接合工具冷卻裝置及接合工具的冷卻方法
【技術領域】
[0001]本發明是關于一種使用熱硬化性樹脂將半導體晶片等電子零件構裝在基板上的接合工具冷卻裝置的構造及接合工具的冷卻方法。
【背景技術】
[0002]通過接合工具將半導體晶片等電子零件構裝在基板上的動作是經常地進行。近年來，使用下述接合方法，即在基板上預先涂布熱硬化性樹脂，此外按壓吸附于接合工具的半導體晶片，通過接合工具內部的加熱器加熱吸附于前端的半導體晶片等電子零件，使熱硬化性樹脂硬化以接合半導體晶片與基板(例如，參照專利文獻I)。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2004-47670號公報
【發明內容】
[0006]發明所要解決的問題
[0007]然而，專利文獻I記載的熱硬化性樹脂在常溫下為粘度高的液體，但具有加熱后硬化的性質。因此，使高溫度狀態的半導體晶片接觸涂布在基板上的熱硬化性樹脂上后，與半導體晶片接觸的熱硬化性樹脂的上表面硬化，在充分地將內部的熱硬化性樹脂加熱硬化前，成為僅熱硬化性樹脂的外表面硬化的狀態，會有半導體晶片與基板無法良好地接合的情形。
[0008]因此，通過熱硬化性樹脂將半導體晶片接合于基板時，即使在因先前接合而溫度上升后狀態的接合工具的前端吸附半導體晶片，其溫度仍冷卻至成為使熱硬化性樹脂不硬化的溫度，之后，使半導體晶片吸附于接合工具的前端，將低溫度的半導體晶片按壓在熱硬化樹脂的表面后，通過接合工具內部的加熱器及吸附固定基板的接合載臺內部的加熱器加熱半導體晶片與基板與熱硬化性樹脂，使熱硬化性樹脂整體地硬化。
[0009]然而，使為了使熱硬化性樹脂硬化而上升至150?200°C程度的接合工具的溫度例如下降至常溫附近程度的溫度非常耗時，因此接合工具的冷卻時間對使用熱硬化性樹脂的接合步驟整體的時間造成大影響。
[0010]因此，本發明的目的在于縮短接合工具的冷卻時間。
[0011]解決問題的技術手段
[0012]本發明的接合工具冷卻裝置，具備:基體部；以及冷卻構件，包含:接地板，其具有接合工具的前端面接地的接地面；以及散熱構件，其安裝在接地板；冷卻構件通過支承機構支承于基體部，支承機構是通過以追隨接合工具前端面的方向的方式使接地面的方向可變。
[0013]本發明的接合工具冷卻裝置中，較佳為，冷卻構件的熱容量較接合工具的熱容量大，較佳為，散熱構件是安裝于接地板的與接地面相反側的面，較佳為，散熱構件為散熱片；具備使散熱片冷卻的冷卻風扇，較佳為，支承機構以繞沿著接地面的第一軸、與沿著接地面且與第一軸正交的第二軸的二個軸旋轉自如的方式將接地板支承于基體部。
[0014]本發明的接合工具冷卻裝置中，較佳為，具備設于基體部且對前端面與接地面接觸的接合工具吹送冷卻空氣的冷卻嘴，較佳為，接地板的接地面，在接合工具的前端面接地時，從接合工具朝向接地板產生熱傳遞。
[0015]本發明的接合工具的冷卻方法，其中:準備接合工具冷卻裝置，該接合工具冷卻裝置具備基體部、包含具有吸附電子零件的接合工具的前端面接地的接地面的接地板及安裝在接地板的散熱構件的冷卻構件，該冷卻構件通過支承機構支承于該基體部，該支承機構是通過以追隨該接合工具前端面的方向的方式使該接地面的方向可變；冷卻構件的熱容量較接合工具的熱容量大；接合工具冷卻裝置具備使散熱構件冷卻的冷卻風扇；在加熱接合工具以進行電子零件的接合的期間，通過冷卻風扇將冷卻構件冷卻；在接合之后，使因加熱成為高溫的接合工具的前端面密合于溫度降低后的冷卻構件的接地面以進行接合工具的冷卻。
[0016]發明的效果
[0017]本發明達成可縮短接合工具的冷卻時間的效果。
【附圖說明】
[0018]圖1是顯示設有本發明實施形態的接合工具冷卻裝置的接合裝置的說明圖。
[0019]圖2是顯示本發明實施形態的接合工具冷卻裝置的立體圖。
[0020]圖3是顯示本發明實施形態的接合工具冷卻裝置的剖面圖。
[0021]圖4是顯示本發明實施形態的接合工具冷卻裝置的接地板的安裝狀態的俯視圖。
[0022]圖5是顯示本發明實施形態的接合工具冷卻裝置的動作的說明圖。
[0023]圖6是顯示本發明另一實施形態的接合工具冷卻裝置的剖面圖。
[0024]圖7是顯示本發明另一實施形態的接合工具冷卻裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，在參照圖式說明本發明的接合工具冷卻裝置前，說明設有本發明實施形態的接合工具冷卻裝置的接合裝置100。
[0026]如圖1所示，接合裝置100具備上部與XY方向水平移動的XY臺30、安裝在XY臺30上的接合載臺40、包含使接合工具61相對于接合載臺40往接近分離方向(Z方向)移動的Z方向驅動部63與安裝在Z方向驅動部63且固定有接合工具61的曲柄62的接合頭60、及與接合載臺40相鄰配置的接合工具冷卻裝置10。
[0027]接合裝置100的接合載臺40在內部具備未圖示的加熱器，連接有未圖示的真空裝置，在其表面吸附固定基板50且能進行加熱。接合工具61亦連接于未圖示的真空裝置，在前端可吸附半導體晶片70。另外，接合工具61亦在內部安裝有加熱器，可加熱吸附在前端的電子零件即半導體晶片70。
[0028]如圖2、圖3所示，本發明實施形態的接合工具冷卻裝置10具備基體部即框架12、及包含具有接合工具61的前端接地的接地面14a的接地板14與安裝在接地板14的與接地面14a相反側的面的散熱構件即散熱片15的冷卻構件16，接地板14是通過支承機構200以接地面14a的方向可變的方式安裝在框架12。另外，在框架12的側面安裝有透過托架21安裝且沿著接地面14a的表面附近從吹出孔20噴出冷卻空氣的冷卻嘴19、及對冷卻嘴19供應冷卻空氣的冷卻空氣供應管17，18。此外，框架12是通過安裝托架11固定在圖1所示的XY臺30的上。另外，在冷卻構件16的散熱片15的下側配置有對散熱片15吹送冷卻空氣的冷卻風扇22。
[0029]如圖3、圖4所示，支承機構200是通過四角環狀的中間框架13與銷24構成，該中間框架13是以繞通過接地板14的中心25且與沿著接地面14a的X軸26正交的第二軸即Y軸27旋轉自如的方式通過銷23安裝在框架12的四角開口的內側，該銷24是安裝在中間框架13的內側，繞通過接地板14的中心25且沿著接地面14a的第一軸即X軸26將接地板14支承成旋轉自如。是以，接地板14是以相對于框架12繞通過中心25的X軸26及Y軸27旋轉自如且接地面14a相對于框架12的方向或接地面14a的傾斜可變的方式被支承。另外，如圖3所示，散熱片15固定在接地板14的下側的面(與接地面14a相反側的面)，與接地板14 一體移動，因此包含接地板14與散熱片15的冷卻構件16，整體繞通過接地板14的中心25的X軸26及Y軸27旋轉自如。
[0030]接地板14的表面即接地面14a為接合工具61的前端面可密合的平面，包含接地板14與散熱片15的冷卻構件16的熱容量較接合工具61的熱容量大。
[0031]參照圖5說明以上述方式構成的接合工具冷卻裝置10的動作。
[0032]如圖5的(a)所示，接合結束的接合工具61的溫度為例如150°C程度的高溫狀態。驅動圖1所示的XY臺30使接合工具61的中心成為接合工具冷卻裝置10的中心。此時，接合工具冷卻裝置10的冷卻風扇22旋轉，對散熱片15如圖中箭頭C所示送出冷卻空氣，因此接地板14、散熱片15為大致常溫狀態。
[0033]如圖5的(b)所示，驅動圖1所示的接合頭60的Z方向驅動部63使接合工具61如圖5的(b)所示的箭頭A般往下方向(Z方向負側)移動，使接合工具61的前端面與接地板14表面的接地面14a接觸。如參照圖3、圖4所說明，接地板14是通過支承機構200以相對于框架12繞通過接地板14的中心25的X軸26、Y軸27旋轉自如的方式安裝于框架12，因此其接地面14a的傾斜(接地面14a的方向)追隨接合工具61的前端面的傾斜(前端面的方向)繞X軸26、Y軸27旋轉。由此，接合工具61的前端面密合于接地面14a。接地板14與散熱片15 —體地固定，因此接合工具61的前端面密合于接地面14a后，接合工具61的熱如圖5的(b)的箭頭D所示，朝向保持常溫的接地板14、散熱片15流去。包含接地板14及散熱片15的冷卻構件16的