吸着コレットおよび実装方法
【課題】六角錘状の錐体を有するチップを傾きなく安定して保持することができるとともにチップの破損を防止することができる吸着コレット、および六角錘状の錐体を有するチップの破損を防止しつつ当該チップを実装基板に対して位置精度良く実装することが可能な実装方法を提供する。
【解決手段】吸着コレット３０は、六角錘状の錐体１１を有するチップたるＬＥＤチップ１０を吸着するためのチップ吸着用凹所３１がコレット本体３０ａの先端部に形成され、当該コレット本体３０に、チップ吸着用凹所３１に連通する真空吸着孔３２が形成されている。チップ吸着用凹所３１は、六角形状に開口され六角錘状の錐体３１の各側面１１ａそれぞれに面接触可能な６つの傾斜面３１ａで囲まれた六角錘状の凹所からなり、コレット本体３０ａは、全芳香族ポリイミド樹脂により形成されている。
【解決手段】吸着コレット３０は、六角錘状の錐体１１を有するチップたるＬＥＤチップ１０を吸着するためのチップ吸着用凹所３１がコレット本体３０ａの先端部に形成され、当該コレット本体３０に、チップ吸着用凹所３１に連通する真空吸着孔３２が形成されている。チップ吸着用凹所３１は、六角形状に開口され六角錘状の錐体３１の各側面１１ａそれぞれに面接触可能な６つの傾斜面３１ａで囲まれた六角錘状の凹所からなり、コレット本体３０ａは、全芳香族ポリイミド樹脂により形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップを実装基板に実装する際に用いる吸着コレットおよびそれを用いた実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤチップやＩＣチップなどのチップを実装基板に実装する際に用いる吸着コレットとして、平コレットや角錐コレットが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
ここにおいて、上記特許文献１には、チップを実装基板にフリップチップ実装するにあたって、吸着コレットとして平コレットを用い、吸着コレットにより吸着したチップの電極に形成されているバンプと実装基板のチップ接合用導体パターンとを位置合わせしてから熱圧着する際に吸着コレットに超音波を水平方向に印加して超音波振動を付加することにより、接合温度の低温化および接合強度の向上を図れることが記載されている。また、上記特許文献２には、チップを実装基板にフリップチップ実装するにあたって、吸着コレットとして角錐コレットを用いることが記載されている。なお、角錐コレットは、先端部に形成されたチップ吸着用凹所が四角錘状であり、チップ吸着用凹所の４つの内側面（傾斜面）が矩形板状のチップの外周縁に接した状態でチップを保持することができる。
【０００４】
ところで、近年、ＬＥＤチップとして、ＺｎＯ結晶からなる六角錘状の錐体の下面側にＧａＮ系材料により形成されたＬＥＤ部、アノード電極、およびカソード電極が形成されたものが提案されており（例えば、非特許文献１）、この種のＬＥＤチップを錐体よりもＬＥＤ部が実装基板に近い側となる形で実装基板に実装する際には、角錐コレットを用いることが考えられる。
【特許文献１】特開２００４−１５３０５５号公報
【特許文献２】特開平６−３１０５６６号公報
【非特許文献１】日経エレクトロニクス，日経ＢＰ社，２００８年２月１１日号，ｐ．１６−１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記非特許文献１に開示されているようなＬＥＤチップを角錐コレットを用いて実装基板に実装する場合には、ＬＥＤチップを傾きなく安定して保持することが難しく、また、ＬＥＤチップに超音波を効率良く伝播させることが難しく、再現性が低下して生産性が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、上述のＬＥＤチップは、結晶成長用基板であるサファイア基板上にＬＥＤ部を形成した後でＬＥＤ部とＺｎＯ基板とを接合し、その後、サファイア基板を除去してから、ＺｎＯ基板を塩酸系溶液により異方性エッチングすることによって形成されており、結晶成長用基板上にＬＥＤ部が形成されたＬＥＤチップに比べて脆弱であり、角錐コレットが超硬合金（ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣなどの遷移元素系列の硬質金属炭化物粉末をＣｏ、Ｎｉなどの鉄族金属を結合剤として圧縮成形したのち、高温で焼結したもの）や、セラミック（例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、酸化チタン、シリカなど）により形成されている場合、角錐コレットにより、ＬＥＤチップを吸着したり、ＬＥＤチップを実装基板側へ押し付けたり、ＬＥＤチップに超音波を伝播させる際にＬＥＤチップが破損して実装工程の歩留まりが低下してしまうことが考えられる。
【０００７】
また、ＬＥＤチップに超音波を印加することなくＬＥＤチップを実装基板に実装する実装方法として、実装基板のチップ接合用導体パターンとＬＥＤチップの電極とをＡｕＳｎバンプを介して接合することが考えられるが、吸着コレットをＬＥＤチップから離した後でＡｕＳｎバンプを溶融させた際に実装基板の上記一表面に平行な面内でＬＥＤチップの位置ずれが発生して歩留まりが低下してしまう。なお、チップのチップ接合用導体パターンやチップの電極に、チップを実装基板に実装する際の位置精度を向上させるための凹凸構造を設ける技術も知られているが、このような凹凸構造を設ける場合にはコストが高くなるとともに、溶融したＡｕＳｎバンプ中にボイドが発生して接合信頼性の低下や熱抵抗の増加の原因となってしまうことがある。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、六角錘状の錐体を有するチップを傾きなく安定して保持することができるとともにチップの破損を防止することができる吸着コレット、および六角錘状の錐体を有するチップの破損を防止しつつ当該チップを実装基板に対して位置精度良く実装することが可能な実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、六角錘状の錐体を有するチップを吸着するためのチップ吸着用凹所がコレット本体の先端部に形成され、当該コレット本体に、チップ吸着用凹所に連通する真空吸着孔が形成された吸着コレットであって、チップ吸着用凹所が、六角形状に開口され六角錘状の錐体の各側面それぞれに面接触可能な６つの傾斜面で囲まれた六角錘状の凹所からなり、コレット本体が、全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂の群から選択される樹脂により形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、コレット本体に形成されたチップ吸着用凹所が、六角形状に開口され六角錘状の錐体の各側面それぞれに面接触可能な６つの傾斜面で囲まれた六角錘状の凹所からなるので、六角錘状の錐体を有するチップを傾きなく安定して保持することができ、しかも、コレット本体が、全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂の群から選択される樹脂により形成されているので、チップの破損を防止することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記コレット本体は、前記先端部に前記チップ吸着用凹所が複数形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、複数の前記チップを１つの実装基板に実装するような場合に、実装基板上の複数の前記チップの配置に複数の前記チップ吸着用凹所の形成位置を対応させておくことにより、複数の前記チップを１つの実装基板に同時に実装することが可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の吸着コレットを用いてチップを実装基板に実装する実装方法であって、実装基板の一表面側に設けられているチップ接合用導体パターンの所定部位上にＡｕＳｎバンプを形成した後、実装基板の他表面側からの熱伝導によりＡｕＳｎバンプを加熱した状態で、六角錘状の錐体を有するチップの各電極それぞれが対応するＡｕＳｎバンプに圧接するように、当該チップを吸着している吸着コレットを実装基板に近づけ、その後、吸着コレットのチップ吸着用凹所の傾斜面とチップの錐体の各側面との間に実装基板の前記一表面に平行な面内において規定したチップの許容位置ずれ距離以下の隙間が形成されるように吸着コレットをチップから浮かせた状態でＡｕＳｎバンプを溶融させることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、六角錘状の錐体を有するチップの各電極それぞれが対応するＡｕＳｎバンプに圧接するようにチップを吸着している請求項１または請求項２記載の吸着コレットを実装基板に近づけ、その後、吸着コレットのチップ吸着用凹所の各傾斜面とチップの錐体の各側面との間に実装基板の一表面に平行な面内において規定したチップの許容位置ずれ距離以下の隙間が形成されるように吸着コレットをチップから浮かせた状態でＡｕＳｎバンプを溶融させるので、ＡｕＳｎバンプが溶融した状態で吸着コレットによりチップの位置ずれが規制されるから、六角錘状の錐体を有するチップを実装基板に対して位置精度良く実装することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明は、六角錘状の錐体を有するチップを傾きなく安定して保持することができるとともにチップの破損を防止することができるという効果がある。
【００１６】
請求項３の発明は、六角錘状の錐体を有するチップの破損を防止しつつ当該チップを実装基板に対して位置精度良く実装することが可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、本実施形態の吸着コレットを利用した実装方法を適用して製造するデバイスの一例であってチップとしてＬＥＤチップを備える発光装置について図１（ａ）に基づいて説明し、その後、本実施形態の吸着コレットについて図１および図２に基づいて説明する。
【００１８】
発光装置は、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１０と、当該ＬＥＤチップ１０が一表面側に実装される矩形板状の実装基板２０とを備えている。
【００１９】
実装基板２０は、電気絶縁性を有し且つ熱伝導率の高い窒化アルミニウム基板からなる絶縁性基板２０ａの一表面側に、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれが金属材料（例えば、Ａｕなど）からなるＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを介して接合されるチップ接合用導体パターン（配線パターン）２３ａ，２３ｂ、ＬＥＤチップ１０から放射された光を反射する光反射膜（図示せず）が形成されている。なお、絶縁性基板２０ａは、ＬＥＤチップ１０で発生した熱を伝熱させる伝熱板を兼ねたものであり、ガラスエポキシ樹脂基板などの有機系基板に比べて熱伝導率の高いものであればよく、窒化アルミニウム基板に限らず、例えば、アルミナ基板や、ホーロー基板、表面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板などを採用してもよい。また、チップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂは、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成され、最上層がＡｕ膜となっている。また、上記光反射膜は、Ｎｉ膜とＡｇ膜との積層膜により構成してあるが、材料や層構造は特に限定するものではなく、例えば、Ｎｉ膜とＡｌ膜との積層膜により構成してもよい。
【００２０】
ＬＥＤチップ１０は、青色光を放射するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップであり、ｐ形窒化物半導体層と発光層とｎ形窒化物半導体層との積層構造を有するＬＥＤ部（発光部）１２、ｎ形窒化物半導体層に電気的に接続されたカソード電極１３ｂおよびｐ形窒化物半導体層に電気的に接続されたアノード電極１３ａが導電性を有するＺｎＯ結晶（ｎ形ＺｎＯ結晶）からなる六角錘状の錐体１１の下面側に形成されており、錐体１１よりもＬＥＤ部１２が実装基板２０に近くなる形で実装基板２０に実装される。
【００２１】
ＬＥＤチップ１０のＬＥＤ部１２は、ｎ形窒化物半導体層をｎ形ＧａＮ層により構成し、発光層をＩｎＧａＮ層により構成し、ｐ形窒化物半導体層を発光層側のｐ形ＡｌＧａＮ層と当該ｐ形ＡｌＧａＮ層における発光層側とは反対側のｐ形ＧａＮ層とで構成してあるが、ＬＥＤ部１２の積層構造は特に限定するものではなく、発光層は単層構造に限らず、多重量子井戸構造ないし単一量子井戸構造でもよい。
【００２２】
また、ＬＥＤチップ１０は、カソード電極１３ｂが、ＬＥＤ部１２のｎ形窒化物半導体層に接する形で形成されて当該ｎ形窒化物半導体層と電気的に接続され、アノード電極１３ａが錐体１１の下面に接する形で形成され当該錐体１１を介してｐ形窒化物半導体層と電気的に接続されている。したがって、ｎ形窒化物半導体層と発光層とｐ形窒化物半導体層との平面サイズを同じにすることができる。ここで、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂは、下層側のＴｉ膜と上層側のＡｕ膜との積層膜により構成されている。アノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれとチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂとの間に介在するＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂの数は特に限定するものではないが、ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂの数が多いほどＬＥＤチップ１０と実装基板２０との間の熱抵抗を低減できて放熱性を高めることができる。
【００２３】
上述のＬＥＤチップ１０は、主表面がｃ面のサファイアウェハの主表面側に上記積層構造を有するＬＥＤ部１２をエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長し、その後、ＬＥＤ部１２を錐体１１の基礎となるｎ形ＺｎＯウェハに接合してから、サファイアウェハを除去し、続いて、塩酸系のエッチング液（例えば、塩酸水溶液など）を用いてエッチング速度の結晶方位依存性を利用した異方性エッチングを行うことによりｎ形ＺｎＯウェハの一部からなる六角錘状の錐体１１を形成している。なお、ｎ形ＺｎＯウェハとしては、水熱合成法を利用して製造したものを用いている。錐体１１の高さは、ｎ形ＺｎＯウェハの厚さで規定することができ、本実施形態では、ｎ形ＺｎＯウェハとして厚さが５００μｍのものを用いているので、錐体１１の高さは５００μｍとなっているが、ｎ形ＺｎＯウェハの厚さは特に限定するものではない。また、錐体１１の下面に対する各側面１１ａそれぞれの傾斜角は、ｎ形ＺｎＯウェハの結晶軸方向で規定され、ｎ形ＺｎＯウェハにおいて錘体１１の下面となるＺｎ極性面である（０００１）面とは反対側のＯ極性面である（０００−１）面に適宜パターニングされたマスクを設けてｎ形ＺｎＯウェハをＯ極性面側から異方性エッチングすることにより錐体１１を形成しているので、下面に対する各側面１１ａそれぞれの傾斜角が６０°となっている。
【００２４】
上述の発光装置では、ＬＥＤ部１２がＺｎＯ結晶からなる錐体１１の下面側に形成され、錐体１１よりもＬＥＤ部１２が実装基板２０に近くなる形で実装基板２０に実装されており、ＺｎＯはサファイアに比べて屈折率がＧａＮに近いので、ＬＥＤチップ１０からの光取り出し効率を高めることができる。なお、波長が４５０ｎｍの光に対するＺｎＯの屈折率は２．１、ＧａＮの屈折率は２．４、サファイアの屈折率は１．８である。
【００２５】
以上説明した発光装置によれば、ＬＥＤチップ１０は、ｎ形窒化物半導体層とｐ形窒化物半導体層とを有するＬＥＤ部１２、ｎ形窒化物半導体層に電気的に接続されたカソード電極１３ｂおよびｐ形窒化物半導体層に電気的に接続されたアノード電極１３ａがＺｎＯ結晶からなる六角錘状の錐体１１の下面側に形成され、錐体１１よりもＬＥＤ部１２が実装基板２０に近くなる形で実装基板２０に実装されているので、ＬＥＤチップ１０の出射光の広がり角を大きくすることができる。
【００２６】
ここにおいて、単位立体角当たりの放射光強度が最大値に対して５０％以上となる角度範囲を光出射角（出射光の広がり角）と定義すると、上述の発光装置では、ＬＥＤチップ１０の光出射角が１２０°以上である。なお、上述のＬＥＤチップ１０は、ＬＥＤ部１２のｎ形ＧａＮ層におけるｐ形ＧａＮ層側とは反対側の表面の平坦部に対してカソード電極１３ｂが形成され、ｎ形ＧａＮ層の上記表面においてカソード電極１３ｂが形成されていない領域に、ＬＥＤ部１２で発生した光のうちｎ形ＧａＮ層の上記表面側に放射された光の進行方向を変える微細凹凸構造が形成されているので、ＬＥＤ部１２で発生した光を効率良くｎ形ＺｎＯ基板３に導入できるようになって、光取り出し効率が向上し、結果的に発光効率が向上する。
【００２７】
上述の発光装置では、ＬＥＤチップ１０の発光色を青色光としてあるが、ＬＥＤチップ１０の発光色は青色光に限らず、例えば、赤色光、緑色光、紫色光、紫外光などでもよい。また、上述の発光装置において、ＬＥＤチップ１０から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ１０よりも長波長の光を放射する蛍光体を含有した透光性材料により形成され実装基板２０との間にＬＥＤチップ１０を囲む形で実装基板２０に固着される色変換部材を設ければ、ＬＥＤチップ１０から放射される光と蛍光体から放射される光との混色光を得ることができ、例えば、ＬＥＤチップ１０として青色ＬＥＤチップを用い、蛍光体として黄色蛍光体を用いれば、白色光を得ることができる。
【００２８】
以下、上述の六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０を吸着する吸着コレット３０について図１および図２に基づいて説明する。
【００２９】
吸着コレット３０は、ＬＥＤチップ１０を吸着するためのチップ吸着用凹所３１が角柱状（ここでは、四角柱状）のコレット本体３０ａの先端部（図１（ａ）における下端部）に形成され、コレット本体３０ａに、チップ吸着用凹所３１に連通する真空吸着孔３２が形成されている。ここで、チップ吸着用凹所３１は、コレット本体３０ａの先端面側（下面側）が開放されており、真空吸着孔３２は、チップ吸着用凹所３１と中心線が一致するようにチップ吸着用凹所３１の上方に形成されている。なお、コレット本体３０ａの形状は四角柱状に限らず、例えば、六角柱状の形状でもよい。
【００３０】
ところで、吸着コレット３０のチップ吸着用凹所３１は、六角形状に開口され六角錘状の錐体１１の各側面１１ａそれぞれに面接触可能な６つの傾斜面３１ａで囲まれた六角錘状の凹所により構成されている。要するに、吸着コレット３０のチップ吸着用凹所３１は、ＬＥＤチップ１０の錐体１１に整合する形状に設計されている。また、吸着コレット３０の真空吸着孔３２は、円形状に開口されており、吸着コレット３０は、真空吸着孔３２の内周面とチップ吸着用凹所３１の各傾斜面３１ａとが連続して形成されている。ここにおいて、吸着コレット３０は、図２（ａ）に示すように、コレット本体３０ａの中心線Ｍ１に対する各傾斜面３１ａの傾斜角θを３０°に設定し、中心線Ｍ１に直交する仮想平面（ここでは、コレット本体３０ａの先端面を含む平面）に対する各傾斜面３１ａの傾斜角βを６０°に設定してある。なお、真空吸着孔３２の中心線およびチップ吸着用凹所３１の中心線はコレット本体３０ａの中心線Ｍ１上に位置している。
【００３１】
また、吸着コレット３０は、吸着対象のＬＥＤチップ１０を吸着した状態において当該ＬＥＤチップ１０の錐体１１の下面がコレット本体３０ａの先端面を含む平面よりも突出するように、チップ吸着用凹所３１の深さ寸法を、吸着対象のＬＥＤチップ１０の錐体１１の高さ寸法よりも小さく設定してある。
【００３２】
ところで、吸着コレット３０のコレット本体３０ａは、ベスペル（登録商標）などの全芳香族ポリイミド樹脂により形成してあるので、他のエンジニアプラスチックにより形成する場合に比べて、耐熱性および耐摩耗性に優れている。ただし、コレット本体３０ａは、全芳香族ポリイミド樹脂に限らず、全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂などの耐熱性および耐摩耗性の優れた樹脂により形成すればよい。
【００３３】
以上説明した本実施形態の吸着コレット３０によれば、コレット本体３０ａに形成されたチップ吸着用凹所３１が、六角形状に開口され六角錘状の錐体１１の各側面１１ａそれぞれに面接触可能な６つの傾斜面３１ａで囲まれた六角錘状の凹所からなるので、六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０を傾きなく安定して保持することができ、しかも、コレット本体３０ａが全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂などにより形成されているので、ＬＥＤチップ１０の破損を防止することができる。その結果、実装工程の再現性を高めることができて生産性の向上を図れる。
【００３４】
次に、上述の吸着コレット３０を用いてＬＥＤチップ１０を実装基板２０に実装する実装方法について説明する。
【００３５】
本実施形態における実装方法では、実装基板２０の上記一表面側に設けられているチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂの所定箇所の上にＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを形成した後、実装基板２０をダイボンド装置（図示せず）のステージの表面側に載置して保持し、実装基板２０の他表面側からの熱伝導によりＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを当該ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂの溶融温度よりも低い所定温度（例えば、２７０℃）に加熱した状態で、上記ダイボンド装置の駆動部により上記ダイボンド装置のヘッド（ボンディングヘッド）に設けた吸着コレット３０を移動させて吸着コレット３０の真空吸着孔３２を通して真空吸引することで吸着コレット３０によりＬＥＤチップ１０を真空吸着させて保持し、その後、上記駆動部により吸着コレット３０を移動させて、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂと上記ステージの上記表面側に保持された実装基板２０のチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂ上のバンプ１４ａ，１４ｂとを対向させる。
【００３６】
その後、六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０の各電極であるアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれが対応するＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂに圧接するように、当該ＬＥＤチップ１０を吸着している吸着コレット３０を実装基板２０に近づけ、その後、図１（ｂ）に示すように、吸着コレット３０のチップ吸着用凹所３１の各傾斜面３１ａとＬＥＤチップ１０の錐体１１の各側面１１ａとの間に実装基板２０の上記一表面に平行な面内において規定したチップの許容位置ずれ距離以下の隙間Ｇが形成されるように吸着コレット３０をＬＥＤチップ１０から浮かせた状態でＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを溶融させ、その後、冷却することにより、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれと実装基板２０のチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂとをＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを介して接合する。
【００３７】
なお、ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂの加熱は、上記ステージに設けたヒータにより行えばよい。また、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａに接合するＡｕＳｎバンプ１４ａは、半田バンプにより構成し、ＬＥＤチップ１０のカソード電極１３ｂに接合するＡｕＳｎバンプ１４ｂは、めっきバンプにより構成している。
【００３８】
以上説明した本実施形態の実装方法では、実装基板２０の上記一表面側に設けられているチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂの所定部位上にＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを形成した後、実装基板２０の上記他表面側からの熱伝導によりＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを加熱した状態で、六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０の各電極であるアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれが対応するＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂに圧接するように、当該ＬＥＤチップ１０を吸着している吸着コレット３０を実装基板２０に近づけ、その後、吸着コレット３０のチップ吸着用凹所３１の各傾斜面３１ａとＬＥＤチップ１０の錐体１１の各側面１１ａとの間に実装基板２０の上記一表面に平行な面内において規定したＬＥＤチップ１０の許容位置ずれ距離以下の隙間Ｇが形成されるように吸着コレット３０をＬＥＤチップ１０から浮かせた状態でＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを溶融させるので、ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂが溶融した状態で吸着コレット３０により横方向のＬＥＤチップ１０の位置ずれが規制されるから、六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０を実装基板２０に対して位置精度良く実装することが可能となる。また、吸着コレット３０のコレット本体３０ａを全芳香族ポリイミド樹脂や、ポリアミド樹脂やイミド樹脂などの樹脂により形成することでＬＥＤチップ１０の破損を防止でき、しかも、吸着コレット３０をＬＥＤチップ１０から浮かせた状態でＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを溶融させるので、ＬＥＤチップ１０側からの伝熱によりコレット本体３０ａの温度が当該コレット本体３０ａの耐熱温度を越えて熱ダメージを受けるのを防止することができる。なお、あらかじめ、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれの最表面側にＡｕＳｎ層をスパッタ法などにより形成しておけば、ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂとの濡れ性が向上する。
【００３９】
ところで、上述の吸着コレット３０は、コレット本体３０ａの先端部に１つのチップ吸着用凹所３１を形成してあるが、図３に示すように、コレット本体３０ａの先端部にチップ吸着用凹所３１を複数形成したものでもよい。ここで、図３に示した構成の吸着コレット３０によれば、同図に示すように、複数のＬＥＤチップ１０を１つの実装基板２０に実装するような場合に、実装基板２０上の複数のＬＥＤチップ１０の配置に複数のチップ吸着用凹所３１の形成位置を対応させておくことにより、複数のＬＥＤチップ１０を１つの実装基板２０に同時に実装することが可能となり、上述の実装方法に適用すれば、複数のＬＥＤチップ１０を実装基板２０に対して位置精度良く実装することが可能となる。
【００４０】
なお、吸着コレット３０による吸着対象のチップは、ＬＥＤチップ１０に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態の吸着コレットを用いた実装方法の説明図である。
【図２】同上における吸着コレットを示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略下面図である。
【図３】同上の他の吸着コレットを用いた実装方法の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ ＬＥＤチップ（チップ）
１１ 錐体
１１ａ 側面
１２ ＬＥＤ部
１３ａ アノード電極
１３ｂ カソード電極
１４ａ ＡｕＳｎバンプ
１４ｂ ＡｕＳｎバンプ
２０ 実装基板
２３ａ，２３ｂ チップ接合用導体パターン
３０ 吸着コレット
３１ チップ吸着用凹所
３１ａ 傾斜面
３２ 真空吸着孔
Ｇ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップを実装基板に実装する際に用いる吸着コレットおよびそれを用いた実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤチップやＩＣチップなどのチップを実装基板に実装する際に用いる吸着コレットとして、平コレットや角錐コレットが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
ここにおいて、上記特許文献１には、チップを実装基板にフリップチップ実装するにあたって、吸着コレットとして平コレットを用い、吸着コレットにより吸着したチップの電極に形成されているバンプと実装基板のチップ接合用導体パターンとを位置合わせしてから熱圧着する際に吸着コレットに超音波を水平方向に印加して超音波振動を付加することにより、接合温度の低温化および接合強度の向上を図れることが記載されている。また、上記特許文献２には、チップを実装基板にフリップチップ実装するにあたって、吸着コレットとして角錐コレットを用いることが記載されている。なお、角錐コレットは、先端部に形成されたチップ吸着用凹所が四角錘状であり、チップ吸着用凹所の４つの内側面（傾斜面）が矩形板状のチップの外周縁に接した状態でチップを保持することができる。
【０００４】
ところで、近年、ＬＥＤチップとして、ＺｎＯ結晶からなる六角錘状の錐体の下面側にＧａＮ系材料により形成されたＬＥＤ部、アノード電極、およびカソード電極が形成されたものが提案されており（例えば、非特許文献１）、この種のＬＥＤチップを錐体よりもＬＥＤ部が実装基板に近い側となる形で実装基板に実装する際には、角錐コレットを用いることが考えられる。
【特許文献１】特開２００４−１５３０５５号公報
【特許文献２】特開平６−３１０５６６号公報
【非特許文献１】日経エレクトロニクス，日経ＢＰ社，２００８年２月１１日号，ｐ．１６−１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記非特許文献１に開示されているようなＬＥＤチップを角錐コレットを用いて実装基板に実装する場合には、ＬＥＤチップを傾きなく安定して保持することが難しく、また、ＬＥＤチップに超音波を効率良く伝播させることが難しく、再現性が低下して生産性が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、上述のＬＥＤチップは、結晶成長用基板であるサファイア基板上にＬＥＤ部を形成した後でＬＥＤ部とＺｎＯ基板とを接合し、その後、サファイア基板を除去してから、ＺｎＯ基板を塩酸系溶液により異方性エッチングすることによって形成されており、結晶成長用基板上にＬＥＤ部が形成されたＬＥＤチップに比べて脆弱であり、角錐コレットが超硬合金（ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣなどの遷移元素系列の硬質金属炭化物粉末をＣｏ、Ｎｉなどの鉄族金属を結合剤として圧縮成形したのち、高温で焼結したもの）や、セラミック（例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、酸化チタン、シリカなど）により形成されている場合、角錐コレットにより、ＬＥＤチップを吸着したり、ＬＥＤチップを実装基板側へ押し付けたり、ＬＥＤチップに超音波を伝播させる際にＬＥＤチップが破損して実装工程の歩留まりが低下してしまうことが考えられる。
【０００７】
また、ＬＥＤチップに超音波を印加することなくＬＥＤチップを実装基板に実装する実装方法として、実装基板のチップ接合用導体パターンとＬＥＤチップの電極とをＡｕＳｎバンプを介して接合することが考えられるが、吸着コレットをＬＥＤチップから離した後でＡｕＳｎバンプを溶融させた際に実装基板の上記一表面に平行な面内でＬＥＤチップの位置ずれが発生して歩留まりが低下してしまう。なお、チップのチップ接合用導体パターンやチップの電極に、チップを実装基板に実装する際の位置精度を向上させるための凹凸構造を設ける技術も知られているが、このような凹凸構造を設ける場合にはコストが高くなるとともに、溶融したＡｕＳｎバンプ中にボイドが発生して接合信頼性の低下や熱抵抗の増加の原因となってしまうことがある。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、六角錘状の錐体を有するチップを傾きなく安定して保持することができるとともにチップの破損を防止することができる吸着コレット、および六角錘状の錐体を有するチップの破損を防止しつつ当該チップを実装基板に対して位置精度良く実装することが可能な実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、六角錘状の錐体を有するチップを吸着するためのチップ吸着用凹所がコレット本体の先端部に形成され、当該コレット本体に、チップ吸着用凹所に連通する真空吸着孔が形成された吸着コレットであって、チップ吸着用凹所が、六角形状に開口され六角錘状の錐体の各側面それぞれに面接触可能な６つの傾斜面で囲まれた六角錘状の凹所からなり、コレット本体が、全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂の群から選択される樹脂により形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、コレット本体に形成されたチップ吸着用凹所が、六角形状に開口され六角錘状の錐体の各側面それぞれに面接触可能な６つの傾斜面で囲まれた六角錘状の凹所からなるので、六角錘状の錐体を有するチップを傾きなく安定して保持することができ、しかも、コレット本体が、全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂の群から選択される樹脂により形成されているので、チップの破損を防止することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記コレット本体は、前記先端部に前記チップ吸着用凹所が複数形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、複数の前記チップを１つの実装基板に実装するような場合に、実装基板上の複数の前記チップの配置に複数の前記チップ吸着用凹所の形成位置を対応させておくことにより、複数の前記チップを１つの実装基板に同時に実装することが可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の吸着コレットを用いてチップを実装基板に実装する実装方法であって、実装基板の一表面側に設けられているチップ接合用導体パターンの所定部位上にＡｕＳｎバンプを形成した後、実装基板の他表面側からの熱伝導によりＡｕＳｎバンプを加熱した状態で、六角錘状の錐体を有するチップの各電極それぞれが対応するＡｕＳｎバンプに圧接するように、当該チップを吸着している吸着コレットを実装基板に近づけ、その後、吸着コレットのチップ吸着用凹所の傾斜面とチップの錐体の各側面との間に実装基板の前記一表面に平行な面内において規定したチップの許容位置ずれ距離以下の隙間が形成されるように吸着コレットをチップから浮かせた状態でＡｕＳｎバンプを溶融させることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、六角錘状の錐体を有するチップの各電極それぞれが対応するＡｕＳｎバンプに圧接するようにチップを吸着している請求項１または請求項２記載の吸着コレットを実装基板に近づけ、その後、吸着コレットのチップ吸着用凹所の各傾斜面とチップの錐体の各側面との間に実装基板の一表面に平行な面内において規定したチップの許容位置ずれ距離以下の隙間が形成されるように吸着コレットをチップから浮かせた状態でＡｕＳｎバンプを溶融させるので、ＡｕＳｎバンプが溶融した状態で吸着コレットによりチップの位置ずれが規制されるから、六角錘状の錐体を有するチップを実装基板に対して位置精度良く実装することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明は、六角錘状の錐体を有するチップを傾きなく安定して保持することができるとともにチップの破損を防止することができるという効果がある。
【００１６】
請求項３の発明は、六角錘状の錐体を有するチップの破損を防止しつつ当該チップを実装基板に対して位置精度良く実装することが可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、本実施形態の吸着コレットを利用した実装方法を適用して製造するデバイスの一例であってチップとしてＬＥＤチップを備える発光装置について図１（ａ）に基づいて説明し、その後、本実施形態の吸着コレットについて図１および図２に基づいて説明する。
【００１８】
発光装置は、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１０と、当該ＬＥＤチップ１０が一表面側に実装される矩形板状の実装基板２０とを備えている。
【００１９】
実装基板２０は、電気絶縁性を有し且つ熱伝導率の高い窒化アルミニウム基板からなる絶縁性基板２０ａの一表面側に、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれが金属材料（例えば、Ａｕなど）からなるＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを介して接合されるチップ接合用導体パターン（配線パターン）２３ａ，２３ｂ、ＬＥＤチップ１０から放射された光を反射する光反射膜（図示せず）が形成されている。なお、絶縁性基板２０ａは、ＬＥＤチップ１０で発生した熱を伝熱させる伝熱板を兼ねたものであり、ガラスエポキシ樹脂基板などの有機系基板に比べて熱伝導率の高いものであればよく、窒化アルミニウム基板に限らず、例えば、アルミナ基板や、ホーロー基板、表面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板などを採用してもよい。また、チップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂは、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成され、最上層がＡｕ膜となっている。また、上記光反射膜は、Ｎｉ膜とＡｇ膜との積層膜により構成してあるが、材料や層構造は特に限定するものではなく、例えば、Ｎｉ膜とＡｌ膜との積層膜により構成してもよい。
【００２０】
ＬＥＤチップ１０は、青色光を放射するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップであり、ｐ形窒化物半導体層と発光層とｎ形窒化物半導体層との積層構造を有するＬＥＤ部（発光部）１２、ｎ形窒化物半導体層に電気的に接続されたカソード電極１３ｂおよびｐ形窒化物半導体層に電気的に接続されたアノード電極１３ａが導電性を有するＺｎＯ結晶（ｎ形ＺｎＯ結晶）からなる六角錘状の錐体１１の下面側に形成されており、錐体１１よりもＬＥＤ部１２が実装基板２０に近くなる形で実装基板２０に実装される。
【００２１】
ＬＥＤチップ１０のＬＥＤ部１２は、ｎ形窒化物半導体層をｎ形ＧａＮ層により構成し、発光層をＩｎＧａＮ層により構成し、ｐ形窒化物半導体層を発光層側のｐ形ＡｌＧａＮ層と当該ｐ形ＡｌＧａＮ層における発光層側とは反対側のｐ形ＧａＮ層とで構成してあるが、ＬＥＤ部１２の積層構造は特に限定するものではなく、発光層は単層構造に限らず、多重量子井戸構造ないし単一量子井戸構造でもよい。
【００２２】
また、ＬＥＤチップ１０は、カソード電極１３ｂが、ＬＥＤ部１２のｎ形窒化物半導体層に接する形で形成されて当該ｎ形窒化物半導体層と電気的に接続され、アノード電極１３ａが錐体１１の下面に接する形で形成され当該錐体１１を介してｐ形窒化物半導体層と電気的に接続されている。したがって、ｎ形窒化物半導体層と発光層とｐ形窒化物半導体層との平面サイズを同じにすることができる。ここで、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂは、下層側のＴｉ膜と上層側のＡｕ膜との積層膜により構成されている。アノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれとチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂとの間に介在するＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂの数は特に限定するものではないが、ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂの数が多いほどＬＥＤチップ１０と実装基板２０との間の熱抵抗を低減できて放熱性を高めることができる。
【００２３】
上述のＬＥＤチップ１０は、主表面がｃ面のサファイアウェハの主表面側に上記積層構造を有するＬＥＤ部１２をエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長し、その後、ＬＥＤ部１２を錐体１１の基礎となるｎ形ＺｎＯウェハに接合してから、サファイアウェハを除去し、続いて、塩酸系のエッチング液（例えば、塩酸水溶液など）を用いてエッチング速度の結晶方位依存性を利用した異方性エッチングを行うことによりｎ形ＺｎＯウェハの一部からなる六角錘状の錐体１１を形成している。なお、ｎ形ＺｎＯウェハとしては、水熱合成法を利用して製造したものを用いている。錐体１１の高さは、ｎ形ＺｎＯウェハの厚さで規定することができ、本実施形態では、ｎ形ＺｎＯウェハとして厚さが５００μｍのものを用いているので、錐体１１の高さは５００μｍとなっているが、ｎ形ＺｎＯウェハの厚さは特に限定するものではない。また、錐体１１の下面に対する各側面１１ａそれぞれの傾斜角は、ｎ形ＺｎＯウェハの結晶軸方向で規定され、ｎ形ＺｎＯウェハにおいて錘体１１の下面となるＺｎ極性面である（０００１）面とは反対側のＯ極性面である（０００−１）面に適宜パターニングされたマスクを設けてｎ形ＺｎＯウェハをＯ極性面側から異方性エッチングすることにより錐体１１を形成しているので、下面に対する各側面１１ａそれぞれの傾斜角が６０°となっている。
【００２４】
上述の発光装置では、ＬＥＤ部１２がＺｎＯ結晶からなる錐体１１の下面側に形成され、錐体１１よりもＬＥＤ部１２が実装基板２０に近くなる形で実装基板２０に実装されており、ＺｎＯはサファイアに比べて屈折率がＧａＮに近いので、ＬＥＤチップ１０からの光取り出し効率を高めることができる。なお、波長が４５０ｎｍの光に対するＺｎＯの屈折率は２．１、ＧａＮの屈折率は２．４、サファイアの屈折率は１．８である。
【００２５】
以上説明した発光装置によれば、ＬＥＤチップ１０は、ｎ形窒化物半導体層とｐ形窒化物半導体層とを有するＬＥＤ部１２、ｎ形窒化物半導体層に電気的に接続されたカソード電極１３ｂおよびｐ形窒化物半導体層に電気的に接続されたアノード電極１３ａがＺｎＯ結晶からなる六角錘状の錐体１１の下面側に形成され、錐体１１よりもＬＥＤ部１２が実装基板２０に近くなる形で実装基板２０に実装されているので、ＬＥＤチップ１０の出射光の広がり角を大きくすることができる。
【００２６】
ここにおいて、単位立体角当たりの放射光強度が最大値に対して５０％以上となる角度範囲を光出射角（出射光の広がり角）と定義すると、上述の発光装置では、ＬＥＤチップ１０の光出射角が１２０°以上である。なお、上述のＬＥＤチップ１０は、ＬＥＤ部１２のｎ形ＧａＮ層におけるｐ形ＧａＮ層側とは反対側の表面の平坦部に対してカソード電極１３ｂが形成され、ｎ形ＧａＮ層の上記表面においてカソード電極１３ｂが形成されていない領域に、ＬＥＤ部１２で発生した光のうちｎ形ＧａＮ層の上記表面側に放射された光の進行方向を変える微細凹凸構造が形成されているので、ＬＥＤ部１２で発生した光を効率良くｎ形ＺｎＯ基板３に導入できるようになって、光取り出し効率が向上し、結果的に発光効率が向上する。
【００２７】
上述の発光装置では、ＬＥＤチップ１０の発光色を青色光としてあるが、ＬＥＤチップ１０の発光色は青色光に限らず、例えば、赤色光、緑色光、紫色光、紫外光などでもよい。また、上述の発光装置において、ＬＥＤチップ１０から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ１０よりも長波長の光を放射する蛍光体を含有した透光性材料により形成され実装基板２０との間にＬＥＤチップ１０を囲む形で実装基板２０に固着される色変換部材を設ければ、ＬＥＤチップ１０から放射される光と蛍光体から放射される光との混色光を得ることができ、例えば、ＬＥＤチップ１０として青色ＬＥＤチップを用い、蛍光体として黄色蛍光体を用いれば、白色光を得ることができる。
【００２８】
以下、上述の六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０を吸着する吸着コレット３０について図１および図２に基づいて説明する。
【００２９】
吸着コレット３０は、ＬＥＤチップ１０を吸着するためのチップ吸着用凹所３１が角柱状（ここでは、四角柱状）のコレット本体３０ａの先端部（図１（ａ）における下端部）に形成され、コレット本体３０ａに、チップ吸着用凹所３１に連通する真空吸着孔３２が形成されている。ここで、チップ吸着用凹所３１は、コレット本体３０ａの先端面側（下面側）が開放されており、真空吸着孔３２は、チップ吸着用凹所３１と中心線が一致するようにチップ吸着用凹所３１の上方に形成されている。なお、コレット本体３０ａの形状は四角柱状に限らず、例えば、六角柱状の形状でもよい。
【００３０】
ところで、吸着コレット３０のチップ吸着用凹所３１は、六角形状に開口され六角錘状の錐体１１の各側面１１ａそれぞれに面接触可能な６つの傾斜面３１ａで囲まれた六角錘状の凹所により構成されている。要するに、吸着コレット３０のチップ吸着用凹所３１は、ＬＥＤチップ１０の錐体１１に整合する形状に設計されている。また、吸着コレット３０の真空吸着孔３２は、円形状に開口されており、吸着コレット３０は、真空吸着孔３２の内周面とチップ吸着用凹所３１の各傾斜面３１ａとが連続して形成されている。ここにおいて、吸着コレット３０は、図２（ａ）に示すように、コレット本体３０ａの中心線Ｍ１に対する各傾斜面３１ａの傾斜角θを３０°に設定し、中心線Ｍ１に直交する仮想平面（ここでは、コレット本体３０ａの先端面を含む平面）に対する各傾斜面３１ａの傾斜角βを６０°に設定してある。なお、真空吸着孔３２の中心線およびチップ吸着用凹所３１の中心線はコレット本体３０ａの中心線Ｍ１上に位置している。
【００３１】
また、吸着コレット３０は、吸着対象のＬＥＤチップ１０を吸着した状態において当該ＬＥＤチップ１０の錐体１１の下面がコレット本体３０ａの先端面を含む平面よりも突出するように、チップ吸着用凹所３１の深さ寸法を、吸着対象のＬＥＤチップ１０の錐体１１の高さ寸法よりも小さく設定してある。
【００３２】
ところで、吸着コレット３０のコレット本体３０ａは、ベスペル（登録商標）などの全芳香族ポリイミド樹脂により形成してあるので、他のエンジニアプラスチックにより形成する場合に比べて、耐熱性および耐摩耗性に優れている。ただし、コレット本体３０ａは、全芳香族ポリイミド樹脂に限らず、全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂などの耐熱性および耐摩耗性の優れた樹脂により形成すればよい。
【００３３】
以上説明した本実施形態の吸着コレット３０によれば、コレット本体３０ａに形成されたチップ吸着用凹所３１が、六角形状に開口され六角錘状の錐体１１の各側面１１ａそれぞれに面接触可能な６つの傾斜面３１ａで囲まれた六角錘状の凹所からなるので、六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０を傾きなく安定して保持することができ、しかも、コレット本体３０ａが全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂などにより形成されているので、ＬＥＤチップ１０の破損を防止することができる。その結果、実装工程の再現性を高めることができて生産性の向上を図れる。
【００３４】
次に、上述の吸着コレット３０を用いてＬＥＤチップ１０を実装基板２０に実装する実装方法について説明する。
【００３５】
本実施形態における実装方法では、実装基板２０の上記一表面側に設けられているチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂの所定箇所の上にＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを形成した後、実装基板２０をダイボンド装置（図示せず）のステージの表面側に載置して保持し、実装基板２０の他表面側からの熱伝導によりＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを当該ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂの溶融温度よりも低い所定温度（例えば、２７０℃）に加熱した状態で、上記ダイボンド装置の駆動部により上記ダイボンド装置のヘッド（ボンディングヘッド）に設けた吸着コレット３０を移動させて吸着コレット３０の真空吸着孔３２を通して真空吸引することで吸着コレット３０によりＬＥＤチップ１０を真空吸着させて保持し、その後、上記駆動部により吸着コレット３０を移動させて、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂと上記ステージの上記表面側に保持された実装基板２０のチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂ上のバンプ１４ａ，１４ｂとを対向させる。
【００３６】
その後、六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０の各電極であるアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれが対応するＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂに圧接するように、当該ＬＥＤチップ１０を吸着している吸着コレット３０を実装基板２０に近づけ、その後、図１（ｂ）に示すように、吸着コレット３０のチップ吸着用凹所３１の各傾斜面３１ａとＬＥＤチップ１０の錐体１１の各側面１１ａとの間に実装基板２０の上記一表面に平行な面内において規定したチップの許容位置ずれ距離以下の隙間Ｇが形成されるように吸着コレット３０をＬＥＤチップ１０から浮かせた状態でＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを溶融させ、その後、冷却することにより、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれと実装基板２０のチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂとをＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを介して接合する。
【００３７】
なお、ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂの加熱は、上記ステージに設けたヒータにより行えばよい。また、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａに接合するＡｕＳｎバンプ１４ａは、半田バンプにより構成し、ＬＥＤチップ１０のカソード電極１３ｂに接合するＡｕＳｎバンプ１４ｂは、めっきバンプにより構成している。
【００３８】
以上説明した本実施形態の実装方法では、実装基板２０の上記一表面側に設けられているチップ接合用導体パターン２３ａ，２３ｂの所定部位上にＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを形成した後、実装基板２０の上記他表面側からの熱伝導によりＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを加熱した状態で、六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０の各電極であるアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれが対応するＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂに圧接するように、当該ＬＥＤチップ１０を吸着している吸着コレット３０を実装基板２０に近づけ、その後、吸着コレット３０のチップ吸着用凹所３１の各傾斜面３１ａとＬＥＤチップ１０の錐体１１の各側面１１ａとの間に実装基板２０の上記一表面に平行な面内において規定したＬＥＤチップ１０の許容位置ずれ距離以下の隙間Ｇが形成されるように吸着コレット３０をＬＥＤチップ１０から浮かせた状態でＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを溶融させるので、ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂが溶融した状態で吸着コレット３０により横方向のＬＥＤチップ１０の位置ずれが規制されるから、六角錘状の錐体１１を有するＬＥＤチップ１０を実装基板２０に対して位置精度良く実装することが可能となる。また、吸着コレット３０のコレット本体３０ａを全芳香族ポリイミド樹脂や、ポリアミド樹脂やイミド樹脂などの樹脂により形成することでＬＥＤチップ１０の破損を防止でき、しかも、吸着コレット３０をＬＥＤチップ１０から浮かせた状態でＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂを溶融させるので、ＬＥＤチップ１０側からの伝熱によりコレット本体３０ａの温度が当該コレット本体３０ａの耐熱温度を越えて熱ダメージを受けるのを防止することができる。なお、あらかじめ、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１３ａおよびカソード電極１３ｂそれぞれの最表面側にＡｕＳｎ層をスパッタ法などにより形成しておけば、ＡｕＳｎバンプ１４ａ，１４ｂとの濡れ性が向上する。
【００３９】
ところで、上述の吸着コレット３０は、コレット本体３０ａの先端部に１つのチップ吸着用凹所３１を形成してあるが、図３に示すように、コレット本体３０ａの先端部にチップ吸着用凹所３１を複数形成したものでもよい。ここで、図３に示した構成の吸着コレット３０によれば、同図に示すように、複数のＬＥＤチップ１０を１つの実装基板２０に実装するような場合に、実装基板２０上の複数のＬＥＤチップ１０の配置に複数のチップ吸着用凹所３１の形成位置を対応させておくことにより、複数のＬＥＤチップ１０を１つの実装基板２０に同時に実装することが可能となり、上述の実装方法に適用すれば、複数のＬＥＤチップ１０を実装基板２０に対して位置精度良く実装することが可能となる。
【００４０】
なお、吸着コレット３０による吸着対象のチップは、ＬＥＤチップ１０に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態の吸着コレットを用いた実装方法の説明図である。
【図２】同上における吸着コレットを示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略下面図である。
【図３】同上の他の吸着コレットを用いた実装方法の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ ＬＥＤチップ（チップ）
１１ 錐体
１１ａ 側面
１２ ＬＥＤ部
１３ａ アノード電極
１３ｂ カソード電極
１４ａ ＡｕＳｎバンプ
１４ｂ ＡｕＳｎバンプ
２０ 実装基板
２３ａ，２３ｂ チップ接合用導体パターン
３０ 吸着コレット
３１ チップ吸着用凹所
３１ａ 傾斜面
３２ 真空吸着孔
Ｇ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
六角錘状の錐体を有するチップを吸着するためのチップ吸着用凹所がコレット本体の先端部に形成され、当該コレット本体に、チップ吸着用凹所に連通する真空吸着孔が形成された吸着コレットであって、チップ吸着用凹所が、六角形状に開口され六角錘状の錐体の各側面それぞれに面接触可能な６つの傾斜面で囲まれた六角錘状の凹所からなり、コレット本体が、全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂の群から選択される樹脂により形成されてなることを特徴とする吸着コレット。
【請求項２】
前記コレット本体は、前記先端部に前記チップ吸着用凹所が複数形成されてなることを特徴とする請求項１記載の吸着コレット。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の吸着コレットを用いてチップを実装基板に実装する実装方法であって、実装基板の一表面側に設けられているチップ接合用導体パターンの所定部位上にＡｕＳｎバンプを形成した後、実装基板の他表面側からの熱伝導によりＡｕＳｎバンプを加熱した状態で、六角錘状の錐体を有するチップの各電極それぞれが対応するＡｕＳｎバンプに圧接するように、当該チップを吸着している吸着コレットを実装基板に近づけ、その後、吸着コレットのチップ吸着用凹所の各傾斜面とチップの錐体の各側面との間に実装基板の前記一表面に平行な面内において規定したチップの許容位置ずれ距離以下の隙間が形成されるように吸着コレットをチップから浮かせた状態でＡｕＳｎバンプを溶融させることを特徴とする実装方法。
【請求項１】
六角錘状の錐体を有するチップを吸着するためのチップ吸着用凹所がコレット本体の先端部に形成され、当該コレット本体に、チップ吸着用凹所に連通する真空吸着孔が形成された吸着コレットであって、チップ吸着用凹所が、六角形状に開口され六角錘状の錐体の各側面それぞれに面接触可能な６つの傾斜面で囲まれた六角錘状の凹所からなり、コレット本体が、全芳香族ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、イミド樹脂の群から選択される樹脂により形成されてなることを特徴とする吸着コレット。
【請求項２】
前記コレット本体は、前記先端部に前記チップ吸着用凹所が複数形成されてなることを特徴とする請求項１記載の吸着コレット。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の吸着コレットを用いてチップを実装基板に実装する実装方法であって、実装基板の一表面側に設けられているチップ接合用導体パターンの所定部位上にＡｕＳｎバンプを形成した後、実装基板の他表面側からの熱伝導によりＡｕＳｎバンプを加熱した状態で、六角錘状の錐体を有するチップの各電極それぞれが対応するＡｕＳｎバンプに圧接するように、当該チップを吸着している吸着コレットを実装基板に近づけ、その後、吸着コレットのチップ吸着用凹所の各傾斜面とチップの錐体の各側面との間に実装基板の前記一表面に平行な面内において規定したチップの許容位置ずれ距離以下の隙間が形成されるように吸着コレットをチップから浮かせた状態でＡｕＳｎバンプを溶融させることを特徴とする実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１４１１３１（Ｐ２０１０−１４１１３１Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１６０５６（Ｐ２００８−３１６０５６）
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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