JP2000315708A - ボンディングツール - Google Patents
ボンディングツールInfo
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- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/75301—Bonding head
- H01L2224/75302—Shape
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、ボンディングツールの先端面に、微
小異物の逃げ場を設けることにより、ボンディングツー
ルの先端面に微小異物が付着した場合にもボンディング
への悪影響が出ないものとする。 【解決手段】本発明は、次の手段を有する。第１に、先
端面にチップの吸着口を有するボンディングツールと、
チップを吸着したボンディングツールを基板に押圧する
ための加圧手段と、ボンディングツールに水平方向の振
動を与えるための超音波発生手段とを有するボンディン
グ装置とする。第２に、チップに基板への押圧を掛けな
がら振動を与えてチップを基板にボンディングするボン
ディング装置とする。第３に、ボンディングツールのチ
ップが当接する先端面に、チップから発生する微小異物
が入り込む微細溝を形成する。
小異物の逃げ場を設けることにより、ボンディングツー
ルの先端面に微小異物が付着した場合にもボンディング
への悪影響が出ないものとする。 【解決手段】本発明は、次の手段を有する。第１に、先
端面にチップの吸着口を有するボンディングツールと、
チップを吸着したボンディングツールを基板に押圧する
ための加圧手段と、ボンディングツールに水平方向の振
動を与えるための超音波発生手段とを有するボンディン
グ装置とする。第２に、チップに基板への押圧を掛けな
がら振動を与えてチップを基板にボンディングするボン
ディング装置とする。第３に、ボンディングツールのチ
ップが当接する先端面に、チップから発生する微小異物
が入り込む微細溝を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波発生手段に
よる振動を利用して、チップを基板にボンディングする
装置において、チップを吸着してボンディングするボン
ディングツールの改良に関するものであって、主として
フリップチップボンディング装置のボンディングツール
の先端面に主眼をおいて開発されたものである。
よる振動を利用して、チップを基板にボンディングする
装置において、チップを吸着してボンディングするボン
ディングツールの改良に関するものであって、主として
フリップチップボンディング装置のボンディングツール
の先端面に主眼をおいて開発されたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音波発生手段による振動を利用
してチップを基板にボンディングするフリップチップボ
ンディング装置は、基板とチップの位置合わせを行った
後、ボンディングツールによりチップを基板に対して押
圧しながら、超音波発生手段によりチップ裏面より超音
波振動を加え、チップを基板にボンディングするもので
あった。
してチップを基板にボンディングするフリップチップボ
ンディング装置は、基板とチップの位置合わせを行った
後、ボンディングツールによりチップを基板に対して押
圧しながら、超音波発生手段によりチップ裏面より超音
波振動を加え、チップを基板にボンディングするもので
あった。
【０００３】しかし、この種のボンディング装置では、
ボンディングツールの先端、即ち、チップの吸着面に微
小異物が付着することがあり、ボンディングに悪影響を
及ぼしていた。例えば、チップのエッジ等で発生するク
ラック粉やチップのこすれによる粉塵等がボンディング
ツールの先端面に固着したり、又は、ウエハの粘着シー
トの粘着剤がボンディングツールの先端面に付着したり
することにより、超音波振動のチップへの伝達効率を低
下させ、ボンディング不良を起こすといった問題が生じ
ていた。
ボンディングツールの先端、即ち、チップの吸着面に微
小異物が付着することがあり、ボンディングに悪影響を
及ぼしていた。例えば、チップのエッジ等で発生するク
ラック粉やチップのこすれによる粉塵等がボンディング
ツールの先端面に固着したり、又は、ウエハの粘着シー
トの粘着剤がボンディングツールの先端面に付着したり
することにより、超音波振動のチップへの伝達効率を低
下させ、ボンディング不良を起こすといった問題が生じ
ていた。
【０００４】特に、ボンディングツールの先端面が、鏡
面仕上げのような場合には、微小異物の付着が著しいも
のであった。これは、一旦ボンディングツールの先端面
に付着した微小異物の逃げ場がなく、繰り返しのボンデ
ィングにより微小異物が押圧され、ボンディングツール
の先端面に強固に付着し、累積するためであった。
面仕上げのような場合には、微小異物の付着が著しいも
のであった。これは、一旦ボンディングツールの先端面
に付着した微小異物の逃げ場がなく、繰り返しのボンデ
ィングにより微小異物が押圧され、ボンディングツール
の先端面に強固に付着し、累積するためであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するため、ボンディング装置におけるボンディン
グツールの先端面に、微小異物の逃げ場を設けることに
より、ボンディングツールの先端面に微小異物が付着し
た場合にもボンディングへの悪影響が出ないものとす
る。
を解決するため、ボンディング装置におけるボンディン
グツールの先端面に、微小異物の逃げ場を設けることに
より、ボンディングツールの先端面に微小異物が付着し
た場合にもボンディングへの悪影響が出ないものとす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、先端面にチップの吸着口を有するボンディングツー
ルと、チップを吸着したボンディングツールを基板に押
圧するための加圧手段と、ボンディングツールに水平方
向の振動を与えるための超音波発生手段とを有し、チッ
プに基板への押圧を掛けながら振動を与えてチップを基
板にボンディングするボンディング装置のボンディング
ツールにおいて、ボンディングツールのチップが当接す
る先端面に、チップから発生する微小異物が入り込む微
細溝を形成したことを特徴とするボンディングツールを
提供するものである。
め、先端面にチップの吸着口を有するボンディングツー
ルと、チップを吸着したボンディングツールを基板に押
圧するための加圧手段と、ボンディングツールに水平方
向の振動を与えるための超音波発生手段とを有し、チッ
プに基板への押圧を掛けながら振動を与えてチップを基
板にボンディングするボンディング装置のボンディング
ツールにおいて、ボンディングツールのチップが当接す
る先端面に、チップから発生する微小異物が入り込む微
細溝を形成したことを特徴とするボンディングツールを
提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図示の実施例とともに本発
明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に利
用されるボンディング装置の概略図である。図１に表れ
るボンディング装置は、超音波発生手段を有するフリッ
プチップボンディング装置である。
明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に利
用されるボンディング装置の概略図である。図１に表れ
るボンディング装置は、超音波発生手段を有するフリッ
プチップボンディング装置である。
【０００８】該フリップチップボンディング装置は、Ｚ
軸駆動機構１に従って上下動し、且つ、Θ軸駆動機構２
に従って回転するボンディングヘッド３と、Ｘ軸駆動機
構４によりＸ軸方向へ、Ｙ軸駆動機構５によりＹ軸方向
への移動を可能とされたＸＹテーブル６上に設置された
基板ステージ７とを有する。
軸駆動機構１に従って上下動し、且つ、Θ軸駆動機構２
に従って回転するボンディングヘッド３と、Ｘ軸駆動機
構４によりＸ軸方向へ、Ｙ軸駆動機構５によりＹ軸方向
への移動を可能とされたＸＹテーブル６上に設置された
基板ステージ７とを有する。
【０００９】ボンディングヘッド３の下端部には、先端
面にチップ１１の吸着口３２を形成したボンディングツ
ール３１が装着されており、ボンディングツール３１の
上方には、チップ１１を吸着して基板１０に押圧すると
きの加圧制御手段がボンディングヘッド３を上下動させ
るＺ軸駆動機構１に設けられている。このＺ軸駆動機構
１と加圧制御手段とが、本発明におけるチップ１１を吸
着したボンディングツール３１を基板１０に押圧するた
めの加圧手段となる。
面にチップ１１の吸着口３２を形成したボンディングツ
ール３１が装着されており、ボンディングツール３１の
上方には、チップ１１を吸着して基板１０に押圧すると
きの加圧制御手段がボンディングヘッド３を上下動させ
るＺ軸駆動機構１に設けられている。このＺ軸駆動機構
１と加圧制御手段とが、本発明におけるチップ１１を吸
着したボンディングツール３１を基板１０に押圧するた
めの加圧手段となる。
【００１０】ボンディングツール３１の上部には、チッ
プ１１を吸引吸着するための負圧を発生させるチップ吸
着バキューム（図示されていない）が、吸引通路９を介
して接続されており、ボンディングツール３１の吸着口
３２に負圧を与えている。
プ１１を吸引吸着するための負圧を発生させるチップ吸
着バキューム（図示されていない）が、吸引通路９を介
して接続されており、ボンディングツール３１の吸着口
３２に負圧を与えている。
【００１１】実施例でのボンディングツール３１の材質
は、超硬質のタングステンカーバイトである。図２に示
されるようにボンディングツール３１は、先端面３３に
おいて、複数の微細溝３４が形成されている。この微細
溝３４は、側面状態で観察すると、周期的な微小の山部
３５と谷部３６を有する。これにより微小異物３７の逃
げ場となる微細溝３４を形成する。
は、超硬質のタングステンカーバイトである。図２に示
されるようにボンディングツール３１は、先端面３３に
おいて、複数の微細溝３４が形成されている。この微細
溝３４は、側面状態で観察すると、周期的な微小の山部
３５と谷部３６を有する。これにより微小異物３７の逃
げ場となる微細溝３４を形成する。
【００１２】即ち、ボンディングツール３１がチップ１
１を吸引吸着した際にチップ１１のエッジ等から発生す
るクラック粉や、ウエハの粘着シートの粘着剤等の微小
異物３７を谷部３６に入り込ませる。尚、微細溝３４
は、チップ１１から発生する微小異物３７が入り込める
大きさのもので、実施例において微細溝３４の山部３５
から谷部３６までの深さは１００ミクロン以下、好まし
くは概ね０．２ミクロン乃至５０ミクロンであり、谷部
の幅（山部から次の山部までの間隔）は５ミクロン乃至
１００ミクロンである。尚、図示した微細溝３４は、構
成を明確にするため、誇張して描かれたものである。
１を吸引吸着した際にチップ１１のエッジ等から発生す
るクラック粉や、ウエハの粘着シートの粘着剤等の微小
異物３７を谷部３６に入り込ませる。尚、微細溝３４
は、チップ１１から発生する微小異物３７が入り込める
大きさのもので、実施例において微細溝３４の山部３５
から谷部３６までの深さは１００ミクロン以下、好まし
くは概ね０．２ミクロン乃至５０ミクロンであり、谷部
の幅（山部から次の山部までの間隔）は５ミクロン乃至
１００ミクロンである。尚、図示した微細溝３４は、構
成を明確にするため、誇張して描かれたものである。
【００１３】図３乃至図６は、ボンディングツール３１
の先端面３３の微細溝３４の実施例の概略を示すもの
で、図３に表れる先端面３３の微細溝３４は、先端面３
３の正方形状に対して、一辺に水平または垂直の平行直
線状に形成したものであり、図４に表れる先端面３３の
微細溝３４は、先端面３３の正方形状に対して、斜めの
直線状に形成したものである。微細溝３４は、一部が吸
着口３２に連通しているが、微細なものであるので、チ
ップ１１の吸着力は低下せず、ボンディング時にチップ
１１のずれを生じない。
の先端面３３の微細溝３４の実施例の概略を示すもの
で、図３に表れる先端面３３の微細溝３４は、先端面３
３の正方形状に対して、一辺に水平または垂直の平行直
線状に形成したものであり、図４に表れる先端面３３の
微細溝３４は、先端面３３の正方形状に対して、斜めの
直線状に形成したものである。微細溝３４は、一部が吸
着口３２に連通しているが、微細なものであるので、チ
ップ１１の吸着力は低下せず、ボンディング時にチップ
１１のずれを生じない。
【００１４】図５に表れる先端面３３の微細溝３４は、
先端面３３の正方形状に対して、格子状に形成したもの
であり、図６に表れる先端面３３の微細溝３４は、先端
面３３の正方形状に対して、吸着口３２を中心とする同
心円を吸着口３２より外側に向かって複数形成したもの
である。但し、先端面３３の微細溝３４の形状は、これ
らの形状に限定されるものではない。尚、微細溝３４が
存在することにより、吸着口３２の周りで不要な吸引力
が発生して、チップ１１が回転してしまう現象を防止す
ることもできる。
先端面３３の正方形状に対して、格子状に形成したもの
であり、図６に表れる先端面３３の微細溝３４は、先端
面３３の正方形状に対して、吸着口３２を中心とする同
心円を吸着口３２より外側に向かって複数形成したもの
である。但し、先端面３３の微細溝３４の形状は、これ
らの形状に限定されるものではない。尚、微細溝３４が
存在することにより、吸着口３２の周りで不要な吸引力
が発生して、チップ１１が回転してしまう現象を防止す
ることもできる。
【００１５】ボンディングツール３１の上部側方には、
ボンディングツール３１を水平方向に振動させる超音波
発生手段８が装着されている。又、ボンディングツール
３１の下方には、エアシリンダ１３により、ボンディン
グツール３１の先端面３３と待避位置との間の移動が可
能とされた吸引ノズル１２が設けられており、該吸引ノ
ズル１２は、図示されていない吸引手段に接続されてお
り、微細溝３４に入り込んだ微小異物３７の除去に用い
られる。図１に示される吸引ノズル１２は、ボンディン
グツール３１の先端面３３から待避位置へ待避している
状態を表す。
ボンディングツール３１を水平方向に振動させる超音波
発生手段８が装着されている。又、ボンディングツール
３１の下方には、エアシリンダ１３により、ボンディン
グツール３１の先端面３３と待避位置との間の移動が可
能とされた吸引ノズル１２が設けられており、該吸引ノ
ズル１２は、図示されていない吸引手段に接続されてお
り、微細溝３４に入り込んだ微小異物３７の除去に用い
られる。図１に示される吸引ノズル１２は、ボンディン
グツール３１の先端面３３から待避位置へ待避している
状態を表す。
【００１６】以下、本発明に利用されるボンディング装
置のボンディング手順について説明する。先ず、ボンデ
ィングツール３１は図示されていない別設のチップ供給
装置よりチップ１１が供給される。本発明に利用される
チップ１１は、寸法が、０．３ミリメートル乃至８ミリ
メートルであり、チップ材質が、シリコン、ガリウムヒ
素、サファイヤガラス、水晶等である。このときボンデ
ィングツール３１は、図示されていないチップ吸着バキ
ュームにより吸引されているので、チップ１１を吸着口
３２にて吸着する。吸引吸着後、ボンディングツール３
１はＺ軸駆動機構１により上方へ移動する。
置のボンディング手順について説明する。先ず、ボンデ
ィングツール３１は図示されていない別設のチップ供給
装置よりチップ１１が供給される。本発明に利用される
チップ１１は、寸法が、０．３ミリメートル乃至８ミリ
メートルであり、チップ材質が、シリコン、ガリウムヒ
素、サファイヤガラス、水晶等である。このときボンデ
ィングツール３１は、図示されていないチップ吸着バキ
ュームにより吸引されているので、チップ１１を吸着口
３２にて吸着する。吸引吸着後、ボンディングツール３
１はＺ軸駆動機構１により上方へ移動する。
【００１７】他方、基板ステージ７上には、基板１０が
供給され、位置決め配置された基板１０がボンディング
ツール３１の真下に位置する。次に、Ｚ軸駆動機構１に
よりボンディングツール３１を下降させて、加圧制御手
段を作動させながらチップ１１を吸着したボンディング
ツール３１を基板１０に押圧する。この際、超音波発生
手段８によりボンディングツール３１に対して水平方向
の振動を与える。即ち、チップ１１に基板１０への押圧
を掛けながら振動を与えてチップ１１を基板１０にボン
ディングする。
供給され、位置決め配置された基板１０がボンディング
ツール３１の真下に位置する。次に、Ｚ軸駆動機構１に
よりボンディングツール３１を下降させて、加圧制御手
段を作動させながらチップ１１を吸着したボンディング
ツール３１を基板１０に押圧する。この際、超音波発生
手段８によりボンディングツール３１に対して水平方向
の振動を与える。即ち、チップ１１に基板１０への押圧
を掛けながら振動を与えてチップ１１を基板１０にボン
ディングする。
【００１８】
【発明の効果】本発明は如上のように構成されたため、
以下のような効果を発揮する。第１に、チップが当接す
るボンディングツールの先端面に、チップ等から発生す
る微小異物が入り込む微細溝を形成したため、微小異物
は微細溝に入り込み、繰り返しのボンディングの圧接に
よる強固な付着も生じず、微細溝に入った微小異物も落
下や吸引により簡単に排除できるものとなった。従っ
て、微小異物の付着による超音波振動のチップへの伝達
効率の低下等を生じず、ボンディング不良を起こすこと
がなくなった。
以下のような効果を発揮する。第１に、チップが当接す
るボンディングツールの先端面に、チップ等から発生す
る微小異物が入り込む微細溝を形成したため、微小異物
は微細溝に入り込み、繰り返しのボンディングの圧接に
よる強固な付着も生じず、微細溝に入った微小異物も落
下や吸引により簡単に排除できるものとなった。従っ
て、微小異物の付着による超音波振動のチップへの伝達
効率の低下等を生じず、ボンディング不良を起こすこと
がなくなった。
【００１９】第２に、微細溝は、ボンディングツールの
先端面に形成されているが、微細なものであるので、チ
ップの吸着力は低下はせず、ボンディング時のチップの
ずれを生じない。更に、ボンディングツール先端面に微
細溝が存在することにより、吸着口の周りで不要な吸引
力が発生して、チップが回転してしまうといった現象も
防止することができるものとなった。
先端面に形成されているが、微細なものであるので、チ
ップの吸着力は低下はせず、ボンディング時のチップの
ずれを生じない。更に、ボンディングツール先端面に微
細溝が存在することにより、吸着口の周りで不要な吸引
力が発生して、チップが回転してしまうといった現象も
防止することができるものとなった。
【図１】本発明に利用されるボンディング装置の概略図
【図２】微小異物の付着したボンディングツールを示す
側面図
側面図
【図３】ボンディングツールの先端面の微細溝の一実施
例を示す平面図
例を示す平面図
【図４】同他実施例を示す平面図
【図５】同他実施例を示す平面図
【図６】同他実施例を示す平面図
１．．．．．．．Ｚ軸駆動機構 ２．．．．．．．Θ軸駆動機構 ３．．．．．．．ボンディングヘッド ４．．．．．．．Ｘ軸駆動機構 ５．．．．．．．Ｙ軸駆動機構 ６．．．．．．．ＸＹテーブル ７．．．．．．．基板ステージ ８．．．．．．．超音波発生手段 ９．．．．．．．吸引通路 １０．．．．．．基板 １１．．．．．．チップ １２．．．．．．吸引ノズル １３．．．．．．エアシリンダ ３１．．．．．．ボンディングツール ３２．．．．．．吸着口 ３３．．．．．．先端面 ３４．．．．．．微細溝 ３５．．．．．．山部 ３６．．．．．．谷部 ３７．．．．．．微小異物
Claims (1)
- 【請求項１】先端面にチップの吸着口を有するボンディ
ングツールと、チップを吸着したボンディングツールを
基板に押圧するための加圧手段と、ボンディングツール
に水平方向の振動を与えるための超音波発生手段とを有
し、チップに基板への押圧を掛けながら振動を与えてチ
ップを基板にボンディングするボンディング装置のボン
ディングツールにおいて、ボンディングツールのチップ
が当接する先端面に、チップから発生する微小異物が入
り込む微細溝を形成したことを特徴とするボンディング
ツール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12438399A JP3682597B2 (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | ボンディングツール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12438399A JP3682597B2 (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | ボンディングツール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000315708A true JP2000315708A (ja) | 2000-11-14 |
| JP3682597B2 JP3682597B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=14884059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12438399A Expired - Fee Related JP3682597B2 (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | ボンディングツール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3682597B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7134588B2 (en) | 2004-09-29 | 2006-11-14 | Fujitsu Limited | Bonding tool for ultrasonic bonding and method of ultrasonic bonding |
-
1999
- 1999-04-30 JP JP12438399A patent/JP3682597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7134588B2 (en) | 2004-09-29 | 2006-11-14 | Fujitsu Limited | Bonding tool for ultrasonic bonding and method of ultrasonic bonding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3682597B2 (ja) | 2005-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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