以下に、本発明の実施の形態について、図� ��を参照して説明する。
 図1は、本発明の第1の実施の形態の超音波� �合装置1の概略側面図、図2はその超音波接合 装置1における超音波接合の動作フローチャ� �トである。図1において、直交座標系の3軸を X,Y,Zとし、XY平面は水平面、Z軸方向は鉛直方� ��、Z軸回りはθ方向とする。

 図1に示すように、超音波接合装置1は、� �ップ供給部2と、チップ搬送部3と、チップ裏 面検査部4と、超音波接合部5と、制御部6とか ら構成されている。チップ部品7は、半導体� �路と電極71が形成された電極面7aと、その電� ��面7aに対する裏面7bを備えている。このチッ プ部品7としては、例えば、ICチップ、半導体 チップ、光素子、表面実装部品、ウエハなど 種類や大きさに関係なく、基板と接合させる 側の全ての形態のものを含む。

 チップ供給部2は、チップ部品7の裏面7bを Z方向上側にして複数のチップ部品7を整列収� ��しているチップトレイ21と、チップトレイ21 に収納されたチップ部品7のうち選択された� �ップ部品7をピックアップしチップ搬送部3に 搬送するZ軸方向に移動可能なコレット22と、 コレット22をX方向およびY方向に移送するガ� �ドレール23とから構成されている。

 チップ搬送部3は、チップ部品7を搬送す� �搬送台であるチップスライダ31と、チップス ライダ31をX方向に搬送する搬送機構32とから� ��成されている。チップスライダ31は、チッ� �供給部2から搬送されたチップ部品7を図1の� �置Aで受け取る。チップスライダ31には搬送� �にチップ部品7を保持できるように吸引孔33� �電極面7a側に設けられており、図示していな い吸引ポンプとホースを介して接続されてい る。搬送機構32は、チップスライダ31を図1の� ��置A、BおよびCに位置決め可能に構成されて� ��る。搬送機構32は、X方向に延びるボールね� ��34とボールねじ34を駆動するサーボモータ35� ��よびボールねじ34上を移動するチップスラ� �ダ31が連結されたナット(図示せず)などで構� ��されている。後述する制御部6でサーボモー タ35を位置制御することにより、チップスラ� ��ダ31が位置A、B、Cのいずれかに位置決めさ� �るようになっている。図1の位置Bには、チッ プ検査部4が配置され、位置Cには超音波接合� ��5が配置されている。チップ部品7は、裏面7b がZ方向上側になるように搬送され、位置Bで� ��後述するカメラ41が裏面7bを観察できるよう になっている。位置Cに搬送されるチップ部� �7は、後述する超音波ホーン522のチップ保持� ��523に裏面7bを吸着保持されることにより、� �ップスライダ31からチップ保持面523へチップ 部品7が受け渡しされる。図1では、位置Aにお けるチップスライダ31とチップ部品7を実線で 表記し、位置B,Cにおけるチップスライダ31と� ��ップ部品7を点線で表記し、チップ保持面523 に吸着保持されたチップ部品7を実線で表記� �た。

 チップ裏面検査部4は、チップスライダ31� ��停止する位置BのZ方向上方に配置されたカ� �ラ41と斜光照射手段42と遮蔽板43とから構成� �れている。カメラ41と斜光照射手段42は本発� ��における観察手段に相当する。カメラ41は� �CCDカメラを用いることができ、その光軸が� �置Bに位置決めされたチップスライダ31上の� �ップ部品7の裏面7bに対して法線方向(垂直)に なるように配置されている。斜光照射手段42� ��、チップ部品7の裏面7bとカメラ41を結ぶ法� �に対して、所定の傾きを有する方向に配置� �れている。斜光照射手段42から照射する光は チップ部品7の裏面7bに所定の角度で照射され るようになっている。斜光照射手段42は、位� ��Bに停止したチップスライダ31上のチップ部� ��7を取り囲むように複数の光源から構成する ことができる。斜光照射手段42としては、例� ��ば、ランプとレンズまたはミラーを組み合� ��せた平行光光源や、光ファイバを束ねたバ� ��ドルファイバを用いた光源、LED光源などを� ��いることができる。

 チップ部品7の裏面7bに付着している異物� ��、主に、ダイシング用シートに用いられて� ��る接着剤である。接着剤のような有機物は� ��空気とは異なる屈折率を有する。そのため� ��有機物の表面で照射された光の一部を反射� ��る。特にチップ部品7の裏面7bに付着した有� ��物の表面形状は微小でランダムな凹凸を有� ��ている。この有機物の表面で反射した光の� ��部が、法線方向に配置したカメラ41に認識� �れるようになっている。また、有機物の表� �を透過しチップ部品7の裏面7bに到達した光� �、裏面7bで反射し、さらに有機物の表面で屈 折し散乱する。これらの散乱光がカメラ41で� ��識されるようになっている。このように、� ��光照射手段42から照射される光は、接着剤� �ような有機物の表面で一部が反射され、一� �が有機物を透過するようになっている。

 チップ部品7の裏面7bに接着剤等の異物が� ��い場合は、斜光照射手段42から照射された� �は裏面7bで正反射し、裏面7bのZ方向上方に配 置したカメラ41には入らない。しかし、チッ� ��部品7の裏面7bに接着剤等の異物が存在する� ��、前述のように照射された光が接着剤等の� ��物により散乱して、カメラ41に散乱光が入� �ようになる。結果として、暗い視野に接着� �等の異物が明るく浮かび上がったようにカ� �ラ41で見えるため、接着剤等の異物を高い検 出感度で検出できるようになっている。

 このようにチップ部品7の裏面7bの接着剤� ��の異物を検出しているので、接着剤等の異� ��を3次元的に検出するような検出装置を用い ることなく、斜光照射手段42を利用した簡易� ��装置構成にすることができる。そのため、� ��述するチップ保持面523へのチップ部品7の吸 着保持の前にチップ裏面検査部4を備えるこ� �ができる。

 なお、実際のチップ部品7の裏面7bには、� ��着剤に限らずダイシング時の削りカスや微� ��なゴミなどが付着している可能性がある。� ��実施の形態では、これらを総称して異物と� ��載する。また、予め接着剤をチップ部品7の 裏面7bに付着させる場合には接着剤の記載を� ��いる。

 遮蔽板43は、カメラ41と斜光照射手段42を� ��うように配置されている。これは、チップ� ��面検査部4への外乱光を遮断する目的で備え られている。

 チップ裏面検査部4は、本発明におけるチ ップ裏面検査手段に相当する。

 超音波接合部5は、加圧機構51と超音波接� ��ヘッド52と基板ステージ53とから構成されて いる。加圧機構51は、加圧シリンダ511と加圧� ��リンダ511からZ方向下方に向けられたロッド 512とロッド512に連結されたヘッド支持部材513 とから構成されている。加圧シリンダ511の伸 縮動作に連動してロッド512がZ方向に上下す� �ようになっている。ヘッド支持部材513は、� �U字型に形成されており、上面514でロッド512� ��下部に連結されている。さらに、ヘッド支� ��部材513は、その左右の側部(腕部)で、超音� �接合ヘッド52を支持している。これにより、 設定された押圧荷重が、加圧シリンダ511の伸 縮により、超音波接合ヘッド52に加わるよう� ��なっている。

 超音波接合ヘッド52は、超音波振動を発� �する超音波発生器521と、発生した超音波振� �を伝達させる超音波ホーン522と、超音波ホ� �ン522に形成されたチップ部品7の裏面7bを吸� �保持するチップ保持面523とから構成されて� �る。超音波ホーン522に伝達した超音波振動� �、チップ保持面523に吸着保持されたチップ� �品7に付与されるようになっている。チップ� ��持面523には、吸引孔524が形成されており、� ��示していない吸引ポンプと配管を介して接� ��され、吸引ポンプの作動によりチップ部品7 の裏面7bを吸着できるようになっている。

 基板ステージ53は、図中左右と前後の水� �方向(X,Y方向)およびθ方向に移動自在に構成� ��れている。基板ステージ53には、吸引孔531� �設けられており基板8を吸着保持できるよう� ��なっている。吸引孔531は、図示していない� ��引ポンプと配管を介して接続されている。� ��お、吸着方式に限らず、可動ツメを使った� ��械式保持、静電気を使った静電吸着、磁石� ��使った磁気吸着など、基板8の保持構造とし ては任意の方式を用いることができる。基板 8には、電極81が形成されている。基板8とし� �は、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィ� �ム基板などのチップ部品7と接合される側の� ��ての形態のものを含む。

 制御部6は、設定データおよび測定データ の記憶などを行う記憶部61と、生産条件など� ��入力する条件入力部62と、運転状態などを� �示する表示部63と、各種演算を行う演算部64� ��から構成されている。制御部6は、超音波発 生器521の制御や、加圧機構51の制御、基板ス� ��ージ53の制御、チップ裏面検査部4の信号検� ��など超音波接合装置1全体の制御を行ってい る。

 次に、図2の動作フローチャートに沿って 超音波接合装置1の動作を説明する。

 まず、位置Aに停止したチップスライダ31� ��接着剤が裏面7bに付着したチップ部品7を搭� ��し吸着保持した後、チップスライダ31を位� �Bに移動させる(ステップS01)。

 次に、制御部6が斜光照射手段42に発光を� ��令する。斜光照射手段42の発光した光が接� �剤に照射され乱反射する。カメラ41は接着剤 による散乱光を検出する(ステップS02)。

 次に、カメラ41が散乱光を検出した状態� �、チップ部品7の裏面7bの面積に対して、カ� �ラ41が検出した散乱光の検出面積との比率を 制御部6の演算部64で計算し、異物付着率IFと� ��て記憶部61に記憶する(ステップS03)。

 次に、操作者がチップスライダ31から接� �剤が裏面7bに付着したチップ部品7を取り除� �、チップスライダ31を位置Aに移動し生産準� �を行う(ステップS04)。

 次に、チップ供給部2にチップトレイ21に� ��列配置したチップ部品7がセットされる。ま た、超音波接合部5の基板ステージ53に基板8� �セットされる。チップ部品7は裏面7bがZ方向� ��向きになるように整列配置されている。チ� ��プ部品7はコレット22でピックアップされ、� ��置Aに待機しているチップスライダ31に搬送� ��れる(ステップS05)。

 次に、チップスライダ31に搬送されたチ� �プ部品7を吸着保持し、位置Bにチップスライ ダ31が移動する(ステップS06)。

 次に、制御部6が斜光照射手段42に発光を� ��令する(ステップS07)。

 所定の時間経過後、カメラ41で検出した� �乱光の面積とチップ部品7のチップ裏面7bの� �積の比率を制御部6の演算部64で計算し、チ� �プ部品7の平行光反射率HRを求める(ステップS 08)。

 次に、制御部6の演算部64でステップS03に� ��求めた異物付着率IFと平行光反射率HRを比較 し、平行光反射率HRが異物付着率IF以上の場� �には、チップ部品7の裏面7bに異物が付着し� �いると判断する(ステップS09)。

 ステップS09における制御部6での異物付着 率IFと平行光反射率HRの比較動作は、本発明� �おける比較手段に対応している。

 なお、異物の付着状態を厳密に検査する� ��あるいは、実績に基づいて基準を緩和する� ��的で、異物付着率IFに1以下の値もしくは1以 上の値などの任意の倍率を乗算した後、ステ ップS09の判断を行ってもよい。

 次に、異物が付着していない場合は、チ� ��プスライダ31が位置Cに移動しチップ部品7の 吸着保持を解除する。位置Cへチップスライ� �31が到着すると、加圧シリンダ511が伸びて超 音波接合ヘッド52が下降し、超音波ホーン522� ��チップ保持面523にチップ部品7の裏面7bが吸� ��保持される(ステップS10)。

 次に、チップ部品7がチップスライダ31か� ��チップ保持面523に受け渡されると、チップ� ��ライダ31が位置Aに移動し、次のチップ部品7 の受け取りのため待機する(ステップS11)。

 次に、超音波ホーン522のチップ保持面523� ��吸着保持されたチップ部品7と基板8の位置� �わせが行われる。位置合わせは、チップ部� �7の電極面7aに付された位置合わせ用マーク� �基板8に付された位置合わせ用マークとを上� ��に視野を有する2視野の認識手段(図示せず)� ��どをチップ部品7と基板8の間に挿入し、認� �した位置合わせ用マークのデータに基づき� �基板ステージ53をX,Y方向および回転方向(θ方 向)に駆動することにより行われる(ステップS 12)。

 次に、チップ部品7と基板8の位置合わせ� �完了すると、加圧シリンダ511が伸びて超音� �ヘッド52が下降し、チップ保持面523に吸着保 持されているチップ部品7の電極71が基板8の� �極81に接触する。続いて、設定された押圧力 でチップ部品7が加圧されるとともに、設定� �れた周波数が超音波発生器521から出力され� �超音波ホーン522が超音波振動する(ステップS 13)。

 所定時間経過すると、チップ部品7の電極 71と基板8の電極81の超音波接合が完了する(ス テップS14)。

 次に、超音波ホーン522のチップ保持面523� ��吸着保持を解除し、加圧シリンダ511を縮め� ��超音波ホーン522を上昇させ、次のチップ部� ��7の受け渡しの準備を行う(ステップS15)。

 ステップS09でチップ部品7の裏面7bに異物� ��検出された場合は、制御部6の表示部63にチ� ��プ部品7異常のアラームが表示され、操作者 によりチップスライダ31からチップ部品7が取 り除かれる(ステップS16)。

 チップ部品7が取り除かれると、チップス ライダ31は位置Aに移動する(ステップS17)。

 なお、チップ部品7の裏面7bに異物が検出� ��れた場合、自動でチップスライダ31が不良� �ップ部品用のストッカ等に移動しチップ部� �7を排出するようにしてもよい。

 以上の動作のように、超音波ホーン522の� ��ップ保持面523にチップ部品7を吸着保持する 前に、吸着保持される側であるチップ部品7� �裏面7bをチップ検査部4で検査しているので� �チップ部品7に異物が付着していても、超音� ��接合の前に事前に異物の有無(異物の付着状 態)を確認することができる。そのため、超� �波ホーン522のチップ保持面523への異物の付� �を未然に防止することができる。このよう� �、異物がチップ保持面523には付着しないの� �、異物の堆積による突起がチップ吸着面523� �発生することがない。そのため、超音波接� �時のチップ部品7とチップ保持面523の摩擦係� ��が生産を継続しても一定に保たれ、超音波� ��合の品質が安定する。そして、チップ保持� ��523の定期的な研磨も不要になり、超音波ホ� ��ン522の寿命を大幅に向上することができ、� ��産性が大幅に向上する。

 また、チップ部品7の裏面7bを非接触で検� ��することができ、検査にともなう異物の付� ��を防止することができる。また、超音波ホ� ��ン522のチップ保持面523へチップ部品7を吸着 保持する前に予め設定した異物付着率IFを基� ��に裏面7bの比較検査を行うので、超音波接� �されるチップ部品7の品質が安定する。

 次に、本発明の第2の実施の形態について 図3の概略側面図と図4の動作フローチャート� ��用いて説明する。図3は、第1の実施の形態� �超音波接合装置1にチップ洗浄部9が追加され た形態となっている。第1の実施の形態で用� �た符号はそのまま使用する。

 第2の実施の形態の超音波接合装置1は、� �ップスライダ31がチップ裏面検査部4の停止� �置である位置Bの後に、チップ洗浄部9で停止 するようになっている。チップ洗浄部9の停� �位置を位置Dとする。

 チップ洗浄部9には、前述の如く、プラズ マ洗浄手段または紫外線洗浄手段、有機溶剤 洗浄手段などを用いることができる。超音波 ホーン522のチップ保持面523にチップ部品7の� �面7bを吸着保持する前に、チップ部品7の裏� �7bを洗浄しているので、異物を確実に除去す ることができる。

 図4は、第2の実施の形態の超音波接合の� �作フロチャートである。第1の実施の形態で� ��いたステップS01からS15はそのまま使用する� ��第1の実施の形態ではステップS16において異 物が付着しているチップ部品7は取り除くこ� �になっているが、第2の実施の形態では、チ� ��プスライダ31が位置Dに移動しチップ洗浄部9 でチップ部品7の裏面7bに付着している異物を 洗浄する(ステップS18)。

 次に、チップスライダ31を位置Cに移動し� ��浄が完了したチップ部品7を超音波ホーン522 のチップ保持面523に吸着保持し、第1の実施� �形態のステップS10以降を行う。

 このように、超音波ホーン522のチップ保� ��面523にチップ部品7を吸着保持する前に、吸 着保持される側であるチップ部品7の裏面7bを チップ検査部4で検査し、異物がある場合は� �ップ洗浄部9でチップ部品7の裏面7bを洗浄し� ��いるので、チップ部品7に異物が付着してい ても、超音波接合の前に事前に異物を取り除 くことができる。そのため、超音波ホーン522 のチップ保持面523への異物の付着を未然に防 止することができる。異物がチップ保持面523 には付着しないので、異物の堆積による突起 がチップ保持面523に発生することがない。そ のため、超音波接合時のチップ部品7とチッ� �保持面523の摩擦係数が生産を継続しても一� �に保たれ、超音波接合の品質が安定する。� �して、チップ保持面523の定期的な研磨も不� �になり、超音波ホーン522の寿命を大幅に向� �することができ、生産性が大幅に向上する� �

 次に、第3の実施の形態について図5の動� �フローチャートを用いて説明する。第2の実� ��の形態で用いた超音波接合装置1と符号はそ のまま使用する。第2の実施の形態で用いた� �テップS01からS04、S06からS15はそのまま使用� �る。

 第3の実施の形態の動作フローチャートで は、第2の実施の形態のフローチャートのス� �ップS05に、洗浄回数を0にリセットする工程� ��追加している(ステップS05’)。また、ステ� �プS09で「異物有り」と判断した場合の処理� �変更している。

 具体的には、ステップS09で「異物有り」� ��判断された場合、n回目の洗浄かどうかを確 認し(ステップS19)、さらなる洗浄の必要性を� ��めるようにしている。nの値は、予めチップ 部品7の生産ロットのグレードなどにより操� �者が制御部6の条件入力部62を用いて記憶部61 に記憶させている。

 洗浄回数がn回に達していない場合は、チ ップスライダ31が位置Dに移動し、チップ洗浄 部9でチップ裏面7bの洗浄が所定時間行われる (ステップS20)。チップ洗浄部9は、前述の如く 、プラズマ洗浄手段または紫外線洗浄手段、 有機溶剤洗浄手段などを用いることができる 。

 チップ裏面7bの洗浄が完了すると、洗浄� �数に1を加算する(ステップS21)。次に、チッ� �スライダ31が位置Bに移動し、再度、チップ� �面7bの比較検査を行うようになっている。

 洗浄回数がn回に達した場合は、制御部6� �表示部63にチップ部品7異常のアラームが表� �され、操作者によりチップスライダ31からチ ップ部品7が取り除かれる(ステップS22)。

 チップ部品7が取り除かれると、チップス ライダ31は位置Aに移動する(ステップS23)。

 なお、チップ部品7の裏面7bに異物が検出� ��れた場合、自動でチップスライダ31が不良� �ップ部品用のストッカ等に移動しチップ部� �7を排出するようにしてもよい。

 このように、超音波ホーン522のチップ保� ��面523にチップ部品7を吸着保持する前に、吸 着保持される側であるチップ部品7の裏面7bを チップ検査部4で検査し、異物がある場合は� �ップ洗浄部9でチップ部品7の裏面7bを洗浄し� ��再度、チップ裏面7bをチップ検査部4で比較� ��査する工程を設けているので、チップ部品7 に異物が付着していても、超音波接合の前に 事前に異物の有無を確認することができる。 そして、設定された洗浄回数nまでチップ裏� �7bを繰り返し洗浄・検査しているので、チッ プ裏面7bに異物の付着していないチップ部品7 を超音波ホーン522により確実に供給すること ができる。そのため、超音波ホーン522のチッ プ保持面523への異物の付着をより確実に未然 に防止することができる。異物がチップ保持 面523に付着しないので、異物の堆積による突 起がチップ保持面523に発生することがない。 そのため、超音波接合時のチップ部品7とチ� �プ保持面523の摩擦係数が生産を継続しても� �定に保たれ、超音波接合の品質が安定する� �そして、チップ保持面523の定期的な研磨も� �要になり、超音波ホーン522の寿命を大幅に� �上することができ、生産性が大幅に向上す� �。

 なお、第1の実施の形態~第3の実施の形態� ��は、予め、チップ裏面7bに接着剤が付着し� �チップ部品7を用いて異物付着率IFを制御部6� ��記憶部61に記憶していたが、チップ部品7の� ��産ロットのグレードなどから操作者の知見� ��基づいて基準となる異物付着率IFを設定し� �もよい。また、任意に設定した異物付着率IF で生産を開始し、定期的に超音波ホーン522の チップ保持面523の汚れ具合を別途観測し、汚 れが進むようならば異物付着率IFを設定し直� ��など、適宜、設定を変更してもよい。

 また、第2の実施の形態と第3の実施の形� �では、チップ裏面検査部4でチップ裏面7bの� �物の比較検査を行った後、チップ洗浄部9で� ��ップ裏面7bを洗浄していたが、チップ洗浄� �9でチップ裏面7bを洗浄した後、チップ裏面� �査部4でチップ裏面7bの比較検査を行っても� �い。