特許 7504494 真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-14

(45)【発行日】2024-06-24

(54)【発明の名称】真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 31/02 20060101AFI20240617BHJP

   B23K 1/005 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

B23K31/02 310C

B23K1/005 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022171887

(22)【出願日】2022-10-27

(65)【公開番号】P2023172844

(43)【公開日】2023-12-06

【審査請求日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】10-2022-0063645

(32)【優先日】2022-05-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】517416215

【氏名又は名称】レーザーセル カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ジェジュン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ビョンロク

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ウンソン

(72)【発明者】

【氏名】イェ、ファンス

(72)【発明者】

【氏名】セオ、スンヒョン

【審査官】黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／１００９６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１９－５３４５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－５１９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１０３３７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２２／２３０１８４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ３１／０２

Ｂ２３Ｋ １／００ － ３／０８

Ｈ０５Ｋ ３／３４

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

六面体の密閉空間部に形成され、前記六面体の一側および他側には基板を密閉空間部内に引き込み、引き出すために選択的に開閉される投入口および投出口がそれぞれ形成され、前記密閉空間部の上部にはレーザビーム照射孔が形成される真空チャンバーと、
前記真空チャンバーのレーザビーム照射孔の上方に設けられ、透光性加圧部材が交換可能に嵌め込まれて装着され、前記真空チャンバー内部の真空状態を破棄しないように真空チャンバーのレーザビーム照射孔と気密な状態を維持するホルダ部と、
前記透光性加圧部材が装着されたホルダ部を垂直方向に昇降させることにより、真空チャンバー内に位置した基板を透光性加圧部材により選択的に押して押圧する押圧部と、を備え、
前記押圧部により基板上に配置された複数の電子部品を真空チャンバー内部の真空状態下で透光性加圧部材に押し付けると同時に前記透光性加圧部材を介して真空チャンバー内部にレーザビームを照射することにより電子部品を基板にボンディングすることを特徴とする、
真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【請求項2】

前記真空チャンバーのレーザビーム照射孔とホルダ部との間の接触部位には一定の厚さを有する弾性体材質のＯリングがさらに設けられ、前記レーザビーム照射孔とホルダ部がＯリングと接触した状態を維持しながら前記押圧部によってホルダ部と前記ホルダ部に着座した透光性加圧部材とが垂直方向に昇降する、
請求項１に記載の真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【請求項3】

前記真空チャンバーの一側には基板が引き込まれる投入口が形成されると共に、前記投入口と対向する反対側の他側には基板が引き出される投出口が形成され、前記投入口と投出口にはそれぞれシャッターが設けられることによって、真空チャンバーの内部空間部が前記シャッターにより選択的に開閉される、
請求項１に記載の真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【請求項4】

前記真空チャンバーの内部には、投入口から引き込まれた基板をレーザ照射孔の直下方に搬送してレーザリフロー処理した後、前記レーザリフロー処理された基板を投出口に搬送して真空チャンバーの外部に引き出すキャリアチャックが設けられる、
請求項３に記載の真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【請求項5】

前記真空チャンバーの上方には２つ以上のレーザモジュールが設けられ、前記レーザモジュールから照射されたレーザビームが透光性加圧部材を介して基板上に配置された複数の電子部品にレーザビームが重畳照射される、
請求項１に記載の真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【請求項6】

前記ホルダ部は、平面上でみると、中央にレーザビーム照射孔が形成されるとともに、ホルダ部のアウトラインが円形または左右対称構造の正多角形の形を有し、前記ホルダ部の中心点を基準にアウトラインを均等に３分割するエッジ点にアームが結合されるとともに、前記アームにはそれぞれ押圧部が連結される、
請求項１に記載の真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【請求項7】

前記真空チャンバーの投入口および投出口の外側には、レーザボンディング際に発生するヒュームが透光性加圧部材の底面に付着することを防止するためにロール状に巻かれた保護フィルムを緩めながら一側に搬送するリールツーリール方式の保護フィルム搬送部がそれぞれさらに設けられる、
請求項３に記載の真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【請求項8】

前記シャッターは、投入口または投出口の下部に位置した状態で待機し、投入口または投出口を閉じる際には上方にスライド移動しながら保護フィルムが投入口または投出口に挟まれた状態で前記投入口または投出口を閉じて真空チャンバー内部を気密に閉鎖することを特徴とする、
請求項７に記載の真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【請求項9】

前記シャッターが閉じられた後は、真空ポンプが駆動され、真空チャンバー内に真空状態が形成されることを特徴とする、
請求項８に記載の真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザリフロー装置に関する。より詳細には、本発明は真空チャンバーの内部において透光性加圧部材による加圧およびレーザビーム照射によるレーザリフロー工程を行うことにより、複数の電子部品を同時に加圧およびレーザリフロー処理することができ、大量処理が可能でありながら、はんだ中にヒューム（ｆｕｍｅ）によるボイド（ｖｏｉｄ）生成が効果的に防止され、レーザリフロー工程の不良率が大幅に改善される真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置に関する。

【背景技術】

【0002】

産業用レーザ加工においてミクロン（μｍ）級の精度を有する応用分野がマイクロレーザ処理であるが、半導体産業、ディスプレイ産業、印刷回路基板（ＰＣＢ）産業、スマートフォン産業などで広く用いられている。すべての電子機器に用いられるメモリチップは、集積度と性能、および超高速通信速度を実現するために回路の間隔を最小限に縮小させる技術が発展してきたが、回路線幅と線幅間隔を縮小させるだけではユーザーのニーズに答える技術水準まで達することが難しく、現在はメモリチップを垂直方向に積層するレベルまで至っている。すでに１２８層までの積層技術がＴＳＭＣ社で開発されており、７２層まで積層する技術を三星電子、ＳＫハイニックスなどで大量生産に適用している。

【0003】

また、メモリチップ、マイクロプロセッサチップ、グラフィックプロセッサチップ、無線プロセッサチップ、センサプロセッサチップなどを１つのパッケージに実装しようとする技術開発が熾烈に研究開発されており、かなりのレベルの技術がすでに実用適用されている。

【0004】

しかしながら、前述の技術の開発過程において、超高速・超高容量半導体チップ内部でさらに多くの電子が信号処理プロセスに参加しなければならないため、電力消費量が大きくなり発熱に対する冷却処理問題が提起された。さらに、より多くの信号に対する超高速信号処理および超高周波信号処理という要件を達成するために、大量の電気信号を超高速で伝達しなければならないという技術問題が提起された。また、信号線が多くなければならず、半導体チップ外部への信号インタフェース線をもはや一次元的なリード線方式では処理できず、半導体チップ下部で二次元的に処理するボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）方式（Ｆａｎ－Ｉｎ ＢＧＡまたは、Ｆａｎ－Ｉｎ Ｗａｆｅｒ－Ｌｅｖｅｌ－Ｐａｃｋａｇｅ（ＦＩＷＬＰ）と称する）と、チップ下部の超微細ＢＧＡ層の下に信号配線再配列層（Ｓｉｇｎａｌ Ｌａｙｏｕｔ Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）を置き、その下部に２次微細ＢＧＡ層を設ける方式（Ｆａｎ－Ｏｕｔ ＢＧＡまたはＦａｎ－Ｏｕｔ Ｗａｆｅｒ－Ｌｅｖｅｌ－Ｐａｃｋａｇｅ（ＦＯＷＬＰ）または、Ｆａｎ－Ｏｕｔ Ｐａｎｅｌ－Ｌｅｖｅｌ－Ｐａｃｋａｇｅと称する）方式が実績適用されている。

【0005】

近年、半導体チップの場合、ＥＭＣ（Ｅｐｏｘｙ－Ｍｏｌｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）層を含めて厚さが２００μｍ以下の製品が登場している。このように厚さが数百ミクロンに過ぎないミクロン級の超硬薄型半導体チップを超硬薄型ＰＣＢに貼り付けるために既存の表面実装技術（ＳＭＴ）標準工程であるサーマルリフローオーブン（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｒｅｆｌｏｗ Ｏｖｅｎ）技術のようなマスリフロー（ＭＲ）工程を適用すると、数百秒の時間の間、１００～３００度（℃）の空気温度環境の中に半導体チップが露出するため、熱膨張係数（ＣＴＥ; Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）の違いにより、チップ・ボーダー反り（Ｃｈｉｐ－Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｗａｒｐａｇｅ）、ＰＣＢ・ボーダー反り（ＰＣＢ－Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｗａｒｐａｇｅ）、熱衝撃型ランダムボンディング不良（Ｒａｎｄｏｍ－Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｆａｉｌｕｒｅ ｂｙ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｈｏｃｋ）など、さまざまな形のはんだ付けボンディング接着不良が生じる可能性がある。

【0006】

このように最近、脚光を浴びているレーザリフロー装置の構成を見ると、レーザヘッドモジュールがボンディング対象物（半導体チップまたは集積回路ＩＣ）を数秒間押しながらレーザを照射してボンディングする方式で、半導体チップまたは集積回路（ＩＣ）サイズに対応する面光源のレーザを照射してボンディングを行う。

【0007】

このような加圧方式のレーザヘッドモジュールについては、韓国登録特許第０６６２８２０号（以下、［特許文献１］と称する）を参照すると、フリップチップの裏面にレーザを照射して前記フリップチップを加熱する一方、前記フリップチップを前記キャリアチャック基板に圧着するためのフリップチップ加熱圧着モジュールの構成が開示されている。

【0008】

しかしながら、特許文献１に開示された従来の加圧方式のレーザヘッドモジュールは、チップを吸着してボンディングポジションに移動させるための手段と、前記チップの裏面にレーザを介して加熱するとともに前記チップをキャリアチャック基板に圧着させるための手段に分離されるため、半導体ストリップのように複数の半導体チップをボンディングする場合、１つの半導体チップを加圧しながらレーザを照射する動作を半導体チップの数だけ繰り返し行う必要があるため、作業時間が増大した。

【0009】

一方、韓国公開特許２０１８-０１３７８８７（以下、［特許文献２］と称する）を参照すると、同特許に記載されているレーザ加圧ヘッドの構成は、加圧ヘッドが複数のフリップチップを同時に加圧した状態でレーザヘッドが水平方向に搬送し、各フリップチップを順次に１つずつレーザを照射するか、または単一のレーザヘッドが複数のフリップチップにレーザを同時に照射する方式でボンディング処理が可能であることについて概説している。

【0010】

しかしながら、上述の特許文献２の従来のレーザ加圧ヘッド構成によれば、単一のレーザモジュールを用いて複数のフリップチップに単一のレーザビームを複数の角度で同時に照射することにより均質化されたレーザビームを照射および不良なく複数のフリップチップをリフローすることは技術的に多くの困難が予想される。

【0011】

したがって、従来は、単一のフリップチップを順次に１つずつ加圧およびリフロー処理することで全体の作業時間が増え、複数の処理のため多様な基板サイズに水平的に配置された複数のフリップチップに単一のレーザビームを同時に照射しても、各フリップチップに十分な熱エネルギーが均一に伝達されることは事実上難しいため、依然としてボンディング不良率が改善されにくい問題点が残っていた。

【0012】

また、近年、基板上にボンディングする電子部品が日々微細化するにつれてはんだの大きさも一緒に微細化されているが、従来はこのような微小はんだのレーザリフロー工程が依然として常圧状態で行われるため、はんだの溶融際に発生するヒューム（ｆｕｍｅ）によってはんだ中にボイド（ｖｏｉｄ）が多量で頻繁に発生するしかなかった。

【0013】

これにより、微細はんだ中に発生したボイドは、はんだに構造的または電気的に致命的な不良を引き起こすだけでなく、リフロー処理された微細パターンの全体的な動作信頼性を非常に落とす問題も発生した。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

そこで本発明は上記のような問題点を解消できるように発明されたものであり、本発明は真空チャンバー内部で透光性加圧部材による加圧およびレーザビーム照射によるレーザリフロー工程を行うことにより複数の電子部品を同時に加圧、およびレーザリフロー処理により大量処理が可能でありながらはんだ中のヒューム（ｆｕｍｅ）によるボイド（ｖｏｉｄ）生成が効果的に防止され、レーザリフロー工程の不良率が大幅に改善される真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記のような目的を達成するため本発明に係る一実施形態によれば、六面体の密閉空間部で形成され、前記六面体の一側および他側には基板を密閉空間部内部に引き込み、出るために選択的に開閉される投入口および投出口がそれぞれ形成され、前記密閉空間部の上部にレーザビーム照射孔が形成される真空室と、前記真空チャンバーのレーザビーム照射孔の上方に設けられ、透光性加圧部材が交換可能に嵌め込まれて装着され、前記真空チャンバー内部の真空状態を破棄しないように真空チャンバーのレーザビーム照射孔と気密な状態を維持するホルダ部、および、前記透光性加圧部材が装着されたホルダ部を垂直方向に昇降させることにより、真空チャンバー内に位置する基板を透光性加圧部材によって選択的に押し付けて加圧する加圧部とを含み、前記加圧部によって基板上に配置された複数の電子部品を真空チャンバー内部の真空状態下で透光性加圧部材に押し付けると同時に、前記透光性加圧部材を介して真空チャンバー内部にレーザビームを照射することにより電子部品を基板にボンディングする。

【0016】

また、本発明に係る一実施形態によれば、前記真空チャンバーのレーザビーム照射孔とホルダ部との間の接触部位には、一定の厚さを有する弾性体材料のＯリング（Ｏ－ｒｉｎｇ）がさらに設けられ、前記レーザビーム照射孔とホルダ部がＯリングと接続された状態を維持しながら、加圧部によってホルダ部と前記ホルダ部に着座した透光性加圧部材とが垂直方向に昇降される。

【0017】

また、本発明に係る一実施形態によれば、前記真空チャンバーの一側には基板が引き込まれる投入口が形成され、前記投入口と対向する反対側の他側には基板が引出される投出口が形成され、前記投入口と投出口にはそれぞれシャッターが設けられることにより、真空チャンバーの内部空間が前記シャッターによって選択的に開閉される。

【0018】

また、本発明に係る一実施形態によれば、前記真空チャンバーの内部には、入口から引き込まれた基板をレーザ照射孔直下方に搬送してレーザリフロー処理した後、前記レーザリフロー処理された基板を投出口に搬送して真空チャンバーの外部へ引き出すキャリアチャックが設けられる。

【0019】

また、本発明に係る一実施形態によれば、前記真空チャンバーの上方には２つ以上のレーザモジュールが設けられ、前記レーザモジュールから照射されたレーザビームが透光性加圧部材を介して基板上に配列された複数の電子部品にレーザビームが重畳照射される。

【0020】

また、本発明に係る一実施形態によれば、前記ホルダ部は、平面視で中央にレーザビーム照射孔が形成されるとともに、ホルダ部の輪郭線が円形または左右対称構造の正多角形の形を有し、前記ホルダ部の中心点を基準に輪郭線を有する等しく３分割するエッジ点にアームが結合されるとともに、前記アームにはそれぞれ押圧部が連結される。

【0021】

また、本発明に係る一実施形態によれば、前記真空チャンバーの投入口および投出口の外側には、レーザボンディングの際に発生するヒューム（ｆｕｍｅ）が透光性加圧部材の底面に付着することを防止するためにロール状に巻かれた保護フィルムを緩めながら一側に搬送するリールツーリール（ｒｅｅｌ ｔｏ ｒｅｅｌ）方式の保護フィルム搬送部がそれぞれさらに設けられる。

【0022】

また、本発明に係る一実施形態によれば、前記シャッターは、投入口または投出口の下部に位置した状態で待機し、投入口または投出口を閉じる際には上方にスライド移動しながら保護フィルムが投入口または投出口に挟まれた状態で、前記投入口または投入口または投出口を塞いで真空チャンバー内部を気密に閉じる。

【0023】

さらに、本発明に係る一実施形態によれば、前記シャッターが閉じられた後は、真空ポンプが駆動されて真空チャンバー内に真空状態が形成される。

【発明の効果】

【0024】

以上のような本発明は、複数の電子部品を同時に加圧するとともに均質化されたレーザビームを照射することができることにより、大量処理により生産性が大幅に改善される効果がある。

【0025】

また、本発明は、基板サイズや電子部品の配置形状に応じて対応するようにマスクプレートおよび透光性加圧部材を交換できるように構成されているので、様々な基板を全て均一にリフロー処理することで不良率が大幅に低減される効果がある。

【0026】

また、本発明は、真空チャンバー内の真空状態下でレーザリフロー工程を行うことにより、はんだ中のヒューム（ｆｕｍｅ）によるボイド（ｖｏｉｄ）生成が効果的に防止されることはもちろん、ボイドによる不良率改善に加えてレーザリフロー工程の信頼性を高めることができる著しい効果がある。

【0027】

また、本発明は、真空チャンバー内部の真空状態下では酸素の濃度が低いため、真空チャンバーおよび前記真空チャンバー内に配置された金属材部品および材料の酸化が防止されるだけでなく、金属の酸化の際に発生するパーティクルの減少で不良率がさらに改善される効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明に係る真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置の構成を概略的に示す例示図である。

【図2】図１のブロック構成図である。

【図3】本発明に係る一実施形態によるシングルレーザモジュールの概念図である。

【図4】本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールの概念図である。

【図5】本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールの構成図である。

【図6】本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールに適用可能なレーザ光学系の構成図である。

【図7】本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールに適用可能なレーザ光学系の構成図である。

【図8】本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールに適用可能なレーザ光学系の構成図である。

【図9】本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールに適用可能なレーザ光学系の構成図である。

【図10】本発明に係る真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置の構成を一実施形態により示した要部縦断面図である。

【図11】図１０の「Ａ」部分の要部拡大図である。

【図12】図１０の要部平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本明細書で用いる用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであり、本発明を限定する意図はない。単数の表現は、文脈上明らかに他のことを意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」ないし「設ける」などの用語は、本明細書に記載の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはその以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらを組み合わせたものの存在または追加の可能性を予め排除しないことと理解されるべきである。

【0030】

本明細書において別の定義がない限り、技術的または科学的用語を含み本明細書において用いられるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般に理解されるものと同じ意味を表す。

【0031】

一般的に使われる辞書で定義している用語は、関連技術の文脈上の有する意味と一致する意味があることと解釈されるべきであり、本明細書において明確に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味として解釈されるべきではない。

【0032】

以下、添付の図１および図２を参照して本発明に係るリフロー装置を具体的に見てみると次の通りである。

【0033】

図１は本発明に係る真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置の構成を概略的に示す例示図であり、図２は図１のブロック構成図である。

【0034】

本発明に係るレーザリフロー装置は、図１および図２に示すように、真空チャンバー８００の内部に設けられたコンベア１１１に支持されながら搬送されるボンディング対象物１１に面光源のレーザを照射する少なくとも１つ以上のマルチレーザモジュール３１０、３２０と、前記レーザモジュール３１０、３２０と分離して独立に設けられ、面光源のレーザを透過させる透光性加圧部材１００、前記透光性加圧部材１００を汚染から保護する保護フィルム２００を含む。

【0035】

まず、複数のマルチレーザモジュール３１０、３２０は、レーザ発振器で発生して光ファイバを介して伝達されるレーザを面光源に変換してボンディング対象物１１に照射する。

【0036】

前記マルチレーザモジュール３１０、３２０は、スポット（ｓｐｏｔ）状のレーザを面光源の形態に変換するビームシェーパ（図５参照）と、前記ビームシェーパの下部に配置され、ビームシェーパから出射される面光源がボンディング対象物１１の照射領域に照射されるように複数のレンズモジュールが鏡筒内部に互いに適当な間隔を空けて離間して装着される光学部（図５～図９参照）を含むことができる。

【0037】

さらに、前記マルチレーザモジュール３１０、３２０は、ボンディング対象物１１との位置合わせのためにｚ軸に沿って上昇または下降するか、ｘ軸に沿って左右に移動するか、ｙ軸に沿って移動することができる。

【0038】

本発明に係るレーザリフロー装置は、ボンディング対象物１１を押圧して加圧する透光性加圧部材１００と、ボンディング対象物１１に面光源のレーザを照射するレーザモジュール３１０、３２０とをそれぞれ独立的に分離して形成することにより、透光性加圧部材１００でボンディング対象物１１を押し下げた状態でレーザモジュール３１０、３２０をボンディング対象物１１の複数の照射位置に移動させた後、駆動することにより１つのボンディング対象物１１に対するタクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）の短縮および複数のボンディング対象物１１全体に対するボンディング作業の高速化を実現できる。

【0039】

このとき、前記透光性加圧部材１００は、所定の形態の透光性加圧部材搬送部（図示せず）により作業位置または待機位置に移動される。一例として透光性加圧部材搬送部は、透光性加圧部材１００を下降または上昇させるか、または左、右に移動した後、下降または上昇させることができる。

【0040】

なお、図面には示していないが、本発明に係るレーザリフロー装置は、圧力感知センサ（図示せず）と高さセンサ（図示せず）から入力されるデータを用いて透光性加圧部材搬送部（図示せず）の動作を制御する制御部（図示せず）をさらに含むことができる。

【0041】

前記圧力感知センサと高さセンサは、透光性加圧部材１００と、透光性加圧部材搬送部とボンディング対象物を支持するコンベア１１１に設けられてもよい。

【0042】

例えば、制御部は、圧力感知センサからデータを受け取って圧力が目標値に達するように透光性加圧部材搬送部を制御し、さらに高さセンサからデータを受け取って高さの目標値に達するように透光性加圧部材搬送部を制御することができる。

【0043】

また、支持部（図示せず）は、透光性加圧部材搬送部（図示せず）が移動可能なように支持する。

【0044】

本発明に係る一実施形態によれば、前記支持部は、コンベア１１１と並んで延びる一対のガントリーで実現することができ、透光性加圧部材搬送部をｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸に移動可能なように支持する構成を含むことと解釈するべきである。

【0045】

本発明に係るレーザリフロー装置は、透光性加圧部材１００に圧力を加える１つ以上の加圧部（図１０および図１２参照）と、透光性加圧部材１００に及ぼす圧力を感知する少なくとも１つの圧力感知センサ（図示せず）と、透光性加圧部材の高さを検出する１つまたは複数の高さセンサ（図示せず）とを含むことができる。

【0046】

この場合、前記圧力感知センサは、一例として少なくとも１つのロードセルで実現することができ、高さセンサはリニアエンコーダで実現できる。

【0047】

前記圧力感知センサを介してボンディング対象物に加えられる圧力を調整して大面積の場合、複数のアクチュエータと複数の圧力感知センサを介して同じ圧力がボンディング対象物に伝達できるように制御することができる。

【0048】

さらに、１つ以上のまたは複数の高さセンサを介してボンディング対象物がボンディングされた瞬間の高さ位置の値を確認するか、より正確なボンディング高さの数値を見つけることができる技術的データを提供し、一定の高さの間隔を維持しなければならない工程を実行する際に正確な高さを制御する機能を実行する。

【0049】

また、透光性加圧部材１００は、レーザモジュール３１０、３２０から出力されるレーザを透過させる母材として実現することができる。透光性加圧部材１００の母材は、全てのビーム透過性材料で実現可能である。

【0050】

透光性加圧部材１００の母材は、例えば、クォーツ（Ｑｕａｒｔｚ）、サファイア（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、溶融シリカガラス（Ｆｕｓｅｄ Ｓｉｌｉｃａ Ｇｌａｓｓ）、またはダイヤモンドのいずれかで実現できる。

【0051】

しかしながら、クォーツ（Ｑｕａｒｔｚ）材料で実現された透光性加圧部材の物理的特性は、サファイア（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）で実現された透光性加圧部材の物理的特性と異なる。

【0052】

例えば、９８０ｎｍレーザを照射する場合、クォーツ（Ｑｕａｒｔｚ）材質で実現された透光性加圧部材の透過率は８５％～９９％であり、ボンディング対象物で測定された温度は１００℃である。一方、サファイア（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）で実現された透光性加圧部材の透過率は８０％～９０％であり、ボンディング対象物で測定された温度は６０℃である。

【0053】

すなわち、光透過率とボンディングに必要な熱損失の観点から、クォーツ（Ｑｕａｒｔｚ）はサファイア（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）よりも優れた性能を示す。

【0054】

しかし、本出願の発明者は、レーザリフロー装置を開発しながら透光性加圧部材１００を繰り返し試験した結果、クォーツ（Ｑｕａｒｔｚ）材質で実現される透光性加圧部材１００はレーザボンディングの際、クラック（ｃｒａｃｋ）が発生したり、底面で燃焼（ｂｕｒｎｉｎｇ）が起こったりしてボンディングの品質不良が発生する問題が発見された。

【0055】

これは、レーザボンディング際に発生するガス（ｆｕｍｅ）が透光性加圧部材１００の底面に付着し、ガス（ｆｕｍｅ）が付着した部分にレーザの熱源が集中して熱的ストレスを高めることと分析された。

【0056】

クォーツ（Ｑｕａｒｔｚ）材質で実現される透光性加圧部材１００の損傷を防ぎ、耐久性向上のために、クォーツ（Ｑｕａｒｔｚ）材質で実現される透光性加圧部材の底面に薄膜コーティング層を形成することができる。

【0057】

透光性加圧部材１００の底面に形成される薄膜コーティング層は、通常の光学コーティングである誘電体コーティングまたはＳｉＣコーティングまたは金属材料コーティングで実施できる。

【0058】

本発明に係るレーザリフロー装置は、図１に示すように、透光性加圧部材１００の下部で、レーザボンディング際に発生するガス（ｆｕｍｅ）が透光性加圧部材１００の底面に付着することを防止する保護フィルム２００および前記保護フィルム２００を搬送する保護フィルム搬送部２１０をさらに含んで実現できる。

【0059】

本発明に係る一実施形態によれば、前記保護フィルム搬送部２１０は、ロール状に巻かれた保護フィルム２００を緩めながら一側に搬送するリールツーリール（ｒｅｅｌ ｔｏ ｒｅｅｌ）方式で実施できる。

【0060】

前記保護フィルム２００は、一例として、最高使用温度が摂氏３００度以上であり、連続最高使用温度が２６０度以上で耐熱性に優れた材質で実現できる。

【0061】

すなわち、保護フィルム２００は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（通常はテフロン（登録商標）樹脂とも呼ばれる；Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ）またはパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体で実施できる。

【0062】

パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（Ｐｅｒ Ｆｌｕｏｒｏ Ａｌｋｙｌｖｉｎｙｅｔｈｅｒ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ;ＰＦＡ）はフッ素化エチレンプロピレン樹脂の耐熱性を改善する製品で、連続最高使用温度がポリテトラフルオロエチレン樹脂と同じ摂氏２6０度で記録される高機能性樹脂である。

【0063】

【0064】

図３は本発明に係る一実施形態によるシングルレーザモジュールの概念図であり、図４は本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールの概念図である。

【0065】

前記図３を参照すると、本発明は一実施形態による単一のレーザモジュール３１０を設け、それによってＦＰＣＢ基板上に単一のレーザビームを照射する。この際、前記第１レーザモジュール３１０によって照射されたレーザビームは、レーザビームの強度が均質化されたスクエアビームに変形した状態で基板上に照射される。

【0066】

一方、前記図４を参照すると、本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールは、例えば、第１レーザモジュール３１０と第２レーザモジュール３２０で構成され、ボンディング対象物１１の電子部品が取り付けられる位置では、第１、２レーザモジュールが互いに重なり合った状態で照射されることにより均質化した重畳レーザビームが照射される。

【0067】

図４では、第１レーザビームがスクエアビームで、第２レーザビームが円形ビームであることが示されているが、両方のレーザビームがスクエアビームであることも可能である。また、第１レーザビームと第２レーザビームを同時に照射してもよいし、第１レーザビームによるボンディング対象物１１の予熱後に第２レーザビームを順次照射してもよい。

【0068】

【0069】

図５は、本発明に係る他の実施形態によるマルチレーザモジュールの構成図である。

【0070】

図５において、各レーザモジュール３１０、３２０、…３３０は、それぞれ冷却装置３１６、３２６、３３６を設けたレーザ発振器３１１、３２１、３３１、ビームシェーパ３１２、３２２、３３２を有し、光学レンズモジュール３１３、３２３、３３３、駆動装置３１４、３２４、３３４、制御装置３１５、３２５、３３５および電源供給部３１７、３２７、３３７を含んで設けられる。

【0071】

以下では、必要な場合を除いて、重複説明を避けるために同一構成を有する各レーザモジュールのうち、第１レーザモジュール３１０について主に説明する。

【0072】

レーザ発振器３１１は、所定範囲の波長と出力パワーを有するレーザビームを生成する。レーザ発振器は、一例として、７５０ｎｍ～１２００ｎｍ、または１４００ｎｍ～１６００ｎｍ、または１８００ｎｍ～２２００ｎｍ、または２５００ｎｍ～３２００ｎｍの波長を有するダイオードレーザー（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ，ＬＤ）、ドープファイバーレーザまたは希土類媒体フォトニック結晶レーザ（Ｒａｒｅ－Ｅａｒｔｈ－Ｄｏｐｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｌａｓｅｒ）とすることができ、これとは異なり、７５５ｎｍの波長を有するアレキサンドライトレーザ光を放射するための媒体、または１０６４ｎｍまたは１３２０ｎｍの波長を有するエンディヤグ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザ光を放射するための媒体を含むように実施することができる。

【0073】

ビームシェーパ（ｂｅａｍ ｓｈａｐｅｒ）３１２は、レーザ発振器で発生し、光ファイバを介して伝達されるスポット（ｓｐｏｔ）レーザをフラットトップを有する面光源（Ａｒｅａ Ｂｅａｍ）の形態に変換する。ビームシェーパ３１２は、正方形ライトパイプ（Ｓｑｕａｒｅ Ｌｉｇｈｔ Ｐｉｐｅ）、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ ＤＯＥ）、またはマイクロレンズアレイ（Ｍｉｃｒｏ－Ｌｅｎｓ Ａｒｒａｙ ＭＬＡ）を含むことができる。

【0074】

光学レンズモジュール３１３は、ビームシェーパにおいて面光源の形態に変換されたレーザビームの形状と大きさを調整し、ＰＣＢ基板に搭載された電子部品または照射領域に照射する。光学レンズモジュールは、複数のレンズを組み合わせて光学系を構成するが、そのような光学系の具体的な構成については、図６～図９を用いて具体的に後述する。

【0075】

駆動装置３１４は照射面に対するレーザモジュールの距離および位置を移動させ、制御装置３１５は駆動装置３１４を制御してレーザビームが照射面に到達する際のビーム形状、ビームのサイズ、ビームの鮮明度、ビームの照射角度を調整する。制御装置３１５はまた、駆動装置３１４に加えて、レーザモジュール３１０の各部の動作を統合的に制御することができる。

【0076】

一方、レーザ出力調整部３７０は、ユーザインタフェースを介して受信したプログラムまたは予め設定されたプログラムに従って、各レーザモジュール３１０、３２０、３３０に対応する電源供給部３１７、３２７、３３７から各レーザモジュールに供給する電力量を制御する。レーザ出力調整部３７０は、１つ以上のカメラモジュール３５０から照射面上の部品別、領域別、または全リフロー状態情報を受信し、これに基づいて各電源供給部３１７、３２７、３３７を制御する。

【0077】

これとは異なり、レーザ出力調整部３７０からの制御情報が各レーザモジュール３１０、３２０、３３０の制御装置３１５、３２５、３３５に伝達され、各制御装置３１５、３２５、３３５でそれぞれ対応する電源供給部３１７を制御するためのフィードバック信号を提供することも可能である。また、図６と異なり、１つの電源部を介して各レーザモジュールに電力を分配することも可能であり、この場合にはレーザ出力調整部３７０で電源供給部を制御しなければならない。

【0078】

レーザ重畳モードを実施する場合、レーザ出力調整部３７０は、各レーザモジュール３１０、３２０、３３０からのレーザビームが必要なビームの形状、ビームのサイズ、ビームの鮮明度およびビーム照射角度を有するように各レーザモジュールおよび電源供給部３１７、３２７、３３７を制御する。

【0079】

レーザ重畳モードは、第１レーザモジュール３１０を用いてデボンディング対象位置の周辺領域までを予熱し、第２レーザモジュール３２０を用いてより狭いリフロー対象領域をさらに加熱する場合に加えて、予熱機能または、追加の加熱機能を第１、２、３のレーザモジュール３１０、３２０、…３３０間に適切に分配して必要な温度プロファイルを有するように各レーザモジュールを制御する場合にも適用される。

【0080】

一方、１つのレーザ光源を分配して各レーザモジュールに入力する場合には、分配された各レーザビームの出力と位相を同時に調整するための機能をレーザ出力調整部３７０に設けてもよい。このような場合には、各レーザビーム間に相殺干渉を誘導するように位相を制御してビーム平坦度を著しく改善することができ、これによりエネルギー効率がさらに向上する。

【0081】

一方、複数位置同時加工モードを実現する場合には、レーザ出力調整部３７０が各レーザモジュールからのレーザビームの一部または全部が異なるように各レーザビームのビーム形状、ビームのサイズ、ビームの鮮明度、ビームの照射角度およびビームの波長のうちの１つ以上を制御する。この際も、１つのレーザ光源を分配して各レーザモジュールに入力する場合には、分配された各レーザビームの出力と位相を同時に調整する機能をレーザ出力調整部３７０に設けてもよい。

【0082】

このような機能により、レーザビームのサイズと出力を調整することによって、照射面内の電子部品と基板との接合を実行したり、接合を除去したりすることができる。特に、基板上の損傷した電子部品を除去する場合には、レーザビームの面積を該当電子部品領域に最小化することにより、基板に存在する隣接する他の電子部品または、通常の電子部品にレーザビームによる熱が印加されることを最小化することができる。そこで、除去対象である損傷した電子部品のみを除去することが可能である。

【0083】

一方、複数のレーザモジュール別に異なる波長を有するレーザビームを放射するようにする場合には、レーザモジュールは、電子部品に含まれる複数の材料層（例えば、ＥＭＣ層、シリコン層、はんだ層）がそれぞれよく吸収する波長を有する個々のレーザモジュールで構成することができる。したがって、本発明に係るレーザデボンディング装置は、電子部品の温度と印刷回路基板や電子部品電極との接続材料であるはんだ（Ｓｏｌｄｅｒ）のような中間接合材の温度を選択的に異なるように上昇させて最適化された接合（Ａｔｔａｔｈｉｎｇ ｏｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ）または分離（Ｄｅｔａｃｈｉｎｇ ｏｒ Ｄｅｂｏｎｄｉｎｇ）の工程を実行できる。

【0084】

具体的には、電子部品のＥＭＣモールド層とシリコン層の両方を透過してはんだ層に各レーザビームの全てのエネルギーが吸収されるようにするか、レーザビームがＥＭＣモールド層を透過せずに電子部品の表面を加熱して電子部品下部のボンディング部に熱が伝導されるようにすることもできる。

【0085】

一方、以上の機能を用いて、少なくとも１つの第１レーザビームによりリフロー対象の電子部品領域とその周辺を含む基板の一定領域が所定の予熱温度まで予熱された後、少なくとも１つの第２レーザビームによりリフロー対象の電子部品の領域の温度が、はんだの溶融が起こるリフロー温度まで選択的に加熱される。

【0086】

【0087】

図６～図９は、本発明に係るレーザ加圧ヘッドモジュールのシングルレーザモジュールまたはマルチレーザモジュールに適用可能なレーザ光学系の構成図である。

【0088】

図６は、本発明に適用可能な最も簡単な構造の光学系であり、ビーム伝送光ファイバ４１０から出射されたレーザビームが凸レンズ４２０を介して焦点が合わせられ、ビームシェーパ４３０に入射すると、ビームシェーパ４３０でスポット状のレーザ光をフラットトップ（Ｆｌａｔ－Ｔｏｐ）型の面光源Ａ１に変換し、ビームシェーパ４３０から出力された正方形のレーザ光Ａ１が凹レンズ４４０を介して所望の大きさに拡大された面光源Ａ２として結像面Ｓに照射される。

【0089】

図７は、本発明に係る他の実施形態によるレーザ光学系の構成図である。

【0090】

ビームシェーパ４３０からの面光源Ｂ１が凹レンズ４４０を介して所定の大きさに拡大され、第１結像面Ｓ１に照射される面光源Ｂ２となる。この面光源Ｂ２をさらに拡大して使用しようとする場合には、追加拡大により面光源Ｂ２のエッジ（ｅｄｇｅ）部分の境界がさらに不明瞭になることがあるので、最終照射面が第２結像面Ｓ２においてもエッジが明確な照射光を得るために、第１結像面Ｓ１にマスク４５０を設けてエッジをトリミングする。

【0091】

マスク４５０を通過した面光源は、１つ以上の凸レンズと凹レンズの組み合わせからなるズームレンズモジュール４６０を通過しながら所望のサイズに縮小（または拡大）調整され、電子部品が配置された第２結像面Ｓ２に正方形の照射光Ｂ３を形成する。

【0092】

図８は、本発明に係る他の実施形態によるレーザ光学系の構成図である。

【0093】

ビームシェーパ４３０からの正方形面光源Ｃ１が凹レンズ４４０を介して所定の大きさに拡大された後、少なくとも一対のシリンドリカルレンズ４７０を通過しながら、例えばｘ軸方向に拡大（または縮小）Ｃ２され、再び少なくとも一対のシリンドリカルレンズ４８０を通過しながら、例えばｙ軸方向に縮小（または拡大）され、長方形の面光源Ｃ３に変換される。

【0094】

ここで、シリンドリカルレンズは、円柱形状を長手方向に切断した形態であり、各レンズが上下方向に配置される形態に応じてレーザビームを拡大または縮小する機能を有し、シリンドリカルレンズが配置された表面上のレンズがｘ、ｙ軸方向に配置される形態に応じて、レーザビームをｘ軸またはｙ軸方向に調整する。

【0095】

続いて、面光源Ｃ３は、１つ以上の凸レンズと凹レンズとの組み合わせからなるズームレンズモジュール４６０を通過しながら所望の大きさに拡大（または縮小）調整され、電子部品が配置された第２結像面Ｓ２に長方形の照射光Ｃ４を形成する。

【0096】

本発明に係る他の実施形態によるレーザ光学系の構成図である。

【0097】

図９の光学系は、図８の光学系にマスクを適用してレーザビームのエッジをトリミングする構成が追加されたものであり、図８の場合に比べてより鮮明なエッジを有する最終面光源Ｄ５を得ることができることが理解できる。

【0098】

【0099】

図１０は、本発明に係る真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置の構成を本発明に係る一実施形態にしたがって示す要部縦断面図であり、図１１は、図１０の「Ａ」部の要部拡大図であり、図１２は、図１０の要部平面図である。

【0100】

以下、図１０～図１２を参照して本発明に係る真空チャンバーを設けた加圧方式のレーザリフロー装置の構成についてより具体的に見てみると次の通りである。

【0101】

まず、図１０を参照すると、本発明に係るレーザリフロー装置は、六面体の密閉空間部に形成される真空チャンバー８００が設けられている。

【0102】

前記真空チャンバー８００の一側および他側にはボンディング対象物１１である基板を真空チャンバーの密閉空間部内部に引き込み、あるいは、引き出すために選択的に開閉される投入口８０１および投出口８０２がそれぞれ形成され、真空チャンバー８００の上面中央にはレーザビーム照射孔８０３が形成される。

【0103】

また、前記真空チャンバー８００のレーザビーム照射孔８０３の上方にはホルダ部５００が設けられ、ホルダ部５００には透光性加圧部材１００が交換可能に嵌合して装着される。この際、前記ホルダ部に着座した透光性加圧部材１００は、ボンディング対象物の加圧のためにボンディング対象物と接触する底部（加圧面）がレーザの照射孔を介して真空チャンバーの内部に位置した状態である（図１０参照）。

【0104】

これにより、真空チャンバー８００の上方に設けられたレーザモジュール３００から照射されたレーザビームは、前記ホルダ部５００に装着された透光性加圧部材１００と真空チャンバー８００のレーザの照射孔８０３を介して真空チャンバー８００の内部に照射される。

【0105】

また、前記ホルダ部５００の縁に沿って適所に少なくとも１つ以上の押圧部７００が設けられる。

【0106】

前記押圧部７００は、上述したように透光性加圧部材１００が着座したホルダ部５００を垂直方向に昇降させる動力を提供する構成要素であって、前記透光性加圧部材１００が着座したホルダ部５００の端部を選択的に押し下げると、真空チャンバー８００の内部に位置した基板１１が前記透光性加圧部材８００によって押圧される。

【0107】

すなわち、前記押圧部７００により基板１１上に配列された複数の電子部品を真空チャンバー８００内部の真空状態下で透光性加圧部材１００に押し付けて加圧するとともに、レーザモジュール３１０、３２０から照射されたレーザビームは、前記透光性加圧部材１００を介して真空チャンバー８００内に照射される。

【0108】

前記透光性加圧部材８００が基板を加圧するモードは、様々なモードで構成することができる。例えば、基板１１上の電子部品に透光性加圧部材１００が最初に接触した後、自重を載せて加圧する自重加圧モードと、基板上の電子部品にレーザビームが照射されている間に押圧部７００が追加下降して加圧するフォース加圧モードで構成することができ、本発明による実際のレーザリフロー工程では、前記の１つ以上の加圧モードを混用することができる。

【0109】

特に、前記ホルダ部５００は、中央に透光性加圧部材１００が着座した状態で、押圧部７００によって垂直方向に昇降されるが、この際、前記ホルダ部５００は真空チャンバー８００内部の真空状態を破らないように、真空チャンバー８００のレーザビーム照射孔８０３と気密な状態を維持しなければならない。

【0110】

このために、前記真空チャンバー８００のレーザビーム照射孔８０３とホルダ部５００との間の接触部位には一定の厚さ以上の弾性体材質のＯリング（Ｏ－ｒｉｎｇ、ＯＲ）が設けられ、真空チャンバー８００のレーザビーム照射孔８０３の周囲とホルダ部５００とは、その間に設けられたＯリング（ＯＲ）によって互いに接触するため、常に気密に接触した状態を維持する。

【0111】

また、前記真空チャンバー８００の一側には基板が引き込まれる投入口８０１が形成され、前記投入口８０１と対向する反対側の他側には投出口８０２が形成される。

【0112】

また、前記投入口８０１と投出口８０２にはそれぞれシャッター９００が設けられており、真空チャンバー８００の投入口８０１および投出口８０２が前記シャッター９００によって選択的に開閉される。

【0113】

本発明に係る一実施形態によれば、前記シャッター９００は、投入口８０１および投出口８０２に隣接して前記投入口８０１および投出口８０２の下方に位置した状態で待機し、投入口８０１または投出口（８０２）を閉じたいときは、前記シャッター９００が上方にスライド移動しながら、前記投入口８０１または投出口８０２に保護フィルム２００が挟まれた状態で投入口８０１または投出口８０２を気密に閉鎖する（図１０参照）。

【0114】

また、前記シャッター９００が閉じられた後は、真空ポンプ（図示せず）が駆動され、真空チャンバー８００の内部が真空状態となる。

【0115】

また、前記真空チャンバー８００の内部には、投入口８０１を介して引き込まれた基板１１を透光性加圧部材１００の直下方に搬送してレーザリフロー処理した後、前記レーザリフロー処理された基板１１を投出口８０２に搬送して真空チャンバー８００の外部に引き出すためのキャリアチャック１１０およびコンベア１１１が設けられている。

【0116】

また、前記真空チャンバー８００の上方にはレーザモジュール３００が設けられ、前記レーザモジュール３００から照射されたレーザビームが透光性加圧部材１００を介して基板１１上に配置した複数の電子部品にレーザビームが重畳照射される。

【0117】

前記レーザモジュール３００は、上述のようにシングルレーザモジュールまたは２つ以上のレーザモジュールが結合されたマルチレーザモジュールでもよい。必要に応じて、前述に図１、図２、図４および図５に示すように、レーザビームを重畳照射するために、２つのレーザモジュール、すなわち第１のレーザモジュール３１０および第２のレーザモジュール３２０を設けることができる。

【0118】

また、前記ホルダ部５００は、平面から見る場合は、中央にレーザビーム照射孔８０３が形成されるとともに、ホルダ部５００のアウトラインが円形または左右対称構造の正多角形の形を有し、前記ホルダ部５００の中心点を基準にアウトラインを等しく３分割する点にそれぞれ押圧部７００が連結される。

【0119】

より具体的には、図１２を参照すると、本発明に係る一実施形態によれば、前記ホルダ部５００の平面の形は正六角形の形の場合もあり、ホルダ部５００の中央には透光性加圧部材１００が交換可能に着座する。そして、前記ホルダ部５００の平面状の中心から１２０度に３分割されるエッジ３箇所にはそれぞれアーム５１０が連結され、前記アーム５１０のホルダ部５００とは反対側の端部には押圧部７００が設けられることにより、前記３つのアーム５１０をそれぞれ昇降させる。

【0120】

また、前記真空チャンバー８００の投入口８０１および投出口８０２の外側にはロール状に巻かれた保護フィルム２００を緩めながら一側に搬送するリールツーリール（ｒｅｅｌ ｔｏ ｒｅｅｌ）方式の保護フィルム搬送部２１０がそれぞれさらに設けられる。

【0121】

ここで、前記保護フィルム２００は、レーザボンディング際に発生するヒューム（ｆｕｍｅ）が透光性加圧部材１００の底面に直接付着することを防止する役割を果たす。

【0122】

したがって、前記透光性加圧部材１００の下方の保護フィルム２００がレーザリフロー工程を複数回行うことでヒュームにより汚染された場合、投入口８０１外側の保護フィルム搬送部（ｕｎｗｉｎｄｅｒ）２１０からアンワインドされた保護フィルム２００が前記投入口８０１を介して真空チャンバー８００内部の透光性加圧部材１００と基板１１との間の空間を経由して投出口８０２外側の保護フィルム搬送部（ｗｉｎｄｅｒ）２１０に巻き付けられながら、ヒュームによって汚染されていない新しい保護フィルム２００が透光性加圧部材１００の下方に位置するようにシフトされる。

【0123】

【0124】

以下、前述の構成の本発明に係るレーザリフロー装置の動作関係について検討する。

【0125】

まず、ボンディング対象物である基板１１が真空チャンバー８００の投入口８０１側のシャッター９００が開かれるにつれて、前記投入口８０１を介して真空チャンバー８００の内部に引き込まれた後、キャリアチャック１１０上に載置され、前記キャリアチャック１１０は、基板１１をローディングした状態で、コンベア１１１によって透光性加圧部材１００の直下方に基板を搬送する。

【0126】

続いて、投入口８０１側のシャッター９００が閉じられた後、図には示されていないが、真空チャンバー８００の一側に接続された真空ポンプ（図示せず）が駆動され、前記真空チャンバー８００内の空気を真空チャンバー８００の外部に排出することによって、前記真空ポンプ８００の内部は真空状態となる。

【0127】

続いて、真空チャンバー８００の内部が所定の一定陰圧に達すると、本発明に係る加圧方式のレーザリフロー工程が進行し、まず、押圧部７００がホルダ部５００を下降させることにより、前記ホルダ部５００に着座した透光性加圧部材１００も真空チャンバー８００の内部に下降する。

【0128】

この際、前記ホルダ部５００が下降するときは、真空チャンバー８００とホルダ部５００との間に設けられたＯリング（ＯＲ）を押圧することになるが、前記ホルダ部５００が下降した分、Ｏリング（ＯＲ）がホルダ部５００によって押さえられ圧縮される（図１１参照）。

【0129】

これにより、前記ホルダ部５００と透光性加圧部材１００が下降した距離ｇぐらいＯリング（ＯＲ）が押圧して圧縮され、前記ホルダ部５００に着座した状態でホルダ部５００と共に下降する透光性加圧部材１００は、真空チャンバー８００内にレーザリフロー処理のために搬送されたボンディング対象物である基板１１上の電子部品に接触される。

【0130】

すなわち、図１１を参照すると、ホルダ部５００によって圧縮される前のＯリングＯＲ－１の高さｈ１で圧縮された後、ＯリングＯＲ－２の高さｈ２を差し引いてＯリング（ＯＲ）が圧縮されたギャップｇぐらいホルダ部５００が下降する。

【0131】

続いて、前記透光性加圧部材１００が下降しながら基板１１上に配置された電子部品を一定の圧力で押圧するとともに、レーザモジュール３００から照射されたレーザビームが透光性加圧部材１００および真空チャンバー８００のレーザビーム照射孔８０３を介して基板１１上の電子部品に照射されながらはんだ（図示せず）を加熱する。

【0132】

これにより、ボンディング対象物である基板１１上の電子部品は、前記透光性加圧部材１００によって押圧されるとともにレーザビームにより加熱されると、電子部品の下部に配置されたはんだ（図示せず）が溶融し、電子部品が基板１１上にボンディングされる。これにより、本発明に係るレーザリフロー工程が完了する。

【0133】

【0134】

また、上述したように、重畳レーザビームが電子部品以外の周辺基板部分に照射される場合、前記周辺基板部分がレーザビームの熱エネルギーによりダメージを受けることがあるため、ボンディング対象物１１の電子部品のみに限定して照射される必要がある。

【0135】

このために、前記ボンディング対象物１１の電子部品のみが正確に加圧およびレーザリフロー処理されるため、レーザ照射孔８０３および透光性加圧部材１００の面積は、レーザビームの透過経路および重なり面積等を考慮して設計するのが好ましい。

【0136】

また、本発明は、様々な基板１１のサイズに対応できるように、ホルダ部５００の透光性加圧部材１００を交換可能に構成することが好ましい。

【0137】

したがって、異なるサイズの基板１１を処理したり、前記基板１１上に電子部品が配置した形および面積に応じて、ホルダ部５００と透光性加圧部材１００を他のものに交換したりすることが可能なように構成できる。

【0138】

なお、図面には示されていないが、本発明は、透光性加圧部材１００を交換した後は、別途のプローブユニット（図示せず）を介して前記透光性加圧部材１００の上面を刺してプローブすることにより交換された透光性加圧部材１００の平坦度を測定することができる。

【0139】

したがって、異なるサイズの基板１１を処理するために作業者が他のサイズの透光性加圧部材１００に交換した後、前記プローブユニット（図示せず）を用いて透光性加圧部材１００の平坦度を測定することができ、上述した透光性加圧部材１００の平坦度調整過程は、制御部設定により自動化することができる。

【0140】

【0141】

なお、本発明は、ただ前述の説明した一実施形態によってのみ限定されるものではなく、装置の細部構成や個数及び配置構造を変更する際にも同様の効果を生み出すことのできるものであるため、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば本発明の技術的思想の範囲内で様々な構成の追加および削除、変形が可能であることを明示する。

【符号の説明】

【0142】

１００：透過性加圧部材
２００：保護フィルム
２１０：保護フィルム搬送部
３００：レーザモジュール
５００：ホルダ部
７００：押圧部
８００：真空チャンバー
８０１、８０２：（基板）投入口、投出口
８０３：レーザビーム照射孔
９００：シャッター
ＯＲ：Ｏリング（Ｏ－ｒｉｎｇ）
ＯＲ－１：（圧縮する前）Ｏリング
ＯＲ－２：（圧縮後）
Ｏリングｇ：Ｏリングの圧縮変位値（ｇａｐ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】