JP2001127112A - Method for bonding semiconductor chip and apparatus therefor - Google Patents

Method for bonding semiconductor chip and apparatus therefor

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JP2001127112A
JP2001127112A JP30306299A JP30306299A JP2001127112A JP 2001127112 A JP2001127112 A JP 2001127112A JP 30306299 A JP30306299 A JP 30306299A JP 30306299 A JP30306299 A JP 30306299A JP 2001127112 A JP2001127112 A JP 2001127112A
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俊二 馬場
Hidehiko Kira
秀彦 吉良
Norio Kainuma
則夫 海沼
Toru Okada
徹 岡田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for bonding semiconductor chips by means of ultrasonic wave capable of materializing excellent management for quality control. SOLUTION: A bonding unit 20 of a flip-chip bonding apparatus 10 comprises a bonding head 24, a bonding tool 26 coming down from the bonding head 24, and an ultrasonic oscillator 28 integrally formed with the bonding tool 26. Further, the unit 20 has an ultrasonic wave outputting power and time setting circuit 30 and an ultrasonic wave oscillating circuit 32, and an ultrasonic wave oscillating mechanism is constituted with these circuits and the ultrasonic wave oscillator 28. A sensor 22 is a non-contact laser Doppler oscillator, and disposed in an optical sensitive manner to reflected light of the semiconductor chip 16. Bonding condition is judged by measuring difference in frequency of reflected light occurred by Doppler effect.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップボン
ディング方法および装置に関し、一層詳細には、良好な
ボンディングを行うことができる半導体チップボンディ
ング方法および装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor chip bonding method and apparatus, and more particularly, to a semiconductor chip bonding method and apparatus capable of performing good bonding.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体チップを配線基板に実装し、さら
にパッケージングした半導体デバイスが電子装置に用い
られる。この場合、半導体チップをパッド(電極)形成
面を上に向けて配線基板に実装する一般的な実装方法で
は、半導体チップのパッドを配線基板上に形成されるイ
ンナリードと、例えば、Auからなるワイヤを用いて結
線するワイヤボンディングが行われる。
2. Description of the Related Art A semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a wiring board and further packaged is used for an electronic device. In this case, in a general mounting method of mounting a semiconductor chip on a wiring board with a pad (electrode) formation surface facing upward, the pad of the semiconductor chip is formed of an inner lead formed on the wiring board and, for example, Au. Wire bonding is performed using wires.

【0003】このワイヤボンディングは、例えば、自動
ワイヤボンディング装置を用いて行われ、まず、半導体
チップが搭載される配線基板を加熱した状態とし、キャ
ピラリと呼ばれるボンディングワイヤ引出しツールの先
端部から引き出されたAuワイヤを電気トーチで放電
し、ワイヤの先端部にAuボールを形成させる。つぎ
に、このAuボールを半導体チップ上のパッドに接触さ
せ、超音波エネルギをかけてキャピラリを水平方向に振
動させながら圧着するものである。
[0003] This wire bonding is performed using, for example, an automatic wire bonding apparatus. First, a wiring board on which a semiconductor chip is mounted is heated and pulled out from a tip end of a bonding wire drawing tool called a capillary. The Au wire is discharged by an electric torch to form an Au ball at the tip of the wire. Next, the Au ball is brought into contact with a pad on the semiconductor chip, and the capillary is compressed while applying ultrasonic energy to vibrate the capillary horizontally.

【0004】この超音波エネルギをかけてワイヤボンデ
ィングを行うワイヤボンディング装置に関して、ボンデ
ィングする半導体チップの表面状態や外乱に影響される
ことなく、常に最適なボンディング状態でボンディング
を行うことを目的として、ボンディング中の発振出力波
形をモニタリングし、最適な波形となるようにフィード
バック制御する構成を有する超音波ボンダ用超音波発振
器が提案されている(特開平2−58844号)。
[0004] A wire bonding apparatus for performing wire bonding by applying ultrasonic energy is intended to always perform bonding in an optimum bonding state without being affected by surface conditions or disturbance of a semiconductor chip to be bonded. There has been proposed an ultrasonic oscillator for an ultrasonic bonder having a configuration in which an oscillation output waveform in the medium is monitored and feedback control is performed so as to obtain an optimum waveform (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-58844).

【0005】この超音波ボンダ用超音波発振器は、超音
波発振出力・時間設定回路および超音波発振回路にて振
動子を振動させるものであり、ボンディング中の超音波
発振出力波形をデジタルサンプリングするA/D変換回
路と、最適なボンディング出力波形を予め入力設定する
最適波形設定回路と、サンプリングされたボンディング
中の超音波発振出力波形と最適出力波形とを比較する比
較回路とを有し、比較回路からの差信号波形を超音波発
振出力・時間設定回路へフィードバックする。
This ultrasonic oscillator for an ultrasonic bonder vibrates a vibrator by an ultrasonic oscillation output / time setting circuit and an ultrasonic oscillation circuit, and digitally samples an ultrasonic oscillation output waveform during bonding. A / D conversion circuit, an optimum waveform setting circuit for inputting and setting an optimum bonding output waveform in advance, and a comparison circuit for comparing the sampled ultrasonic oscillation output waveform during bonding with the optimum output waveform, Is fed back to the ultrasonic oscillation output / time setting circuit.

【0006】この場合、ボンディング進行中の出力波形
の検出は、振動子に取付けられた磁歪素子によって行わ
れ実際にボンディングに費やされた出力を検知できるよ
うになっているとのことであるが、その具体的な構成は
公報には図示されていない。例えば、接合部に振動子を
直接接触してその振動子の出力波形を検知する機構や、
ウェッジボンディング法の場合においてワイヤを押圧す
るウェッジに振動子を固着してその振動子の出力波形を
検知する機構や、あるいは、上記した自動ワイヤボンデ
ィング装置の場合においてキャピラリに振動子を固着し
てその振動子の出力波形を検知する機構等が想定され
る。
In this case, the detection of the output waveform during the progress of bonding is performed by the magnetostrictive element attached to the vibrator, and the output actually consumed for bonding can be detected. The specific configuration is not shown in the official gazette. For example, a mechanism for directly contacting a vibrator with a joint and detecting an output waveform of the vibrator,
In the case of the wedge bonding method, a mechanism is attached to the wedge that presses the wire and a mechanism for detecting the output waveform of the oscillator, or in the case of the above-described automatic wire bonding apparatus, the oscillator is attached to the capillary. A mechanism or the like for detecting the output waveform of the vibrator is assumed.

【0007】一方、ボンディング方法には、上記ワイヤ
ボンディングのほかにワイヤレスボンディングがある。
例えば、半導体チップの表裏を逆にして、バンプと配線
基板の電極(パッド)とを位置合わせして、フェースダ
ウンボンディングで実装するいわゆるフリップチップボ
ンディングが広く実施されているが、この場合、ワイヤ
レスボンディングが行われる。これは、上記のようなワ
イヤを用いることなく、複数形成されるバンプとパッド
とをこれらの数に関係無く1 回のボンディング操作で接
合するものである。通常、バンプをはんだ材料より形成
するときにはリフロー方式が用いられるが、上記のワイ
ヤボンディングの例のようにバンプをAu材料より形成
するときは、温度条件上このリフロー方式等の加熱溶着
方法は採用できないため、例えば、超音波振動を用いて
接合する方法が提案されている(特開昭59−2088
44号公報)。
On the other hand, as a bonding method, there is a wireless bonding other than the wire bonding.
For example, so-called flip-chip bonding, in which a semiconductor chip is turned upside down and bumps are aligned with electrodes (pads) of a wiring board and mounted by face-down bonding, is widely used. Is performed. In this method, a plurality of formed bumps and pads are joined by a single bonding operation regardless of the number of the bumps and pads, without using wires as described above. Normally, a reflow method is used when a bump is formed from a solder material. However, when a bump is formed from an Au material as in the above-described wire bonding example, a heat welding method such as the reflow method cannot be adopted due to temperature conditions. Therefore, for example, a joining method using ultrasonic vibration has been proposed (JP-A-59-2088).
No. 44).

【0008】このようにして製造されるフリップチップ
タイプの半導体デバイスは、デバイスの小型化、高密度
実装化の観点からは理想的なものということができる。
The flip-chip type semiconductor device manufactured in this manner can be said to be ideal from the viewpoint of miniaturization and high-density mounting of the device.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなフリップ
チップボンディングにおいて、ワイヤボンディングの場
合と同様に超音波振動を利用して接合することが考えら
れる。上記したように、リフロー方式等の加熱溶着方法
ははんだバンプを用いるときには適当であるものの、バ
ンプの材料にAu等の金属を用いる場合には適当ではな
く、また、はんだバンプの場合であってもフリップチッ
プボンディングについては熱応力によるはんだの疲労破
壊等の不具合も惹起されるためである。
In the above-described flip-chip bonding, it is conceivable to perform bonding using ultrasonic vibration as in the case of wire bonding. As described above, the heat welding method such as the reflow method is appropriate when a solder bump is used, but is not appropriate when a metal such as Au is used as a material for the bump, and even when a solder bump is used. This is because flip chip bonding also causes problems such as fatigue fracture of solder due to thermal stress.

【0010】しかしながら、ワイヤボンディングにおけ
る上記の超音波ボンダ用超音波発振器のような、ボンデ
ィング状態をモニタリングし、あるいはさらに最適なボ
ンディング条件に制御する技術は、フリップチップボン
ディングに関しては未だ検討されていないのが実情であ
る。したがって、ボンディング作業を所定時間一律に行
うと、例えば、超音波振動子と半導体チップとはそれぞ
れ平面同士で当接されるために超音波振動子の振動が半
導体チップに完全に伝達されず、特に、この現象は、超
音波振動子と半導体チップとがすべりを生じると顕著と
なり、ボンディング不充分の状態でボンディング作業が
終了して不良品が発生することになる。あるいはその逆
に、何らかの原因でボンディングが実際には完了した後
も振動が加えられる状態が継続すると接合部にストレス
を生じてこれも不良品発生につながるという不具合を生
じることになる。
However, techniques for monitoring the bonding state or controlling the bonding conditions to more optimum bonding conditions, such as the above-described ultrasonic oscillator for an ultrasonic bonder in wire bonding, have not yet been studied for flip chip bonding. Is the actual situation. Therefore, when the bonding operation is uniformly performed for a predetermined time, for example, the ultrasonic vibrator and the semiconductor chip are brought into contact with each other in a plane, so that the vibration of the ultrasonic vibrator is not completely transmitted to the semiconductor chip. This phenomenon becomes remarkable when the ultrasonic vibrator and the semiconductor chip slip, and the bonding operation is completed in a state where the bonding is insufficient and a defective product is generated. Or, conversely, if vibration continues for some reason even after the bonding is actually completed, stress will be generated at the joint and this will also lead to defective products.

【0011】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、超音波を用いて半導体チップボンディングを行
うときに、ボンディング状態をモニタリングし、適正な
ボンディング条件を確保する等の適宜適当な処置をとる
ことにより良好な製造品質管理を実現することができる
超音波を用いた半導体チップボンディング方法および装
置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and when performing semiconductor chip bonding using ultrasonic waves, the bonding state is monitored and appropriate measures such as securing appropriate bonding conditions are ensured. Therefore, it is an object of the present invention to provide a semiconductor chip bonding method and apparatus using ultrasonic waves, which can realize good manufacturing quality control by adopting the method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体チッ
プボンディング方法は、半導体チップを配線パターンが
形成された部材に超音波を用いて接続するための半導体
チップボンディング方法であって、超音波振動される該
半導体チップの振動波形を測定し、該測定結果からボン
ディング状態を把握することを特徴とする(請求項1に
係る発明)。このような半導体チップボンディング方法
に用いられる装置は、該半導体チップを超音波振動させ
る超音波発振出力・時間設定回路、超音波発振回路およ
び超音波振動子(発振ホーン)から構成される超音波振
動機構と、該半導体チップの振動波形を測定するセンサ
と、が設けられることを特徴とする(請求項7に係る発
明)。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor chip bonding method according to the present invention is a semiconductor chip bonding method for connecting a semiconductor chip to a member having a wiring pattern formed thereon using ultrasonic waves. The vibration waveform of the semiconductor chip is measured, and the bonding state is grasped from the measurement result (the invention according to claim 1). An apparatus used for such a semiconductor chip bonding method includes an ultrasonic oscillation output / time setting circuit for ultrasonically oscillating the semiconductor chip, an ultrasonic oscillation circuit and an ultrasonic oscillator (oscillation horn). A mechanism and a sensor for measuring a vibration waveform of the semiconductor chip are provided (the invention according to claim 7).

【0013】ここで、配線パターンが形成された部材と
は、通常の配線基板のみでなく、半導体チップが搭載さ
れる配線パターン形成物を広く指す。例えば、ハードデ
ィスク装置におけるヘッドを取付けるためのサスペンシ
ョンがこれに該当し、サスペンションには配線パターン
が形成され、半導体チップであるヘッドICが搭載され
る。
Here, the member on which the wiring pattern is formed broadly refers to not only a normal wiring board but also a wiring pattern formed product on which a semiconductor chip is mounted. For example, a suspension for mounting a head in a hard disk device corresponds to this, and a wiring pattern is formed on the suspension, and a head IC as a semiconductor chip is mounted.

【0014】これにより、半導体チップの振動状態をモ
ニタリングし、例えば、半導体デバイス製品間の振動波
形の変化をチェックし、あるいは、予め設定した理想の
振動状態と対比判断する等によって、ボンディング状態
の良否を把握し、さらに必要に応じた適正な処置をとる
ことにより、半導体デバイス製造工程における良好な製
造品質管理を実現することができる。
By monitoring the vibration state of the semiconductor chip, for example, checking for changes in the vibration waveform between semiconductor device products, or comparing the vibration state with an ideal vibration state set in advance to determine whether the bonding state is good or bad. By grasping the situation and taking appropriate measures as necessary, good manufacturing quality control in the semiconductor device manufacturing process can be realized.

【0015】これに用いるセンサは特に限定するもので
はないが、例えば、非接触型振動計としてレーザードッ
プラー振動計を用いて測定対象物からの反射光の振動数
のドップラー効果による変化を測定すると、測定対象物
である半導体チップに接触することなく測定することが
できて好適である。また、接触型振動計として圧電素子
(ピエゾ素子)を測定対象物に取付け、圧電素子から発
生する電流の変化を測定してもよい。
The sensor used for this purpose is not particularly limited. For example, when a change in the frequency of light reflected from a measurement object due to the Doppler effect is measured using a laser Doppler vibrometer as a non-contact vibrometer, It is preferable that the measurement can be performed without contacting the semiconductor chip to be measured. Alternatively, a piezoelectric element (piezo element) may be attached to a measurement object as a contact-type vibrometer, and a change in current generated from the piezoelectric element may be measured.

【0016】この場合、半導体チップに代えて超音波振
動子の振動状態をセンサによって検知することも考えら
れる。しかしながら、前記したように、装置の構成上、
半導体チップは超音波振動子の振動を直接受けるのでは
なく、半導体チップ吸着搬送ツール等によって押圧され
た状態で超音波振動子で発生する振動が半導体チップ吸
着搬送ツールを介して半導体チップに伝達され、このと
き、半導体チップ吸着搬送ツールと半導体チップとはと
もに平坦な面同士で当接されるため、すべりを生じるこ
とがある。さらに、振動を加える目的物は、例えば、フ
リップチップの場合、正確には半導体チップのベース基
板ではなくてベース基板の表面に形成されるバンプであ
り、いわば、振動はベース基板を介してバンプに伝達さ
れることになる。したがって、超音波振動子の振動波形
が完全に半導体チップの振動波形となることは現実には
ありえず、特に、半導体チップ吸着搬送ツールと半導体
チップとのすべりが生じた場合は、両者の振動波形のギ
ャップが顕著となることが考えられる。このような状態
で、超音波振動子の振動状態をセンサによって検知する
のは適当ではなく、一方、接合箇所としてのバンプの振
動を直接測定することは装置の構成上困難であり、か
つ、複数形成されるバンプ全ての振動を測定することは
できないため、本発明のように半導体チップの振動状態
をセンサによって検知するのがボンディング状態を出来
る限り的確にモニタリングする上で好適である。
In this case, it is conceivable that the vibration state of the ultrasonic vibrator is detected by a sensor instead of the semiconductor chip. However, as described above, due to the configuration of the device,
The semiconductor chip does not directly receive the vibration of the ultrasonic vibrator, but the vibration generated by the ultrasonic vibrator while being pressed by the semiconductor chip suction and transfer tool is transmitted to the semiconductor chip via the semiconductor chip suction and transfer tool. At this time, the semiconductor chip suction and transfer tool and the semiconductor chip are both brought into contact with each other on flat surfaces, so that a slip may occur. Further, the object to which vibration is applied is, for example, in the case of a flip chip, not a base substrate of a semiconductor chip but a bump formed on the surface of the base substrate, so to speak, the vibration is applied to the bump via the base substrate. Will be communicated. Therefore, the vibration waveform of the ultrasonic vibrator cannot completely become the vibration waveform of the semiconductor chip. In particular, when the semiconductor chip suction and transfer tool and the semiconductor chip slip, the vibration waveforms of both of them are generated. It is conceivable that the gap becomes significant. In such a state, it is not appropriate to detect the vibration state of the ultrasonic vibrator by a sensor. On the other hand, it is difficult to directly measure the vibration of the bump as a joining portion due to the configuration of the apparatus, and the Since it is not possible to measure the vibration of all of the bumps to be formed, it is preferable to detect the vibration state of the semiconductor chip with a sensor as in the present invention in order to monitor the bonding state as accurately as possible.

【0017】また、本発明に係る半導体チップボンディ
ング方法および装置において、半導体チップに代えて、
配線パターンが形成された部材を超音波振動させ、その
配線パターンが形成された部材の振動波形を測定しても
よい(請求項2、8に係る発明)。例えば、回路の構成
上等の理由で半導体チップに超音波振動を与えることが
必ずしも好ましくない場合は、これにより、本発明の効
果を好適に奏することができる。この場合、振動子から
の振動を一次的には配線パターンが形成された部材以外
の、例えば、配線パターンが形成された部材を戴置する
ステージに伝える場合には、そのステージの振動状態を
検知してもよい。また、超音波振動子により、配線パタ
ーンが形成された部材でなく、半導体チップに超音波振
動を与えた状態で、配線パターンが形成された部材ある
いはステージの振動をセンサにより検知してもよい。す
なわち、ボンディグ終了時には、半導体チップと配線パ
ターンが形成された部材とが接合されて一体化され、配
線パターンが形成された部材あるいはステージの振動状
態が顕著に変化する現象を利用して、配線パターンが形
成された部材あるいはステージの振動状態をモニタリン
グしてボンディング状態を判断するものである。
Further, in the semiconductor chip bonding method and apparatus according to the present invention, instead of the semiconductor chip,
The member on which the wiring pattern is formed may be ultrasonically vibrated, and the vibration waveform of the member on which the wiring pattern is formed may be measured (the invention according to claims 2 and 8). For example, when it is not always preferable to apply ultrasonic vibration to the semiconductor chip for reasons such as a circuit configuration, the effects of the present invention can be suitably exhibited. In this case, when the vibration from the vibrator is primarily transmitted to a stage other than the member on which the wiring pattern is formed, for example, to a stage on which the member on which the wiring pattern is formed, the vibration state of the stage is detected. May be. Further, the vibration of the member or the stage on which the wiring pattern is formed may be detected by a sensor in a state where the ultrasonic vibration is applied to the semiconductor chip instead of the member on which the wiring pattern is formed by the ultrasonic vibrator. That is, at the end of bonding, the semiconductor chip and the member on which the wiring pattern is formed are joined and integrated, and the phenomenon in which the vibration state of the member on which the wiring pattern is formed or the stage is significantly changed is used. The bonding state is determined by monitoring the vibration state of the member or stage on which is formed.

【0018】上記のようにしてセンサによってモニタリ
ングした振動状態の情報を活用するために、本発明に係
る半導体チップボンディング方法は、最適なボンディン
グ状態に対応する最適振動波形を予め設定し、該最適振
動波形と前記振動波形とを比較するものであり(請求項
3に係る発明)、また、そのための装置として、前記超
音波振動機構は、前記センサにより得られるアナログ振
動波形が入力されるA/D変換回路と、最適なボンディ
ング状態に対応する最適デジタル振動波形を予め設定す
る最適デジタル波形設定回路と、該A/D変換回路から
出力されるデジタル振動波形と該最適デジタル振動波形
とを比較する比較回路と、をさらに有する構成とすると
(請求項9)、デジタル振動波形と最適デジタル振動波
形とを比較することにより、ボンディング状態について
一層的確な判断を行い適正に処置することができる。
In order to utilize the information of the vibration state monitored by the sensor as described above, the semiconductor chip bonding method according to the present invention sets the optimum vibration waveform corresponding to the optimum bonding state in advance, and A waveform is compared with the vibration waveform (the invention according to claim 3), and as an apparatus therefor, the ultrasonic vibration mechanism includes an A / D to which an analog vibration waveform obtained by the sensor is input. A conversion circuit, an optimal digital waveform setting circuit for presetting an optimal digital oscillation waveform corresponding to an optimal bonding state, and a comparison for comparing the digital oscillation waveform output from the A / D conversion circuit with the optimal digital oscillation waveform Circuit (claim 9), the digital vibration waveform can be compared with the optimal digital vibration waveform. Accordingly, it is possible to properly treat perform a more precise judgment for bonding state.

【0019】また、この場合、本発明に係る半導体チッ
プボンディング方法は、前記最適振動波形と前記振動波
形とを比較して表示装置に表示するとともに、比較値が
予め設定された基準から外れる場合に異常を表示するも
のであり(請求項4に係る発明)、また、そのための装
置として、前記超音波振動機構は、前記比較回路から出
力される信号を表示するとともに、予め設定された基準
から外れる場合に異常を表示する表示装置をさらに有す
るように構成すると(請求項10に係る発明)、表示装
置の表示によって、ボンディング状態について一層的確
な判断を行うことができる。
In this case, the semiconductor chip bonding method according to the present invention compares the optimum vibration waveform with the vibration waveform, displays the comparison result on a display device, and, when the comparison value deviates from a predetermined reference. The ultrasonic vibration mechanism displays a signal output from the comparison circuit and deviates from a preset reference as an apparatus for displaying an abnormality (the invention according to claim 4). In a case where the apparatus further includes a display device for displaying an abnormality in the case (the invention according to claim 10), the display of the display device enables a more accurate determination of the bonding state.

【0020】また、この場合、本発明に係る半導体チッ
プボンディング方法は、さらに、半導体チップボンディ
ング装置を停止するものであり(請求項5に係る発
明)、また、そのための装置として、前記超音波振動機
構を含む半導体チップボンディング装置の運転・停止を
制御する制御部がさらに設けられ、前記表示装置の異常
を示す信号を該制御部に入力して半導体チップボンディ
ング装置を停止するように構成すると(請求項5に係る
発明)、ボンディングが完全でない不良品が連続して発
生する事態を回避することができ、また、装置を停止し
た状態で、的確な異常処置を行うことができる。
Further, in this case, the semiconductor chip bonding method according to the present invention further comprises stopping the semiconductor chip bonding apparatus (the invention according to claim 5). A control unit for controlling the operation / stop of the semiconductor chip bonding apparatus including the mechanism is further provided, and a signal indicating an abnormality of the display device is input to the control unit to stop the semiconductor chip bonding apparatus. Invention according to item 5), it is possible to avoid a situation in which defective products that are not completely bonded are continuously generated, and it is possible to perform an appropriate abnormality treatment while the apparatus is stopped.

【0021】また、この場合、本発明に係る半導体チッ
プボンディング方法は、前記最適振動波形と前記振動波
形との比較結果に基づいて振動波形をフィードバック制
御するものであり(請求項6に係る発明)、そのための
装置として、さらに、前記比較回路から出力される信号
を前記超音波発振出力・時間設定回路へフィードバック
して、振動波形をフィードバック制御するように構成す
ると(請求項12に係る発明)、ボンディング状態を常
に適正に維持することにより、ボンディング不良の製品
の発生を抑制することができる。
Further, in this case, the semiconductor chip bonding method according to the present invention is to feedback-control the vibration waveform based on a result of comparison between the optimum vibration waveform and the vibration waveform (the invention according to claim 6). As a device therefor, the signal output from the comparison circuit is further fed back to the ultrasonic oscillation output / time setting circuit to perform feedback control of the oscillation waveform (the invention according to claim 12). By always maintaining the bonding state appropriately, it is possible to suppress the occurrence of a product having a bonding failure.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明に係る半導体チップボンデ
ィング方法および装置の好適な実施の形態(以下、本実
施の形態例という。)について、フリップチップを例に
とり、図を参照して、以下に説明する。まず、本実施の
形態の第1の例に係るフリップチップボンディング装置
10は、図1に示すように、パッド11の形成される面
を上に向けて配線基板(配線パターンが形成された部
材)12を戴置するステージ14と、半導体チップ16
を表裏逆転した状態でバンプ18の形成される表面を下
に向けて裏面側を上方から吸着、保持した状態で搬送
し、配線基板12に当接させてボンディングするボンデ
ィングユニット20と、ボンディングユニット20の動
作を制御する図示しない制御部と、さらにセンサ22と
からおよそ構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a semiconductor chip bonding method and apparatus according to the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings by taking a flip chip as an example. explain. First, as shown in FIG. 1, a flip-chip bonding apparatus 10 according to a first example of the present embodiment has a wiring board (a member on which a wiring pattern is formed) with a surface on which pads 11 are formed facing upward. A stage 14 on which the semiconductor chip 12 is mounted, and a semiconductor chip 16
A bonding unit 20 for transporting with the surface on which the bumps 18 are formed face down and the back side adsorbed and held from above, and abutted against the wiring board 12 for bonding, with the bonding unit 20 turned upside down; , And a control unit (not shown) for controlling the above operation, and a sensor 22.

【0023】ボンディングユニット20はボンディング
ヘッド24と、ボンディングヘッド24から垂下するボ
ンディングツール26と、ボンディングツール26と一
体的に設けられる超音波振動子28から構成される。ボ
ンディングユニット20は半導体チップ16を吸引、搬
送するための図示しない吸引、搬送機構を有するととも
に、ボンディングツール26を押下して半導体チップ1
6を配線基板12に当接させ、所定の圧力まで加圧する
ための図示しない加圧機構を有する。
The bonding unit 20 includes a bonding head 24, a bonding tool 26 hanging from the bonding head 24, and an ultrasonic transducer 28 provided integrally with the bonding tool 26. The bonding unit 20 has a suction and transfer mechanism (not shown) for sucking and transferring the semiconductor chip 16, and presses the bonding tool 26 to release the semiconductor chip 1.
6 has a pressure mechanism (not shown) for contacting the wiring board 12 with the wiring board 12 and pressurizing the pressure to a predetermined pressure.

【0024】制御部のなかのユニットとして半導体チッ
プ16を超音波振動させる超音波発振出力・時間設定回
路30と超音波発振回路32とが設けられる。これら超
音波発振出力・時間設定回路30、超音波発振回路32
と上記の超音波振動子28とから超音波振動機構が構成
される。センサ22は、この場合、非接触型振動計であ
るレーザードップラー振動計であり、半導体チップ16
の側面16aからの反射光を受光可能なように配置さ
れ、反射光の振動数のドップラー効果による変化を測定
する。
An ultrasonic oscillation output / time setting circuit 30 for ultrasonically oscillating the semiconductor chip 16 and an ultrasonic oscillation circuit 32 are provided as units in the control section. The ultrasonic oscillation output / time setting circuit 30 and the ultrasonic oscillation circuit 32
And the above-described ultrasonic vibrator 28 constitute an ultrasonic vibration mechanism. In this case, the sensor 22 is a laser Doppler vibrometer, which is a non-contact vibrometer, and the semiconductor chip 16
Are arranged so as to be able to receive the reflected light from the side surface 16a of the light-emitting device, and measure the change in the frequency of the reflected light due to the Doppler effect.

【0025】上記のように構成される本実施の形態の第
1の例に係るフリップチップボンディング装置10を用
いたフリップチップボンディング方法を以下説明する。
まず、図示しない入力機構を用いて所定の超音波発振出
力および時間を予め超音波発振出力・時間設定回路30
に入力し、設定する。ついで、ステージ14に配線基板
12を戴置するとともに、ボンディングユニット20に
より半導体チップ16を吸引し、所定の位置まで搬送
し、ボンディングツール26を押下して半導体チップ1
6に形成されるバンプ18と配線基板12に形成される
パッド11とを当接するように位置決めする。この状態
で、さらにボンディングツール26を押下して半導体チ
ップ16を所定の圧力まで加圧する。そして、超音波発
振出力・時間設定回路30により超音波発振回路32を
動作させ、超音波振動子28を超音波振動させる。これ
により超音波振動子28の振動が半導体チップ16に伝
達され、半導体チップ16が水平方向(図1 中矢印方
向)に振動して、バンプ18とパッド11とが溶着さ
れ、ボンディングされる。
A flip-chip bonding method using the flip-chip bonding apparatus 10 according to the first example of the present embodiment configured as described above will be described below.
First, a predetermined ultrasonic oscillation output and time are preset using an input mechanism (not shown).
Enter and set. Next, the wiring board 12 is placed on the stage 14, the semiconductor chip 16 is sucked by the bonding unit 20, transported to a predetermined position, and the bonding tool 26 is pressed to release the semiconductor chip 1.
The bumps 18 formed on the wiring board 6 and the pads 11 formed on the wiring board 12 are positioned so as to be in contact with each other. In this state, the bonding tool 26 is further pressed to press the semiconductor chip 16 to a predetermined pressure. Then, the ultrasonic oscillation circuit 32 is operated by the ultrasonic oscillation output / time setting circuit 30, and the ultrasonic transducer 28 is ultrasonically vibrated. As a result, the vibration of the ultrasonic transducer 28 is transmitted to the semiconductor chip 16, the semiconductor chip 16 vibrates in the horizontal direction (the direction of the arrow in FIG. 1), and the bump 18 and the pad 11 are welded and bonded.

【0026】この、超音波振動子28を超音波振動させ
ることによりボンディングする過程で、センサ22によ
り半導体チップ16の振動波形が検出され、モニタリン
グされる。そして、例えば、ボンディングされた半導体
デバイス製品間の振動波形の変化をチェックし、あるい
は、予め設定した理想の振動状態と対比判断する等によ
って、ボンディング状態の良否を把握し、さらに必要に
応じた適正な処置をとることにより、半導体デバイス製
造工程における良好な製造品質管理を実現することがで
きる。
In the process of bonding the ultrasonic vibrator 28 by ultrasonic vibration, the vibration waveform of the semiconductor chip 16 is detected by the sensor 22 and monitored. Then, for example, the change of the vibration waveform between the bonded semiconductor device products is checked, or the quality of the bonding state is grasped by judging by comparing it with an ideal vibration state set in advance, and further, if necessary, the appropriate By taking appropriate measures, good manufacturing quality control in the semiconductor device manufacturing process can be realized.

【0027】つぎに、本実施の形態の第2の例に係るフ
リップチップボンディング装置34について、図2を参
照して説明する。なお、以下の各実施例において、上記
本実施の形態の第1の例のフリップチップボンディング
装置10と同一の構成要素については、本実施の形態の
第1の例と同一の参照番号を付し、その説明を省略する
ことがある。
Next, a flip chip bonding apparatus 34 according to a second example of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following examples, the same components as those of the flip-chip bonding apparatus 10 of the first example of the present embodiment are given the same reference numerals as those of the first example of the present embodiment. , The description of which may be omitted.

【0028】本実施の形態の第2の例に係るフリップチ
ップボンディング装置34は、本実施の形態の第1の例
のフリップチップボンディング装置10とほぼ同一の構
成要素により構成されるが、以下の点が異なる。すなわ
ち、超音波振動子28は、配線基板12を戴置するステ
ージ14を図示しないベース上に支持する支持部材36
と一体的に設けられ、したがって、支持部材36を介し
て配線基板12が水平方向(図2中矢印方向)に振動す
る構成とされている。
The flip chip bonding apparatus 34 according to the second example of the present embodiment is constituted by substantially the same components as the flip chip bonding apparatus 10 of the first example of the present embodiment. The points are different. That is, the ultrasonic vibrator 28 includes a support member 36 for supporting the stage 14 on which the wiring board 12 is mounted on a base (not shown).
Therefore, the wiring board 12 vibrates in the horizontal direction (the direction of the arrow in FIG. 2) via the support member 36.

【0029】センサ38は、接触型振動計として、振動
する配線基板12に圧電素子(ピエゾ素子)40を取付
け、圧電素子40から発生する電流の変化を測定するも
のである。上記のように構成される本実施の形態の第2
の例に係るフリップチップボンディング装置34および
方法によれば、センサ38により配線基板の振動波形が
検出され、モニタリングされ、本実施の形態の第1の例
の場合と同様にボンディング状態の良否が判断される。
The sensor 38 is a contact-type vibrometer, in which a piezoelectric element (piezo element) 40 is attached to the vibrating wiring board 12, and a change in current generated from the piezoelectric element 40 is measured. The second embodiment of the present embodiment configured as described above
According to the flip-chip bonding apparatus 34 and the method according to the example, the vibration waveform of the wiring board is detected and monitored by the sensor 38, and the quality of the bonding state is determined as in the case of the first example of the present embodiment. Is done.

【0030】つぎに、本実施の形態の第3の例に係るフ
リップチップボンディング装置42について、図3を参
照して説明する。本実施の形態の第3の例に係るフリッ
プチップボンディング装置42は、本実施の形態の第1
の例のフリップチップボンディング装置10とほぼ同一
の構成要素により構成されるが、以下の点が異なる。
Next, a flip chip bonding apparatus 42 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The flip chip bonding apparatus 42 according to the third example of the present embodiment is similar to the flip chip bonding apparatus 42 of the present embodiment.
Although it is constituted by substantially the same components as the flip chip bonding apparatus 10 of the example, the following points are different.

【0031】すなわち、ボンディングツール26を緩挿
する貫通孔部48を有する方形状の半導体チップ接触部
材44がボンディングユニット20とは別に設けられ、
その半導体チップ接触部材44を振動させるために超音
波振動子28が設けられる。半導体チップ接触部材44
の貫通孔部48は段差状に形成され、拡大して下方に開
口するとともに、開口部はテーパ状(参照符号48a)
に形成される。ボンディングツール26によって半導体
チップ16を加圧する際、半導体チップ接触部材44は
図示しない稼働機構に付勢されて半導体チップ16の外
周に軽く接触して半導体チップ16を把持する構成とさ
れる。
That is, a rectangular semiconductor chip contact member 44 having a through hole 48 into which the bonding tool 26 is loosely inserted is provided separately from the bonding unit 20,
An ultrasonic vibrator 28 is provided to vibrate the semiconductor chip contact member 44. Semiconductor chip contact member 44
The through hole 48 is formed in a step shape, is enlarged and opens downward, and the opening is tapered (reference numeral 48a).
Formed. When the semiconductor chip 16 is pressed by the bonding tool 26, the semiconductor chip contact member 44 is configured to be urged by an operating mechanism (not shown) to lightly contact the outer periphery of the semiconductor chip 16 to grip the semiconductor chip 16.

【0032】したがって、半導体チップ16の外周に無
理な加圧力が作用して半導体チップ16が破損するおそ
れがない。また、このとき、半導体チップ接触部材44
の開口部はテーパ状に形成されるため、半導体チップ1
6を円滑に開口内に収容することができ、また、半導体
チップの寸法が異なる別ロットについても同一のボンデ
ィングユニット20および半導体チップ接触部材44を
用いることができる。
Therefore, there is no possibility that the semiconductor chip 16 will be damaged due to excessive force acting on the outer periphery of the semiconductor chip 16. At this time, the semiconductor chip contact member 44
Of the semiconductor chip 1 is formed in a tapered shape.
6 can be smoothly accommodated in the opening, and the same bonding unit 20 and semiconductor chip contact member 44 can be used for different lots having different semiconductor chip dimensions.

【0033】センサ46は、本実施の形態の第2の例と
同様に、接触型振動計として、振動を受ける半導体チッ
プ接触部材44に圧電素子40を取付けて、圧電素子4
0から発生する電流の変化を測定するように構成され
る。この場合、上記のとおり半導体チップ16は半導体
チップ接触部材44に把持されるため、すべりすること
なく半導体チップ16は半導体チップ接触部材44と一
体的に振動する。したがって、上記本実施の形態の第1
および第2の例に比べて実際のボンディング状態により
対応した半導体チップ接触部材44の振動波形を検知
し、モニタリングすることができる。
The sensor 46 is a contact-type vibrometer, similar to the second example of the present embodiment, in which the piezoelectric element 40 is attached to the semiconductor chip contact member 44 which receives vibration, and the piezoelectric element 4
It is configured to measure a change in current emanating from zero. In this case, since the semiconductor chip 16 is gripped by the semiconductor chip contact member 44 as described above, the semiconductor chip 16 vibrates integrally with the semiconductor chip contact member 44 without slipping. Therefore, the first embodiment of the present embodiment
Also, as compared with the second example, the vibration waveform of the semiconductor chip contact member 44 corresponding to the actual bonding state can be detected and monitored.

【0034】上記のように構成される本実施の形態の第
3の例に係るフリップチップボンディング装置42およ
び方法によれば、センサ46により半導体チップ接触部
材44の振動波形が検出され、モニタリングされ、ボン
ディング状態の良否が好適に判断される。つぎに、本実
施の形態の第4の例に係るフリップチップボンディング
装置50について、図4および図5を参照して説明す
る。
According to the flip chip bonding apparatus 42 and the method according to the third example of the present embodiment configured as described above, the vibration waveform of the semiconductor chip contact member 44 is detected and monitored by the sensor 46, The quality of the bonding state is suitably determined. Next, a flip chip bonding apparatus 50 according to a fourth example of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0035】図4に示す本実施の形態の第4の例に係る
フリップチップボンディング装置50は、本実施の形態
の第1の例のフリップチップボンディング装置10とボ
ンディングユニット20等の構成は同様であるが、超音
波振動機構およびセンサ52の構成が異なる。すなわ
ち、超音波振動機構は、本実施の形態の第1の例のフリ
ップチップボンディング装置10と同様に、超音波振動
子28、超音波発振出力・時間設定回路30および超音
波発振回路32を有するとともに、さらに、最適振動波
形設定回路54、A/D変換回路56、比較回路58お
よび表示装置60を有する。ここで、最適振動波形設定
回路54は、豊富な運転実績からボンディング状態の良
否各ケースの振動波形のデータを蓄積、解析して、ボン
ディング状態が良好なときのボンディング終了直前の最
適振動波形を見出し、この最適振動波形を入力して設定
するためのものである。また、この超音波振動機構を制
御するとともにフリップチップボンディング装置50の
動作およびフリップチップボンディング装置50への配
線基板12の自動搬入、完成した半導体デバイスの自動
搬出等の動作全般を制御する制御部62が設けられる。
The flip-chip bonding apparatus 50 according to the fourth embodiment of the present embodiment shown in FIG. 4 has the same configuration as the flip-chip bonding apparatus 10 of the first embodiment of the present embodiment and the bonding unit 20 and the like. However, the configurations of the ultrasonic vibration mechanism and the sensor 52 are different. That is, the ultrasonic vibration mechanism includes the ultrasonic vibrator 28, the ultrasonic oscillation output / time setting circuit 30, and the ultrasonic oscillation circuit 32, similarly to the flip chip bonding apparatus 10 of the first example of the present embodiment. In addition, it further has an optimum vibration waveform setting circuit 54, an A / D conversion circuit 56, a comparison circuit 58, and a display device 60. Here, the optimum vibration waveform setting circuit 54 accumulates and analyzes the data of the vibration waveform in each case of good or bad bonding condition from abundant operation results and finds the optimum vibration waveform immediately before the end of bonding when the bonding condition is good. , For inputting and setting the optimum vibration waveform. The control unit 62 controls the ultrasonic vibration mechanism and controls the entire operation of the flip chip bonding apparatus 50, the automatic loading of the wiring board 12 into the flip chip bonding apparatus 50, and the automatic unloading of the completed semiconductor device. Is provided.

【0036】上記のように構成される本実施の形態の第
4の例に係るフリップチップボンディング装置50を用
いたフリップチップボンディング方法を図5を参照して
説明する。予め、図示しない入力機構を用いて所定の超
音波発振出力および時間を超音波発振出力・時間設定回
路30に入力し、設定する(S10)。また、同様にし
て、最適振動波形(最適デジタル振動波形)を最適振動
波形設定回路54に入力し、設定する(S12)。
A flip chip bonding method using the flip chip bonding apparatus 50 according to the fourth example of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. A predetermined ultrasonic oscillation output and time are previously input to an ultrasonic oscillation output / time setting circuit 30 using an input mechanism (not shown) and set (S10). Similarly, the optimum vibration waveform (optimal digital vibration waveform) is input to the optimum vibration waveform setting circuit 54 and set (S12).

【0037】ついで、制御電源をオンして、運転が開始
される(S14)。図示しない自動搬入装置によりステ
ージ14に配線基板12を戴置した後(S16)、ボン
ディングユニット20により半導体チップ16を吸引
し、所定の位置まで搬送し、ボンディングツール26を
押下して半導体チップ16に形成されるバンプ18と配
線基板12に形成されるパッド11とを当接するように
位置決めする(S18)。この状態で、さらにボンディ
ングツール26を押下して半導体チップ16を所定の圧
力まで加圧する。
Next, the control power supply is turned on to start the operation (S14). After the wiring board 12 is placed on the stage 14 by an automatic loading device (not shown) (S16), the semiconductor chip 16 is sucked by the bonding unit 20, transported to a predetermined position, and the bonding tool 26 is pressed down to the semiconductor chip 16. The bumps 18 to be formed and the pads 11 formed on the wiring board 12 are positioned so as to be in contact with each other (S18). In this state, the bonding tool 26 is further pressed to press the semiconductor chip 16 to a predetermined pressure.

【0038】そして、超音波発振出力・時間設定回路3
0により超音波発振回路32を動作させ、超音波振動子
28を超音波振動させる(S20)。これにより超音波
振動子28の振動が半導体チップ16に伝達され、半導
体チップ16が水平方向(図4中矢印方向)に振動し
て、バンプ18とパッド11とが溶着され、ボンディン
グされる。
Then, the ultrasonic oscillation output / time setting circuit 3
When 0, the ultrasonic oscillation circuit 32 is operated to ultrasonically vibrate the ultrasonic transducer 28 (S20). Thereby, the vibration of the ultrasonic transducer 28 is transmitted to the semiconductor chip 16, the semiconductor chip 16 vibrates in the horizontal direction (the direction of the arrow in FIG. 4), and the bump 18 and the pad 11 are welded and bonded.

【0039】この、超音波振動子28を超音波振動させ
ることによりボンディングする過程で、予め設定したボ
ンディング終了直前までの所定時間が経過すると、半導
体チップ16の振動波形が検出され、モニタリングされ
る(S22)。この、モニタリングされる振動波形はセ
ンサ52からアナログ信号としてA/D変換回路56に
送られ、A/D変換回路56の出力であるデジタル振動
波形はさらに比較回路58に送られる。一方、最適振動
波形設定回路54から出力される最適デジタル振動波形
も比較回路58に送られ、比較回路58でデジタル振動
波形と最適デジタル振動波形とが比較され、その結果が
出力される。この出力は表示装置60に入力されて、デ
ジタル振動波形と最適デジタル振動波形を表示するとと
もに、デジタル振動波形と最適デジタル振動波形の差分
が予め設定される許容値以内であれば、ボンディング状
態が正常と判断され、一方、許容値を越えるとボンディ
ング状態が異常と判断される(S24)。
In the process of bonding by ultrasonically oscillating the ultrasonic vibrator 28, when a predetermined time elapses immediately before the completion of the predetermined bonding, the vibration waveform of the semiconductor chip 16 is detected and monitored ( S22). The monitored vibration waveform is sent from the sensor 52 to the A / D conversion circuit 56 as an analog signal, and the digital vibration waveform output from the A / D conversion circuit 56 is further sent to the comparison circuit 58. On the other hand, the optimum digital vibration waveform output from the optimum vibration waveform setting circuit 54 is also sent to the comparison circuit 58, where the comparison circuit 58 compares the digital vibration waveform with the optimum digital vibration waveform, and outputs the result. This output is input to the display device 60 to display the digital vibration waveform and the optimal digital vibration waveform. If the difference between the digital vibration waveform and the optimal digital vibration waveform is within a preset allowable value, the bonding state is normal. On the other hand, if it exceeds the allowable value, it is determined that the bonding state is abnormal (S24).

【0040】ボンディング状態が正常と判断される場合
は、予め設定したボンディング終了まで時間が経過する
と、ボンディング終了とされ、製品である半導体デバイ
スがフリップチップボンディング装置50から搬出さ
れ、製品ヤードに移送される(S26)。そして、新た
な配線基板12がステージ14に戴置され(S16)、
ボンディング作業が繰り返される(S16〜S24)。
When it is determined that the bonding state is normal, the bonding is terminated when a predetermined time has elapsed until the completion of the bonding, and the semiconductor device as a product is carried out of the flip chip bonding apparatus 50 and transferred to the product yard. (S26). Then, the new wiring board 12 is placed on the stage 14 (S16),
The bonding operation is repeated (S16 to S24).

【0041】一方、ボンディング状態が異常と判断され
る場合は、異常状態が記録され、警報が発せられる(S
28)。そして、比較回路58の出力信号が制御部62
に送られ、制御部62からの制御信号によって、最適振
動波形出力・時間設定回路54の設定時間が予め定め
た、例えば、通常のボンディング時間の2倍等の所定値
に変更され(S29)、ボンディング作業が継続され
る。延長したボンディング時間が経過すると、ボンディ
ング終了とされ、半導体デバイスは良否判定用仕掛品ヤ
ードに搬出され(S30)、半導体デバイスのボンディ
ングの良否を別途試験評価し、良品と不良品とに分別す
る。ついで、比較回路58からの信号を受けた制御部6
2により、制御電源がオフされ、搬送系統を含む全装置
が停止される(S32)。そして、つぎのボンディング
作業に先立ち、ボンディング状態の異常記録を解析し
て、振動出力・時間を適正な値に設定変更した後(S3
4)、制御電源がオンされ(S14)、つぎのボンディ
ング作業が行われる(S16〜S24)。
On the other hand, if the bonding state is determined to be abnormal, the abnormal state is recorded and an alarm is issued (S
28). The output signal of the comparison circuit 58 is
The setting time of the optimum vibration waveform output / time setting circuit 54 is changed to a predetermined value, for example, twice the normal bonding time or the like, by a control signal from the control unit 62 (S29). The bonding operation is continued. When the extended bonding time elapses, the bonding is terminated, and the semiconductor device is carried out to the work-in-process yard for quality judgment (S30), and the quality of the bonding of the semiconductor device is separately tested and evaluated, and is classified into a good product and a defective product. Next, the control unit 6 receiving the signal from the comparison circuit 58
By 2, the control power supply is turned off, and all devices including the transport system are stopped (S32). Prior to the next bonding operation, the abnormal recording of the bonding state is analyzed, and the vibration output and time are changed to appropriate values (S3).
4) The control power is turned on (S14), and the next bonding operation is performed (S16 to S24).

【0042】なお、上記の動作フローおよび対応する装
置の構成において、全ステップを全て実行することが最
も好ましいが、これに限るものではない。例えば、ボン
ディング時間を延長することなく、異常状態が記録さ
れ、警報が発せられた後(S28)通常のボンディング
時間経過後、ボンディング不良の半導体デバイスは不良
品(オフ品)ヤードに搬出される(S30)構成として
もよい。また、異常時において、全装置が停止された後
(S32)、振動出力・時間を適正な値に設定変更する
ステップ(S34)に移行することがない場合であって
も、例えば、装置を点検した結果異常原因が判明しその
異常原因を除去できれば、不良品が連続して発生する事
態を回避できるという効果を有する。
In the above operation flow and the configuration of the corresponding device, it is most preferable to execute all the steps, but the present invention is not limited to this. For example, after the abnormal state is recorded and the alarm is issued without extending the bonding time (S28), after the normal bonding time elapses, the semiconductor device having the bonding failure is carried out to a defective (off-product) yard ( S30) The configuration may be adopted. In addition, even if the apparatus does not shift to the step of changing the vibration output / time to an appropriate value (S34) after all the apparatuses are stopped (S32) after abnormal operation, for example, the apparatus is inspected. As a result, if the cause of the abnormality is determined and the cause of the abnormality can be removed, there is an effect that a situation in which defective products are continuously generated can be avoided.

【0043】本実施の形態の第4の例に係るフリップチ
ップボンディング装置50および方法によれば、センサ
52により半導体チップ16の振動波形が検出され、モ
ニタリングされ、最適振動波形と比較することにより、
ボンディング状態の良否が判断される。また、振動波形
と最適振動波形とを表示装置に表示することによって、
ボンディング状態について一層的確な判断を行うことが
できる。またボンディング不良が発生すると、警報を発
し、さらには全装置を一旦停止することによって、不良
品が連続して発生する事態を回避することができる。ま
た、さらに、つぎのボンディング作業に先立ち、ボンデ
ィング状態の異常記録を解析して、振動出力・時間を適
正な値に設定変更することにより、適正な製造品質管理
を実現することができる。
According to the flip chip bonding apparatus 50 and the method according to the fourth example of the present embodiment, the vibration waveform of the semiconductor chip 16 is detected and monitored by the sensor 52 and compared with the optimum vibration waveform.
The quality of the bonding state is determined. Also, by displaying the vibration waveform and the optimal vibration waveform on a display device,
More accurate judgment can be made on the bonding state. In addition, when a bonding failure occurs, an alarm is issued, and all the devices are temporarily stopped, so that a situation in which defective products are continuously generated can be avoided. Further, prior to the next bonding operation, the abnormal recording of the bonding state is analyzed, and the vibration output and time are set and changed to appropriate values, so that appropriate manufacturing quality control can be realized.

【0044】つぎに、本実施の形態の第5の例に係るフ
リップチップボンディング装置64について、図6を参
照して説明する。フリップチップボンディング装置64
は、上記本実施の形態の第4の例のフリップチップボン
ディング装置50とほぼ同一の構成要素により構成され
るが、以下の点が異なる。
Next, a flip chip bonding apparatus 64 according to a fifth example of the present embodiment will be described with reference to FIG. Flip chip bonding device 64
Is composed of substantially the same components as the flip-chip bonding apparatus 50 of the fourth example of the present embodiment, except for the following points.

【0045】すなわち、センサ52による半導体チップ
16の振動波形のモニタリングは、ボンディング作業開
始後、所定のモニタリング(サンプリング)間隔で行わ
れる。そして、比較回路58から出力される差分信号
は、超音波発振出力・時間設定回路30に逐次入力さ
れ、差分信号レベルに応じて予め設定される変更量分だ
け超音波発振出力・時間の設定値が変更され、ボンディ
ング作業がフィードバック制御される。なお、この場
合、比較する最適振動波形は、上記本実施の形態の第4
の例と同様に、ボンディング終了直前のボンディング状
態の良好なときの振動波形である。
That is, the monitoring of the vibration waveform of the semiconductor chip 16 by the sensor 52 is performed at predetermined monitoring (sampling) intervals after the start of the bonding operation. The difference signal output from the comparison circuit 58 is sequentially input to the ultrasonic oscillation output / time setting circuit 30, and the ultrasonic oscillation output / time set value is changed by a preset amount according to the difference signal level. Is changed, and the bonding operation is feedback-controlled. In this case, the optimum vibration waveform to be compared is the fourth vibration waveform of the present embodiment.
7 is a vibration waveform when the bonding state immediately before the end of bonding is good.

【0046】この場合、上記本実施の形態の第4の例の
表示装置60を併置してもよく、あるいは設けなくても
よい。また、本実施の形態の第4の例と同様に、比較回
路58から制御部62に信号を入力する信号線を設けて
おいてもよい。上記のように構成されるフリップチップ
ボンディング装置64および方法によれば、ボンディン
グ作業がフィードバック制御されるため、不良品の発生
を極力回避することができる。なお、この場合、例え
ば、超音波発振時間を通常の場合の数倍に変更しても振
動波形が最適波形と大きく乖離するときは、制御システ
ムの不良や、バンプの形成条件の異常等想定外のトラブ
ルが考えられ、ボンディング作業を継続することは安全
上不都合であり、また、能率的でもないため、例えば、
通常のボンディング時間の3倍の時間が経過した時点で
当該品のボンディングを終了させ、つぎのボンディング
作業に移行するシーケンスが組まれる(図示せず。)。
但し、異常原因が当該品に固有のものでなく装置に起因
する場合は、さらに、不良品が多発するおそれがあるた
め、この場合、つぎのボンディング作業に移行すること
なく、全装置を停止するようにシステムを構成すると、
適正な事後処置をとることができて好適である。
In this case, the display device 60 of the fourth example of the present embodiment may be provided side by side or may not be provided. Further, similarly to the fourth example of the present embodiment, a signal line for inputting a signal from the comparison circuit 58 to the control unit 62 may be provided. According to the flip chip bonding apparatus 64 and the method configured as described above, the bonding operation is feedback-controlled, so that the occurrence of defective products can be avoided as much as possible. In this case, for example, if the vibration waveform greatly deviates from the optimum waveform even when the ultrasonic oscillation time is changed to several times the normal case, unexpected control errors or abnormal bump formation conditions may occur. Is considered, and continuing the bonding work is inconvenient for safety and is not efficient, so for example,
When a time three times as long as the normal bonding time has elapsed, the sequence for terminating the bonding of the product and shifting to the next bonding operation is set (not shown).
However, if the cause of the abnormality is not specific to the product but due to the device, there is a possibility that more defective products will occur. In this case, all devices are stopped without shifting to the next bonding operation. When the system is configured as
It is preferable because appropriate post-treatment can be taken.

【0047】最後に、ボンディング良好に進行するとき
の進行過程における半導体チップの振動波形の変化、ボ
ンディング終了直前の最適振動波形およびボンディング
が不良な状態の振動波形について、図7を参照しつつ、
以下検討する。まず、ボンディング進行過程における振
動波形の変化について、検討する。ボンディング初期
は、溶着現象が発生しておらず、したがって、半導体チ
ップと超音波振動子とが一体的に振動する状態であるた
め、半導体チップからの反射波は超音波振動子と同様の
正弦波の振動波形が得られる(図7(a)参照。)。
Finally, the change in the vibration waveform of the semiconductor chip during the progress of good bonding, the optimum vibration waveform immediately before the end of bonding, and the vibration waveform in the state of poor bonding will be described with reference to FIG.
Consider below. First, the change in the vibration waveform during the progress of bonding will be discussed. In the initial stage of bonding, no welding phenomenon occurs, and thus the semiconductor chip and the ultrasonic vibrator vibrate integrally, so that the reflected wave from the semiconductor chip has a sine wave similar to that of the ultrasonic vibrator. (See FIG. 7A).

【0048】ボンディングが進行するにつれて、バンプ
とパッドが溶着する状態に至り、振幅が最大の時点、す
なわち、水平方向の移動が折り返される時点では接合箇
所が部分的に引き千切られる現象が発生し、このため、
振動する半導体チップの振動に遅れが生じ、振動波形
は、三角波に近づき(図7(b)参照。)、ボンディン
グが良好に終了する段階、あるいは終了直前の段階で
は、ほぼ三角波となる(図7(c)参照。)。
As the bonding progresses, the bump and the pad are welded to each other. At the time when the amplitude is maximum, that is, at the time when the horizontal movement is folded, a phenomenon occurs in which the joint is partially cut off. For this reason,
A delay occurs in the vibration of the vibrating semiconductor chip, and the vibration waveform approaches a triangular wave (see FIG. 7B), and substantially becomes a triangular wave at the stage where bonding is successfully completed or immediately before the completion (FIG. 7). (See (c).)

【0049】この図7(c)のほぼ三角波は、前記各実
施例で述べた最適振動波形に対応する。つぎに、ボンデ
ィングが不良な状態の振動波形について検討する。ま
ず、ボンディング不良が発生する原因について考察する
と、第1に、ボンディングツールと半導体チップとの間
にすべりが発生する場合が考えられ、このとき、ボンデ
ィングツールが汚損して半導体チップとの間に異物等が
介在すると、このすべりは顕著になり、バンプに振動が
確実に伝達されないことになる。第2に、例えば、超音
波振動子と半導体チップとの締め付けがゆるんでいる場
合も、同様の現象が発生することになる。
The substantially triangular wave in FIG. 7C corresponds to the optimum vibration waveform described in each of the above embodiments. Next, a vibration waveform in a state where bonding is in a poor state will be examined. First, considering the cause of the bonding failure, firstly, it is conceivable that a slip may occur between the bonding tool and the semiconductor chip. At this time, the bonding tool is contaminated and foreign matter is present between the bonding tool and the semiconductor chip. When slippage occurs, the slip becomes remarkable, and vibration is not reliably transmitted to the bumps. Second, a similar phenomenon occurs when, for example, the tightening of the ultrasonic vibrator and the semiconductor chip is loose.

【0050】このような現象が発生すると、いずれの場
合も振動波形は最適振動波形に比べて振幅が小さくな
り、極端な場合は振幅が零となる(図示せず。)。上記
のボンディング状態ごとに異なる振動波形をボンディン
グ作業中にモニタリングして、比較判断することによっ
て、ボンディング状態の良否が判断される。
When such a phenomenon occurs, the amplitude of the vibration waveform becomes smaller than the optimum vibration waveform in any case, and becomes zero in an extreme case (not shown). The quality of the bonding state is determined by monitoring the vibration waveforms different for each of the bonding states during the bonding operation and making a comparison.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明に係る半導体チップボンディング
方法によれば、半導体チップを配線パターンが形成され
た部材に超音波を用いて接続するための半導体チップボ
ンディング方法であって、超音波振動される半導体チッ
プの振動波形を測定し、測定結果からボンディング状態
を把握するため、また、このような半導体チップボンデ
ィング方法に用いられる装置によれば、半導体チップを
超音波振動させる超音波発振出力・時間設定回路、超音
波発振回路および超音波振動子から構成される超音波振
動機構と、超音波振動される半導体チップの振動波形を
測定するセンサと、が設けられるため、半導体チップの
振動状態をモニタリングし、適正な処置をとることによ
り、半導体デバイス製造工程における良好な製造品質管
理を実現することができる。
According to the semiconductor chip bonding method according to the present invention, there is provided a semiconductor chip bonding method for connecting a semiconductor chip to a member on which a wiring pattern is formed by using ultrasonic waves. According to the apparatus used in such a semiconductor chip bonding method, to measure the vibration waveform of the semiconductor chip and grasp the bonding state from the measurement result, the ultrasonic oscillation output and time setting for ultrasonically oscillating the semiconductor chip are set. Circuit, an ultrasonic oscillation mechanism composed of an ultrasonic oscillation circuit and an ultrasonic transducer, and a sensor for measuring a vibration waveform of a semiconductor chip that is ultrasonically vibrated, so that a vibration state of the semiconductor chip is monitored. To achieve good manufacturing quality control in the semiconductor device manufacturing process by taking appropriate measures It can be.

【0052】また、本発明に係る半導体チップボンディ
ング方法および装置において、半導体チップに代えて、
配線パターンが形成された部材を超音波振動させ、その
配線パターンが形成された部材の振動波形を測定する
と、半導体チップに超音波振動を与えることが必ずしも
好ましくない場合においても本発明の効果を好適に奏す
ることができる。
Further, in the semiconductor chip bonding method and apparatus according to the present invention, instead of the semiconductor chip,
When the member on which the wiring pattern is formed is ultrasonically vibrated and the vibration waveform of the member on which the wiring pattern is formed is measured, the effect of the present invention is suitable even when it is not always preferable to apply ultrasonic vibration to the semiconductor chip. Can be played.

【0053】また、上記のようにしてセンサによってモ
ニタリングした振動状態の情報を活用するために、本発
明に係る半導体チップボンディング方法によれば、最適
なボンディング状態に対応する最適振動波形を予め設定
し、最適振動波形と振動波形とを比較するため、また、
そのための装置として、超音波振動機構は、センサによ
り得られるアナログ振動波形が入力されるA/D変換回
路と、最適なボンディング状態に対応する最適デジタル
振動波形を予め設定する最適デジタル波形設定回路と、
A/D変換回路から出力されるデジタル振動波形と最適
デジタル振動波形とを比較する比較回路と、をさらに有
するため、デジタル振動波形と最適デジタル振動波形と
を比較することにより、ボンディング状態について一層
的確な判断を行い適正に処置することができる。
According to the semiconductor chip bonding method of the present invention, the optimum vibration waveform corresponding to the optimum bonding state is preset in order to utilize the information on the vibration state monitored by the sensor as described above. , To compare the optimal vibration waveform with the vibration waveform,
As an apparatus therefor, an ultrasonic vibration mechanism includes an A / D conversion circuit to which an analog vibration waveform obtained by a sensor is input, an optimal digital waveform setting circuit for presetting an optimal digital vibration waveform corresponding to an optimal bonding state. ,
A comparison circuit that compares the digital vibration waveform output from the A / D conversion circuit with the optimal digital vibration waveform is further provided, so that the digital vibration waveform and the optimal digital vibration waveform are compared to more accurately determine the bonding state. And make appropriate decisions.

【0054】また、この場合、本発明に係る半導体チッ
プボンディング方法によれば、最適振動波形と振動波形
とを比較して表示装置に表示するとともに、比較値が予
め設定された基準から外れる場合に異常を表示するた
め、また、そのための装置として、超音波振動機構は、
比較回路から出力される信号を表示するとともに、予め
設定された基準から外れる場合に異常を表示する表示装
置をさらに有するため、表示装置の表示によって、ボン
ディング状態について一層的確な判断を行うことができ
る。
Further, in this case, according to the semiconductor chip bonding method of the present invention, the optimum vibration waveform and the vibration waveform are compared and displayed on the display device, and when the comparison value deviates from a preset reference. In order to display abnormalities, and as a device therefor, the ultrasonic vibration mechanism,
In addition to displaying a signal output from the comparison circuit, the display device further includes a display device that displays an abnormality when the value deviates from a predetermined reference. Therefore, the display of the display device enables more accurate determination of the bonding state. .

【0055】また、この場合、本発明に係る半導体チッ
プボンディング方法によれば、さらに、半導体チップボ
ンディング装置を停止するため、また、そのための装置
として、超音波振動機構を含む半導体チップボンディン
グ装置の運転・停止を制御する制御部がさらに設けら
れ、表示装置の異常を示す信号を制御部に入力して半導
体チップボンディング装置を停止するため、ボンディン
グが完全でない不良品が連続して発生する事態を回避す
ることができ、また、装置を停止した状態で、的確な異
常処置を行うことができる。
In this case, according to the semiconductor chip bonding method according to the present invention, the operation of the semiconductor chip bonding apparatus including the ultrasonic vibration mechanism is further stopped for stopping the semiconductor chip bonding apparatus. A control unit for controlling the stop is further provided, and a signal indicating an abnormality of the display device is input to the control unit to stop the semiconductor chip bonding apparatus, thereby avoiding a continuous occurrence of defective products with incomplete bonding. In addition, it is possible to perform an appropriate abnormality treatment while the apparatus is stopped.

【0056】また、この場合、本発明に係る半導体チッ
プボンディング方法によれば、最適振動波形と振動波形
との比較結果に基づいて振動波形をフィードバック制御
するため、また、そのための装置は、さらに、比較回路
から出力される信号を超音波発振出力・時間設定回路へ
フィードバックして、振動波形をフィードバック制御す
るように構成するため、ボンディング状態を常に適正に
維持することにより、ボンディング不良の製品の発生を
抑制することができる。
In this case, according to the semiconductor chip bonding method of the present invention, the vibration waveform is feedback-controlled based on the comparison result between the optimum vibration waveform and the vibration waveform. Since the signal output from the comparison circuit is fed back to the ultrasonic oscillation output / time setting circuit and the oscillation waveform is feedback-controlled, the bonding state is always maintained properly, and the occurrence of defective bonding products occurs. Can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態の第1の例に係るフリップチップ
ボンディング装置の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a flip chip bonding apparatus according to a first example of the present embodiment.

【図2】本実施の形態の第2の例に係るフリップチップ
ボンディング装置の概略構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a flip chip bonding apparatus according to a second example of the present embodiment.

【図3】本実施の形態の第3の例に係るフリップチップ
ボンディング装置の概略構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a flip chip bonding apparatus according to a third example of the present embodiment.

【図4】本実施の形態の第4の例に係るフリップチップ
ボンディング装置の概略構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a flip chip bonding apparatus according to a fourth example of the present embodiment.

【図5】本実施の形態の第4の例に係るフリップチップ
ボンディング方法を説明するためのフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a flip-chip bonding method according to a fourth example of the present embodiment.

【図6】本実施の形態の第5の例に係るフリップチップ
ボンディング装置の概略構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a flip chip bonding apparatus according to a fifth example of the present embodiment.

【図7】ボンディング状態と振動波形の関係を説明する
ための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a relationship between a bonding state and a vibration waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、34、42、50、64 フリップチップボンデ
ィング装置 12 配線基板 16 半導体チップ 20 ボンディングユニット 22、38、46、52 センサ 24 ボンディングヘッド 26 ボンディングツール 28 超音波振動子 30 超音波発振出力・時間設定回路 32 超音波発振回路 40 圧電素子 44 半導体チップ接触部材 54 最適振動波形設定回路 56 A/D変換回路 58 比較回路 60 表示装置 62 制御部
10, 34, 42, 50, 64 Flip chip bonding apparatus 12 Wiring board 16 Semiconductor chip 20 Bonding unit 22, 38, 46, 52 Sensor 24 Bonding head 26 Bonding tool 28 Ultrasonic transducer 30 Ultrasonic oscillation output / time setting circuit Reference Signs List 32 ultrasonic oscillation circuit 40 piezoelectric element 44 semiconductor chip contact member 54 optimal vibration waveform setting circuit 56 A / D conversion circuit 58 comparison circuit 60 display device 62 control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海沼 則夫 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 岡田 徹 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 5F044 KK01 LL00 PP15  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Norio Uinuma 4-1-1 Kamikadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Tohru Okada 4-1-1 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Fujitsu Limited F term (reference) 5F044 KK01 LL00 PP15

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップを配線パターンが形成され
た部材に超音波を用いて接続するための半導体チップボ
ンディング方法であって、 超音波振動される該半導体チップの振動波形を測定し、
該測定結果からボンディング状態を把握することを特徴
とする半導体チップボンディング方法。
1. A semiconductor chip bonding method for connecting a semiconductor chip to a member on which a wiring pattern is formed by using ultrasonic waves, comprising: measuring a vibration waveform of the semiconductor chip which is ultrasonically vibrated;
A bonding method for a semiconductor chip, wherein a bonding state is grasped from the measurement result.
【請求項2】 半導体チップを配線パターンが形成され
た部材に超音波を用い接続するための半導体チップボン
ディング方法であって、 超音波振動される該部材の振動波形を測定し、該測定結
果からボンディング状態を把握することを特徴とする半
導体チップボンディング方法。
2. A semiconductor chip bonding method for connecting a semiconductor chip to a member on which a wiring pattern is formed by using ultrasonic waves, wherein a vibration waveform of the member which is ultrasonically vibrated is measured, and from the measurement result, A semiconductor chip bonding method characterized by grasping a bonding state.
【請求項3】 最適なボンディング状態に対応する最適
振動波形を予め設定し、該最適振動波形と前記振動波形
とを比較することを特徴とする請求項1または2に記載
の半導体チップボンディング方法。
3. The semiconductor chip bonding method according to claim 1, wherein an optimum vibration waveform corresponding to an optimum bonding state is set in advance, and the optimum vibration waveform is compared with the vibration waveform.
【請求項4】 前記最適振動波形と前記振動波形とを比
較して表示装置に表示するとともに、比較値が予め設定
された基準から外れる場合に異常を表示することを特徴
とする請求項3記載の半導体チップボンディング方法。
4. The apparatus according to claim 3, wherein said optimum vibration waveform and said vibration waveform are compared and displayed on a display device, and an abnormality is displayed when the comparison value deviates from a preset reference. Semiconductor chip bonding method.
【請求項5】 さらに、半導体チップボンディング装置
を停止することを特徴とする請求項4記載の半導体チッ
プボンディング方法。
5. The semiconductor chip bonding method according to claim 4, further comprising stopping the semiconductor chip bonding apparatus.
【請求項6】 前記最適振動波形と前記振動波形との比
較結果に基づいて振動波形をフィードバック制御するこ
とを特徴とする請求項3記載の半導体チップボンディン
グ方法。
6. The semiconductor chip bonding method according to claim 3, wherein a feedback control of the vibration waveform is performed based on a comparison result between the optimum vibration waveform and the vibration waveform.
【請求項7】 半導体チップを配線パターンが形成され
た部材に超音波を用いて接続するための半導体チップボ
ンディング装置であって、 該半導体チップを超音波振動させる超音波発振出力・時
間設定回路、超音波発振回路および超音波振動子から構
成される超音波振動機構と、該超音波振動される該半導
体チップの振動波形を測定するセンサと、が設けられる
ことを特徴とする半導体チップボンディング装置。
7. A semiconductor chip bonding apparatus for connecting a semiconductor chip to a member having a wiring pattern formed thereon using ultrasonic waves, comprising: an ultrasonic oscillation output / time setting circuit for ultrasonically vibrating the semiconductor chip; A semiconductor chip bonding apparatus, comprising: an ultrasonic vibration mechanism including an ultrasonic oscillation circuit and an ultrasonic vibrator; and a sensor for measuring a vibration waveform of the semiconductor chip which is ultrasonically vibrated.
【請求項8】 半導体チップを配線パターンが形成され
た部材に超音波を用い接続するための半導体チップボン
ディング装置であって、 該部材を超音波振動させる超音波発振出力・時間設定回
路、超音波発振回路および超音波振動子から構成される
超音波振動機構と、該超音波振動される該部材の振動波
形を測定するセンサと、が設けられることを特徴とする
半導体チップボンディング装置。
8. A semiconductor chip bonding apparatus for connecting a semiconductor chip to a member on which a wiring pattern is formed using an ultrasonic wave, comprising: an ultrasonic oscillation output / time setting circuit for ultrasonically vibrating the member; A semiconductor chip bonding apparatus, comprising: an ultrasonic vibration mechanism including an oscillation circuit and an ultrasonic vibrator; and a sensor for measuring a vibration waveform of the member that is ultrasonically vibrated.
【請求項9】 前記超音波振動機構は、前記センサによ
り得られるアナログ振動波形が入力されるA/D変換回
路と、 最適なボンディング状態に対応する最適デジタル振動波
形を予め設定する最適デジタル波形設定回路と、 該A/D変換回路から出力されるデジタル振動波形と該
最適デジタル振動波形とを比較する比較回路と、をさら
に有することを特徴とする請求項7または8に記載の半
導体チップボンディング装置。
9. The ultrasonic vibration mechanism includes an A / D conversion circuit to which an analog vibration waveform obtained by the sensor is input, and an optimal digital waveform setting for presetting an optimal digital vibration waveform corresponding to an optimal bonding state. 9. The semiconductor chip bonding apparatus according to claim 7, further comprising: a circuit; and a comparison circuit that compares the digital vibration waveform output from the A / D conversion circuit with the optimal digital vibration waveform. .
【請求項10】 前記超音波振動機構は、前記比較回路
から出力される信号を表示するとともに、比較値が予め
設定された基準から外れる場合に異常を表示する表示装
置をさらに有することを特徴とする請求項9記載の半導
体チップボンディング装置。
10. The ultrasonic vibration mechanism further comprises a display device that displays a signal output from the comparison circuit and displays an abnormality when a comparison value deviates from a preset reference. 10. The semiconductor chip bonding apparatus according to claim 9, wherein:
【請求項11】 前記超音波振動機構を含む半導体チッ
プボンディング装置の運転・停止を制御する制御部がさ
らに設けられ、 前記表示装置の異常を示す信号を該制御部に入力して半
導体チップボンディング装置を停止するように構成する
ことを特徴とする請求項10記載の半導体チップボンデ
ィング装置。
11. A semiconductor chip bonding apparatus further comprising a control unit for controlling operation / stop of the semiconductor chip bonding apparatus including the ultrasonic vibration mechanism, wherein a signal indicating an abnormality of the display device is input to the control unit. 11. The semiconductor chip bonding apparatus according to claim 10, wherein the semiconductor chip bonding apparatus is configured to stop.
【請求項12】 前記比較回路から出力される信号を前
記超音波発振出力・時間設定回路へフィードバックし
て、振動波形をフィードバック制御するように構成する
ことを特徴とする請求項9記載の半導体チップボンディ
ング装置。
12. The semiconductor chip according to claim 9, wherein a signal output from said comparison circuit is fed back to said ultrasonic oscillation output / time setting circuit to perform feedback control of an oscillation waveform. Bonding equipment.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005340780A (en) * 2004-04-27 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electronic component mounting device and electronic component mounting method
KR101411937B1 (en) * 2013-08-19 2014-06-26 (주)피엔티 Method for examining quality of metal wire bonding in real time
CN110235232A (en) * 2017-02-03 2019-09-13 三菱电机株式会社 The manufacturing method of ultrasonic bonding equipment, ultrasonic bonding inspection method and ultrasonic bonding portion
CN114970441A (en) * 2022-06-06 2022-08-30 江苏泰治科技股份有限公司 Automatic wiring method for IC chip packaging

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005340780A (en) * 2004-04-27 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electronic component mounting device and electronic component mounting method
KR101411937B1 (en) * 2013-08-19 2014-06-26 (주)피엔티 Method for examining quality of metal wire bonding in real time
CN110235232A (en) * 2017-02-03 2019-09-13 三菱电机株式会社 The manufacturing method of ultrasonic bonding equipment, ultrasonic bonding inspection method and ultrasonic bonding portion
CN110235232B (en) * 2017-02-03 2023-04-07 三菱电机株式会社 Ultrasonic bonding apparatus, ultrasonic bonding inspection method, and method for manufacturing ultrasonic bonded part
CN114970441A (en) * 2022-06-06 2022-08-30 江苏泰治科技股份有限公司 Automatic wiring method for IC chip packaging
CN114970441B (en) * 2022-06-06 2023-11-28 江苏泰治科技股份有限公司 Automatic wiring method for IC chip package

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