JP2002198382A - ボンディングペーストの転写装置および転写ピンならびにボンディングペーストの転写方法 - Google Patents
ボンディングペーストの転写装置および転写ピンならびにボンディングペーストの転写方法Info
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Abstract
ーストをワークに転写により塗布することができるボン
ディングペーストの転写装置および転写ピンならびにボ
ンディングペーストの転写方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 ボンディングペーストをワーク表面に設
定された矩形の塗布エリアに転写するボンディングペー
ストの転写ピン22の下端部22aの転写面を、塗布エ
リアの対角線を結んで設定された対角塗布線に対応して
設けられワークの塗布平面に平行な平坦面22bを有す
る平坦部と、この平坦部以外の範囲に設けられ外縁部に
向かって傾斜した斜面22cを有する傾斜部とで構成す
る。これにより、コーナ点に確実にボンディングペース
トを塗布することができるとともに、転写ピンのボンデ
ィングペーストへの没入深さを調整することで、転写面
に付着するボンディングペーストの量を容易に調整する
ことができる。
Description
にボンディングするためのボンディングペーストをワー
クに転写により塗布するボンディングペーストの転写装
置および転写ピンならびにボンディングペーストの転写
方法に関するものである。
ィングするダイボンディング工程においては、半導体チ
ップの搭載に先立ってリードフレームのボンディング位
置にボンディングペースト(以下、単に「ペースト」と
略記する。)が塗布される。このペーストの塗布方法と
して、転写による方法が知られている。この塗布方法
は、転写ピンを移動させて転写ピンの下端面をペースト
の液面に接触させることによりペーストを付着させ、次
いで転写ピンを移動させて転写ピンに付着したペースト
を塗布対象面に転写するものである。従来より、ペース
トを付着させる転写面の形状が半導体チップの形状に応
じて矩形に形成された転写ピンが一般に用いられてい
る。
写面形状を有する転写ピンによってペーストを塗布する
場合には、適切な塗布量を確保する上で以下のような問
題点があった。すなわち全体塗布量を増大する目的で半
導体チップに対して相対的にサイズの大きい転写ピンを
使用してペーストを塗布すると、ペースト塗布量が過剰
になり搭載された半導体チップによってペーストを押し
広げる際に、半導体チップの範囲外にペーストが不必要
にはみ出しやすい。またこのペーストの過剰なはみ出し
を防止するために転写ピンのサイズを小さくすると、半
導体チップ搭載後に半導体チップのコーナ部分へのペー
ストの拡がりが不足する。そしてペースト塗布量の過剰
・不足、いずれの場合もボンディング不具合の原因とな
る。
なくボンディングペーストをワークに転写により塗布す
ることができるボンディングペーストの転写装置および
転写ピンならびにボンディングペーストの転写方法を提
供することを目的とする。
ングペーストの転写装置は、ペースト供給部に供給され
るボンディングペーストを転写ピンによってワーク表面
に設定された矩形の塗布エリアに転写するボンディング
ペーストの転写装置であって、ボンディングペーストの
液面を平らに整形するペースト供給部と、ワークを保持
するワーク保持部と、ボンディングペーストを転写する
転写ピンを備えた転写ヘッドと、この転写ピンの下端部
が前記ボンディングペーストの液面へ没入する没入深さ
を調整する没入深さ調整手段とを備え、前記転写ピンの
下端部のボンディングペーストが付着する転写面は、ボ
ンディングペーストが転写塗布される塗布範囲のうち前
記塗布エリアの内側から各コーナ点に向かう対角塗布線
を含んで設定された塗布線に対応して設けられワークの
塗布平面に平行な平坦面を有する平坦部と、この平坦部
以外の範囲に設けられ前記転写面の中央から外縁部に向
かうに従ってこの平坦面から転写ピンの基部側へ離れて
いく斜面を複数有する傾斜部とを備えた。
写ピンは、ボンディングペーストを下端部の転写面に付
着させてワーク表面に設定された矩形の塗布エリアに転
写するボンディングペーストの転写ピンであって、前記
転写面は、ボンディングペーストが転写塗布される塗布
範囲のうち前記塗布エリアの内側から各コーナ点に向か
う対角塗布線を含んで設定された塗布線に対応して設け
られワークの塗布平面に平行な平坦面を有する平坦部
と、この平坦部以外の範囲に設けられ前記転写面の中央
から外縁部に向かうに従ってこの平坦面から転写ピンの
基部側へ離れていく斜面を複数有する傾斜部とを備え
た。
写ピンは、請求項2記載のボンディングペーストの転写
ピンであって、前記対角塗布線は、前記塗布エリアの対
向するコーナ点を連結し相互に交差する2つの対角線に
沿って設定されている。
写ピンは、請求項2記載のボンディングペーストの転写
ピンであって、前記塗布線は、前記塗布エリア内の異な
る2点からそれぞれ2つのコーナ点に向かう対角塗布線
と、前記2点を結ぶ直線に沿って塗布エリアの中央部に
設定された中央塗布線を含む。
写方法であって、ペースト供給部に供給されるボンディ
ングペーストを転写ピンによってワーク表面に設定され
た矩形の塗布エリアに転写するボンディングペーストの
転写方法であって、前記転写ピンの下端面のペーストが
付着する転写面は、ボンディングペーストが転写塗布さ
れる塗布範囲のうち前記塗布エリアの内側から各コーナ
点に向かう対角塗布線を含んで設定された塗布線に対応
して設けられワークの塗布平面に平行な平坦面を有する
平坦部と、この平坦部以外の範囲に設けられ前記転写面
の中央から外縁部に向かうに従ってこの平坦面から転写
ピンの基部側へ離れていく斜面を複数有する傾斜部とを
備え、この転写ピンの下端部の前記ボンディングペース
トの液面への没入深さを没入深さ調整手段によって調整
することにより、転写面にボンディングペーストが付着
する付着面積および転写面へのボンディングペーストの
付着量を調整する。
ストが付着する転写面を、ボンディングペーストが転写
塗布される塗布範囲のうち前記塗布エリアの内側から各
コーナ点に向かう対角塗布線を含んで設定された塗布線
に対応して設けられワークの塗布平面に平行な平坦面を
有する平坦部と、この平坦部以外の範囲に設けられ転写
面の中央から外縁部に向かうに従ってこの平坦面から転
写ピンの基部側へ離れていく斜面を複数有する傾斜部を
備えた構成とすることによって、塗布エリアのコーナ点
に確実にボンディングペーストを塗布することができる
とともに、転写ピンのボンディングペーストへの没入深
さを調整することで、同一サイズの転写ピンを用いてワ
ークに塗布するボンディングペーストの量を容易に調整
することができる。
実施の形態1のボンディングペーストの転写装置の正面
図、図2(a)は本発明の実施の形態1のボンディング
ペーストの転写装置の部分斜視図、図2(b)は本発明
の実施の形態1のボンディングペーストの転写エリアの
平面図、図3は本発明の実施の形態1のボンディングペ
ーストの転写ピンの部分拡大斜視図、図4は本発明の実
施の形態1のボンディングペーストの転写ピンの転写面
の形状説明図、図5は本発明の実施の形態1のボンディ
ングペーストの転写ピンの部分拡大断面図、図6は本発
明の実施の形態1のボンディングペーストの転写装置の
部分断面図、図7は本発明の実施の形態1のボンディン
グペーストの転写方法の工程説明図である。
トの転写装置について説明する。図1において、ワーク
保持部1は移動テーブル2を備えている。移動テーブル
2上にはホルダ3が設けられており、ホルダ3はワーク
であるリードフレーム4を保持している。なお、ワーク
としてはリードフレーム4以外の回路基板でもよい。ワ
ーク保持部1の側方にはボンディングペースト供給部5
が配設されている。ボンディングペースト供給部5は、
平らな底面を有する容器6を備えており、容器6の底面
にはボンディングペースト7(以下、単に「ペースト
7」と略称する。)が塗布されている。
ニット9が設けられており、スキージユニット9はプー
リ10,11の間に調帯されたベルト12に結合されて
いる。モータ13を駆動してプーリ11を回転駆動させ
ることにより、スキージユニット9は水平移動し、スキ
ージ8はこの水平移動により容器6の底面上でペースト
7を平らに整形する。これにより、容器6の底面上には
一様の厚さtでペースト7が塗布される。ここで、スキ
ージ8の上下位置は調整機構8aで微調整可能となって
おり、容器6内に形成されるペースト塗膜の厚さtを所
望値に設定することができるようになっている。
ト供給部5の上方には、転写ヘッド20が転写ヘッド移
動手段によって移動可能に配設されている。転写ヘッド
20は、転写ピン22を備えた転写ツール21および転
写ツール21を昇降させる昇降機構23を備えている。
転写ツール21は転写ピン22の基部を着脱自在に保持
している。転写ヘッド20はブラケット24によってナ
ット25と結合されており、ナット25にはフレーム2
6に保持されX軸モータ27によって回転駆動される送
りねじ28が螺入している。更に、フレーム26はY軸
モータ29によって駆動されるY軸テーブル30に結合
されている。Y軸テーブル30、X軸モータ27、送り
ねじ28、ナット25および昇降機構23は、転写ヘッ
ド20をボンディングペースト供給部5やワーク(リー
ドフレーム4)に対して相対的に移動させる転写ヘッド
移動手段を構成する。
降機構23を制御部31によって制御することにより、
転写ヘッド20は移動し転写ピン22に所定の動作を行
わせることができる。転写ツール21をボンディングペ
ースト供給部5上に位置させた状態で、転写ピン22を
下降させて容器6に塗布されたペースト7に接触させ、
その後転写ピン22を上昇させることにより、転写ピン
22の下端部にはペースト7が付着する。
に移動させてリードフレーム4に対して転写ピン22を
上下動させる。これにより図2(a)に示すように、転
写ピン22の下端部に付着したペースト7を、リードフ
レーム4に実装されるチップに対応してリードフレーム
4上面に設定された矩形の塗布エリア4aに、転写によ
り塗布する。
ースト7の塗布範囲および転写ピン22の下端部の詳細
形状について説明する。図2(b)に示すように、塗布
エリア4aには転写塗布により以下の塗布範囲にペース
ト7が塗布される。塗布範囲は、塗布エリア4aの内側
から各コーナ点Cに向かって対角方向に設定された対角
塗布線L1,L2と、塗布エリア4aの中央部分に設定
された中央塗布範囲Aを含んで設定される。ここで対角
塗布線L1,L2は、塗布エリア4aの対向するコーナ
C点を連結し相互に交差する2つの対角線D1,D2に
沿って設定されている。
写ピン22の転写面(ペースト7が付着する面)につい
て説明する。転写ピン22の下端部22aの転写面に
は、図3、図4(a)に示すように、転写動作時におい
てリードフレーム4の塗布平面に平行な平坦面22bを
有する平坦部が対角塗布線L1,L2に対応して形成さ
れている。そして図4(b)、(c)のE−E断面、F
−F断面に示すように、平坦部22b以外の転写面の範
囲は、転写面の中央部から外縁部に向かうに従ってこの
平坦面から転写ピン22の基部側へ離れていく斜面22
cを複数有する傾斜部となっている。
記のような形状となっていることにより、ペースト7の
転写塗布時に以下に説明するような効果を得る。図5
は、転写ピン22の下端部22aをペースト7に接触さ
せてペースト7を転写ピン22に付着させる際の、下端
部22aのペースト7への没入深さとペースト7の付着
量との関係を示している。
の液面から没入させることにより、下端部22aの下面
の転写面にペースト7が付着する。このとき、平坦面2
2bは完全にペースト7内に没入していることから、平
坦部には全面にわたってペースト7が付着する。これに
対し、平坦部以外の傾斜部については、ぺースト7が付
着する範囲は、図5(a)、(b)にそれぞれ示すよう
に、下端部22aがペースト7内に没入する没入深さに
よって異なる。
22aがペースト7の液面から没入深さd1だけ没入し
た状態では、斜面22cにペースト7が付着幅b1の範
囲に付着する。そして図5(b)に示すように、没入深
さd1よりも大きいd2だけ下端部22aを没入させた
状態では、斜面22cには前述のb1よりも大きい付着
幅b2の範囲にペースト7が付着する。従って、転写ピ
ン22の下端部22aのペースト7の液面への没入深さ
を調整することにより、転写面にペースト7が付着する
付着面積および下端部22aへのペースト7の付着量を
調整することが可能となる。特に転写ピン22の中央に
おいて、付着するペースト7の付着量を自由にコントロ
ールすることが可能である。
部22aのペースト7の液面への没入深さを調整する没
入深さ調整手段について説明する。図6(a)は、容器
6の平坦な底面6aに対して、スキージ8の上下位置を
調整する調整機構8aを用いて没入深さを調整する方法
を示している。すなわち、この方法では、容器6に形成
されるペースト7の塗膜の厚さtを所望の没入深さに等
しくなるようにスキージ8の上下位置を調整しておく。
そして、転写ピン22をペースト7に対して下降させて
転写する際には、転写ピン22の下降が容器6の底面に
よって阻止されるまで下降させる。これにより、転写ピ
ン22の下端部22aは所望の没入深さだけペースト7
に没入する。従ってこの例では、スキージ8の調整機構
8aが、没入深さ調整手段となっている。
3により没入深さを調整する例を示している。この場合
には、容器6に形成されるペースト7の塗膜の厚さt
を、所望の没入深さdよりも厚めに形成しておき、この
ペースト7の塗膜に対して転写ピン22を下降させる。
そして、制御部31によって昇降機構23を制御して、
下端部22aが所望の没入深さdだけペースト7に没入
するよう、転写ピン22を下降させる。従ってこの例で
は昇降機構23および制御部31が没入深さ調整手段と
なっている。没入深さ調整手段としては、機械的に転写
ピン22の下降ストロークを調整するものや、容器6の
高さを調整するもの等でもよい。
記のように構成されており、以下ボンディングペースト
の転写方法について各図を参照して説明する。まず図1
において、転写ヘッド20を移動させて転写ツール21
をボンディングペースト供給部5上に移動させる。そし
て転写ピン22を容器6に対して下降させ、図7(a)
に示すように、下端部22aをペースト7の液面から所
望の没入深さdだけ没入させる。没入深さdは、所望の
塗布範囲に最適量のペースト7を塗布するのに必要な没
入深さを示す塗布データとして予め求められている。こ
の没入深さの調整は、図6(a)、(b)に示すいずれ
の方法を用いてもよい。
と図7(b)に示すように、転写ピン22の下端部22
aの転写面のうち、平坦部には全面にペースト7が付着
し、傾斜部には没入深さdに応じた付着範囲分のみにペ
ースト7が付着した状態となる。こののち、転写ヘッド
20をワーク保持部1上に移動させて転写ツール21を
リードフレーム4上に下降させ、転写ピン22の転写面
に付着したペースト7をリードフレーム4の表面に接触
させ付着させる。
より、転写ピン22の下端面に付着していたペースト7
は、図7(c)に示すようにリードフレーム4の塗布エ
リア4aに転写により塗布される。この転写塗布におい
て、矩形の塗布エリア4aに対して図2(b)に示す対
角塗布線L1,L2については、コーナ点Cに向かって
対角方向に形成された平坦部によって、確実にペースト
7を塗布することができる。また、中央部塗布範囲Aに
ついては、前述の没入深さdの設定により、最適量のペ
ースト7が塗布エリア4aの中央部に塗布される。
ペースト7の量は、半導体チップ40の側部からはみ出
すペースト7のはみ出し量に影響を与える。本実施の形
態の転写ピン22では、没入深さの調整により、コーナ
点C付近に塗布されるペースト7の量をほとんど変える
ことなく、塗布エリア4aの中央部に塗布されるペース
ト7の量を増減させることができる。従って、塗布エリ
ア4aの中央部に塗布されるペースト7の量に注目して
没入深さの調整を行うことができるので、没入深さの条
件設定が容易である。
が塗布されたリードフレーム4上面に半導体チップ40
を搭載して押し付けた状態を示している。本実施の形態
では塗布エリア4a内には、図7(c)に示す対角塗布
線L1,L2、中央部塗布範囲Aのいずれにも適正量の
ペースト7が塗布されていることから、半導体チップ4
0をペースト7上に押し付けた状態において、半導体チ
ップ40の接着面全体に過不足なくペースト7が延展さ
れる。従って、余分なペースト7が半導体チップ40の
外部にはみ出す不具合や、ペースト7がコーナ部近傍で
部分的に不足することによる半導体チップ40の接合不
良などの不具合が発生しない。
21に装着して用いられる転写ピンの他の形状例につい
て図8,図9を参照して説明する。図8(a)は本発明
の実施の形態2の転写ピンの拡大下面図、図8(b)は
本発明の実施の形態2のボンディングペーストの転写エ
リアの平面図、図9は本発明の実施の形態2のボンディ
ングペーストの転写ピンの転写面の形状説明図である。
の形態1に示す転写ピン22が略正方形状の塗布エリア
を対象としているのに対し、長方形状の塗布エリア4
a’を対象とするものである。図8(b)に示すよう
に、塗布エリア4a’に設定される塗布範囲は、塗布エ
リア4a’内の異なる2点P1,P2からそれぞれ2つ
のコーナ点C1,C2に向かう対角塗布線L3,L4
と、点P1,P2の2点を結ぶ直線Qに沿って塗布エリ
ア4a’の中央部に設定された中央塗布線L5を含んで
いる。
4、中央塗布線L5に対応して、転写ピン22’の下端
部22’aの転写面には、図8(a)、図9(a)に示
すように、転写動作時においてリードフレーム4の塗布
平面に平行な平坦面22’b,22’dを有する平坦部
が形成されている。平坦面22’dは、塗布エリア4
a’内の点P1,P2を結ぶ直線Qに沿って設定された
中央塗布線L5に対応した中央平坦面となっている。そ
して図9(b)、(c)のE’−E’断面、F’−F’
断面に示すように、平坦面22’b,22’d以外の転
写面の範囲は、転写面の中央から外縁部に向かうに従っ
て平坦面22’b,22’dから転写ピン22’の基部
側へ離れていく斜面22’cを複数有する傾斜部となっ
ている。
22’によっても、転写ピン22を用いる場合と同様
に、塗布エリア4a’に対して図8(b)に示すコーナ
点近傍を含む対角塗布線L3,L4、中央塗布線L5の
いずれについても、平坦面22’b,22’dによって
確実にペースト7を転写でき、さらに実施の形態1と同
様に転写ピン22’のペースト7への没入深さを調整す
ることで、中央部塗布範囲A’を含んだ塗布エリア4
a’の塗布範囲に、適正量のペースト7を塗布すること
ができる。
写ピン22,22’の断面形状として矩形を採用してい
るが、各実施の形態に示すような平坦部、斜面部が形成
できる形状であれば、円形断面など矩形以外の形状を用
いてもよい。また、各実施の形態においては連続した平
坦部を形成した例を示しているが、塗布量分布の調整を
目的として、部分的に平坦部を途切れさせて断続形状と
してもよい。さらに実施の形態1,2において平坦部に
点状の突起を形成してもよい。この点状の突起を容器6
の底面に当接させて没入深さを制御し、あるいはワーク
に当接させてペースト7の広がりを制御するようにして
もよい。
ーストが付着する転写面を、ボンディングペーストが転
写塗布される塗布範囲のうち前記塗布エリアの内側から
各コーナ点に向かう対角塗布線を含んで設定された塗布
線に対応して設けられワークの塗布平面に平行な平坦面
を有する平坦部と、この平坦部以外の範囲に設けられ転
写面の中央から外縁部に向かうに従ってこの平坦面から
転写ピンの基部側へ離れていく斜面を複数有する傾斜部
を備えた構成としたので、塗布エリアのコーナ点に確実
にボンディングペーストを塗布することができるととも
に、転写ピンのボンディングペーストへの没入深さを調
整することで、同一サイズの転写ピンを用いて転写面に
付着するボンディングペーストの量を容易に調整するこ
とができる。
の転写装置の正面図
ーストの転写装置の部分斜視図 (b)本発明の実施の形態1のボンディングペーストの
転写エリアの平面図
の転写ピンの部分拡大斜視図
の転写ピンの転写面の形状説明図
の転写ピンの部分拡大断面図
の転写装置の部分断面図
の転写方法の工程説明図
下面図 (b)本発明の実施の形態2のボンディングペーストの
転写エリアの平面図
の転写ピンの転写面の形状説明図
Claims (5)
- 【請求項1】ペースト供給部に供給されるボンディング
ペーストを転写ピンによってワーク表面に設定された矩
形の塗布エリアに転写するボンディングペーストの転写
装置であって、ボンディングペーストの液面を平らに整
形するペースト供給部と、ワークを保持するワーク保持
部と、ボンディングペーストを転写する転写ピンを備え
た転写ヘッドと、この転写ピンの下端部が前記ボンディ
ングペーストの液面へ没入する没入深さを調整する没入
深さ調整手段とを備え、前記転写ピンの下端部のボンデ
ィングペーストが付着する転写面は、ボンディングペー
ストが転写塗布される塗布範囲のうち前記塗布エリアの
内側から各コーナ点に向かう対角塗布線を含んで設定さ
れた塗布線に対応して設けられワークの塗布平面に平行
な平坦面を有する平坦部と、この平坦部以外の範囲に設
けられ前記転写面の中央から外縁部に向かうに従ってこ
の平坦面から転写ピンの基部側へ離れていく斜面を複数
有する傾斜部とを備えたことを特徴とするボンディング
ペーストの転写装置。 - 【請求項2】ボンディングペーストを下端部の転写面に
付着させてワーク表面に設定された矩形の塗布エリアに
転写するボンディングペーストの転写ピンであって、前
記転写面は、ボンディングペーストが転写塗布される塗
布範囲のうち前記塗布エリアの内側から各コーナ点に向
かう対角塗布線を含んで設定された塗布線に対応して設
けられワークの塗布平面に平行な平坦面を有する平坦部
と、この平坦部以外の範囲に設けられ前記転写面の中央
から外縁部に向かうに従ってこの平坦面から転写ピンの
基部側へ離れていく斜面を複数有する傾斜部とを備えた
ことを特徴とするボンディングペーストの転写ピン。 - 【請求項3】前記対角塗布線は、前記塗布エリアの対向
するコーナ点を連結し相互に交差する2つの対角線に沿
って設定されていることを特徴とする請求項2記載のボ
ンディングペーストの転写ピン。 - 【請求項4】前記塗布線は、前記塗布エリア内の異なる
2点からそれぞれ2つのコーナ点に向かう対角塗布線
と、前記2点を結ぶ直線に沿って塗布エリアの中央部に
設定された中央塗布線を含むことを特徴とする請求項2
記載のボンディングペーストの転写ピン。 - 【請求項5】ペースト供給部に供給されるボンディング
ペーストを転写ピンによってワーク表面に設定された矩
形の塗布エリアに転写するボンディングペーストの転写
方法であって、前記転写ピンの下端面のペーストが付着
する転写面は、ボンディングペーストが転写塗布される
塗布範囲のうち前記塗布エリアの内側から各コーナ点に
向かう対角塗布線を含んで設定された塗布線に対応して
設けられワークの塗布平面に平行な平坦面を有する平坦
部と、この平坦部以外の範囲に設けられ前記転写面の中
央から外縁部に向かうに従ってこの平坦面から転写ピン
の基部側へ離れていく斜面を複数有する傾斜部とを備
え、この転写ピンの下端部が前記ボンディングペースト
の液面へ没入する没入深さを没入深さ調整手段によって
調整することにより、転写面にボンディングペーストが
付着する付着面積および転写面へのボンディングペース
トの付着量を調整することを特徴とするボンディングペ
ーストの転写方法。
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