貫通すること
により、ベルトコンベヤ５０Ａ上に載置された基板２，
…，２及びベルトコンベヤ５０Ｂ上にチップトレー５５
を介在させて載置されたＩＣチップ１，…，１が連続的
に各チャンバーを通過するように配置されている。
３実施形態にかかる常温接合装置は、無酸素雰囲気交換
チャンバーの一例としての真空交換チャンバー５１と、
接続部活性化チャンバーの一例としての表面処理チャン
バー５２と、接合チャンバー５３と、大気圧交換チャン
バー５４とをこの順に連続して配置し、これらのチャン
バー５１，５２，５３，５４を、基板搬送装置例えばベ
ルトコンベヤ５０Ａと、ＩＣチップ搬送装置例えばベル
トコンベヤ５０Ｂとが、それぞれ配置順に貫通すること
により、ベルトコンベヤ５０Ａ上に載置された基板２，
…，２及びベルトコンベヤ５０Ｂ上にチップトレー５５
を介在させて載置されたＩＣチップ１，…，１が連続的
に各チャンバーを通過するように配置されている。
【００８５】上記ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂは、連
続的に走行するようにしていてもよいが、間欠的に走行
するようにしてもよい。また、両方の上記ベルトコンベ
ヤ５０Ａ，５０Ｂによる基板２とチップトレー５５の搬
送は大略同期させることが生産効率及び装着精度を高め
る上で好ましい。
続的に走行するようにしていてもよいが、間欠的に走行
するようにしてもよい。また、両方の上記ベルトコンベ
ヤ５０Ａ，５０Ｂによる基板２とチップトレー５５の搬
送は大略同期させることが生産効率及び装着精度を高め
る上で好ましい。
【００８６】上記真空交換チャンバー５１には、ベルト
コンベヤ５０Ａにより装置外から基板２が搬入されると
ともに、ベルトコンベヤ５０Ｂにより装置外から、４個
の大略正方形の載置凹部を有する大略正方形のチップト
レー５５内に収納された４個の大略正方形のＩＣチップ
１，…，１が搬入されるようにしている。上記基板２及
びＩＣチップ１，…，１が上記真空交換チャンバー５１
内に搬入されると、排気及びガス供給装置６８を駆動す
ることにより、Ａｒ，Ｎ2，Ｈ2，Ｈｅなどのガスを供給
して上記真空交換チャンバー５１内の雰囲気を、大気圧
下の空気の雰囲気から、例えば１０-7Ｐａ程度の減圧下
での無酸素雰囲気に交換するものである。
コンベヤ５０Ａにより装置外から基板２が搬入されると
ともに、ベルトコンベヤ５０Ｂにより装置外から、４個
の大略正方形の載置凹部を有する大略正方形のチップト
レー５５内に収納された４個の大略正方形のＩＣチップ
１，…，１が搬入されるようにしている。上記基板２及
びＩＣチップ１，…，１が上記真空交換チャンバー５１
内に搬入されると、排気及びガス供給装置６８を駆動す
ることにより、Ａｒ，Ｎ2，Ｈ2，Ｈｅなどのガスを供給
して上記真空交換チャンバー５１内の雰囲気を、大気圧
下の空気の雰囲気から、例えば１０-7Ｐａ程度の減圧下
での無酸素雰囲気に交換するものである。
【００８７】上記表面処理チャンバー５２は、上記真空
交換チャンバー５１と同等の減圧下での無酸素雰囲気中
で、上記真空交換チャンバー５１からベルトコンベヤ５
０Ａにより搬入されてきた基板２の各電極４の表面に接
続部活性化装置の一例としてのイオンビーム照射装置５
６からイオンビームを均一に照射することにより、上記
各電極４の表面の酸化膜や有機膜を除去して各電極４の
表面を均一に活性化して不安定化させるものである。こ
のとき、同時に、４個のＩＣチップ１，…，１の各バン
プ３の表面に向けて、イオンビーム照射装置５６からイ
オンビームを均一に照射して、上記各バンプ３の表面の
酸化膜や有機膜を除去することにより各バンプ３の表面
を均一に活性化して不安定なものとして表面改質を行う
ようにしてもよい。
交換チャンバー５１と同等の減圧下での無酸素雰囲気中
で、上記真空交換チャンバー５１からベルトコンベヤ５
０Ａにより搬入されてきた基板２の各電極４の表面に接
続部活性化装置の一例としてのイオンビーム照射装置５
６からイオンビームを均一に照射することにより、上記
各電極４の表面の酸化膜や有機膜を除去して各電極４の
表面を均一に活性化して不安定化させるものである。こ
のとき、同時に、４個のＩＣチップ１，…，１の各バン
プ３の表面に向けて、イオンビーム照射装置５６からイ
オンビームを均一に照射して、上記各バンプ３の表面の
酸化膜や有機膜を除去することにより各バンプ３の表面
を均一に活性化して不安定なものとして表面改質を行う
ようにしてもよい。
【００８８】上記接合チャンバー５３は、排気及び不活
性ガス供給装置７０により、Ａｒ，Ｎ2，Ｈ2，Ｈｅなど
のガスを供給して上記表面処理チャンバー５２と同等の
減圧下でかつ同じ無酸素雰囲気又は不活性ガス雰囲気に
維持されている。上記接合チャンバー５３内には、ベル
トコンベヤ５０Ａにより上記表面処理チャンバー５２か
ら基板２が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ５０Ｂ
により上記表面処理チャンバー５２から、チップトレー
５５内に収納された４個の大略正方形のＩＣチップ１，
…，１が搬入されるようにしている。上記接合チャンバ
ー５３内には、接合装置の一例としての装着ヘッド５７
が上下及び案内レール５９沿いに両方の上記ベルトコン
ベヤ５０Ａ，５０Ｂの上方言い替えれば搬入された基板
２とチップトレー５５の上方を横切る範囲に左右に移動
可能に配置されているとともに、上記ベルトコンベヤ５
０Ｂの真上には、チップ反転コレット５９がベルトコン
ベヤ５０Ｂの搬送方向及び該搬送方向と直交する方向に
駆動装置（図示せず）により移動可能に配置されてい
る。チップ反転コレット５９は、９０度間隔毎に合計４
個の吸着ノズルを有するものであり、上記ベルトコンベ
ヤ５０Ｂ上のチップトレー５５内のＩＣチップ１の装着
面を上記ノズルで吸着してＩＣチップ１を１個だけ吸着
保持したのち、１８０度回転させて反転させて、装着面
と反対側の面を上向きに位置させるものである。装着ヘ
ッド５７は、チップ反転コレット５９により反転された
ＩＣチップ１の上面を、装着ヘッド５７の下面に吸着保
持可能として、上記表面処理チャンバー５２からベルト
コンベヤ５０Ａにより搬入されてきた基板２にＩＣチッ
プ１を接合させる。この接合動作は、第１実施形態と同
様な超音波接合が好ましい。上記無酸素雰囲気又は不活
性ガス雰囲気は、これに限定されるものではなく、ＩＣ
チップ１の各バンプ３若しくは基板２の各電極４が接合
に支障が生じない雰囲気ならばどのような雰囲気でもよ
く、例えば、酸素濃度を低下させた後に水素などの還元
ガス又は例えばＡｒ，Ｎ2，Ｈｅなどの非反応性ガスを
充満させる雰囲気でもよい。
性ガス供給装置７０により、Ａｒ，Ｎ2，Ｈ2，Ｈｅなど
のガスを供給して上記表面処理チャンバー５２と同等の
減圧下でかつ同じ無酸素雰囲気又は不活性ガス雰囲気に
維持されている。上記接合チャンバー５３内には、ベル
トコンベヤ５０Ａにより上記表面処理チャンバー５２か
ら基板２が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ５０Ｂ
により上記表面処理チャンバー５２から、チップトレー
５５内に収納された４個の大略正方形のＩＣチップ１，
…，１が搬入されるようにしている。上記接合チャンバ
ー５３内には、接合装置の一例としての装着ヘッド５７
が上下及び案内レール５９沿いに両方の上記ベルトコン
ベヤ５０Ａ，５０Ｂの上方言い替えれば搬入された基板
２とチップトレー５５の上方を横切る範囲に左右に移動
可能に配置されているとともに、上記ベルトコンベヤ５
０Ｂの真上には、チップ反転コレット５９がベルトコン
ベヤ５０Ｂの搬送方向及び該搬送方向と直交する方向に
駆動装置（図示せず）により移動可能に配置されてい
る。チップ反転コレット５９は、９０度間隔毎に合計４
個の吸着ノズルを有するものであり、上記ベルトコンベ
ヤ５０Ｂ上のチップトレー５５内のＩＣチップ１の装着
面を上記ノズルで吸着してＩＣチップ１を１個だけ吸着
保持したのち、１８０度回転させて反転させて、装着面
と反対側の面を上向きに位置させるものである。装着ヘ
ッド５７は、チップ反転コレット５９により反転された
ＩＣチップ１の上面を、装着ヘッド５７の下面に吸着保
持可能として、上記表面処理チャンバー５２からベルト
コンベヤ５０Ａにより搬入されてきた基板２にＩＣチッ
プ１を接合させる。この接合動作は、第１実施形態と同
様な超音波接合が好ましい。上記無酸素雰囲気又は不活
性ガス雰囲気は、これに限定されるものではなく、ＩＣ
チップ１の各バンプ３若しくは基板２の各電極４が接合
に支障が生じない雰囲気ならばどのような雰囲気でもよ
く、例えば、酸素濃度を低下させた後に水素などの還元
ガス又は例えばＡｒ，Ｎ2，Ｈｅなどの非反応性ガスを
充満させる雰囲気でもよい。
【００８９】上記大気圧交換チャンバー５４は、上記接
合チャンバー５３からベルトコンベヤ５０Ａにより搬入
されてきたＩＣチップ１，…，１が基板２に接合された
接合体２０及びベルトコンベヤ５０Ｂにより搬入されて
きたチップトレー５５の周囲の雰囲気を、上記接合チャ
ンバー５３と同等の減圧下での無酸素雰囲気から大気圧
下の空気の雰囲気に交換するものである。
合チャンバー５３からベルトコンベヤ５０Ａにより搬入
されてきたＩＣチップ１，…，１が基板２に接合された
接合体２０及びベルトコンベヤ５０Ｂにより搬入されて
きたチップトレー５５の周囲の雰囲気を、上記接合チャ
ンバー５３と同等の減圧下での無酸素雰囲気から大気圧
下の空気の雰囲気に交換するものである。
【００９０】上記ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂの図示
しないモータなどの駆動装置、各チャンバーでの排気及
びガス供給装置６８，６９，７０，７１、イオンビーム
照射装置５６、装着ヘッド５７、チップ反転コレット５
９、、加熱装置６２、必要ならば隣接するチャンバー間
を仕切るためのシャッターを設ける場合にはそのシャッ
ターの開閉駆動装置は、制御装置６７により動作制御さ
れるようになっている。よって、上記ベルトコンベヤ５
０Ａ，５０Ｂによる各チャンバーに対する各基板２及び
各チップトレー５５の搬入及び搬出動作と、各チャンバ
ー５１，５２，５３，５４でのそれぞれ独立した排気及
び不活性ガス供給などの動作と、上記装着ヘッド５７及
びチップ反転コレット５９の各種動作例えば吸着動作を
行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置調整動作と
超音波発生動作と平行度調整動作と、上記イオンビーム
照射装置５６のイオンビーム照射動作、加熱装置６２の
加熱動作などは、制御装置６７により適宜制御されるよ
うにしている。
しないモータなどの駆動装置、各チャンバーでの排気及
びガス供給装置６８，６９，７０，７１、イオンビーム
照射装置５６、装着ヘッド５７、チップ反転コレット５
９、、加熱装置６２、必要ならば隣接するチャンバー間
を仕切るためのシャッターを設ける場合にはそのシャッ
ターの開閉駆動装置は、制御装置６７により動作制御さ
れるようになっている。よって、上記ベルトコンベヤ５
０Ａ，５０Ｂによる各チャンバーに対する各基板２及び
各チップトレー５５の搬入及び搬出動作と、各チャンバ
ー５１，５２，５３，５４でのそれぞれ独立した排気及
び不活性ガス供給などの動作と、上記装着ヘッド５７及
びチップ反転コレット５９の各種動作例えば吸着動作を
行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置調整動作と
超音波発生動作と平行度調整動作と、上記イオンビーム
照射装置５６のイオンビーム照射動作、加熱装置６２の
加熱動作などは、制御装置６７により適宜制御されるよ
うにしている。
【００９１】上記構成にかかる常温接合装置によれば、
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置６７の制御の下に行われる。
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置６７の制御の下に行われる。
【００９２】まず、大気圧の空気の雰囲気内で、ベルト
コンベヤ５０Ａ，５０Ｂに所定間隔毎に回路基板２，
…，２及びチップトレー５５，…，５５が載置されると
ともに、ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂの駆動により、
回路基板２及びチップトレー５５が大気圧の空気の雰囲
気から真空交換チャンバー５１内に搬入される。真空交
換チャンバー５１内に回路基板２及びチップトレー５５
が搬入されるとき、真空交換チャンバー５１内の雰囲気
は、大気圧の空気の雰囲気となっている。そして、真空
交換チャンバー５１内に回路基板２及びチップトレー５
５が搬入されたのち、真空交換チャンバー５１の排気及
びガス供給装置６８を駆動して、真空交換チャンバー５
１の雰囲気を大気圧の空気の雰囲気から例えば１０-7Ｐ
ａ程度の減圧下での無酸素雰囲気に交換する。
コンベヤ５０Ａ，５０Ｂに所定間隔毎に回路基板２，
…，２及びチップトレー５５，…，５５が載置されると
ともに、ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂの駆動により、
回路基板２及びチップトレー５５が大気圧の空気の雰囲
気から真空交換チャンバー５１内に搬入される。真空交
換チャンバー５１内に回路基板２及びチップトレー５５
が搬入されるとき、真空交換チャンバー５１内の雰囲気
は、大気圧の空気の雰囲気となっている。そして、真空
交換チャンバー５１内に回路基板２及びチップトレー５
５が搬入されたのち、真空交換チャンバー５１の排気及
びガス供給装置６８を駆動して、真空交換チャンバー５
１の雰囲気を大気圧の空気の雰囲気から例えば１０-7Ｐ
ａ程度の減圧下での無酸素雰囲気に交換する。
【００９３】次いで、真空交換チャンバー５１が減圧下
での無酸素雰囲気になると、真空交換チャンバー５１内
の上記回路基板２及びチップトレー５５が、ベルトコン
ベヤ５０Ａ，５０Ｂにより、それぞれ、真空交換チャン
バー５１から隣接する上記表面処理チャンバー５２内に
搬入される。上記表面処理チャンバー５２の排気及びガ
ス供給装置６９により、上記表面処理チャンバー５２は
常に上記真空交換チャンバー５１と同等の減圧下での無
酸素雰囲気に維持されている。そして、ベルトコンベヤ
５０Ａの走行によりベルトコンベヤ５０Ａ上の回路基板
２が上記表面処理チャンバー５２内の所定のイオンビー
ム照射位置に位置すると、当該回路基板２の各電極４の
表面に向けて、イオンビーム照射装置５６からイオンビ
ームを均一に照射して、上記各電極４の表面の酸化膜や
有機膜を除去することにより各電極４の表面を均一に活
性化して不安定なものとして表面改質を行う。このと
き、同時に、ベルトコンベヤ５０Ｂの走行によりベルト
コンベヤ５０Ｂ上のチップトレー５５内の４個のＩＣチ
ップ１，…，１も上記表面処理チャンバー５２内の所定
のイオンビーム照射位置に位置するようにして、当該４
個のＩＣチップ１，…，１の各バンプ３の表面に向け
て、イオンビーム照射装置５６からイオンビームを均一
に照射して、上記各バンプ３の表面の酸化膜や有機膜を
除去することにより各バンプ３の表面を均一に活性化し
て不安定なものとして表面改質を行うようにしてもよ
い。このとき、この表面処理チャンバー５２内は、上記
真空交換チャンバー５１と同等の１０-7Ｐａ程度の減圧
下とするのが好ましい。
での無酸素雰囲気になると、真空交換チャンバー５１内
の上記回路基板２及びチップトレー５５が、ベルトコン
ベヤ５０Ａ，５０Ｂにより、それぞれ、真空交換チャン
バー５１から隣接する上記表面処理チャンバー５２内に
搬入される。上記表面処理チャンバー５２の排気及びガ
ス供給装置６９により、上記表面処理チャンバー５２は
常に上記真空交換チャンバー５１と同等の減圧下での無
酸素雰囲気に維持されている。そして、ベルトコンベヤ
５０Ａの走行によりベルトコンベヤ５０Ａ上の回路基板
２が上記表面処理チャンバー５２内の所定のイオンビー
ム照射位置に位置すると、当該回路基板２の各電極４の
表面に向けて、イオンビーム照射装置５６からイオンビ
ームを均一に照射して、上記各電極４の表面の酸化膜や
有機膜を除去することにより各電極４の表面を均一に活
性化して不安定なものとして表面改質を行う。このと
き、同時に、ベルトコンベヤ５０Ｂの走行によりベルト
コンベヤ５０Ｂ上のチップトレー５５内の４個のＩＣチ
ップ１，…，１も上記表面処理チャンバー５２内の所定
のイオンビーム照射位置に位置するようにして、当該４
個のＩＣチップ１，…，１の各バンプ３の表面に向け
て、イオンビーム照射装置５６からイオンビームを均一
に照射して、上記各バンプ３の表面の酸化膜や有機膜を
除去することにより各バンプ３の表面を均一に活性化し
て不安定なものとして表面改質を行うようにしてもよ
い。このとき、この表面処理チャンバー５２内は、上記
真空交換チャンバー５１と同等の１０-7Ｐａ程度の減圧
下とするのが好ましい。
【００９４】次いで、表面処理チャンバー５２内での回
路基板２の各電極４の表面改質、又は、回路基板２の各
電極４及び各ＩＣチップ１の各バンプ３の表面改質が終
了すると、表面処理チャンバー５２内からベルトコンベ
ヤ５０Ａ，５０Ｂにより、上記回路基板２及びチップト
レー５５が接合チャンバー５３内に搬入される。上記回
路基板２及びチップトレー５５が接合チャンバー５３内
に搬入されるとき、接合チャンバー５３は上記表面処理
チャンバー５２と同等の減圧下での無酸素雰囲気に維持
されている。上記回路基板２及びチップトレー５５が接
合チャンバー５３内に搬入されたのち、まず、チップ反
転コレット５９によりチップトレー５５から１個のＩＣ
チップ１が吸着保持されたのち１８０度反転させられ
る。次いで、装着ヘッド５７がチップ反転コレット５９
の上方まで移動して下降して、チップ反転コレット５９
に吸着保持されたＩＣチップ１を装着ヘッド５７の下面
に吸着保持させてチップ反転コレット５９からＩＣチッ
プ１を受取る。次いで、装着ヘッド５７が元の位置まで
上昇したのち、基板２のＩＣチップ接合領域の上方まで
移動し下降して、ＩＣチップ接合領域に対して吸着保持
されているＩＣチップ１を押圧させつつ接合させる。こ
の接合動作は、ベルトコンベヤ５０Ａの下方に配置され
た加熱装置６２によりベルトコンベヤ５０Ａ上の回路基
板２を加熱しつつ第１実施形態と同様な超音波接合を行
うことが好ましい。各ＩＣチップ１の各電極には前もっ
てバンプ３が形成されており、各バンプ３が回路基板２
のＩＣチップ接合部の活性化された各電極４に直接接触
することにより、常温接合されるようになっている。こ
の実施形態では、回路基板２に４つのＩＣチップ接合領
域があり、各ＩＣチップ接合部に対してＩＣチップ１を
接合させたのち、上記４個のＩＣチップ１，…，１が回
路基板２に接合された接合体２０を上記接合チャンバー
５３からベルトコンベヤ５０Ａにより大気圧交換チャン
バー５４に搬出する。
路基板２の各電極４の表面改質、又は、回路基板２の各
電極４及び各ＩＣチップ１の各バンプ３の表面改質が終
了すると、表面処理チャンバー５２内からベルトコンベ
ヤ５０Ａ，５０Ｂにより、上記回路基板２及びチップト
レー５５が接合チャンバー５３内に搬入される。上記回
路基板２及びチップトレー５５が接合チャンバー５３内
に搬入されるとき、接合チャンバー５３は上記表面処理
チャンバー５２と同等の減圧下での無酸素雰囲気に維持
されている。上記回路基板２及びチップトレー５５が接
合チャンバー５３内に搬入されたのち、まず、チップ反
転コレット５９によりチップトレー５５から１個のＩＣ
チップ１が吸着保持されたのち１８０度反転させられ
る。次いで、装着ヘッド５７がチップ反転コレット５９
の上方まで移動して下降して、チップ反転コレット５９
に吸着保持されたＩＣチップ１を装着ヘッド５７の下面
に吸着保持させてチップ反転コレット５９からＩＣチッ
プ１を受取る。次いで、装着ヘッド５７が元の位置まで
上昇したのち、基板２のＩＣチップ接合領域の上方まで
移動し下降して、ＩＣチップ接合領域に対して吸着保持
されているＩＣチップ１を押圧させつつ接合させる。こ
の接合動作は、ベルトコンベヤ５０Ａの下方に配置され
た加熱装置６２によりベルトコンベヤ５０Ａ上の回路基
板２を加熱しつつ第１実施形態と同様な超音波接合を行
うことが好ましい。各ＩＣチップ１の各電極には前もっ
てバンプ３が形成されており、各バンプ３が回路基板２
のＩＣチップ接合部の活性化された各電極４に直接接触
することにより、常温接合されるようになっている。こ
の実施形態では、回路基板２に４つのＩＣチップ接合領
域があり、各ＩＣチップ接合部に対してＩＣチップ１を
接合させたのち、上記４個のＩＣチップ１，…，１が回
路基板２に接合された接合体２０を上記接合チャンバー
５３からベルトコンベヤ５０Ａにより大気圧交換チャン
バー５４に搬出する。
【００９５】次いで、大気圧交換チャンバー５４では、
ベルトコンベヤ５０Ａにより上記接合チャンバー５３か
ら接合体２０が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ５
０Ｂにより上記接合チャンバー５３から空のチップトレ
ー５５が搬入されると、排気及びガス供給装置７１の駆
動により、表面処理チャンバー５２と同等の減圧下での
無酸素雰囲気から大気圧の空気の雰囲気に交換される。
交換されて大気圧の空気の雰囲気になったのち、ベルト
コンベヤ５０Ａにより上記大気圧交換チャンバー５４外
に接合体２０が搬出されるとともに、ベルトコンベヤ５
０Ｂにより上記大気圧交換チャンバー５４外に空のチッ
プトレー５５が搬出される。
ベルトコンベヤ５０Ａにより上記接合チャンバー５３か
ら接合体２０が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ５
０Ｂにより上記接合チャンバー５３から空のチップトレ
ー５５が搬入されると、排気及びガス供給装置７１の駆
動により、表面処理チャンバー５２と同等の減圧下での
無酸素雰囲気から大気圧の空気の雰囲気に交換される。
交換されて大気圧の空気の雰囲気になったのち、ベルト
コンベヤ５０Ａにより上記大気圧交換チャンバー５４外
に接合体２０が搬出されるとともに、ベルトコンベヤ５
０Ｂにより上記大気圧交換チャンバー５４外に空のチッ
プトレー５５が搬出される。
【００９６】上記第３実施形態によれば、ベルトコンベ
ヤ５０Ａ，５０Ｂにより多数の回路基板２，…，２及び
多数のＩＣチップ１，…，１が連続的又は間欠的に走行
されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動作と、各回
路基板２の各電極４の表面改質動作又は各回路基板２の
各電極４及び各ＩＣチップ１の各バンプ３の表面改質動
作と、ＩＣチップ１の常温接合動作とがそれぞれ独立し
て同時並行して行うことができるため、全体として接合
体の製造効率を高めることができるとともに、効率良く
接合体を大量生産することができる。また、低圧（例え
ば、従来は５０ｇ／１００μｍ2であったが、この実施
形態では従来の１０分の１の５ｇ／１００μｍ2程度の
低圧）で接合動作を行うことができるため、電極配線が
微細化された化合物半導体のＩＣチップなどにも適用す
ることができる。
ヤ５０Ａ，５０Ｂにより多数の回路基板２，…，２及び
多数のＩＣチップ１，…，１が連続的又は間欠的に走行
されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動作と、各回
路基板２の各電極４の表面改質動作又は各回路基板２の
各電極４及び各ＩＣチップ１の各バンプ３の表面改質動
作と、ＩＣチップ１の常温接合動作とがそれぞれ独立し
て同時並行して行うことができるため、全体として接合
体の製造効率を高めることができるとともに、効率良く
接合体を大量生産することができる。また、低圧（例え
ば、従来は５０ｇ／１００μｍ2であったが、この実施
形態では従来の１０分の１の５ｇ／１００μｍ2程度の
低圧）で接合動作を行うことができるため、電極配線が
微細化された化合物半導体のＩＣチップなどにも適用す
ることができる。
【００９７】（第４実施形態）本発明の第４実施形態に
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図５及び図６に示す。第４実施形態が第３実施形態
と異なる点は、表面改質チャンバー５２と接合チャンバ
ー５３との間に窒素ガス交換チャンバー８１を配置し
て、常温接合動作を大気圧の窒素ガス雰囲気で行うよう
にしたものであり、表面改質動作及び接合動作自体につ
いては第３実施形態と大略同様である。
かかる常温接合方法を実施することができる常温接合装
置を図５及び図６に示す。第４実施形態が第３実施形態
と異なる点は、表面改質チャンバー５２と接合チャンバ
ー５３との間に窒素ガス交換チャンバー８１を配置し
て、常温接合動作を大気圧の窒素ガス雰囲気で行うよう
にしたものであり、表面改質動作及び接合動作自体につ
いては第３実施形態と大略同様である。
【００９８】すなわち、図５及び図６に示すように、第
４実施形態にかかる常温接合装置は、無酸素雰囲気交換
チャンバーの一例としての真空交換チャンバー５１と、
接続部活性化チャンバーの一例としての表面処理チャン
バー５２と、不活性ガス交換チャンバーの一例としての
窒素ガス交換チャンバー８１と、接合チャンバー５３Ａ
と、空気雰囲気交換チャンバー５４Ａとをこの順に連続
して配置し、これらのチャンバー５１，５２，８１，５
３Ａ，５４Ａを、基板搬送装置例えばベルトコンベヤ５
０Ａと、ＩＣチップ搬送装置例えばベルトコンベヤ５０
Ｂとが、それぞれ配置順に貫通することにより、ベルト
コンベヤ５０Ａ上に載置された基板２，…，２及びベル
トコンベヤ５０Ｂ上にチップトレー５５を介在させて載
置されたＩＣチップ１，…，１が連続的に各チャンバー
を通過するように配置されている。
４実施形態にかかる常温接合装置は、無酸素雰囲気交換
チャンバーの一例としての真空交換チャンバー５１と、
接続部活性化チャンバーの一例としての表面処理チャン
バー５２と、不活性ガス交換チャンバーの一例としての
窒素ガス交換チャンバー８１と、接合チャンバー５３Ａ
と、空気雰囲気交換チャンバー５４Ａとをこの順に連続
して配置し、これらのチャンバー５１，５２，８１，５
３Ａ，５４Ａを、基板搬送装置例えばベルトコンベヤ５
０Ａと、ＩＣチップ搬送装置例えばベルトコンベヤ５０
Ｂとが、それぞれ配置順に貫通することにより、ベルト
コンベヤ５０Ａ上に載置された基板２，…，２及びベル
トコンベヤ５０Ｂ上にチップトレー５５を介在させて載
置されたＩＣチップ１，…，１が連続的に各チャンバー
を通過するように配置されている。
【００９９】上記ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂは、第
３実施形態と同様に、連続的に走行するようにしていて
もよいが、間欠的に走行するようにしてもよい。また、
両方の上記ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂによる基板２
とチップトレー５５の搬送は大略同期させることが生産
効率及び装着精度を高める上で好ましい。
３実施形態と同様に、連続的に走行するようにしていて
もよいが、間欠的に走行するようにしてもよい。また、
両方の上記ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂによる基板２
とチップトレー５５の搬送は大略同期させることが生産
効率及び装着精度を高める上で好ましい。
【０１００】第３実施形態と同様に、上記真空交換チャ
ンバー５１には、ベルトコンベヤ５０Ａにより装置外か
ら基板２が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ５０Ｂ
により装置外から、４個の大略正方形の載置凹部を有す
る大略正方形のチップトレー５５内に収納された４個の
大略正方形のＩＣチップ１，…，１が搬入されるように
している。上記基板２及びＩＣチップ１，…，１が上記
真空交換チャンバー５１内に搬入されると、排気及びガ
ス供給装置６８を駆動することにより、上記真空交換チ
ャンバー５１内の雰囲気を、大気圧下の空気の雰囲気か
ら、例えば１０ -7Ｐａ程度の減圧下での無酸素雰囲気に
交換するものである。
ンバー５１には、ベルトコンベヤ５０Ａにより装置外か
ら基板２が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ５０Ｂ
により装置外から、４個の大略正方形の載置凹部を有す
る大略正方形のチップトレー５５内に収納された４個の
大略正方形のＩＣチップ１，…，１が搬入されるように
している。上記基板２及びＩＣチップ１，…，１が上記
真空交換チャンバー５１内に搬入されると、排気及びガ
ス供給装置６８を駆動することにより、上記真空交換チ
ャンバー５１内の雰囲気を、大気圧下の空気の雰囲気か
ら、例えば１０ -7Ｐａ程度の減圧下での無酸素雰囲気に
交換するものである。
【０１０１】第３実施形態と同様に、上記表面処理チャ
ンバー５２は、上記真空交換チャンバー５１と同等の減
圧下での無酸素雰囲気中で、上記真空交換チャンバー５
１からベルトコンベヤ５０Ａにより搬入されてきた基板
２の各電極４の表面にイオンビーム照射装置５６からイ
オンビームを均一に照射することにより、上記各電極４
の表面の酸化膜や有機膜を除去して各電極４の表面を均
一に活性化して不安定化させるものである。
ンバー５２は、上記真空交換チャンバー５１と同等の減
圧下での無酸素雰囲気中で、上記真空交換チャンバー５
１からベルトコンベヤ５０Ａにより搬入されてきた基板
２の各電極４の表面にイオンビーム照射装置５６からイ
オンビームを均一に照射することにより、上記各電極４
の表面の酸化膜や有機膜を除去して各電極４の表面を均
一に活性化して不安定化させるものである。
【０１０２】上記窒素ガス交換チャンバー８１は、ベル
トコンベヤ５０Ａにより上記表面処理チャンバー５２か
ら基板２が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ５０Ｂ
により上記表面処理チャンバー５２からチップトレー５
５により４個の大略正方形のＩＣチップ１，…，１が搬
入されるようにしている。上記基板２及びＩＣチップ
１，…，１が上記窒素ガス交換チャンバー８１内に搬入
されると、排気及びガス供給装置８２を駆動することに
より、上記窒素ガス交換チャンバー８１内の雰囲気を、
減圧下の無酸素雰囲気から大気圧の無酸素の窒素ガス雰
囲気に交換するものである。
トコンベヤ５０Ａにより上記表面処理チャンバー５２か
ら基板２が搬入されるとともに、ベルトコンベヤ５０Ｂ
により上記表面処理チャンバー５２からチップトレー５
５により４個の大略正方形のＩＣチップ１，…，１が搬
入されるようにしている。上記基板２及びＩＣチップ
１，…，１が上記窒素ガス交換チャンバー８１内に搬入
されると、排気及びガス供給装置８２を駆動することに
より、上記窒素ガス交換チャンバー８１内の雰囲気を、
減圧下の無酸素雰囲気から大気圧の無酸素の窒素ガス雰
囲気に交換するものである。
【０１０３】上記接合チャンバー５３Ａは、排気及び不
活性ガス供給装置７０により、上記窒素ガス交換チャン
バー８１と同等の大気圧下でかつ同じ無酸素の窒素ガス
雰囲気に維持されている。上記接合チャンバー５３Ａ内
には、ベルトコンベヤ５０Ａにより上記窒素ガス交換チ
ャンバー８１から基板２が搬入されるとともに、ベルト
コンベヤ５０Ｂにより上記窒素ガス交換チャンバー８１
から、チップトレー５５内に収納された４個の大略正方
形のＩＣチップ１，…，１が搬入されるようにしてい
る。上記接合チャンバー５３Ａ内には、接合装置の一例
としての装着ヘッド５７が上下及び案内レール５９沿い
に両方の上記ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂの上方言い
替えれば搬入された基板２とチップトレー５５の上方を
横切る範囲に左右に移動可能に配置されているととも
に、上記ベルトコンベヤ５０Ｂの真上には、チップ反転
コレット５９がベルトコンベヤ５０Ｂの搬送方向及び該
搬送方向と直交する方向に駆動装置（図示せず）により
移動可能に配置されている。チップ反転コレット５９
は、９０度間隔毎に合計４個の吸着ノズルを有するもの
であり、上記ベルトコンベヤ５０Ｂ上のチップトレー５
５内のＩＣチップ１の装着面を上記ノズルで吸着してＩ
Ｃチップ１を１個だけ吸着保持したのち、１８０度回転
させて反転させて、装着面と反対側の面を上向きに位置
させるものである。装着ヘッド５７は、チップ反転コレ
ット５９により反転されたＩＣチップ１の上面を、装着
ヘッド５７の下面に吸着保持可能として、上記表面処理
チャンバー５２からベルトコンベヤ５０Ａにより搬入さ
れてきた基板２にＩＣチップ１を接合させる。この接合
動作は、第１実施形態と同様な超音波接合が好ましい。
上記大気圧の窒素ガス雰囲気は、これに限定されるもの
ではなく、ＩＣチップ１の各バンプ３若しくは基板２の
各電極４が接合に支障が生じない雰囲気ならばどのよう
な雰囲気でもよく、例えば、酸素濃度を低下させた後に
水素などの還元ガス又は例えばＡｒ，Ｎ2，Ｈｅなどの
非反応性ガスを充満させる雰囲気でもよい。
活性ガス供給装置７０により、上記窒素ガス交換チャン
バー８１と同等の大気圧下でかつ同じ無酸素の窒素ガス
雰囲気に維持されている。上記接合チャンバー５３Ａ内
には、ベルトコンベヤ５０Ａにより上記窒素ガス交換チ
ャンバー８１から基板２が搬入されるとともに、ベルト
コンベヤ５０Ｂにより上記窒素ガス交換チャンバー８１
から、チップトレー５５内に収納された４個の大略正方
形のＩＣチップ１，…，１が搬入されるようにしてい
る。上記接合チャンバー５３Ａ内には、接合装置の一例
としての装着ヘッド５７が上下及び案内レール５９沿い
に両方の上記ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂの上方言い
替えれば搬入された基板２とチップトレー５５の上方を
横切る範囲に左右に移動可能に配置されているととも
に、上記ベルトコンベヤ５０Ｂの真上には、チップ反転
コレット５９がベルトコンベヤ５０Ｂの搬送方向及び該
搬送方向と直交する方向に駆動装置（図示せず）により
移動可能に配置されている。チップ反転コレット５９
は、９０度間隔毎に合計４個の吸着ノズルを有するもの
であり、上記ベルトコンベヤ５０Ｂ上のチップトレー５
５内のＩＣチップ１の装着面を上記ノズルで吸着してＩ
Ｃチップ１を１個だけ吸着保持したのち、１８０度回転
させて反転させて、装着面と反対側の面を上向きに位置
させるものである。装着ヘッド５７は、チップ反転コレ
ット５９により反転されたＩＣチップ１の上面を、装着
ヘッド５７の下面に吸着保持可能として、上記表面処理
チャンバー５２からベルトコンベヤ５０Ａにより搬入さ
れてきた基板２にＩＣチップ１を接合させる。この接合
動作は、第１実施形態と同様な超音波接合が好ましい。
上記大気圧の窒素ガス雰囲気は、これに限定されるもの
ではなく、ＩＣチップ１の各バンプ３若しくは基板２の
各電極４が接合に支障が生じない雰囲気ならばどのよう
な雰囲気でもよく、例えば、酸素濃度を低下させた後に
水素などの還元ガス又は例えばＡｒ，Ｎ2，Ｈｅなどの
非反応性ガスを充満させる雰囲気でもよい。
【０１０４】上記空気雰囲気交換チャンバー５４Ａは、
上記接合チャンバー５３Ａからベルトコンベヤ５０Ａに
より搬入されてきたＩＣチップ１，…，１が基板２に接
合された接合体２０及びベルトコンベヤ５０Ｂにより搬
入されてきたチップトレー５５の周囲の雰囲気を、上記
接合チャンバー５３Ａと大気圧下での窒素ガス雰囲気か
ら大気圧下の空気の雰囲気に交換するものである。
上記接合チャンバー５３Ａからベルトコンベヤ５０Ａに
より搬入されてきたＩＣチップ１，…，１が基板２に接
合された接合体２０及びベルトコンベヤ５０Ｂにより搬
入されてきたチップトレー５５の周囲の雰囲気を、上記
接合チャンバー５３Ａと大気圧下での窒素ガス雰囲気か
ら大気圧下の空気の雰囲気に交換するものである。
【０１０５】上記ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂの図示
しないモータなどの駆動装置、各チャンバーでの排気及
びガス供給装置６８，６９，７０，７１Ａ、イオンビー
ム照射装置５６、装着ヘッド５７、チップ反転コレット
５９、加熱装置６２、必要ならば隣接するチャンバー間
を仕切るためのシャッターを設ける場合にはそのシャッ
ターの開閉駆動装置は、制御装置８７により動作制御さ
れるようになっている。よって、上記ベルトコンベヤ５
０Ａ，５０Ｂによる各チャンバーに対する各基板２及び
各チップトレー５５の搬入及び搬出動作と、各チャンバ
ー５１，５２，８１，５３Ａ，５４Ａでのそれぞれ独立
した排気及び窒素ガス供給などの動作と、上記装着ヘッ
ド５７及びチップ反転コレット５９の各種動作例えば吸
着動作を行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置調
整動作と超音波発生動作と平行度調整動作と、上記イオ
ンビーム照射装置５６のイオンビーム照射動作、加熱装
置６２の加熱動作などは、制御装置８７により適宜制御
されるようにしている。
しないモータなどの駆動装置、各チャンバーでの排気及
びガス供給装置６８，６９，７０，７１Ａ、イオンビー
ム照射装置５６、装着ヘッド５７、チップ反転コレット
５９、加熱装置６２、必要ならば隣接するチャンバー間
を仕切るためのシャッターを設ける場合にはそのシャッ
ターの開閉駆動装置は、制御装置８７により動作制御さ
れるようになっている。よって、上記ベルトコンベヤ５
０Ａ，５０Ｂによる各チャンバーに対する各基板２及び
各チップトレー５５の搬入及び搬出動作と、各チャンバ
ー５１，５２，８１，５３Ａ，５４Ａでのそれぞれ独立
した排気及び窒素ガス供給などの動作と、上記装着ヘッ
ド５７及びチップ反転コレット５９の各種動作例えば吸
着動作を行うための吸引回路のオンオフ動作及び位置調
整動作と超音波発生動作と平行度調整動作と、上記イオ
ンビーム照射装置５６のイオンビーム照射動作、加熱装
置６２の加熱動作などは、制御装置８７により適宜制御
されるようにしている。
【０１０６】上記構成にかかる常温接合装置によれば、
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置８７の制御の下に行われる。
以下のようにして常温接合が行われる。以下の各動作
は、上記制御装置８７の制御の下に行われる。
【０１０７】まず、大気圧の空気の雰囲気内で、ベルト
コンベヤ５０Ａ，５０Ｂに所定間隔毎に回路基板２，
…，２及びチップトレー５５，…，５５が載置されると
ともに、ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂの駆動により、
回路基板２及びチップトレー５５が大気圧の空気の雰囲
気から真空交換チャンバー５１内に搬入される。真空交
換チャンバー５１内に回路基板２及びチップトレー５５
が搬入されるとき、真空交換チャンバー５１内の雰囲気
は、大気圧の空気の雰囲気となっている。そして、真空
交換チャンバー５１内に回路基板２及びチップトレー５
５が搬入されたのち、真空交換チャンバー５１の排気及
びガス供給装置６８を駆動して、Ａｒ，Ｎ 2，Ｈ2，Ｈｅ
などのガスを供給して真空交換チャンバー５１の雰囲気
を大気圧の空気の雰囲気から例えば１０-7Ｐａ程度の減
圧下での無酸素雰囲気に交換する。
コンベヤ５０Ａ，５０Ｂに所定間隔毎に回路基板２，
…，２及びチップトレー５５，…，５５が載置されると
ともに、ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂの駆動により、
回路基板２及びチップトレー５５が大気圧の空気の雰囲
気から真空交換チャンバー５１内に搬入される。真空交
換チャンバー５１内に回路基板２及びチップトレー５５
が搬入されるとき、真空交換チャンバー５１内の雰囲気
は、大気圧の空気の雰囲気となっている。そして、真空
交換チャンバー５１内に回路基板２及びチップトレー５
５が搬入されたのち、真空交換チャンバー５１の排気及
びガス供給装置６８を駆動して、Ａｒ，Ｎ 2，Ｈ2，Ｈｅ
などのガスを供給して真空交換チャンバー５１の雰囲気
を大気圧の空気の雰囲気から例えば１０-7Ｐａ程度の減
圧下での無酸素雰囲気に交換する。
【０１０８】次いで、真空交換チャンバー５１が減圧下
での無酸素雰囲気になると、真空交換チャンバー５１内
の上記回路基板２及びチップトレー５５が、ベルトコン
ベヤ５０Ａ，５０Ｂにより、それぞれ、真空交換チャン
バー５１から隣接する上記表面処理チャンバー５２内に
搬入される。上記表面処理チャンバー５２の排気及びガ
ス供給装置６９により、Ａｒ，Ｎ2，Ｈ2，Ｈｅなどのガ
スを供給して上記表面処理チャンバー５２は常に上記真
空交換チャンバー５１と同等の減圧下での無酸素雰囲気
に維持されている。そして、ベルトコンベヤ５０Ａの走
行によりベルトコンベヤ５０Ａ上の回路基板２が上記表
面処理チャンバー５２内の所定のイオンビーム照射位置
に位置すると、当該回路基板２の各電極４の表面に向け
て、イオンビーム照射装置５６からイオンビームを均一
に照射して、上記各電極４の表面の酸化膜や有機膜を除
去することにより各電極４の表面を均一に活性化して不
安定なものとして表面改質を行う。このとき、同時に、
ベルトコンベヤ５０Ｂの走行によりベルトコンベヤ５０
Ｂ上のチップトレー５５内の４個のＩＣチップ１，…，
１も上記表面処理チャンバー５２内の所定のイオンビー
ム照射位置に位置するようにして、当該４個のＩＣチッ
プ１，…，１の各バンプ３の表面に向けて、イオンビー
ム照射装置５６からイオンビームを均一に照射して、上
記各バンプ３の表面の酸化膜や有機膜を除去することに
より各バンプ３の表面を均一に活性化して不安定なもの
として表面改質を行うようにしてもよい。このとき、こ
の表面処理チャンバー５２内は、上記真空交換チャンバ
ー５１と同等の１０-7Ｐａ程度の減圧下とするのが好ま
しい。
での無酸素雰囲気になると、真空交換チャンバー５１内
の上記回路基板２及びチップトレー５５が、ベルトコン
ベヤ５０Ａ，５０Ｂにより、それぞれ、真空交換チャン
バー５１から隣接する上記表面処理チャンバー５２内に
搬入される。上記表面処理チャンバー５２の排気及びガ
ス供給装置６９により、Ａｒ，Ｎ2，Ｈ2，Ｈｅなどのガ
スを供給して上記表面処理チャンバー５２は常に上記真
空交換チャンバー５１と同等の減圧下での無酸素雰囲気
に維持されている。そして、ベルトコンベヤ５０Ａの走
行によりベルトコンベヤ５０Ａ上の回路基板２が上記表
面処理チャンバー５２内の所定のイオンビーム照射位置
に位置すると、当該回路基板２の各電極４の表面に向け
て、イオンビーム照射装置５６からイオンビームを均一
に照射して、上記各電極４の表面の酸化膜や有機膜を除
去することにより各電極４の表面を均一に活性化して不
安定なものとして表面改質を行う。このとき、同時に、
ベルトコンベヤ５０Ｂの走行によりベルトコンベヤ５０
Ｂ上のチップトレー５５内の４個のＩＣチップ１，…，
１も上記表面処理チャンバー５２内の所定のイオンビー
ム照射位置に位置するようにして、当該４個のＩＣチッ
プ１，…，１の各バンプ３の表面に向けて、イオンビー
ム照射装置５６からイオンビームを均一に照射して、上
記各バンプ３の表面の酸化膜や有機膜を除去することに
より各バンプ３の表面を均一に活性化して不安定なもの
として表面改質を行うようにしてもよい。このとき、こ
の表面処理チャンバー５２内は、上記真空交換チャンバ
ー５１と同等の１０-7Ｐａ程度の減圧下とするのが好ま
しい。
【０１０９】次いで、表面処理チャンバー５２内での回
路基板２の各電極４の表面改質、又は、回路基板２の各
電極４及び各ＩＣチップ１の各バンプ３の表面改質が終
了すると、表面処理チャンバー５２内からベルトコンベ
ヤ５０Ａ，５０Ｂにより、上記回路基板２及びチップト
レー５５が窒素ガス交換チャンバー８１に搬入される。
上記回路基板２及びチップトレー５５が窒素ガス交換チ
ャンバー８１内に搬入されるとき、窒素ガス交換チャン
バー８１は上記表面処理チャンバー５２と同等の減圧下
での無酸素雰囲気に維持されている。上記回路基板２及
びチップトレー５５が窒素ガス交換チャンバー８１内に
搬入されたのち、排気及びガス供給装置８２を駆動する
ことにより、上記窒素ガス交換チャンバー８１内の雰囲
気を、上記表面処理チャンバー５２と同等の減圧下の無
酸素雰囲気から大気圧の無酸素の窒素ガス雰囲気に交換
する。
路基板２の各電極４の表面改質、又は、回路基板２の各
電極４及び各ＩＣチップ１の各バンプ３の表面改質が終
了すると、表面処理チャンバー５２内からベルトコンベ
ヤ５０Ａ，５０Ｂにより、上記回路基板２及びチップト
レー５５が窒素ガス交換チャンバー８１に搬入される。
上記回路基板２及びチップトレー５５が窒素ガス交換チ
ャンバー８１内に搬入されるとき、窒素ガス交換チャン
バー８１は上記表面処理チャンバー５２と同等の減圧下
での無酸素雰囲気に維持されている。上記回路基板２及
びチップトレー５５が窒素ガス交換チャンバー８１内に
搬入されたのち、排気及びガス供給装置８２を駆動する
ことにより、上記窒素ガス交換チャンバー８１内の雰囲
気を、上記表面処理チャンバー５２と同等の減圧下の無
酸素雰囲気から大気圧の無酸素の窒素ガス雰囲気に交換
する。
【０１１０】次いで、上記窒素ガス交換チャンバー８１
内が大気圧の窒素ガス雰囲気になると、窒素ガス交換チ
ャンバー８１内の上記回路基板２及びチップトレー５５
が、ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂにより、それぞれ、
窒素ガス交換チャンバー８１から隣接する上記接合チャ
ンバー５３Ａ内に搬入される。上記回路基板２及びチッ
プトレー５５が接合チャンバー５３Ａ内に搬入されると
き、接合チャンバー５３Ａは、排気及び不活性ガス供給
装置７０により、上記窒素ガス交換チャンバー８１と同
等の大気圧下での無酸素の窒素ガス雰囲気に維持されて
いる。上記回路基板２及びチップトレー５５が接合チャ
ンバー５３Ａ内に搬入されたのち、まず、チップ反転コ
レット５９によりチップトレー５５から１個のＩＣチッ
プ１が吸着保持されたのち１８０度反転させられる。次
いで、装着ヘッド５７がチップ反転コレット５９の上方
まで移動して下降して、チップ反転コレット５９に吸着
保持されたＩＣチップ１を装着ヘッド５７の下面に吸着
保持させてチップ反転コレット５９からＩＣチップ１を
受取る。次いで、装着ヘッド５７が元の位置まで上昇し
たのち、基板２のＩＣチップ接合領域の上方まで移動し
下降して、ＩＣチップ接合領域に対して吸着保持されて
いるＩＣチップ１を押圧させつつ接合させる。この接合
動作は、ベルトコンベヤ５０Ａの下方に配置された加熱
装置６２によりベルトコンベヤ５０Ａ上の回路基板２を
加熱しつつ第１実施形態と同様な超音波接合を行うこと
が好ましい。各ＩＣチップ１の各電極には前もってバン
プ３が形成されており、各バンプ３が回路基板２のＩＣ
チップ接合部の活性化された各電極４に直接接触するこ
とにより、常温接合されるようになっている。この第４
実施形態では、回路基板２に４つのＩＣチップ接合領域
があり、各ＩＣチップ接合部に対してＩＣチップ１を接
合させたのち、上記４個のＩＣチップ１，…，１が回路
基板２に接合された接合体２０を上記接合チャンバー５
３Ａからベルトコンベヤ５０Ａにより空気雰囲気交換チ
ャンバー５４Ａに搬出する。
内が大気圧の窒素ガス雰囲気になると、窒素ガス交換チ
ャンバー８１内の上記回路基板２及びチップトレー５５
が、ベルトコンベヤ５０Ａ，５０Ｂにより、それぞれ、
窒素ガス交換チャンバー８１から隣接する上記接合チャ
ンバー５３Ａ内に搬入される。上記回路基板２及びチッ
プトレー５５が接合チャンバー５３Ａ内に搬入されると
き、接合チャンバー５３Ａは、排気及び不活性ガス供給
装置７０により、上記窒素ガス交換チャンバー８１と同
等の大気圧下での無酸素の窒素ガス雰囲気に維持されて
いる。上記回路基板２及びチップトレー５５が接合チャ
ンバー５３Ａ内に搬入されたのち、まず、チップ反転コ
レット５９によりチップトレー５５から１個のＩＣチッ
プ１が吸着保持されたのち１８０度反転させられる。次
いで、装着ヘッド５７がチップ反転コレット５９の上方
まで移動して下降して、チップ反転コレット５９に吸着
保持されたＩＣチップ１を装着ヘッド５７の下面に吸着
保持させてチップ反転コレット５９からＩＣチップ１を
受取る。次いで、装着ヘッド５７が元の位置まで上昇し
たのち、基板２のＩＣチップ接合領域の上方まで移動し
下降して、ＩＣチップ接合領域に対して吸着保持されて
いるＩＣチップ１を押圧させつつ接合させる。この接合
動作は、ベルトコンベヤ５０Ａの下方に配置された加熱
装置６２によりベルトコンベヤ５０Ａ上の回路基板２を
加熱しつつ第１実施形態と同様な超音波接合を行うこと
が好ましい。各ＩＣチップ１の各電極には前もってバン
プ３が形成されており、各バンプ３が回路基板２のＩＣ
チップ接合部の活性化された各電極４に直接接触するこ
とにより、常温接合されるようになっている。この第４
実施形態では、回路基板２に４つのＩＣチップ接合領域
があり、各ＩＣチップ接合部に対してＩＣチップ１を接
合させたのち、上記４個のＩＣチップ１，…，１が回路
基板２に接合された接合体２０を上記接合チャンバー５
３Ａからベルトコンベヤ５０Ａにより空気雰囲気交換チ
ャンバー５４Ａに搬出する。
【０１１１】次いで、空気雰囲気交換チャンバー５４Ａ
では、ベルトコンベヤ５０Ａにより上記接合チャンバー
５３Ａから接合体２０が搬入されるとともに、ベルトコ
ンベヤ５０Ｂにより上記接合チャンバー５３Ａから空の
チップトレー５５が搬入されると、排気及びガス供給装
置７１Ａの駆動により、表面処理チャンバー５２と同等
の大気圧下での無酸素窒素ガス雰囲気から大気圧の空気
の雰囲気に交換される。交換されて大気圧の空気の雰囲
気になったのち、ベルトコンベヤ５０Ａにより上記空気
雰囲気交換チャンバー５４Ａ外に接合体２０が搬出され
るとともに、ベルトコンベヤ５０Ｂにより上記空気雰囲
気交換チャンバー５４Ａ外に空のチップトレー５５が搬
出される。
では、ベルトコンベヤ５０Ａにより上記接合チャンバー
５３Ａから接合体２０が搬入されるとともに、ベルトコ
ンベヤ５０Ｂにより上記接合チャンバー５３Ａから空の
チップトレー５５が搬入されると、排気及びガス供給装
置７１Ａの駆動により、表面処理チャンバー５２と同等
の大気圧下での無酸素窒素ガス雰囲気から大気圧の空気
の雰囲気に交換される。交換されて大気圧の空気の雰囲
気になったのち、ベルトコンベヤ５０Ａにより上記空気
雰囲気交換チャンバー５４Ａ外に接合体２０が搬出され
るとともに、ベルトコンベヤ５０Ｂにより上記空気雰囲
気交換チャンバー５４Ａ外に空のチップトレー５５が搬
出される。
【０１１２】上記第４実施形態によれば、ベルトコンベ
ヤ５０Ａ，５０Ｂにより多数の回路基板２，…，２及び
多数のＩＣチップ１，…，１が連続的又は間欠的に走行
されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動作と、各回
路基板２の各電極４の表面改質動作又は各回路基板２の
各電極４及び各ＩＣチップ１の各バンプ３の表面改質動
作と、ＩＣチップ１の常温接合動作とがそれぞれ独立し
て同時並行して行うことができるため、全体として接合
体の製造効率を高めることができるとともに、効率良く
接合体を大量生産することができる。また、低圧（例え
ば、従来は５０ｇ／１００μｍ2であったが、この実施
形態では従来の１０分の１の５ｇ／１００μｍ2程度の
低圧）で接合動作を行うことができるため、電極配線が
微細化された化合物半導体のＩＣチップなどにも適用す
ることができる。また、ＩＣチップ１をハンドリングす
る方法として、吸着ツールを用いるのが一般的である
が、減圧下では、これが不可能となり、チャッキング等
の別の手段を用いる必要が生じる。しかしながら、これ
は、ＩＣチップ割れなどが生じやすく、困難な手段であ
るため、上記第４実施形態のように大気圧にして、吸着
ツールによるハンドリングを行なうことにより、ＩＣチ
ップ割れなどを防止することができて好ましい。
ヤ５０Ａ，５０Ｂにより多数の回路基板２，…，２及び
多数のＩＣチップ１，…，１が連続的又は間欠的に走行
されつつ、各雰囲気に対する搬入及び搬出動作と、各回
路基板２の各電極４の表面改質動作又は各回路基板２の
各電極４及び各ＩＣチップ１の各バンプ３の表面改質動
作と、ＩＣチップ１の常温接合動作とがそれぞれ独立し
て同時並行して行うことができるため、全体として接合
体の製造効率を高めることができるとともに、効率良く
接合体を大量生産することができる。また、低圧（例え
ば、従来は５０ｇ／１００μｍ2であったが、この実施
形態では従来の１０分の１の５ｇ／１００μｍ2程度の
低圧）で接合動作を行うことができるため、電極配線が
微細化された化合物半導体のＩＣチップなどにも適用す
ることができる。また、ＩＣチップ１をハンドリングす
る方法として、吸着ツールを用いるのが一般的である
が、減圧下では、これが不可能となり、チャッキング等
の別の手段を用いる必要が生じる。しかしながら、これ
は、ＩＣチップ割れなどが生じやすく、困難な手段であ
るため、上記第４実施形態のように大気圧にして、吸着
ツールによるハンドリングを行なうことにより、ＩＣチ
ップ割れなどを防止することができて好ましい。
【０１１３】（第５実施形態）上記各実施形態において
は、接合動作時、回路基板２の上方からＩＣチップ２を
下向きに下降させて回路基板２に押圧して接合するよう
にしているが、本発明はこれに限られるものではない。
例えば、本発明の第５実施形態にかかる常温接合装置及
び方法として、図７に示すように、各電極４が表面改質
された後の回路基板２を下向きに基板搬送ステージ９０
にネジ又はチャック９１などにより挟み込んで固定する
とともに、チップ搬送ステージ９３に載置保持されかつ
各バンプ３が表面改質された後のＩＣチップ１を上記回
路基板２の電子部品接合領域ノ一例としてのＩＣチップ
接合領域に対して位置決めしたのち、チップ搬送ステー
ジ１を上昇させてＩＣチップ１を上記回路基板２に常温
接合するようにしてもよい。すなわち、この場合、回路
基板２は、まず、基板搬送ステージ９０の上面にネジ又
はチャック９１などにより固定したのち、基板搬送ステ
ージ９０の上下を逆転させて、回路基板２のＩＣチップ
接合部の接合すべき電極面を下向きに位置させる。一
方、チップ搬送ステージ９３には、ＩＣチップ１を載置
保持する。チップ搬送ステージ９３の大きさをＩＣチッ
プ１と同等以下とすることにより、図１７に示すように
回路基板２に複数のＩＣチップ接合部がある場合、複数
のＩＣチップ接合部に対して複数のＩＣチップ１，１を
複数のチップ搬送ステージ９０，９０にそれぞれ載置保
持して同時的に接合させることが可能となる。
は、接合動作時、回路基板２の上方からＩＣチップ２を
下向きに下降させて回路基板２に押圧して接合するよう
にしているが、本発明はこれに限られるものではない。
例えば、本発明の第５実施形態にかかる常温接合装置及
び方法として、図７に示すように、各電極４が表面改質
された後の回路基板２を下向きに基板搬送ステージ９０
にネジ又はチャック９１などにより挟み込んで固定する
とともに、チップ搬送ステージ９３に載置保持されかつ
各バンプ３が表面改質された後のＩＣチップ１を上記回
路基板２の電子部品接合領域ノ一例としてのＩＣチップ
接合領域に対して位置決めしたのち、チップ搬送ステー
ジ１を上昇させてＩＣチップ１を上記回路基板２に常温
接合するようにしてもよい。すなわち、この場合、回路
基板２は、まず、基板搬送ステージ９０の上面にネジ又
はチャック９１などにより固定したのち、基板搬送ステ
ージ９０の上下を逆転させて、回路基板２のＩＣチップ
接合部の接合すべき電極面を下向きに位置させる。一
方、チップ搬送ステージ９３には、ＩＣチップ１を載置
保持する。チップ搬送ステージ９３の大きさをＩＣチッ
プ１と同等以下とすることにより、図１７に示すように
回路基板２に複数のＩＣチップ接合部がある場合、複数
のＩＣチップ接合部に対して複数のＩＣチップ１，１を
複数のチップ搬送ステージ９０，９０にそれぞれ載置保
持して同時的に接合させることが可能となる。
【０１１４】一般に、減圧下では、ＩＣチップ１を吸着
保持することが困難であるが、第５実施形態によれば、
上記したように、ＩＣチップ１を吸着させずにチップ搬
送ステージ９３に載置保持することにより、容易にＩＣ
チップ１を保持することができＩＣチップ１の取扱いが
容易なものとなり、より精度よくかつ効率良く接合動作
を行うことができる。また、低圧で接合動作を行うこと
ができるため、電極配線が微細化された化合物半導体の
ＩＣチップなどにも適用することができる。
保持することが困難であるが、第５実施形態によれば、
上記したように、ＩＣチップ１を吸着させずにチップ搬
送ステージ９３に載置保持することにより、容易にＩＣ
チップ１を保持することができＩＣチップ１の取扱いが
容易なものとなり、より精度よくかつ効率良く接合動作
を行うことができる。また、低圧で接合動作を行うこと
ができるため、電極配線が微細化された化合物半導体の
ＩＣチップなどにも適用することができる。
【０１１５】（第６実施形態）本発明の第６実施形態に
かかる常温接合装置及び方法は、ＩＣチップ１と基板２
との位置合わせに関するものであり、特に、第１実施形
態の変形例に相当するものである。すなわち、図８及び
図９に示すように、下側に固定された基台１０４上に基
板２を載置し、基台１０４より上向きに延びた支柱１０
３の上端に、支柱１０３に対して上下可能に支持されて
いる可動部１０５が配置されたＩＣチップ及び基板保持
装置１０６を用意する。この基板保持装置１０６の可動
部１０５には、ＩＣチップ１が吸着又はチャックなどに
より保持し、かつ、上下方向と直交するＸ方向に位置調
整可能な、マイクロメータのような、Ｘ方向調整部材１
０１Ｘと、上下方向及びＸ方向と直交するＹ方向に位置
調整可能な、マイクロメータのような、Ｙ方向調整部材
１０１Ｙとを備えて、ＸＹ方向に位置調整可能としてい
る。
かかる常温接合装置及び方法は、ＩＣチップ１と基板２
との位置合わせに関するものであり、特に、第１実施形
態の変形例に相当するものである。すなわち、図８及び
図９に示すように、下側に固定された基台１０４上に基
板２を載置し、基台１０４より上向きに延びた支柱１０
３の上端に、支柱１０３に対して上下可能に支持されて
いる可動部１０５が配置されたＩＣチップ及び基板保持
装置１０６を用意する。この基板保持装置１０６の可動
部１０５には、ＩＣチップ１が吸着又はチャックなどに
より保持し、かつ、上下方向と直交するＸ方向に位置調
整可能な、マイクロメータのような、Ｘ方向調整部材１
０１Ｘと、上下方向及びＸ方向と直交するＹ方向に位置
調整可能な、マイクロメータのような、Ｙ方向調整部材
１０１Ｙとを備えて、ＸＹ方向に位置調整可能としてい
る。
【０１１６】このＩＣチップ及び基板保持装置１０６
を、大気圧下で、位置合わせ装置の一例としてのアライ
メント（位置合わせ）確認ステージ１０２に載置する。
アライメント確認ステージ１０２は、ＩＣチップ及び基
板保持装置１０６のＩＣチップ１と基板２との間の空間
に入り込むアライメント確認カメラ１００を備えてお
り、アライメント確認カメラ１００がＩＣチップ１と基
板２との位置をそれぞれ認識したのち、Ｘ方向調整部材
１０１ＸとＹ方向調整部材１０１ＹとによりＸＹ方向に
位置調整する。この位置調整は、手動で行うようにして
もよいし、アライメント確認カメラ１００により認識さ
れたデータを元に制御装置で画像処理を行い、ＸＹ方向
の位置補正量を求めたのち、Ｘ方向調整部材１０１Ｘと
Ｙ方向調整部材１０１Ｙをそれぞれ別々のモータなどで
正逆回転駆動して自動的に位置調整するようにしてもよ
い。
を、大気圧下で、位置合わせ装置の一例としてのアライ
メント（位置合わせ）確認ステージ１０２に載置する。
アライメント確認ステージ１０２は、ＩＣチップ及び基
板保持装置１０６のＩＣチップ１と基板２との間の空間
に入り込むアライメント確認カメラ１００を備えてお
り、アライメント確認カメラ１００がＩＣチップ１と基
板２との位置をそれぞれ認識したのち、Ｘ方向調整部材
１０１ＸとＹ方向調整部材１０１ＹとによりＸＹ方向に
位置調整する。この位置調整は、手動で行うようにして
もよいし、アライメント確認カメラ１００により認識さ
れたデータを元に制御装置で画像処理を行い、ＸＹ方向
の位置補正量を求めたのち、Ｘ方向調整部材１０１Ｘと
Ｙ方向調整部材１０１Ｙをそれぞれ別々のモータなどで
正逆回転駆動して自動的に位置調整するようにしてもよ
い。
【０１１７】このようにして、大気圧下で、アライメン
ト確認ステージ１０２を利用してＩＣチップ及び基板保
持装置１０６でのＩＣチップ１と基板２との位置調整を
行ったのち、図９に示すように、第１実施形態の減圧チ
ャンバー６内のヒートステージ１３上に、ＩＣチップ及
び基板保持装置１０６を載置保持する。そして、減圧下
で、接合動作を行うとき、ロードセル１１１で荷重を検
出しつつ、加圧機構１１０を駆動して、ＩＣチップ及び
基板保持装置１０６の可動部１０５を下降させて、可動
部１０５に保持されたＩＣチップ１を基板２に押圧接合
させる。
ト確認ステージ１０２を利用してＩＣチップ及び基板保
持装置１０６でのＩＣチップ１と基板２との位置調整を
行ったのち、図９に示すように、第１実施形態の減圧チ
ャンバー６内のヒートステージ１３上に、ＩＣチップ及
び基板保持装置１０６を載置保持する。そして、減圧下
で、接合動作を行うとき、ロードセル１１１で荷重を検
出しつつ、加圧機構１１０を駆動して、ＩＣチップ及び
基板保持装置１０６の可動部１０５を下降させて、可動
部１０５に保持されたＩＣチップ１を基板２に押圧接合
させる。
【０１１８】上記第６実施形態によれば、大気圧下でＩ
Ｃチップ１と基板２との位置調整を行ったのち、その位
置調整された状態のまま減圧チャンバー内に搬入するこ
とができ、減圧チャンバー内での電極表面改質後の接合
動作時に位置調整が不要となり、より精度良くかつ確実
に位置調整された状態で接合動作を行うことができる。
Ｃチップ１と基板２との位置調整を行ったのち、その位
置調整された状態のまま減圧チャンバー内に搬入するこ
とができ、減圧チャンバー内での電極表面改質後の接合
動作時に位置調整が不要となり、より精度良くかつ確実
に位置調整された状態で接合動作を行うことができる。
【０１１９】（第７実施形態）上記各実施形態において
は、ＩＣチップ１を基板２に接合するとき超音波接合す
ることについて説明したが、接合方法はこれに限られる
ものではない。例えば、本発明の第７実施形態にかかる
常温接合装置及び方法は、図１０に示すように、ＩＣチ
ップ１の各バンプ３と基板２の電極４との間に接合材料
１２１を介在させて接合するものである。一例として、
第１実施形態について説明すると、減圧チャンバー１３
内でＩＣチップ１を基板４に半田又は導電性接着材等の
接合材料１２１を用いて装着する場合について説明す
る。
は、ＩＣチップ１を基板２に接合するとき超音波接合す
ることについて説明したが、接合方法はこれに限られる
ものではない。例えば、本発明の第７実施形態にかかる
常温接合装置及び方法は、図１０に示すように、ＩＣチ
ップ１の各バンプ３と基板２の電極４との間に接合材料
１２１を介在させて接合するものである。一例として、
第１実施形態について説明すると、減圧チャンバー１３
内でＩＣチップ１を基板４に半田又は導電性接着材等の
接合材料１２１を用いて装着する場合について説明す
る。
【０１２０】まず、密閉された減圧チャンバー１３にお
いて大気を排気して酸素濃度を低下させ、かつ、接続部
活性化のために電極表面の改質を行ったのち、ＩＣチッ
プ１の各電極上のバンプ３と、接合材料１２１が予め供
給された基板２上の接続電極４とを位置合わせした後、
基板側から加熱しつつ接合する。その後、基板側からの
加熱により、接合材料１２１が半田の場合は溶融接合
し、接合材料１２１が導電性接着材の場合は熱硬化し、
ＩＣチップ１のバンプ３と基板２の電極４とが導通状態
で接合固定される。
いて大気を排気して酸素濃度を低下させ、かつ、接続部
活性化のために電極表面の改質を行ったのち、ＩＣチッ
プ１の各電極上のバンプ３と、接合材料１２１が予め供
給された基板２上の接続電極４とを位置合わせした後、
基板側から加熱しつつ接合する。その後、基板側からの
加熱により、接合材料１２１が半田の場合は溶融接合
し、接合材料１２１が導電性接着材の場合は熱硬化し、
ＩＣチップ１のバンプ３と基板２の電極４とが導通状態
で接合固定される。
【０１２１】以上のように、第７実施形態によれば、Ｉ
Ｃチップ１の各バンプ３又は基板２の各電極４が大気中
酸素の影響により接合時に電極表面の酸化が進行した
り、大気中の炭素等の有機物の付着により接合が阻害さ
れ、電極間での導通不良となることを防ぐことができ
る。従来、溶融させなければ接合できなかったもの（Ａ
ｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ａｌ，Ａｕ−Ｃｕなど）では金属間の
拡散層が生じ、このように拡散層が拡大することによ
り、高温放置テストにおいては接合信頼性の低下を引き
起こしてしまうことになる。塑性変形のしやすさ、接合
性の良い物質としての接合材料１２１を中間に設けるこ
とにより、接合材料１２１を使用した常温接合では、よ
り安定して信頼性の高い接合を得ることができる。
Ｃチップ１の各バンプ３又は基板２の各電極４が大気中
酸素の影響により接合時に電極表面の酸化が進行した
り、大気中の炭素等の有機物の付着により接合が阻害さ
れ、電極間での導通不良となることを防ぐことができ
る。従来、溶融させなければ接合できなかったもの（Ａ
ｕ−Ｓｎ，Ａｕ−Ａｌ，Ａｕ−Ｃｕなど）では金属間の
拡散層が生じ、このように拡散層が拡大することによ
り、高温放置テストにおいては接合信頼性の低下を引き
起こしてしまうことになる。塑性変形のしやすさ、接合
性の良い物質としての接合材料１２１を中間に設けるこ
とにより、接合材料１２１を使用した常温接合では、よ
り安定して信頼性の高い接合を得ることができる。
【０１２２】（第８実施形態）本発明の第８実施形態に
かかる常温接合装置及び方法は、電子部品の例としてＩ
Ｃチップ１ではなくチップコンデンサを基板２に上記と
は別の接合方法で行うものである。図１１に示すよう
に、一例として、第１実施形態について説明すると、減
圧チャンバー１３内でチップコンデンサ１２４を基板４
に半田又は導電性接着材等の接合材料１２３を用いて装
着する場合について説明する。
かかる常温接合装置及び方法は、電子部品の例としてＩ
Ｃチップ１ではなくチップコンデンサを基板２に上記と
は別の接合方法で行うものである。図１１に示すよう
に、一例として、第１実施形態について説明すると、減
圧チャンバー１３内でチップコンデンサ１２４を基板４
に半田又は導電性接着材等の接合材料１２３を用いて装
着する場合について説明する。
【０１２３】まず、密閉された減圧チャンバー１３にお
いて大気を排気して酸素濃度を低下させ、かつ、接続部
活性化のために電極表面の改質を行ったのち、チップコ
ンデンサ１２４の各電極１２０と、接合材料１２３が予
め供給された基板２上の接続電極４とを位置合わせした
後、基板側から加熱しつつ接合する。その後、基板側か
らの加熱により、接合材料１２３が半田の場合は溶融接
合し、接合材料１２３が導電性接着材の場合は熱硬化
し、チップコンデンサ１２４の各電極１２０と基板２の
各電極４とが導通状態で接合固定される。
いて大気を排気して酸素濃度を低下させ、かつ、接続部
活性化のために電極表面の改質を行ったのち、チップコ
ンデンサ１２４の各電極１２０と、接合材料１２３が予
め供給された基板２上の接続電極４とを位置合わせした
後、基板側から加熱しつつ接合する。その後、基板側か
らの加熱により、接合材料１２３が半田の場合は溶融接
合し、接合材料１２３が導電性接着材の場合は熱硬化
し、チップコンデンサ１２４の各電極１２０と基板２の
各電極４とが導通状態で接合固定される。
【０１２４】以上のように、第８実施形態によれば、チ
ップコンデンサ１２４の各電極１２０又は基板２の各電
極４が大気中酸素の影響により接合時に電極表面の酸化
が進行したり、大気中の炭素等の有機物の付着により接
合が阻害され、電極間での導通不良となることを防ぐこ
とができる。このように、ＩＣチップではなく、チップ
コンデンサに常温接合を適用したとき、ＩＣとチップコ
ンデンサが混載される場合には、同一実装方法により、
効率的なものづくりが可能となること、つまりプロセス
の簡素化により、低コスト化が実現できる。
ップコンデンサ１２４の各電極１２０又は基板２の各電
極４が大気中酸素の影響により接合時に電極表面の酸化
が進行したり、大気中の炭素等の有機物の付着により接
合が阻害され、電極間での導通不良となることを防ぐこ
とができる。このように、ＩＣチップではなく、チップ
コンデンサに常温接合を適用したとき、ＩＣとチップコ
ンデンサが混載される場合には、同一実装方法により、
効率的なものづくりが可能となること、つまりプロセス
の簡素化により、低コスト化が実現できる。
【０１２５】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【０１２６】例えば、上記実施形態においては、電子部
品としてＩＣチップを例にして説明したが、本発明はこ
れに限られるものではなく、チップコンデンサなどにも
適用することができる。
品としてＩＣチップを例にして説明したが、本発明はこ
れに限られるものではなく、チップコンデンサなどにも
適用することができる。
【０１２７】また、上記した各実施形態では、回路基板
２の各電極４のみが表面改質されるものについて説明し
たが、回路基板２の各電極４とＩＣチップ１の各バンプ
３との両方が表面改質するようにしてもよいし、ＩＣチ
ップ１の各バンプ３のみが表面改質されるようにしても
よい。
２の各電極４のみが表面改質されるものについて説明し
たが、回路基板２の各電極４とＩＣチップ１の各バンプ
３との両方が表面改質するようにしてもよいし、ＩＣチ
ップ１の各バンプ３のみが表面改質されるようにしても
よい。
【０１２８】また、必要に応じて、隣接するチャンバー
間を仕切るためのシャッターを設けるようにしてもよ
い。
間を仕切るためのシャッターを設けるようにしてもよ
い。
【０１２９】また、上記各実施形態において、ＩＣチッ
プ１のバンプ３としてＡｕめっきなどのめっきバンプを
使用して超音波エネルギーを用いて装着するようにして
もよい。また、各バンプも一定高さにレベリングしたの
ち、基板に対して接合するようにしてもよい。
プ１のバンプ３としてＡｕめっきなどのめっきバンプを
使用して超音波エネルギーを用いて装着するようにして
もよい。また、各バンプも一定高さにレベリングしたの
ち、基板に対して接合するようにしてもよい。
【０１３０】また、上記電子部品の上記電気的接続部の
例としての電極又は上記回路形成体の上記電気的接続部
の例としての電極は、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎの
いずれかより構成されるようにしてもよい。
例としての電極又は上記回路形成体の上記電気的接続部
の例としての電極は、Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎの
いずれかより構成されるようにしてもよい。
【０１３１】また、本発明を適用することができる上記
電子部品としては、ＩＣチップの他、ＳＡＷフィルタ
ー、水晶発振子、ＧａＡｓチップや、それ以外の電子部
品が挙げられる。
電子部品としては、ＩＣチップの他、ＳＡＷフィルタ
ー、水晶発振子、ＧａＡｓチップや、それ以外の電子部
品が挙げられる。
【０１３２】なお、上記様々な実施形態のうちの任意の
実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有
する効果を奏するようにすることができる。
実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有
する効果を奏するようにすることができる。
【０１３３】
【発明の効果】本発明によれば、密閉されたチャンバー
の内部を減圧し、酸素濃度を例えば１％以下程度まで低
下させて大略無酸素状態又は無酸素状態とすることによ
り接合時の電気的接続部の酸化を進行させない状態の雰
囲気内に、電子部品の電気的接続部と回路形成体の電気
的接続部とを位置させて、いずれか一方の電気的接続部
の表面をエネルギー波により活性化するとともに、活性
化されたのちの電気的接続部を利用して電子部品の電気
的接続部と回路形成体の電気的接続部間を常温で接合さ
せた接合体を量産することができ、常温接合された接合
体を効率良くかつ良好な接合品質で大量生産することが
できる。すなわち、上記接続部の活性化を行う上記接続
部酸化防止雰囲気内に上記回路形成体又は上記電子部品
を自動的に搬入して位置させ、上記接続部酸化防止雰囲
気内で上記接続部の活性化を行ったのち、上記接続部酸
化防止雰囲気内で上記活性化された電気的接続部を利用
して上記電子部品と上記回路形成体との常温接合を行っ
たのち、上記雰囲気から搬出するようにしているため、
連続的に、上記接続部の活性化及び常温接合を行うこと
ができ、安定した品質の接合体を大量生産することがで
きる。
の内部を減圧し、酸素濃度を例えば１％以下程度まで低
下させて大略無酸素状態又は無酸素状態とすることによ
り接合時の電気的接続部の酸化を進行させない状態の雰
囲気内に、電子部品の電気的接続部と回路形成体の電気
的接続部とを位置させて、いずれか一方の電気的接続部
の表面をエネルギー波により活性化するとともに、活性
化されたのちの電気的接続部を利用して電子部品の電気
的接続部と回路形成体の電気的接続部間を常温で接合さ
せた接合体を量産することができ、常温接合された接合
体を効率良くかつ良好な接合品質で大量生産することが
できる。すなわち、上記接続部の活性化を行う上記接続
部酸化防止雰囲気内に上記回路形成体又は上記電子部品
を自動的に搬入して位置させ、上記接続部酸化防止雰囲
気内で上記接続部の活性化を行ったのち、上記接続部酸
化防止雰囲気内で上記活性化された電気的接続部を利用
して上記電子部品と上記回路形成体との常温接合を行っ
たのち、上記雰囲気から搬出するようにしているため、
連続的に、上記接続部の活性化及び常温接合を行うこと
ができ、安定した品質の接合体を大量生産することがで
きる。
【０１３４】また、常温接合のとき、低圧で接合動作を
行うことができるため、電気的接続部の例としての電極
配線が微細化された化合物半導体のＩＣチップなどにも
適用することができる。
行うことができるため、電気的接続部の例としての電極
配線が微細化された化合物半導体のＩＣチップなどにも
適用することができる。
【０１３５】また、ベルトコンベヤにより、複数の回路
形成体、又は、複数の電子部品、又は、複数の回路形成
体及び複数の電子部品が連続的に上記雰囲気に対して搬
入及び搬出動作と、各電子部品又は各回路形成体の各電
気的接続部の表面活性化動作と、減圧下又は大気圧下で
の各電子部品と各回路形成体との常温接合動作とがそれ
ぞれ独立して同時並行して行うことができるようにする
とき、全体として接合体の製造効率を高めることができ
るとともに、効率良く接合体を大量生産することができ
る。
形成体、又は、複数の電子部品、又は、複数の回路形成
体及び複数の電子部品が連続的に上記雰囲気に対して搬
入及び搬出動作と、各電子部品又は各回路形成体の各電
気的接続部の表面活性化動作と、減圧下又は大気圧下で
の各電子部品と各回路形成体との常温接合動作とがそれ
ぞれ独立して同時並行して行うことができるようにする
とき、全体として接合体の製造効率を高めることができ
るとともに、効率良く接合体を大量生産することができ
る。
【０１３６】一般に、減圧下では、電子部品を吸着保持
することが困難であるが、上記回路形成体の電子部品接
合領域を下向きに保持して上記電子部品を上向きに上記
回路形成体の上記電子部品接合領域に押圧接触させて接
合させるときには、電子部品を吸着させずに例えばチッ
プ搬送ステージに載置保持するだけでよくなる。よっ
て、容易に電子部品を保持することができ電子部品の取
扱いが容易なものとなり、より精度よくかつ効率良く接
合動作を行うことができる。
することが困難であるが、上記回路形成体の電子部品接
合領域を下向きに保持して上記電子部品を上向きに上記
回路形成体の上記電子部品接合領域に押圧接触させて接
合させるときには、電子部品を吸着させずに例えばチッ
プ搬送ステージに載置保持するだけでよくなる。よっ
て、容易に電子部品を保持することができ電子部品の取
扱いが容易なものとなり、より精度よくかつ効率良く接
合動作を行うことができる。
【０１３７】また、上記電子部品の上記電気的接続部と
上記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを大
気圧下で行ったのち、上記電子部品の上記電気的接続部
と上記回路形成体の上記電気的接続部とが位置合わせさ
れた状態で、上記電子部品と上記回路形成体とを上記接
続部酸化防止雰囲気内に位置させるとき、減圧雰囲気内
での電気的接続部の表面活性化後の接合動作時に位置調
整が不要となり、より精度良くかつ確実に位置調整され
た状態で接合動作を行うことができる。
上記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを大
気圧下で行ったのち、上記電子部品の上記電気的接続部
と上記回路形成体の上記電気的接続部とが位置合わせさ
れた状態で、上記電子部品と上記回路形成体とを上記接
続部酸化防止雰囲気内に位置させるとき、減圧雰囲気内
での電気的接続部の表面活性化後の接合動作時に位置調
整が不要となり、より精度良くかつ確実に位置調整され
た状態で接合動作を行うことができる。
【図１】 本発明の第１実施形態にかかる常温接合装置
の概略説明図である。
の概略説明図である。
【図２】 本発明の第２実施形態にかかる常温接合装置
の正面から見た概略説明図である。
の正面から見た概略説明図である。
【図３】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明の第３実施
形態にかかる常温接合装置の正面から見た概略説明図及
び搬出側の側面から見た接合チャンバーの概略説明図で
ある。
形態にかかる常温接合装置の正面から見た概略説明図及
び搬出側の側面から見た接合チャンバーの概略説明図で
ある。
【図４】 上記第３実施形態にかかる常温接合装置の上
から見た概略説明図である。
から見た概略説明図である。
【図５】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明の第４実施
形態にかかる常温接合装置の正面から見た概略説明図及
び搬出側の側面から見た接合チャンバーの概略説明図で
ある。
形態にかかる常温接合装置の正面から見た概略説明図及
び搬出側の側面から見た接合チャンバーの概略説明図で
ある。
【図６】 上記第４実施形態にかかる常温接合装置の上
から見た概略説明図である。
から見た概略説明図である。
【図７】 本発明の第５実施形態にかかる常温接合装置
の接合動作時のＩＣチップと基板との保持関係を示す説
明図である。
の接合動作時のＩＣチップと基板との保持関係を示す説
明図である。
【図８】 本発明の第６実施形態にかかる常温接合装置
のＩＣチップと基板との位置合わせ動作を示す説明図で
ある。
のＩＣチップと基板との位置合わせ動作を示す説明図で
ある。
【図９】 上記第６実施形態にかかる常温接合装置にお
いて位置合わせされた状態でＩＣチップと基板とを減圧
チャンバー内に配置したのちの接合動作を示す説明図で
ある。
いて位置合わせされた状態でＩＣチップと基板とを減圧
チャンバー内に配置したのちの接合動作を示す説明図で
ある。
【図１０】 本発明の第７実施形態にかかる常温接合装
置のＩＣチップと基板との接合動作を示す説明図であ
る。
置のＩＣチップと基板との接合動作を示す説明図であ
る。
【図１１】 本発明の第８実施形態にかかる常温接合装
置のＩＣチップと基板との接合動作を示す説明図であ
る。
置のＩＣチップと基板との接合動作を示す説明図であ
る。
【図１２】 (Ａ)は従来のフリップチップ実装において
ＩＣチップを接合材料を介して基板に対して装着する状
態を示した説明図であり、(Ｂ)は従来においてボンディ
ングツールで吸着保持したＩＣチップを基板に対して装
着する状態を示した説明図であり、（Ｃ）はチップ部品
を基板に装着する状態を示した説明図である。
ＩＣチップを接合材料を介して基板に対して装着する状
態を示した説明図であり、(Ｂ)は従来においてボンディ
ングツールで吸着保持したＩＣチップを基板に対して装
着する状態を示した説明図であり、（Ｃ）はチップ部品
を基板に装着する状態を示した説明図である。
【図１３】 電子部品や回路基板の各電極の金属結晶の
表面に酸化膜や有機膜などが形成されている状態を示す
説明図である。
表面に酸化膜や有機膜などが形成されている状態を示す
説明図である。
【図１４】 図１３の酸化膜や有機膜をアルゴンイオン
により除去して活性化した状態を示す説明図である。
により除去して活性化した状態を示す説明図である。
【図１５】 常温で活性化された電極面を接合すべき電
極面に低圧下で直接接触させる状態を示す説明図であ
る。
極面に低圧下で直接接触させる状態を示す説明図であ
る。
【図１６】 接触された電極面同士の間で原子間の結合
がなされる状態を示す説明図である。
がなされる状態を示す説明図である。
【図１７】 上記第５実施形態においてのマルチチップ
モジュールの実装、すなわち、複数のＩＣチップを複数
のチップ搬送ステージにそれぞれ載置保持して同時的に
接合させる状態の説明図である。
モジュールの実装、すなわち、複数のＩＣチップを複数
のチップ搬送ステージにそれぞれ載置保持して同時的に
接合させる状態の説明図である。
１…ＩＣチップ、２…回路基板、３…バンプ、４…電
極、５…搬送装置、５Ａ…ＩＣチップ搬送装置、５Ｂ…
基板搬送装置、６…減圧チャンバー、７…接続部活性化
装置、７ａ…エネルギー波照射部、７ｂ…駆動装置、８
…接合装置、８ａ…固定部、８ｂ…可動部、８ｃ…案内
ロッド、８ｄ…駆動装置、９…排気装置、１０…不活性
ガス供給装置、１１…排気口、１２…給気口、１３…ヒ
ートステージ、１４…チップ吸着保持及び超音波印加装
置、１５…位置調整装置、２１…吸着ノズル部、２２…
超音波発生部、２９…制御装置、３０…ベルトコンベ
ヤ、３０Ａ…駆動装置、３１…無酸素雰囲気交換チャン
バー、３２…表面処理チャンバー、３３…不活性ガス雰
囲気交換チャンバー、３４…接合チャンバー、３５…イ
オンビーム照射装置、３６…吸着接合装置、３７…制御
装置、３８…無酸素雰囲気交換チャンバーの排気及びガ
ス供給装置、３９…表面処理チャンバーの排気及びガス
供給装置、４０…不活性ガス雰囲気交換チャンバーの排
気及びガス供給装置、４１…接合チャンバーの排気及び
不活性ガス供給装置、４２…加熱装置、５０Ａ…基板側
のベルトコンベヤ、５０Ｂ…ＩＣチップ側のベルトコン
ベヤ、５１…真空交換チャンバー、５２…表面処理チャ
ンバー、５３，５３Ａ…接合チャンバー、５４…大気圧
交換チャンバー、５４Ａ…空気雰囲気交換チャンバー、
５５…チップトレー、５６…イオンビーム照射装置、５
７…装着ヘッド、５８…案内レール、５９…チップ反転
コレット、６２…加熱装置、６７…制御装置、６８…真
空交換チャンバーの排気及びガス供給装置、６９…表面
処理チャンバーの排気及びガス供給装置、７０…接合チ
ャンバーの排気及び不活性ガス供給装置、７１…不活性
ガス雰囲気交換チャンバーの排気及びガス供給装置、７
１Ａ…空気雰囲気交換チャンバーの排気及びガス供給装
置、８１…窒素ガス交換チャンバー、８２…窒素ガスチ
ャンバーの排気及び不活性ガス供給装置、８７…制御装
置、９０…基板搬送ステージ、９１…ネジ又はチャッ
ク、９３…チップ搬送ステージ、１００…アライメント
確認カメラ、１０１Ｘ…Ｘ方向調整部材、１０１Ｙ…Ｙ
方向調整部材、１０２…アライメント確認ステージ、１
０３…支柱、１０４…基台、１０５…可動部、１０６…
ＩＣチップ及び基板保持装置、１１０…加圧機構、１１
１…ロードセル、１２０…電極、１２１…接合材料、１
２３…接合材料、１２４…チップコンデンサ。
極、５…搬送装置、５Ａ…ＩＣチップ搬送装置、５Ｂ…
基板搬送装置、６…減圧チャンバー、７…接続部活性化
装置、７ａ…エネルギー波照射部、７ｂ…駆動装置、８
…接合装置、８ａ…固定部、８ｂ…可動部、８ｃ…案内
ロッド、８ｄ…駆動装置、９…排気装置、１０…不活性
ガス供給装置、１１…排気口、１２…給気口、１３…ヒ
ートステージ、１４…チップ吸着保持及び超音波印加装
置、１５…位置調整装置、２１…吸着ノズル部、２２…
超音波発生部、２９…制御装置、３０…ベルトコンベ
ヤ、３０Ａ…駆動装置、３１…無酸素雰囲気交換チャン
バー、３２…表面処理チャンバー、３３…不活性ガス雰
囲気交換チャンバー、３４…接合チャンバー、３５…イ
オンビーム照射装置、３６…吸着接合装置、３７…制御
装置、３８…無酸素雰囲気交換チャンバーの排気及びガ
ス供給装置、３９…表面処理チャンバーの排気及びガス
供給装置、４０…不活性ガス雰囲気交換チャンバーの排
気及びガス供給装置、４１…接合チャンバーの排気及び
不活性ガス供給装置、４２…加熱装置、５０Ａ…基板側
のベルトコンベヤ、５０Ｂ…ＩＣチップ側のベルトコン
ベヤ、５１…真空交換チャンバー、５２…表面処理チャ
ンバー、５３，５３Ａ…接合チャンバー、５４…大気圧
交換チャンバー、５４Ａ…空気雰囲気交換チャンバー、
５５…チップトレー、５６…イオンビーム照射装置、５
７…装着ヘッド、５８…案内レール、５９…チップ反転
コレット、６２…加熱装置、６７…制御装置、６８…真
空交換チャンバーの排気及びガス供給装置、６９…表面
処理チャンバーの排気及びガス供給装置、７０…接合チ
ャンバーの排気及び不活性ガス供給装置、７１…不活性
ガス雰囲気交換チャンバーの排気及びガス供給装置、７
１Ａ…空気雰囲気交換チャンバーの排気及びガス供給装
置、８１…窒素ガス交換チャンバー、８２…窒素ガスチ
ャンバーの排気及び不活性ガス供給装置、８７…制御装
置、９０…基板搬送ステージ、９１…ネジ又はチャッ
ク、９３…チップ搬送ステージ、１００…アライメント
確認カメラ、１０１Ｘ…Ｘ方向調整部材、１０１Ｙ…Ｙ
方向調整部材、１０２…アライメント確認ステージ、１
０３…支柱、１０４…基台、１０５…可動部、１０６…
ＩＣチップ及び基板保持装置、１１０…加圧機構、１１
１…ロードセル、１２０…電極、１２１…接合材料、１
２３…接合材料、１２４…チップコンデンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 和之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3B116 AA46 AB42 BC01 5E319 AA03 AB05 AC17 BB09 BB10 CC46 CD04
Claims (31)
- 【請求項１】 接合対象となる回路形成体（２）の電気
的接続部（４）又は電子部品（１，１２１）の電気的接
続部（３）の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気室
（６）に対して上記回路形成体又は上記電子部品を搬入
搬出する搬送装置（５，５Ａ，５Ｂ，３０，５０Ａ，５
０Ｂ）と、 上記接続部酸化防止雰囲気室内にて上記電子部品の上記
電気的接続部と該電気的接続部に接続されるべき上記回
路形成体の上記電気的接続部との少なくともいずれか一
方の表面をエネルギー波により活性化する接続部活性化
装置（７，３５，５６）と、 その後、接続部酸化防止雰囲気中で上記電子部品と上記
回路形成体とを常温で接合させて、上記電子部品の電気
的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気的に
接続させる接合装置（８，３６，５７）とを備えるよう
にしたことを特徴とする常温接合装置。 - 【請求項２】 上記接続部酸化防止雰囲気は無酸素雰囲
気である請求項１に記載の常温接合装置。 - 【請求項３】 上記接合装置は、大気圧下の上記接続部
酸化防止雰囲気中で、上記電子部品と上記回路形成体と
を常温で接合させて、上記電子部品の電気的接続部と上
記回路形成体の電気的接続部とを電気的に接続させるよ
うにした請求項１又は２に記載の常温接合装置。 - 【請求項４】 上記接続部酸化防止雰囲気室は、 上記搬送装置により上記回路形成体又は上記電子部品が
搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換する無酸素
雰囲気交換チャンバー（３１）と、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、か
つ、上記接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接
続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化
チャンバー（３２）と、 上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、かつ、
上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス雰囲気
に交換する不活性ガス雰囲気交換チャンバー（３３）
と、 上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置さ
れ、かつ、上記接合装置が配置された上記接続部酸化防
止雰囲気である不活性ガス雰囲気の接合チャンバー（３
４）とを備えるようにした請求項１に記載の常温接合装
置。 - 【請求項５】 上記接続部酸化防止雰囲気室は、上記搬
送装置により上記回路形成体又は上記電子部品が搬入さ
れたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換する無酸素雰囲気
交換チャンバー（５１）と、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、か
つ、上記接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接
続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化
チャンバー（５２）と、 上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、かつ、
上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰
囲気に維持されているとともに、上記接合装置が配置さ
れた接合チャンバー（５３）と、 上記接合チャンバーに続いて配置され、かつ、上記減圧
下の無酸素雰囲気を大気圧に交換する大気圧交換チャン
バー（５４）とを備えるようにした請求項１に記載の常
温接合装置。 - 【請求項６】 上記接続部酸化防止雰囲気室は、 上記搬送装置により上記回路形成体又は上記電子部品が
搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換する無酸素
雰囲気交換チャンバー（５１）と、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置され、か
つ、上記接続部活性化装置が配置された減圧下の上記接
続部酸化防止雰囲気である無酸素雰囲気の接続部活性化
チャンバー（５２）と、 上記接続部活性化チャンバーに続いて配置され、かつ、
上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の不活性ガス雰囲気
に交換する不活性ガス交換チャンバー（８１）と、 上記不活性ガス交換チャンバーに続いて配置され、か
つ、上記大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活
性ガス雰囲気に維持されているとともに、上記接合装置
が配置された接合チャンバー（５３Ａ）と、 上記接合チャンバーに続いて配置され、かつ、上記大気
圧の不活性ガス雰囲気を大気圧の空気雰囲気に交換する
空気雰囲気交換チャンバー（５４Ａ）とを備えるように
した請求項１に記載の常温接合装置。 - 【請求項７】 上記搬送装置は、上記接続部酸化防止雰
囲気室に対して複数の上記回路形成体を載置して搬送す
るベルトコンベヤである請求項１〜６のいずれか１つに
記載の常温接合装置。 - 【請求項８】 上記搬送装置は、上記接続部酸化防止雰
囲気室に対して複数の上記回路形成体を載置して搬送す
るベルトコンベヤと複数の上記電子部品を載置して搬送
するベルトコンベヤとより構成されている請求項１〜６
のいずれか１つに記載の常温接合装置。 - 【請求項９】 上記接続部活性化装置は、上記接続部酸
化防止雰囲気室内にて、上記電子部品の電気的接続部と
上記回路形成体の電気的接続部との少なくともいずれか
一方の表面の酸化物又は有機物を、エネルギー波として
のレーザビーム、エネルギービーム、又は、プラズマに
より除去して活性化するようにした請求項１〜８のいず
れか１つに記載の常温接合装置。 - 【請求項１０】 上記電子部品の上記電気的接続部又は
上記回路形成体の上記電気的接続部はＡｕ，Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｉｎ，Ｓｎのいずれかより構成されている請求項１
〜９のいずれか１つに記載の常温接合装置。 - 【請求項１１】 上記接合装置は、上記電子部品を保持
して上記回路形成体上に押圧接触させて接合させる請求
項１〜１０のいずれか１つに記載の常温接合装置。 - 【請求項１２】 上記接合装置は、上記回路形成体の電
子部品接合領域を下向きに保持して上記電子部品を上向
きに上記回路形成体の上記電子部品接合領域に押圧接触
させて接合させる請求項１〜１０のいずれか１つに記載
の常温接合装置。 - 【請求項１３】 上記電子部品の上記電気的接続部と上
記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを行う
位置合わせ装置（１０２）をさらに備え、上記位置合わ
せ装置で大気圧下で上記電子部品の上記電気的接続部と
上記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを予
め行った状態で、上記電子部品と上記回路形成体とを上
記接続部酸化防止雰囲気室内に搬入するようにした請求
項１〜３のいずれか１つに記載の常温接合装置。 - 【請求項１４】 上記接合装置は、常温で、上記電子部
品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを
電気的に接続させるとき超音波を印加する請求項１〜１
３のいずれか１つに記載の常温接合装置。 - 【請求項１５】 上記接合装置は、常温で、上記電子部
品の電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを
電気的に接続させるとき接合材料（１２１，１２３）を
介在させた状態で接合する請求項１〜１３のいずれか１
つに記載の常温接合装置。 - 【請求項１６】 接合対象となる回路形成体（２）の電
気的接続部（４）又は電子部品（１，１２１）の電気的
接続部（３）の酸化を防止する接続部酸化防止雰囲気に
上記回路形成体又は上記電子部品を位置させ、 上記接続部酸化防止雰囲気中で上記電子部品の上記電気
的接続部と該電気的接続部に接続されるべき上記回路形
成体の上記電気的接続部との少なくともいずれか一方の
表面をエネルギー波により活性化し、 その後、接続部酸化防止雰囲気中で上記電子部品と上記
回路形成体とを常温で接合させて、上記電子部品の電気
的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気的に
接続させるようにしたことを特徴とする常温接合方法。 - 【請求項１７】 上記接続部酸化防止雰囲気は無酸素雰
囲気である請求項１６に記載の常温接合方法。 - 【請求項１８】 上記電子部品の電気的接続部と上記回
路形成体の電気的接続部とを接合させるとき、大気圧下
の上記接続部酸化防止雰囲気中で、上記電子部品と上記
回路形成体とを常温で接合させて、上記電子部品の電気
的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気的に
接続させるようにした請求項１６又は１７に記載の常温
接合方法。 - 【請求項１９】 上記回路形成体又は上記電子部品を上
記接続部酸化防止雰囲気に位置させるとき、上記回路形
成体又は上記電子部品が無酸素雰囲気交換チャンバー
（３１）に搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換
することにより行い、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置された接
続部活性化チャンバー（３２）の減圧下の上記接続部酸
化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接続部の活性
化を行い、 上記活性化後でかつ上記接合前に、上記接続部活性化チ
ャンバーに続いて配置された不活性ガス雰囲気交換チャ
ンバー（３３）で上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧の
不活性ガス雰囲気に交換し、 上記不活性ガス雰囲気交換チャンバーに続いて配置され
た接合チャンバー（３４）で上記接合を行うようにした
請求項１６に記載の常温接合方法。 - 【請求項２０】 上記回路形成体又は上記電子部品を上
記接続部酸化防止雰囲気に位置させるとき、上記回路形
成体又は上記電子部品が無酸素雰囲気交換チャンバー
（５１）に搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換
し、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置された接
続部活性化チャンバー（５２）の減圧下の上記接続部酸
化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接続部の活性
化を行い、 上記活性化後でかつ上記接合前に、上記接続部活性化チ
ャンバーに続いて配置された接合チャンバー（５３）で
上記減圧下の上記接続部酸化防止雰囲気である無酸素雰
囲気で上記接合が行われ、 上記接合チャンバーに続いて配置された大気圧交換チャ
ンバー（５４）で上記減圧下の無酸素雰囲気を大気圧に
交換するようにした請求項１６に記載の常温接合方法。 - 【請求項２１】 上記回路形成体又は上記電子部品を上
記接続部酸化防止雰囲気に位置させるとき、上記回路形
成体又は上記電子部品が無酸素雰囲気交換チャンバー
（５１）に搬入されたのち減圧下の無酸素雰囲気に交換
し、 上記無酸素雰囲気交換チャンバーに続いて配置された接
続部活性化チャンバー（５２）の減圧下の上記接続部酸
化防止雰囲気である無酸素雰囲気内で上記接続部の活性
化を行い、 上記接続部活性化チャンバーに続いて配置された不活性
ガス交換チャンバー（８１）で上記減圧下の無酸素雰囲
気を大気圧の上記接続部酸化防止雰囲気である不活性ガ
ス雰囲気に交換し、 上記不活性ガス交換チャンバーに続いて配置された接合
チャンバー（５３Ａ）の上記大気圧の上記接続部酸化防
止雰囲気である不活性ガス雰囲気で上記接合が行われ、 上記接合チャンバーに続いて配置された空気雰囲気交換
チャンバー（５４Ａ）で上記大気圧の不活性ガス雰囲気
を大気圧の空気雰囲気に交換するようにした請求項１６
に記載の常温接合方法。 - 【請求項２２】 複数の上記回路形成体を載置したベル
トコンベヤにより、上記複数の回路形成体を連続的に上
記接続部酸化防止雰囲気内に位置させる請求項１６〜２
１のいずれか１つに記載の常温接合方法。 - 【請求項２３】 複数の上記回路形成体を載置したベル
トコンベヤと複数の上記電子部品を載置して搬送するベ
ルトコンベヤとにより、上記複数の回路形成体と上記複
数の電子部品を連続的に上記接続部酸化防止雰囲気内に
位置させる請求項１６〜２１のいずれか１つに記載の常
温接合方法。 - 【請求項２４】 上記接続部の活性化は、上記接続部酸
化防止雰囲気内にて、上記電子部品の電気的接続部と上
記回路形成体の電気的接続部との少なくともいずれか一
方の表面の酸化物又は有機物を、エネルギー波としての
レーザビーム、エネルギービーム、又は、プラズマによ
り除去して活性化するようにした請求項１６〜２３のい
ずれか１つに記載の常温接合方法。 - 【請求項２５】 上記電子部品の上記電気的接続部又は
上記回路形成体の上記電気的接続部はＡｕ，Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｉｎ，Ｓｎのいずれかより構成されている請求項１
６〜２４のいずれか１つに記載の常温接合方法。 - 【請求項２６】 上記接合は、上記電子部品を保持して
上記回路形成体上に押圧接触させて接合させる請求項１
６〜２５のいずれか１つに記載の常温接合方法。 - 【請求項２７】 上記接合は、上記回路形成体の電子部
品接合領域を下向きに保持して上記電子部品を上向きに
上記回路形成体の上記電子部品接合領域に押圧接触させ
て接合させる請求項１６〜２５のいずれか１つに記載の
常温接合方法。 - 【請求項２８】 上記電子部品の上記電気的接続部と上
記回路形成体の上記電気的接続部との位置合わせを大気
圧下で行ったのち、上記電子部品の上記電気的接続部と
上記回路形成体の上記電気的接続部とが位置合わせされ
た状態で、上記電子部品と上記回路形成体とを上記接続
部酸化防止雰囲気内に位置させるようにした請求項１６
〜１８のいずれか１つに記載の常温接合方法。 - 【請求項２９】 上記接合は、常温で、上記電子部品の
電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気
的に接続させるとき超音波を印加する請求項１６〜２８
のいずれか１つに記載の常温接合方法。 - 【請求項３０】 上記接合は、常温で、上記電子部品の
電気的接続部と上記回路形成体の電気的接続部とを電気
的に接続させるとき接合材料（１２１，１２３）を介在
させた状態で接合する請求項１６〜２８のいずれか１つ
に記載の常温接合方法。 - 【請求項３１】 請求項１６〜３０のいずれか１つに記
載の常温接合方法により上記電子部品が上記回路形成体
に常温接合されて構成される接合体。
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