DE19533171A1 - Spherical coupling material to substrate connection surface application method - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applika tion von stückigem, insbesondere kugelförmigem Verbindungsma terial auf einer Substratanschlußfläche, bei dem das Verbin dungsmaterial zur vereinzelten Ausrichtung gegenüber der Substratanschlußfläche für einen nachfolgenden Verbindungsvor gang mit der Substratanschlußfläche in einer Plaziereinrich tung angeordnet wird sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 11.The present invention relates to a method for appliqué tion of lumpy, especially spherical connection dimensions material on a substrate pad, in which the Verbin material for individual alignment with the Substrate pad for a subsequent connection corridor with the substrate connection surface in a Plaziereinrich device is arranged and a device according to the Oberbe handle of claim 11.
Ein Verfahren zur Applikation von Lotkugeln ist aus der BGA (Ball-Grid-Array)-Technik bekannt, bei der Lotkugeln in einer vorbestimmten Verteilung auf der Rückseite eines Chipträgers angeordnet werden, um eine Kontaktierung eines auf der Gegen seite des Chipträgers angeordneten Chips zu ermöglichen. Bei dem bekannten Verfahren werden die zum Auftrag der Lotkugeln bestimmten Anschlußflächen des Chipträgers vor dem Aufbringen der Lotkugeln mit einem beispielsweise aus einem klebrigen Flußmittel gebildeten Haftvermittler benetzt und anschließend die Lotkugeln in einem Rüttelverfahren auf die Rückseite des Chipträgers aufgebracht, so daß vereinzelte der aufgebrachten Lotkugeln an den klebrigen Anschlußflächen haften bleiben. Die übrigen Lotkugeln fallen von der Rückseite des Chipträgers ab.A procedure for the application of solder balls is from the BGA (Ball-Grid-Array) technique known in solder balls in one predetermined distribution on the back of a chip carrier arranged to make contacting one on the counter Allow arranged chips side of the chip carrier. At the known method for applying the solder balls certain pads of the chip carrier before application the solder balls with a sticky one, for example Flux formed adhesion promoter and then wetted the solder balls in a shaking process on the back of the Chip carrier applied so that isolated of the applied Solder balls stick to the sticky pads. The other solder balls fall off the back of the chip carrier.
Zwar zeichnet sich dieses bekannte Kontaktierungsverfahren durch eine besondere Einfachheit aus, die auch nur eine ent sprechend einfache Betriebseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens notwendig macht. Jedoch bedingt das auf dem zufäl ligen Anhaften der Lotkugeln an den klebrigen Anschlußflächen basierende Verfahren eine nachfolgende, personalintensive Qua litätskontrolle, da es aufgrund des Zufallsprinzips nicht in jedem Fall sichergestellt ist, daß sämtliche Anschlußflächen mit Lotkugeln besetzt werden. Darüber hinaus kann es auch bei einem Transport des Chipträgers vor dem Umschmelzen der Lotku geln zu einem Abfallen von Lotkugeln kommen.This known contacting method is distinguished with a special simplicity that only one ent speaking simple operating facility for carrying out the Procedure is necessary. However, this is due to the coincidence sticking of the solder balls to the sticky pads based process a subsequent, personnel-intensive qua quality control because it is not in due to the random principle In any case, it is ensured that all connection surfaces to be filled with solder balls. In addition, it can also a transport of the chip carrier before the solder melt solder balls fall off.
Weiterhin erweist es sich als Nachteil, daß eine punktgenaue Zentrierung der Lotkugeln auf den Anschlußflächen mit dem be kannten Verfahren nicht möglich ist. Auch muß aufgrund des vorbeschriebenen Zufallsprinzips des bekannten Verfahrens stets eine größere Menge von Lotkugeln gehandhabt werden, als tatsächlich zur Besetzung der Anschlußflächen benötigt wird.Furthermore, it proves to be a disadvantage that a precise Centering the solder balls on the pads with the be known procedure is not possible. Also must due to the The previously described random principle of the known method always handle a larger quantity of solder balls than is actually required to fill the connection areas.
In ISHM′94 Proceedings, Boston (USA) 1994, wird unter dem Ti tel "Transferred Ball Bump Technology for Tape Carrier Packa ges", Seite 55, ein Verfahren zur Applikation von kugel förmigem Verbindungsmaterial auf Anschlußflächen eines Film trägers beschrieben, als Vorbereitung für ein nachfolgendes, mit dem Begriff "Inner-Lead-Bonding" bezeichnetes Verbindungs verfahren. Bei dem beschriebenen Verfahren dient eine Plazier einrichtung lediglich dazu, das kugelförmige Verbindungsmate rial gegenüber den Anschlußflächen des Filmträgers auszurich ten. Zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Verbindungs material und den Anschlußflächen werden die Anschlußflächen auf das in der Plaziereinrichtung in definierter Relativanord nung angeordnete Verbindungsmaterial abgesenkt und durch rück wärtige Beaufschlagung mit einem Verbindungswerkzeug unter Einwirkung von Druck und Temperatur mit dem Verbindungsmate rial verbunden.In ISHM′94 Proceedings, Boston (USA) 1994, the Ti tel "Transferred Ball Bump Technology for Tape Carrier Packa ges ", page 55, a process for the application of kugel shaped connecting material on pads of a film described in preparation for a subsequent, connection designated by the term "inner lead bonding" method. A placement is used in the described method device only to the spherical connecting mat rial to align with the pads of the film carrier To establish the connection between the connection material and the pads become the pads to that in the placing device in a defined relative arrangement Connection material lowered and by back active application with a connecting tool under Effect of pressure and temperature with the connection mat rial connected.
Gegenüber dem eingangs genannten, aus der BGA-Technik stammen den Verfahren zur Applikation von Lotkugeln wird zwar eine größere Zuverlässigkeit bei der Applikation von Lotkugeln durch das vorstehende Verfahren erreicht.Compared to the above, come from BGA technology the method for the application of solder balls is a greater reliability in the application of solder balls achieved by the above method.
Das bekannte Verfahren benötigt jedoch neben der Plazierein richtung, die lediglich zur Anordnung des Verbindungsmaterials in einer vorgegebenen Relativanordnung dient, eine weitere Einrichtung, die das Bestücken der Plaziereinrichtung mit Ver bindungsmaterial ermöglicht. Darüber hinaus ist es zur Durch führung des bekannten Verfahrens notwendig, neben der vorste henden Bestückungseinrichtung noch eine separat handzuhabende Verbindungseinrichtung mit dem vorstehend genannten Verbin dungswerkzeug vorzusehen.The known method requires, however, in addition to the placement direction that only for the arrangement of the connecting material serves in a predetermined relative arrangement, another Device that equips the placement device with Ver binding material enables. In addition, it is a through management of the known method necessary, in addition to the previous one existing placement device still a separately to be handled Connection device with the aforementioned connection provision tool.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die eine sichere automatisierte Applikation von Lotkugeln auf Sub stratanschlußflächen mit möglichst geringem Aufwand ermög licht.The present invention is therefore based on the object to create a method or a device a safe automated application of solder balls to sub strat connection areas possible with the least possible effort light.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is accomplished by a process with the characteristics of Claim 1 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient die Plaziereinrich tung nicht nur zur Ausrichtung des Verbindungsmaterials gegen über der Substratanschlußfläche als Vorbereitung zur nachfol genden Verbindung, sondern auch zur Handhabung des Verbin dungsmaterials, nämlich zur Aufnahme und Plazierung desselben auf der jeweiligen Substratanschlußfläche, sowie zur Durchfüh rung des Verbindungsvorgangs selbst.The placement device is used in the method according to the invention not only to align the connecting material against over the substrate pad as preparation for successor ing connection, but also for handling the connec material, namely for recording and placing the same on the respective substrate connection surface, as well as for implementation connection process itself.
Hierdurch wird die Applikation von Verbindungsmaterial auf Substratanschlußflächen sowie die nachfolgende Verbindung we sentlich vereinfacht, da neben der Plaziereinrichtung keine separaten zur Bestückung der Plaziereinrichtung mit Verbin dungsmaterial und Herstellung der Verbindung mit den Substrat anschlußflächen bestimmten Einrichtungen notwendig sind. Die Plaziereinrichtung dient somit gleichermaßen als Handhabungs einrichtung wie auch als Verbindungseinrichtung. Aufnahme, Plazierung und Verbindung des Verbindungsmaterials erfolgen demnach bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit ein und der selben Einrichtung.This will apply the connecting material Substrate pads and the subsequent connection we considerably simplified since there are none next to the placement device separate for equipping the placement device with connector and the connection to the substrate pads certain facilities are necessary. The Placement device thus also serves as a handling device device as well as a connecting device. Admission, The connection material is placed and connected accordingly in the method according to the invention with one and the same facility.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Plazier einrichtung nach Aufnahme des Verbindungsmaterials mit etwa durch Ultraschall erzeugten Vibrationen beaufschlagt wird. Hierdurch kann eine fehlerhafte Ausrichtung des Verbindungsma terials nach dessen Aufnahme durch die Plaziereinrichtung kor rigiert werden. Bei Versuchen hat sich nämlich herausgestellt, daß es aufgrund des extrem kleinen Durchmessers der Lotkugeln, insbesondere bei der Anwendung von Vakuumtechnik zum Haften der Lotkugeln an der Plaziereinrichtung, nicht zu einer Auf nahme vereinzelter Lotkugeln, sondern auch zur Aufnahme von Lotkugelgruppen aus aneinander haftenden Lotkugeln kommen kann. Hier kann eine Vibrationsbeaufschlagung, beispielsweise eine Ultraschallbeaufschlagung, durch eine vibrationsbedingte Vereinzelung für Abhilfe sorgen.It proves to be particularly advantageous if the placement establishment after receiving the connecting material with about vibrations generated by ultrasound is applied. This can result in incorrect alignment of the connection dimension terials after its inclusion by the placement device kor be rigged. Experiments have shown that that because of the extremely small diameter of the solder balls, especially when using vacuum technology for sticking the solder balls on the placement device, not to an open taking isolated solder balls, but also to take up Solder ball groups come from mutually adhering solder balls can. Here, a vibration application, for example an ultrasound exposure due to vibration Isolation provide a remedy.
Eine weitere vorteilhafte Art zur Vereinzelung ist gegeben, wenn die Vereinzelung in einer an einem Materialreservoir ausgebildeten Vereinzelungseinrichtung vor Aufnahme des Verbindungsmaterials durch die Plaziereinrichtung erfolgt. Hierdurch wird es möglich, die Verbindungsmaterialstücke be reits im vereinzelten Zustand durch die Plaziereinrichtung aufzunehmen.Another advantageous way of separating is given if the singulation in a at a material reservoir trained separating device before inclusion of the Connection material is done by the placement device. This makes it possible to be the connecting material pieces already in the separated condition by the placement device to record.
Unabhängig von der Art und Weise, wie die Vereinzelung durch geführt wird, erweist es sich als vorteilhaft, wenn zur Zen trierung des Verbindungsmaterialstücks an der Plaziereinrich tung die Plaziereinrichtung mit Ultraschall beaufschlagt wird. Hierdurch wird ebenfalls zur Zentrierung der Verbindungsmate rialstücke an der Plaziereinrichtung keine separate Einrich tung benötigt. Zudem erfolgt im Fall der Ultraschallbeauf schlagung der Plaziereinrichtung die Zentrierung quasi gleich zeitig mit der Vereinzelung; also in ein und demselben Ar beitsschritt.Regardless of the way in which the singulation by it turns out to be advantageous if to Zen tration of the connecting material piece on the Plaziereinrich device is placed on the placement device with ultrasound. This also serves to center the connecting mat rial pieces on the placement device no separate device tion needed. In addition, in the case of ultrasound the centering is almost the same early with the separation; so in one and the same ar step.
Die Vereinzelung kann auf besonders einfache Art und Weise in der Vereinzelungseinrichtung erfolgen, wenn sie durch Schwer krafteinfluß bewirkt wird. Diese Art der Vereinzelung kann durch eine Ultraschallbeaufschlagung und/oder eine Luftströ mung unterstützt werden.The separation can be carried out in a particularly simple manner the separating device if done by heavy force is caused. This type of separation can by an ultrasound exposure and / or an air flow mung be supported.
Wenn die Vereinzelungseinrichtung vor Aufnahme des Verbin dungsmaterialstücks durch die Plaziereinrichtung eine auf die Plaziereinrichtung zugerichtete Zustellbewegung und an schließend eine von der Plaziereinrichtung weggerichtete Rück stellbewegung ausführt, ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer Plaziereinrichtung durch zuführen, die lediglich in einer Achsenrichtung, in der Regel die Hochachse, bewegbar ist.If the separating device before the connection piece of material by the placement device one on the Placement device prepared delivery movement and on then a rear facing away from the placement device executing adjusting movement, it is possible to the invention Method using a placement device feed that only in one axis direction, usually the vertical axis is movable.
Je nach Anwendungsfall kann das Verfahren mit einer Plazier einrichtung durchgeführt werden, die zur Aufnahme eines ein zelnen Verbindungsmaterialstücks oder die zur Aufnahme mehre rer in ihrer Relativanordnung definierter Verbindungsmaterial stücke dient. Der erste Anwendungsfall liegt beispielsweise bei der Plazierung von Verbindungsmaterialstücken auf An schlußflächen eines Chips vor, der für die Kontaktierung im Flip-Chip-Verfahren vorgesehen ist. Der zweite Anwendungsfall liegt beispielsweise bei Anwendung des Verfahrens zur Erzeu gung eines Ball-Grid-Arrays vor.Depending on the application, the process can be done with a placement be carried out to accommodate a individual piece of connecting material or more for the receptacle connection material defined in their relative arrangement pieces serves. The first use case is, for example when placing connecting material pieces on An end faces of a chip that is used for contacting in the Flip-chip method is provided. The second use case lies, for example, when using the method for generating of a ball grid array.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zur Durchfüh rung des Verfahrens eine Drahtbondvorrichtung verwendet wird, die im Ball-Wedge-Modus betrieben wird. Die Verwendung einer derartigen konventionellen Drahtbondvorrichtung ermöglicht die Durchführung des Verfahrens ohne speziell hierfür vorgesehene Betriebseinrichtungen.It proves to be particularly advantageous if to carry out a wire bonding device is used in the process, which is operated in ball wedge mode. The use of a such conventional wire bonding device enables Execution of the method without specially provided for this Business facilities.
Das sogenannte Ball-Wedge-Bonden, das konventionell zur elek trischen Kontaktierung von Halbleiterelementen mit einem Sub strat dient, wird mittels einer Drahtbondvorrichtung durchge führt, die eine Drahtbondkapillare mit einem Kanal zur Zufüh rung des Bonddrahts und einem Mundstück zur Erzeugung des Ball- oder Wedge-Bonds aufweist. Beim konventionellen Einsatz dieser Drahtbondvorrichtung wird zunächst durch Aufschmelzen eines aus dem Mundstück hervorragenden Drahtendes eine Kugel (Ball) erzeugt, die zur Erzeugung der Ball-Bonds mit dem Mund stück der Drahtbondkapillare unter Einwirkung von Drucktempe ratur und Ultraschall gegen eine Anschlußfläche gepreßt wird. Das Aufschmelzen geschieht mittels einer sogenannten Abflamm lanze, die als Elektrode ausgebildet ist und mittels einer Zustelleinrichtung auf das Drahtende hinzubewegt wird. Die Ausbildung eines Lichtbogens zwischen der Elektrode und dem Mundstück sorgt für das Aufschmelzen des Drahtendes. Zur Ver bindung mit einer weiteren Anschlußfläche wird die Drahtbond kapillare zu dieser bewegt, wobei der Bonddraht unter Ausbil dung einer Drahtschleife aus der Drahtbondkapillare herausge zogen wird. Die Verbindung des Bonddrahts mit der weiteren An schlußfläche erfolgt schließlich durch Absenken des Mundstücks der Drahtbondkapillare auf die Anschlußfläche, wobei durch Quetschen des Bonddrahts zwischen dem Mundstück und der An schlußfläche der Wedge-Bond ausgebildet wird. Hierdurch wird eine Sollbruchstelle am Bonddraht ausgebildet, an der dieser unter Zugbelastung durchreißt.The so-called ball wedge bonding, which is conventional for elec trical contacting of semiconductor elements with a sub strat is used, is by means of a wire bonding device that leads to a wire bond capillary with a channel tion of the bond wire and a mouthpiece for generating the Ball or wedge bonds. In conventional use this wire bonding device is first melted a wire end protruding from the mouthpiece a ball (Ball) generates the ball bonds with the mouth piece of wire bond capillary under the influence of pressure temperature rature and ultrasound is pressed against a pad. The melting takes place by means of a so-called flame lance, which is designed as an electrode and by means of a Delivery device is moved towards the wire end. The Formation of an arc between the electrode and the Mouthpiece ensures the melting of the wire end. Ver The wire bond becomes a bond with another connection surface capillary to this moves, the bond wire under training wire loop from the wire bond capillary is pulled. The connection of the bond wire with the other An Finally, the end face is made by lowering the mouthpiece the wire bond capillary on the pad, being by Squeezing the bond wire between the mouthpiece and the connector end face of the wedge bond is formed. This will a predetermined breaking point is formed on the bond wire, at which this tears under tensile load.
Bei Verwendung einer derartigen Drahtbondvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt vorteil hafterweise die Aufnahme des Verbindungsmaterials in der Wedge-Bond-Phase und die Plazierung des Verbindungsmaterials in der Ball-Bond-Phase. Zur Anpassung der bekannten Draht- Bond-Vorrichtung an die Verwendung für das erfindungsgemäße Verfahren wird lediglich eine Unterdruckquelle zur Erzeugung eines Vakuums am Mundstück der als Plaziereinrichtung dienen den Drahtbondkapillare angeschlossen, so daß diese nicht, wie bei der konventionellen Drahtbondtechnik, zur Zuführung des Bonddrahts, sondern zur Erzeugung eines Vakuums am Mundstück der Drahtbondkapillare dient. Abweichend von der konventionel len Drahtbondtechnik dient die Überführung der Drahtbondkapil lare von einer Anschlußfläche zur nächsten Anschlußfläche nicht zur Ausbildung einer Drahtschleife, sondern zum Trans port des Verbindungsmaterialstücks zur Anschlußfläche. In der Wedge-Bond-Phase ist die Absenkhöhe der Drahtbondkapillare über dem aufzunehmenden Verbindungsmaterial so gewählt, daß das Verbindungsmaterial ohne Deformation aufgenommen werden kann. In der Ball-Bond-Phase, die zur Plazierung und De formation des Verbindungsmaterials zur Erzeugung einer Bond verbindung auf der Anschlußfläche dient, ist die Absenkhöhe der Drahtbondkapillare etwa auf das Niveau der Anschlußfläche eingestellt.When using such a wire bonding device The method according to the invention is advantageously carried out the admission of the connecting material in the Wedge bond phase and the placement of the connection material in the ball bond phase. To adapt the well-known wire Bond device for use in the invention The process becomes just a vacuum source for generation a vacuum on the mouthpiece which serve as a placement device the wire bond capillary connected so that this does not like in conventional wire bonding technology, for feeding the Bond wire, but to create a vacuum on the mouthpiece the wire bond capillary serves. Deviating from the conventional len wire bonding technology is used to transfer the wire bonding capil lare from one pad to the next pad not for the formation of a wire loop, but for the trans port of the connector piece to the pad. In the Wedge bond phase is the lowering height of the wire bond capillary over the connecting material to be picked so that the connecting material can be absorbed without deformation can. In the ball bond phase, which is for placement and de formation of the connecting material to produce a bond connection on the connecting surface is the lowering height the wire bond capillary approximately to the level of the connection surface set.
Bei Verwendung der beschriebenen konventionellen Drahtbondvor richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich die Abflammlanzenzustelleinrichtung in vorteilhafter Weise für die Zustellbewegung bzw. Rückstellbewegung der vor stehend beschriebenen Vereinzelungseinrichtung nutzen.When using the conventional wire bond described direction for performing the method according to the invention the flame lance delivery device can be advantageous Way for the feed movement or return movement of the front use the separation device described above.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die Merkmale des An spruchs 11 auf.The device according to the invention has the features of the said 11.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient die Plazierein richtung neben der Aufnahme des Verbindungsmaterials auch zu dessen Plazierung und Verbindung mit der Substratanschlußflä che, wodurch sich die vorstehend im Zusammenhang mit dem er findungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile ergeben.In the device according to the invention, the placement is used direction in addition to the inclusion of the connecting material its placement and connection with the substrate connection surface che, which is the above in connection with the he Advantages of the method according to the invention.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Plaziereinrichtung als Teil einer Drahtbondeinrichtung ausgebildet ist. Hierdurch wird es möglich, den Aufwand zur Bereitstellung der Vor richtung auf ein Minimum zu reduzieren, da im wesentlichen von einer konventionellen Drahtbondeinrichtung Gebrauch gemacht werden kann.It is particularly advantageous if the placement device as Part of a wire bonding device is formed. Hereby it becomes possible to put the effort into providing the pre to reduce the direction to a minimum, as essentially from a conventional wire bonding device can be.
Zur Ausbildung der Plaziereinrichtung kann in einem ersten Ausführungsbeispiel ohne jede Modifikation die ohnehin einen Bestandteil der konventionellen Drahtbondvorrichtung bildende Drahtbondkapillare dienen, mit der Maßgabe, daß die Kapillare nicht zur Zuführung eines Bonddrahts zu deren Mundstück, son dern zur Erzeugung eines Vakuums am Mundstück genutzt wird.To form the placement device, a first Embodiment without any modification the one anyway Part of the conventional wire bonding device Wire bond capillaries serve, with the proviso that the capillary not for feeding a bond wire to their mouthpiece, son which is used to create a vacuum on the mouthpiece.
In einem anderen Ausführungsbeispiel dient eine modifizierte konventionelle Drahtbondvorrichtung als Applikationsvorrich tung, mit der Maßgabe, daß anstatt einer Drahtbondkapillare eine Plaziereinrichtung zum Einsatz kommt, die als ein stem pelförmiges Werkzeug mit einer Anordnung von Aufnahmen für Verbindungsmaterialstücke ausgebildet ist, wobei die Aufnahmen mit einem Vakuum beaufschlagbar sind. Im Falle des ersten Aus führungsbeispiels dient die Plaziereinrichtung zur singulären Applikation von Verbindungsmaterialstücken; im Falle des zwei ten Ausführungsbeispiels zur Applikation einer Mehrzahl von Verbindungsmaterialstücken, die sich in einer definierten Re lativanordnung befinden.In another embodiment, a modified one is used conventional wire bonding device as an application device tion, with the proviso that instead of a wire bond capillary a placement device is used which acts as a stem peliform tool with an arrangement of receptacles for Connection pieces of material is formed, the recordings can be acted upon with a vacuum. In the case of the first out As an example, the placement device is used for the singular Application of connecting material pieces; in the case of the two th embodiment for the application of a plurality of Connecting material pieces that are in a defined Re relative arrangement.
Insbesondere im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbei spiel erweist es sich als vorteilhaft, wenn zur Vereinzelung von Verbindungsmaterialstücken eine Verbindungsmaterialentnah meeinrichtung vorgesehen ist, die mit einer Abflammlanzen zustelleinrichtung der Drahtbondvorrichtung kombiniert ist. Hierdurch wird es möglich, die Plaziereinrichtung lediglich einachsig bewegbar auszubilden und zur Aufnahme der Verbin dungsmaterialstücke durch die Plaziereinrichtung die Verbin dungsmaterialentnahmeeinrichtung der Plaziereinrichtung mit einer einachsigen Bewegung zuzuführen.Especially in connection with the first embodiment game it proves to be advantageous if to singulation a piece of connection material is removed from connection material pieces Measuring device is provided with a flame lance delivery device of the wire bonding device is combined. This makes it possible to place the placement device only trained to be uniaxially movable and to accommodate the connector pieces of material through the placement device the connection dung material removal device of the placement device with to perform a uniaxial movement.
Wenn die Verbindungsmaterialentnahmeeinrichtung mit einer Ver einzelungseinrichtung kombiniert ist, können der Verbindungs materialeinrichtung mit der Plaziereinrichtung zuvor verein zelte Verbindungsmaterialstücke entnommen werden.If the connection material removal device with a Ver Single device is combined, the connection Combine the material device with the placement device beforehand Tents connecting pieces of material can be removed.
Eine besonders einfache Ausbildung der Vereinzelungseinrich tung wird möglich, wenn diese einen ein Materialreservoir mit der Verbindungsmaterialentnahmeeinrichtung verbindenden Fall kanal aufweist.A particularly simple training of the separating device tion becomes possible if it has a material reservoir the connecting material removal device connecting case has channel.
Die Wirkungsweise der Vereinzelungseinrichtung kann dadurch unterstützt werden, daß die Vereinzelungseinrichtung mit einem Ultraschall-Schwingkopf kombiniert ist.The mode of operation of the separating device can thereby are supported that the separation device with a Ultrasonic transducer is combined.
Nachfolgend werden vorteilhafte Varianten des erfindungsgemä ßen Verfahrens anhand ausgewählter Ausführungsformen der er findungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeich nungen näher erläutert. Es zeigenAdvantageous variants of the invention are described below essen method based on selected embodiments of the inventive device with reference to the drawing nations explained in more detail. Show it
Fig. 1 eine Applikationsvorrichtung mit einer Plazier einrichtung zur unmittelbaren Entnahme von Verbindungs materialstücken aus einem Materialreservoir; Fig. 1 an application device with a Plazier means for direct extraction of connection pieces of material from a material reservoir;
Fig. 2 die bei der Applikationsvorrichtung gemäß Fig. 1 verwendete Plaziereinrichtung in Einzeldarstellung; FIG. 2 shows the placing device used in the application device according to FIG. 1 in individual representation;
Fig. 3 eine alternative Ausführung einer in der Applika tionsvorrichtung gemäß Fig. 1 verwendbaren Plazierein richtung; Fig. 3 shows an alternative embodiment of a usable in the application device according to Fig. 1 Plazierein direction;
Fig. 4 eine Unteransicht der in Fig. 3 dargestellten Plaziereinrichtung mit Darstellung einer mittels dieser Plaziereinrichtung ermöglichten Relativanordnung von plazierten Verbindungsmaterialstücken; FIG. 4 is a bottom view of the placing device shown in FIG. 3, showing a relative arrangement of placed connecting material pieces made possible by means of this placing device;
Fig. 5 eine Applikationsvorrichtung, bei der das Materi alreservoir über eine Zuführeinrichtung mit einer Ent nahmeeinrichtung verbunden ist; FIG. 5 shows an application apparatus in which the Materi is connected alreservoir acquisition device via a feed device with a decision;
Fig. 6 eine Applikationsvorrichtung, bei der eine aus dem Materialreservoir, der Zuführeinrichtung und der Entnahmeeinrichtung gebildete Materialbereit stellungseinrichtung über eine Zustelleinrichtung rela tiv zur Plaziereinrichtung bewegbar ist. Fig. 6 shows an application device in which a material supply device formed from the material reservoir, the feed device and the removal device can be moved rela tively to the placement device via an infeed device.
Fig. 1 zeigt in einer ersten Ausführungsform eine Applikati onsvorrichtung 10 zur Applikation von hier kugelförmig ausge bildeten Verbindungsmaterialstücken 11 auf einer Anschlußflä che 12 eines hier als Chip 13 ausgebildeten Substrats. Die selbe Applikationsvorrichtung 10 kann auch zur Bestückung von Anschlußflächen eines hier nicht näher dargestellten Chipträ gers zur Erzeugung eines Ball-Grid-Arrays oder auch zur Be stückung von Anschlußflächen eines ebenfalls hier nicht näher dargestellten Wafers dienen, aus dem dann durch Vereinzelung Chips herstellbar sind. Fig. 1 shows in a first embodiment an applikati onsvorrichtung 10 for the application of here spherically formed connecting material pieces 11 on a terminal surface 12 of a substrate formed here as a chip 13 . The same application device 10 can also be used to populate pads of a chip carrier not shown here to produce a ball grid array or to populate pads of a wafer, also not shown here, from which chips can then be produced by singulation.
Die in Fig. 1 dargestellte Applikationsvorrichtung 10 weist eine als Drahtbondkapillare einer Drahtbondvorrichtung ausge bildete Plaziereinrichtung 14 auf, die Verbindungsmaterial stücke 11 zur nachfolgenden Applikation auf den Anschlußflä chen 12 einem mit Verbindungsmaterialstücken 11 angefülltem Materialreservoir 15 entnimmt. Abgesehen von dem Materialre servoir 15 entspricht die Applikationsvorrichtung 10 im we sentlichen einer konventionellen Drahtbondvorrichtung, wie sie in der Drahtbondtechnik zur Herstellung von Drahtkontaktierun gen zwischen einem Halbleiter und einem weiteren Substrat im Ball-Wedge-Verfahren eingesetzt wird.The application device 10 shown in Fig. 1 has a full-Drahtbondkapillare as a wire bonding apparatus formed placement means 14, the connection pieces of material 11 for subsequent application to the surfaces 12 Anschlußflä a stuffed with connecting pieces of material 11 material reservoir 15 takes. Apart from the material reservoir 15 , the application device 10 essentially corresponds to a conventional wire bonding device of the kind used in wire bonding technology for the production of wire contacts between a semiconductor and a further substrate in the ball wedge method.
In einer ersten Phase wird die Plaziereinrichtung 14 aus einer nicht näher dargestellten Ausgangsstellung mit ihrem Mundstück 16 in das Materialreservoir 15 abgesenkt. Die Absenktiefe kann dabei durch eine entsprechende Programmierung der Drahtbond vorrichtung oder auch, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einen Höhenanschlag 17 eingestellt werden. In jedem Fall ist die Ab senktiefe so gewählt, daß das Mundstück 16 ohne Deformation der Verbindungsmaterialstücke 11 möglichst dicht an diese herangeführt wird, so daß mittels eines durch einen Kapillarkanal 18 am Mundstück 16 wirkendes Vakuum die Verbindungsmaterialstücke 11 am Mundstück 16 haften. Das Va kuum kann durch eine hier nicht näher dargestellte, an den Ka pillarkanal 18 angeschlossene Vakuumpumpe erzeugt werden, die mit einer ebenfalls nicht näher dargestellten Ventileinrich tung zum Ein- und Ausschalten des Vakuums versehen ist.In a first phase, the placement means 14 is lowered from a non-illustrated starting position with its mouth piece 16 into the material reservoir 15 °. The lowering depth can be set by appropriate programming of the wire bond device or, as shown in Fig. 1, by a height stop 17 . In any case, the Ab is countersinking depth chosen such that the mouthpiece 16 is brought without deformation of the connection pieces of material 11 as close to this, so that the connecting pieces of material 11 adhere to the mouthpiece 16 by means of acting through a capillary channel 18 to the mouthpiece 16 vacuum. The Va vacuum can be generated by a vacuum pump, not shown here, connected to the capillary channel 18 , which is provided with a valve device, also not shown, for switching the vacuum on and off.
Zur Verhinderung einer Deformation der Verbindungsmaterial stücke 11 beim Aufnehmen durch die Plaziereinrichtung 14 trägt neben einer entsprechenden Einstellung der Absenktiefe auch die Nachgiebigkeit der als Schüttgut im Materialreservoir 15 vorliegenden Masse der Verbindungsmaterialstücke 11 bei.To prevent a deformation of the connection material pieces 11 during recording by the placement means 14 carries adjacent a corresponding adjustment of the lowering depth, the compliance of the present as bulk material in the material reservoir 15 weight of the compound material pieces 11 at.
Nach dem Aufnehmen der Verbindungsmaterialstücke 11 durch die Plaziereinrichtung 14 wird diese in eine relativ zum Material reservoir 15 erhöhte Übergangsstellung 11 verfahren, die mit der vorgenannten Ausgangsstellung übereinstimmen kann. Ausge hend von dieser Übergangsstellung 11 erfolgt in einer zweiten Phase eine Zustellbewegung in Richtung des Pfeils 46 in eine Kontaktierungsausgangsstellung 111, aus der die Plazierein richtung 14 schließlich in einer dritten Phase zur Plazierung bzw. Kontaktierung mit dem Verbindungsmaterialstück 11 auf die Anschlußfläche 12 in eine Kontaktierungsstellung IV abgesenkt wird. Dabei ist wiederum die Absenktiefe durch eine entspre chende Programmierung der Drahtbondvorrichtung oder, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einen entsprechenden Höhenanschlag 19 eingestellt.After the connecting material pieces 11 have been picked up by the placing device 14 , the latter is moved into a transition position 11 which is elevated relative to the material reservoir 15 and which can coincide with the aforementioned starting position. Starting from this transition position 11 , a feed movement in the direction of arrow 46 takes place in a starting contact position 111 , from which the placing device 14 finally in a third phase for placing or contacting the connecting material piece 11 on the connection surface 12 into a contacting position IV is lowered. The lowering depth is in turn set by appropriate programming of the wire bonding device or, as shown in FIG. 1, by a corresponding height stop 19 .
Die Absenktiefe in der dritten Phase ist so eingestellt, daß sich eine Deformation des Verbindungsmaterialstücks 11 zur Ausbildung einer in Fig. 1 strichpunktiert dargestellten, höckerartigen Kontaktmetallisierung 20 auf der Anschlußfläche 12 einstellt. The lowering depth in the third phase is set so that a deformation of the connection piece of material 11 a in FIG. 1, shown in phantom, hump-like contact metallization 20 ceases to be formed on the connecting surface 12.
Während des Kontaktierens wird die Plaziereinrichtung 14 mit Druck und Temperatur und im Falle der Verwendung einer Ultra schall-Drahtbond-Vorrichtung darüber hinaus mit Ultraschall beaufschlagt, so daß eine Verbindung zwischen dem Verbindungs materialstück 11 und der Anschlußfläche 12 analog dem aus der Drahtbondtechnik bekannten Reibschweißverfahren mit der An schlußflächen 12 des hier als Chip 13 ausgebildeten Substrats erfolgen kann.During contacting, the placing device 14 is subjected to pressure and temperature and, in the case of using an ultrasound wire bonding device, is also subjected to ultrasound, so that a connection between the connecting piece of material 11 and the connecting surface 12 is analogous to the friction welding method known from wire bonding technology At the end faces 12 of the substrate 13 formed here as a chip.
Bei Verwendung einer konventionellen Drahtbondvorrichtung zur Bereitstellung der Applikationsvorrichtung 10 kann die Verbin dung zwischen dem Verbindungsmaterialstück 11 und der An schlußfläche 12 im Ball-Modus erfolgen, wohingegen die Auf nahme der Verbindungsmaterialstücke 11 durch die Plazierein richtung 14 im Wedge-Modus erfolgen kann. Daraus zeigt sich, daß zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Applikation von Verbindungsmaterialstücken 11 auf den Anschlußflächen 12 des Chips 13 das automatisierte Verfahren aus der Drahtbond technik übernommen werden kann.When using a conventional wire bonding device to provide the application device 10 , the connection between the connecting material piece 11 and the connection surface 12 can take place in ball mode, whereas the recording of the connecting material pieces 11 can be done by the placing device 14 in wedge mode. This shows that the automated method from wire bonding technology can be adopted to carry out the above-described application of connecting material pieces 11 on the pads 12 of the chip 13 .
Bei der in Fig. 1 dargestellten Applikationsvorrichtung, die, wie vorstehend ausgeführt, weitgehend mit einer konventionel len Ultraschall-Drahtbondvorrichtung übereinstimmt, ist die als Plaziereinrichtung 14 verwendete Drahtbondkapillare mit einem üblicherweise als Transducer 21 bezeichneten Ultra schallschwingkopf versehen. Bei der Applikationsvorrichtung 10 wird der Transducer 21 nicht nur, wie aus der Drahtbondtechnik bekannt, zur Ultraschallbeaufschlagung der Drahtbondkapillare bei der Kontaktierung der Anschlußfläche im Reibschweißverfah ren eingesetzt, sondern darüber hinaus zur Vereinzelung und Zentrierung der Verbindungsmaterialstücke 11 am Mundstück 16 der Plaziereinrichtung 14. Bei Versuchen hat sich nämlich her ausgestellt, daß es durch das am Mundstück 16 bei der Aufnahme von Verbindungsmaterialstücken 11 aus dem Materialreservoir 15 wirkende Vakuum häufig zum Haften mehrerer Verbindungsmateri alstücke 11 kommt. Um sicherzustellen, daß lediglich ein Ver bindungsmaterialstück 11 auf der Anschlußfläche 12 des Chips 13 plaziert wird, wird die Plaziereinrichtung 14 beim Überfüh ren in die Übergangsstellung 11 mit einem Ultraschallimpuls beaufschlagt, der zwei positive Effekte zur Folge hat. Zum einen werden überzählige Verbindungsmaterialstücke 11 vom Mundstück 16 abgeschüttelt, zum anderen ergibt sich durch die Relativbewegung des verbleibenden Verbindungsmaterialstücks 11 gegenüber dem Mundstück 16 eine quasi selbsttätige Zentrierung des Verbindungsmaterialstücks 11 gegenüber dem Mundstück 16. Hierdurch wird auch sichergestellt, daß bei der nachfolgenden Plazierung des Verbindungsmaterialstücks 11 auf der Anschluß fläche 12 die Position des Verbindungsmaterialstücks 11 in ei ner horizontalen Positionierungsebene 22 im wesentlichen mit der Position der Plaziereinrichtung 14 übereinstimmt, so daß es nicht zu seitlichen Verlagerungen des Verbindungsmaterial stücks 11 gegenüber der Anschlußfläche 12 mit der Folge von Fehlkontaktierungen kommen kann. Als Dauer des Ultraschall-Im puls hat sich bei Versuchen eine Zeit von einer Sekunde als ausreichend erwiesen.In the application device shown in FIG. 1, which, as stated above, largely corresponds to a conventional ultrasound wire bonding device, the wire bonding capillary used as the placement device 14 is provided with an ultrasonic oscillating head, usually referred to as a transducer 21 . In the application device 10 , the transducer 21 is not only used, as is known from wire bonding technology, for ultrasound exposure of the wire bond capillary when contacting the connection surface in the friction welding process, but also for separating and centering the connecting material pieces 11 on the mouthpiece 16 of the placing device 14 . Experiments have in fact exhibited ago that it often alstücke by acting at the receiving connecting pieces of material 11 from the material reservoir 15 to the mouthpiece 16 for adhering a plurality of vacuum comes Verbindungsmateri. 11 To ensure that only a Ver connection material piece 11 is placed on the pad 12 of the chip 13 , the placement device 14 is subjected to an ultrasound pulse during the transfer into the transition position 11 , which has two positive effects. On the one hand, excess connecting material pieces 11 are shaken off the mouthpiece 16 , and on the other hand, the relative movement of the remaining connecting material piece 11 relative to the mouthpiece 16 results in a quasi-automatic centering of the connecting material piece 11 relative to the mouthpiece 16 . This also ensures that in the subsequent placement of the connecting material piece 11 on the connection surface 12, the position of the connecting material piece 11 in a horizontal positioning plane 22 substantially matches the position of the placing device 14 , so that it does not cause lateral displacements of the connecting material piece 11 can come to the connection surface 12 with the result of incorrect contacts. In experiments, a time of one second has proven to be sufficient as the duration of the ultrasonic pulse.
Durch die vorstehend beschriebene Vereinzelung und Zentrierung der Verbindungsmaterialstücke 11 an der Plaziereinrichtung 14 wird eine derartige Zuverlässigkeit in der Durchführung der Applikation erreicht, daß auf korrigierende manuelle Eingriffe verzichtet werden kann. Damit ist die Grundlage für eine Auto matisierung der Applikation von Verbindungsmaterialstücken 11 auf Anschlußflächen 12 von Substraten geschaffen.The separation and centering of the connecting material pieces 11 on the placing device 14 described above achieve such reliability in the implementation of the application that corrective manual interventions can be dispensed with. This creates the basis for an auto mation of the application of connecting material pieces 11 on pads 12 of substrates.
Um ein Haften überzähliger Verbindungsmaterialstücke 11 an der Plaziereinrichtung 14 von vornherein auszuschließen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, sowohl das als Materialreser voir 15 dienende Behältnis als auch die Plaziereinrichtung elektrisch leitend auszubilden, so daß elektrostatische Aufla dungseffekte, die zu einem Haften der Verbindungsmaterial stücke 11 am Mundstück 16 der Plaziereinrichtung 14 auch nach Abschaltung des Vakuums führen können, von vornherein ausge schlossen werden.In order to rule out any adhesion of excess connecting material pieces 11 to the placing device 14 from the outset, it has proven to be advantageous to design both the container serving as material reservoir 15 and the placing device to be electrically conductive, so that electrostatic charging effects that lead to sticking of the connecting material pieces 11 can lead to the mouthpiece 16 of the placement device 14 even after switching off the vacuum, be excluded from the outset.
Fig. 2 zeigt die in der Applikationsvorrichtung 10 verwendete und als Drahtbondkapillare ausgebildete Plaziereinrichtung 14 in einer Einzeldarstellung. Die bei den vorstehend genannten Versuchen verwendete Plaziereinrichtung 14 war ca. 1,1 cm lang und hatte einen Außendurchmesser von ca. 0,16 cm. Der Kapil larkanal 18 hatte einen Durchmesser von 25 µm und die Oberflä che der Plaziereinrichtung war mit einer in einer Sputterappa ratur aufgebrachten Goldauflage leitend belegt. Die verwende ten Verbindungsmaterialstücke 11 waren als Lotkugeln aus einer eutektischen Blei-Zinn-Legierung mit einem Durchmesser von 90 µm ausgebildet. FIG. 2 shows the placement device 14 used in the application device 10 and designed as a wire bond capillary in a single illustration. The placement device 14 used in the abovementioned experiments was approximately 1.1 cm long and had an outer diameter of approximately 0.16 cm. The Kapil larkanal 18 had a diameter of 25 microns and the surface of the placement device was covered with a gold plating applied in a sputtering apparatus. The used connecting material pieces 11 were formed as solder balls made of a eutectic lead-tin alloy with a diameter of 90 μm.
Fig. 3 zeigt in einer alternativen Ausführungsform eine Pla ziereinrichtung 22, die in identischer Weise mit der in Fig. 1 als Teil der Applikationsvorrichtung 10 dargestellten Plazier einrichtung 14 verwendet werden kann, mit dem Unterschied, daß mit der Plaziereinrichtung 22 die Plazierung und Kontaktierung mehrerer Verbindungsmaterialstücke 11 gleichzeitig und unter Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Relativpositionierung der Verbindungsmaterialstücke 11 erfolgen kann. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besteht die Plaziereinrichtung 22 aus einem Kapil larteil 23, der in seinen Abmessungen im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Plaziereinrichtung 14 entspricht, mit ei nem Kapillarkanal 24, der in eine Vakuumkammer 25 einer Stem pelplattenaufnahme 26 mündet. An der Stempelplattenaufnahme 26 ist eine Stempelplatte 27 mit einer Bohrungsanordnung 48 (Fig. 4) angeordnet zur Ausbildung von Verbindungsmaterialaufnahmen 28 zur Aufnahme einzelner Verbindungsmaterialstücke 11. Fig. 3 shows an alternative embodiment of a placement device 22 , which can be used in an identical manner to the placement device 14 shown in FIG. 1 as part of the application device 10 , with the difference that with the placement device 22 the placement and contacting of several connection pieces of material 11 can take place simultaneously and while maintaining a predetermined relative positioning of the connecting pieces of material. 11 As is apparent from Fig. 3, the placement means 22 of a Kapil larteil 23, which corresponds in its dimensions essentially the placement means 14 shown in Fig. 1, with ei nem capillary channel 24, which opens into a vacuum chamber 25 pelplattenaufnahme a Stem 26th A stamp plate 27 with a bore arrangement 48 ( FIG. 4) is arranged on the stamp plate receptacle 26 to form connecting material receptacles 28 for receiving individual connecting material pieces 11 .
Wie aus der Darstellung in Fig. 3 deutlich wird, haften die Verbindungsmaterialstücke 11 unter Vakuumeinwirkung positio niert in den Verbindungsmaterialaufnahmen 28 an der Plazier einrichtung 22.As is clear from the illustration in FIG. 3, the connecting material pieces 11 adhere to the placement device 22 under the action of vacuum in the connecting material receptacles 28 .
Fig. 4 zeigt neben einer Unteransicht der Plaziereinrichtung 22 mit in den Verbindungsmaterialaufnahmen 28 angeordneten Verbindungsmaterialstücken 11 ein mittels der Plaziereinrich tung 22 auf einem Substrat 29 erzielbares Verteilungsmuster 30 der Verbindungsmaterialstücke 11. Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß mittels der Plaziereinrichtung 22 die Ausbildung beliebig regelmäßig oder unregelmäßig ausgebildeter Vertei lungsmuster 30 in Übereinstimmung mit entsprechenden Anschluß flächenanordnungen möglich ist. Die Plaziereinrichtung 22 eignet sich daher in besonderem Maße zur Erzeugung von Ball- Grid-Arrays. Fig. 4 shows a processing by means of the Plaziereinrich erzielbares 22 on a substrate 29 shows distribution pattern in addition to a bottom view of the placement means 22 arranged in the connecting material receptacles 28 joining material pieces 11 30 pieces of the compound material 11. From this illustration it is clear that by means of the placement device 22 the formation of any regular or irregularly formed distribution pattern 30 in accordance with corresponding connection surface arrangements is possible. The placement device 22 is therefore particularly suitable for producing ball grid arrays.
Fig. 5 zeigt eine Applikationsvorrichtung 31 mit einer Materi albereitstellungseinrichtung 32, die neben einem Materialre servoir 15 eine Materialentnahmeeinrichtung 33 aufweist, die über eine Materialzuführeinrichtung 34 mit dem Materialreser voir 15 verbunden ist. Hinsichtlich der Ausbildung und des Be triebs der Plaziereinrichtung 14 unterscheidet sich die in Fig. 6 dargestellte Applikationsvorrichtung 31 nicht von der in Fig. 1 dargestellten Applikationsvorrichtung 10. Dieser gegenüber bietet die Applikationsvorrichtung 31 den Vorteil, daß durch die von der Materialentnahmeeinrichtung 33 getrennte Anordnung des Materialreservoirs 15 unabhängig von der Phase, in der sich die Plaziereinrichtung 14 bei Durchführung des Applikationsverfahrens befindet, jederzeit ein Nachfüllen des Materialreservoirs 15 mit Verbindungsmaterialstücken 11 ohne störende Beeinflussung des Verfahrens möglich ist. Fig. 5 shows an application apparatus 31 with a Materi albereitstellungseinrichtung 32 having 15 is a material removal device 33 in addition to a Materialre servoir, which is connected via a material feed means 34 to the Materialreser voir 15. With regard to the design and operation of the placement device 14 , the application device 31 shown in FIG. 6 does not differ from the application device 10 shown in FIG. 1. Compared to this, the application device 31 has the advantage that, by arranging the material reservoir 15 separately from the material removal device 33 , regardless of the phase in which the placing device 14 is when the application method is carried out, the material reservoir 15 can be refilled with connecting material pieces 11 at any time without any interference of the procedure is possible.
Fig. 6 zeigt eine Applikationsvorrichtung 35 mit einer Materi albereitstellungseinrichtung 36, deren Materialzuführeinrich tung 37 und Materialentnahmeeinrichtung 38 zusammen eine Ver einzelungseinrichtung 39 bilden. Hierzu ist die Materialzu führeinrichtung 37 zumindest teilweise als Fallkanal 40 ausgebildet, derart, daß die Verbindungsmaterialstücke 11 in Reihenfolge unter Schwerkrafteinfluß aus dem Materialreservoir 15 in den steil angeordneten Fallkanal 40 eintreten und durch diesen in ein flach angeordnetes Staustück 41 der Materialzuführeinrichtung 37 gelangen. An das Staustück 41 schließt die Materialentnahmeeinrichtung 38 an, die lediglich Platz zur Aufnahme eines Verbindungsmaterialstücks 11 bietet. Die steile Anordnung des Fallkanals 40 mit den darin überein anderliegend angeordneten Verbindungsmaterialstücken 11 sorgt dafür, daß unter Schwerkrafteinschluß durch das Staustück 41 jeweils nach einer Entnahme eines Verbindungsmaterialstücks 11 aus der Materialentnahmeeinrichtung 38 durch die Plazierein richtung 14 ein nachfolgendes Verbindungsmaterialstück 11 nachrückt. Fig. 6 shows an application device 35 with a material supply device 36 , the material feed device 37 and material removal device 38 together form a single device 39 . For this purpose, the material feed device 37 is at least partially designed as a drop channel 40 , in such a way that the connecting material pieces 11 enter the steeply arranged drop channel 40 under the influence of gravity from the material reservoir 15 and through this pass into a flat arranged chock 41 of the material feed device 37 . The material removal device 38 adjoins the stowage piece 41 , which only offers space for receiving a connecting material piece 11 . The steep arrangement of the case channel 40 with the concur other horizontally arranged connecting pieces of material 11 ensures that under Schwerkrafteinschluß 11 from the material removal means 38 through the Plazierein direction by the baffle piece 41 in each case after removal of a connecting piece of material 14 a subsequent connecting piece of material 11 be succeeded.
Wie in Fig. 6 durch den Doppelpfeil 42 angedeutet, kann die Materialbereitstellungseinrichtung 36 über eine Zustellein richtung 43 betätigt, eine Zustellbewegung in Richtung auf die Plaziereinrichtung 14 und von dieser weg ausführen. Aufgrund der Kopplung der Materialbereitstellungseinrichtung 36 mit der Zustelleinrichtung 43 ist es möglich, die Plaziereinrichtung 14 lediglich in Richtung einer vertikalen Zustellachse 44 be wegbar auszubilden und die zur Aufnahme eines Verbindungsmate rialstücks 11 aus der Materialentnahmeeinrichtung 38 notwen dige horizontale Bewegung durch die Zustelleinrichtung 43 aus zuführen.As indicated in FIG. 6 by the double arrow 42 , the material supply device 36 can be actuated via a delivery device 43 , perform an infeed movement in the direction of the placement device 14 and away from it. Due to the coupling of the material supply device 36 with the delivery device 43 , it is possible to design the placement device 14 to be movable only in the direction of a vertical infeed axis 44 and to perform the horizontal movement necessary for receiving a connecting material piece 11 from the material removal device 38 by the delivery device 43 .
Bei Verwendung einer konventionellen, im Ball-Wedge-Modus be treibbaren Drahtbondvorrichtung kann als Zustelleinrichtung 43 die ohnehin für die horizontale Zustellung einer hier nicht näher dargestellten Abflammlanze vorhandene Zustelleinrichtung verwendet werden, so daß auch für die in Fig. 6 dargestellte modifizierte Ausbildung der Applikationsvorrichtung 35 außer der Materialbereitstellungseinrichtung 36 keine weiteren Ein richtungen neben den ohnehin bei einer Drahtbondvorrichtung vorhandenen Einrichtungen notwendig sind.When using a conventional wire bonding device that can be operated in the ball-wedge mode, the delivery device, which is present anyway for the horizontal delivery of a flame lance, not shown here, can be used as the delivery device 43 , so that the modified configuration of the application device 35 shown in FIG. 6 is also used apart from the material supply device 36, no further devices are necessary in addition to the devices already present in a wire bonding device.
Fig. 6 zeigt auch, daß es zur Unterstützung einer reibungslo sen Vereinzelung von Verbindungsmaterialstücken 11 in der Ver einzelungseinrichtung 39 möglich ist, diese mit einem Transdu cer 45 zu kombinieren, um insbesondere im Falle nicht kugel förmig ausgebildeter Verbindungsmaterialstücke ein gegenseiti ges Verkeilen der Verbindungsmaterialstücke und damit eine Hemmung der Vereinzelung zu verhindern. Fig. 6 also shows that in order to support a frictionless separation of connecting material pieces 11 in the single device 39, it is possible to combine these with a transducer 45 , in particular in the case of non-spherical connecting material pieces, a mutual wedging of the connecting material pieces and thus preventing the separation from being inhibited.
Eine weitere Möglichkeit, die reibungslose Vereinzelung der Verbindungsmaterialstücke 11 in der Vereinzelungseinrichtung 39 zu fördern, besteht darin, eine Luftströmung durch die Ma terialzuführeinrichtung 37 zu leiten, die beispielsweise aus einer, hier nicht näher dargestellten, im Materialreservoir 15 angeordneten Luftdüse stammen kann und durch die Materialzu führeinrichtung 37 zur Materialentnahmeeinrichtung 38 hinge richtet ist unter Mitnahme von Verbindungsmaterialstücken 11.A further possibility for smooth separation of the connection pieces of material to promote the separation means 39 11, is to provide an air flow through the Ma terialzuführeinrichtung to guide 37, the illustrated example, a not in detail here, may be derived in the material reservoir 15 disposed air nozzle and by the Material feed device 37 directed to the material removal device 38 depends on the connection material pieces 11 .
Claims (18)
- - Aufnahme des aus einem Materialreservoir (15) stammenden Verbindungsmaterials (11) mittels der Plaziereinrichtung (14, 22),
- - Plazierung des Verbindungsmaterials (11) auf der Substratanschlußfläche (12) mittels der Plazier einrichtung (14, 22)
- - Verbindung des Verbindungsmaterials (11) mit der Substratanschlußfläche (12) mittels der Plazierein richtung (14, 22).
- - Recording of the connecting material ( 11 ) originating from a material reservoir ( 15 ) by means of the placing device ( 14 , 22 ),
- - Placing the connecting material ( 11 ) on the substrate connection surface ( 12 ) by means of the placing device ( 14 , 22 )
- - Connection of the connecting material ( 11 ) with the substrate connection surface ( 12 ) by means of the Plazierein direction ( 14 , 22 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19533171A DE19533171A1 (en) | 1994-09-13 | 1995-09-08 | Spherical coupling material to substrate connection surface application method |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4432579 | 1994-09-13 | ||
| DE19533171A DE19533171A1 (en) | 1994-09-13 | 1995-09-08 | Spherical coupling material to substrate connection surface application method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE19533171A1 true DE19533171A1 (en) | 1996-03-14 |
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ID=6528100
Family Applications (1)
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