JP2002261125A - Bonding apparatus - Google Patents

Bonding apparatus

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JP2002261125A
JP2002261125A JP2001060666A JP2001060666A JP2002261125A JP 2002261125 A JP2002261125 A JP 2002261125A JP 2001060666 A JP2001060666 A JP 2001060666A JP 2001060666 A JP2001060666 A JP 2001060666A JP 2002261125 A JP2002261125 A JP 2002261125A
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bonding tool
ultrasonic
substrate
suction
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JP2001060666A
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Japanese (ja)
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Ryoji Koseki
良治 小関
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Shibuya Corp
Original Assignee
Shibuya Kogyo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable good bonding by increasing a friction coefficient μ1 between a chip suction surface 60 and a chip 20, keeping the friction coefficient μ1 between the chip suction surface 60 and the chip 20 of a bonding tool higher than the friction coefficient μ2 between a substrate 30 and a bump 61, preventing misalignment of the chip, and by applying ultrasonic vibration efficiently for heating a bump part. SOLUTION: The present invention adopts the following means in a bonding apparatus. Firstly, the bonding tool is provided with a suction means for sucking the chip. Secondly, a means for applying ultrasonic vibration to the bonding tool is provided. Thirdly, a substrate holding means for holding a substrate in a stage is provided. Fourthly, in the bonding apparatus, ultrasonic vibration is applied to the bonding tool and the chip is bonded on the substrate. Fifthly, a chip suction surface of the bonding tool is formed into a concave surface or a convex surface.

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、超音波振動を付与
してチップを基板にボンディングするボンディング装置
の改良に関するものであって、詳しくはボンディングツ
ールのチップ吸着面を主眼に開発されたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a bonding apparatus for bonding a chip to a substrate by applying ultrasonic vibration, and more particularly, to a bonding apparatus developed mainly for a chip suction surface of a bonding tool. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超音波振動によるボンディング装
置のボンディングツールは、図4に示されるように先端
24のチップ吸着面60が平坦である。このため、多ピ
ン大型のチップの場合やベアチップの基板の厚みの薄い
ペーパーウエハ等の場合には、ボンディングツールのチ
ップ吸着面60とチップ20の間の摩擦係数μ1が基板
30とバンプ61間の摩擦係数μ2より小さくなること
があり、チップ20がボンディングツールのチップ吸着
面60との間で滑ってしまい、バンプ部に超音波振動が
伝達されず、加熱不良による接合不良を発生させること
があった。
2. Description of the Related Art In a conventional bonding tool of a bonding apparatus using ultrasonic vibration, a chip suction surface 60 of a tip end 24 is flat as shown in FIG. For this reason, in the case of a multi-pin large chip or a bare chip substrate such as a paper wafer having a thin substrate, the friction coefficient μ1 between the chip suction surface 60 of the bonding tool and the chip 20 is larger than that between the substrate 30 and the bump 61. In some cases, the coefficient of friction may be smaller than the friction coefficient μ2, and the chip 20 may slip between the chip suction surface 60 of the bonding tool and the ultrasonic vibration may not be transmitted to the bump portion, and a bonding failure due to a heating defect may occur. Was.

【0003】このため現在の超音波振動による実装技術
は、少ピンの小型チップレベルには適しているものの、
多ピンで大型のチップの実装にはいまだ適していないも
のであるとされてきた。
For this reason, the current mounting technology using ultrasonic vibration is suitable for a small chip level with a small number of pins,
It has been said that it is not yet suitable for mounting large pins and large chips.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、チップ吸着
面を凹面又は凸面に形成することにより、チップ吸着の
際、チップを微小に変形させるようにして、ボンディン
グツールのチップ吸着面60とチップ20の間の摩擦係
数μ1を上昇させ、これにより多ピン大型のチップの場
合やベアチップの基板の厚みの薄いペーパーウエハの場
合にも、ボンディングツールのチップ吸着面60とチッ
プ20の間の摩擦係数μ1を基板30とバンプ61間の
摩擦係数μ2より大きく保つことによりチップ20のず
れを防ぎ、超音波振動を効率よくバンプ部の加熱に費や
し、良好なボンディングが可能なボンディング装置を提
供することを目的とする。
According to the present invention, the chip suction surface is formed to be concave or convex so that the chip is slightly deformed when the chip is sucked, so that the chip suction surface 60 of the bonding tool and the chip suction surface are formed. In this case, the coefficient of friction between the chip suction surface 60 of the bonding tool and the chip 20 is increased even in the case of a large-pin-count chip or a thin paper substrate of a bare chip substrate. By keeping μ1 larger than the friction coefficient μ2 between the substrate 30 and the bump 61, it is possible to prevent the chip 20 from being displaced, efficiently use ultrasonic vibration for heating the bump portion, and provide a bonding apparatus capable of performing good bonding. Aim.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、ボンディングツールにチップを吸着する吸着
手段と、ボンディングツールへの超音波振動付与手段
と、基板をステージに保持する基板保持手段を有し、ボ
ンディングツールに超音波振動を付与してチップを基板
にボンディングするボンディング装置において、ボンデ
ィングツールのチップ吸着面を凹面又は凸面に形成した
ことを特徴とするボンディング装置を提供しようとする
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a suction means for sucking a chip to a bonding tool, a means for applying ultrasonic vibration to the bonding tool, and a substrate holding means for holding a substrate on a stage. A bonding apparatus which applies ultrasonic vibration to a bonding tool to bond a chip to a substrate, wherein the chip suction surface of the bonding tool is formed to be concave or convex. It is.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、図面に従って、実施例と共
に本発明の実施の形態について説明する。図1は、超音
波ボンディングヘッドの取り付け概要を示す説明図であ
り、図中1が超音波ボンディングヘッドであり、31
が、基板30を保持した基板ステージである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of the mounting of the ultrasonic bonding head. In FIG.
Is a substrate stage holding the substrate 30.

【0007】超音波ボンディングヘッド1は、垂直に取
り付けられた2本のガイドレール2に渡されたヘッド支
持ブラケット3の下面に取り付け固定されており、図示
されていないZ軸駆動機構により超音波ボンディングヘ
ッド1はヘッド支持ブラケット3と一体でガイドレール
2に沿って昇降し、後述する超音波振動付与手段により
吸着したチップ20に超音波振動を付与し、基板30に
ボンディングするものである。
The ultrasonic bonding head 1 is attached and fixed to the lower surface of a head support bracket 3 which is passed over two vertically mounted guide rails 2, and is ultrasonically bonded by a Z-axis driving mechanism (not shown). The head 1 moves up and down along the guide rail 2 integrally with the head support bracket 3, applies ultrasonic vibration to the chip 20 sucked by the ultrasonic vibration applying means described later, and bonds the chip 20 to the substrate 30.

【0008】ヘッド支持ブラケット3は、一カ所(図1
中上方位置)でロードセル4に当接させられて実装荷重
をモニタできるようになっている。ロードセル4は、別
設のロードセル支持プレート5に支持されている。
The head support bracket 3 is provided at one location (FIG. 1).
The mounting load can be monitored by being brought into contact with the load cell 4 at the middle upper position). The load cell 4 is supported by a separately provided load cell support plate 5.

【0009】図1では、超音波ボンディングヘッド1の
移動として垂直方向の移動しか示されていないが、図1
に示される機構全体を水平方向等に移動させる装置とす
ることもできるし、又は、この機構全体は固定してお
き、チップ供給や基板供給は他の機構により行う装置と
することもできる。
Although FIG. 1 shows only the vertical movement as the movement of the ultrasonic bonding head 1, FIG.
May be a device for moving the entire mechanism in the horizontal direction or the like, or the entire mechanism may be fixed and a device for supplying chips and substrates by another mechanism may be used.

【0010】図2は、超音波ボンディングヘッド1の構
成を示す断面説明図で、超音波ボンディングヘッド1
は、ボンディングツール本体となる超音波ボンディング
ツール6と、ボンディングツール天面となる吸着プレー
ト7と、ツールホルダ8と、トップカバー9とよりな
る。尚、超音波ボンディングヘッド1の上部を構成する
トップカバー9と側周面を構成するツールホルダ8とが
超音波ボンディングヘッド1のハウジングとなる。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing the structure of the ultrasonic bonding head 1.
Is composed of an ultrasonic bonding tool 6 serving as a bonding tool body, a suction plate 7 serving as a top surface of the bonding tool, a tool holder 8 and a top cover 9. The top cover 9 constituting the upper part of the ultrasonic bonding head 1 and the tool holder 8 constituting the side peripheral surface constitute a housing of the ultrasonic bonding head 1.

【0011】超音波ボンディングツール6は、チップ2
0を吸着する吸着手段を備えており、図3及び図7に示
されるように、先端24のチップ吸着面60の中央にチ
ップ真空吸着用穴19が穿設されている。
The ultrasonic bonding tool 6 is used for the chip 2
A suction means for sucking 0 is provided, and as shown in FIGS. 3 and 7, a chip vacuum suction hole 19 is formed in the center of the chip suction surface 60 of the tip end 24.

【0012】チップ真空吸着用穴19への真空圧の供給
は、図7に示されるように、外部に設置した真空ポンプ
等と連結された真空吸着ライン25から、吸着プレート
7及び超音波ボンディングツール6内部の配管26を通
じて行われる。配管26は、超音波ボンディングツール
6の動きを妨げないようにフレキシブルチューブとされ
ている。チップ真空吸着用穴19に供給された真空圧に
より、チップ20を超音波ボンディングツール6先端2
4の吸着面60に吸着保持するのである。
As shown in FIG. 7, the vacuum pressure is supplied to the chip vacuum suction hole 19 from a vacuum suction line 25 connected to a vacuum pump or the like installed outside and from the suction plate 7 and the ultrasonic bonding tool. 6 through a pipe 26 inside. The pipe 26 is a flexible tube so as not to hinder the movement of the ultrasonic bonding tool 6. The tip 20 is moved to the tip 2 of the ultrasonic bonding tool 6 by the vacuum pressure supplied to the tip vacuum suction hole 19.
4 is held by suction on the suction surface 60.

【0013】超音波ボンディングツール6の先端24の
チップ吸着面60は、図3に示されるようにチップ20
との接触部の摩擦係数をアップさせるために凹球面の曲
面形状に仕上げられている。チップ吸着面60の形状
は、勿論凹球面に限定されるわけではなく、凸球面や,
断面U型の凹面や、断面山型の凸面に形成されたもので
あっても良い。
The tip suction surface 60 of the tip 24 of the ultrasonic bonding tool 6 is in contact with the tip 20 as shown in FIG.
In order to increase the coefficient of friction of the contact portion with the surface, it is finished to a concave spherical surface. The shape of the chip suction surface 60 is, of course, not limited to a concave spherical surface.
A concave surface having a U-shaped cross section or a convex surface having a mountain-shaped cross section may be used.

【0014】これによりチップ20の吸着の際、チップ
吸着面60の形状でチップ20が微小な機械的変形をす
るようにしている。図3に示すようにチップ20が機械
的な微小変形を受けるとバンプ61が基板30に一度に
全部が接触しないため、基板30とバンプ部(バンプ6
1の全体)間の摩擦係数μ2を格段に小さくすることが
でき、該摩擦係数μ2を超音波ボンディングツール6の
チップ吸着面60とチップ20間の摩擦係数μ1より小
さく保て、チップ20がツール吸着面60からずれるこ
とが無くなり、超音波振動が効率よくバンプ部の加熱に
費やされ、良好なボンディングが得られる。
Thus, when the chip 20 is sucked, the chip 20 is slightly mechanically deformed by the shape of the chip suction surface 60. As shown in FIG. 3, when the chip 20 undergoes mechanical micro deformation, the bumps 61 do not contact the substrate 30 all at once.
1) can be significantly reduced, and the friction coefficient μ2 can be kept smaller than the friction coefficient μ1 between the chip suction surface 60 of the ultrasonic bonding tool 6 and the chip 20. There is no deviation from the suction surface 60, and the ultrasonic vibration is efficiently spent for heating the bump portion, and good bonding is obtained.

【0015】超音波ボンディングツール6は、超音波振
動付与手段を内蔵したボンディングツールであり、超音
波ボンディングツール6の内側に外形が矩形状の2組の
弾性フレーム10,11と2本の超音波振動子12,1
3を内蔵している。弾性フレーム10,11と超音波振
動子12,13は対に構成され、図1、図5及び図6に
示されるように直交する位置に配置されている。
The ultrasonic bonding tool 6 is a bonding tool having a built-in ultrasonic vibration applying means. Inside the ultrasonic bonding tool 6, two sets of elastic frames 10 and 11 having a rectangular outer shape and two ultrasonic Oscillator 12, 1
3 built-in. The elastic frames 10 and 11 and the ultrasonic transducers 12 and 13 are configured as a pair, and are arranged at orthogonal positions as shown in FIGS. 1, 5 and 6.

【0016】この結果、超音波ボンディングツール6の
上部に内蔵された超音波振動子12は、図3中左右方向
への振動を付与し、他方超音波振動子13は図4中上下
方向に振動を付与している。尚、実施例のように2個の
超音波振動子12,13の振動周期の位相を90度相対
的にずらせて振動させているものであれば、超音波ボン
ディングツール6は楕円運動振動を発生している。更
に、互いの振幅が等しくなるようにすれば超音波ボンデ
ィングツール6は正円運動となる。超音波ボンディング
ツール6に楕円運動若しくは正円運動等の略円運動をさ
せることにより、超音波ボンディングツール6先端に吸
着されたチップ20と基板30との摩擦距離が単に往復
運動の場合に比較して最大2分のπ倍となり、熱効率を
向上させることができ、ボンディングに要する時間を短
縮することができる。
As a result, the ultrasonic vibrator 12 built in the upper part of the ultrasonic bonding tool 6 gives vibration in the horizontal direction in FIG. 3, while the ultrasonic vibrator 13 vibrates in the vertical direction in FIG. Has been granted. If the two ultrasonic vibrators 12 and 13 vibrate by shifting the phases of the vibration periods by 90 degrees relative to each other as in the embodiment, the ultrasonic bonding tool 6 generates an elliptical motion vibration. are doing. Further, if the amplitudes are made equal to each other, the ultrasonic bonding tool 6 makes a circular motion. By causing the ultrasonic bonding tool 6 to make a substantially circular motion such as an elliptical motion or a circular motion, the friction distance between the chip 20 and the substrate 30 attracted to the tip of the ultrasonic bonding tool 6 is compared with a case where the ultrasonic motion is simply a reciprocating motion. Therefore, the thermal efficiency can be improved and the time required for bonding can be reduced.

【0017】弾性フレーム10,11は、図5及び図6
に示されるように振動伝達部14,14′と、ウエイト
部15,15′と、バネ部16,16′と外周ハウジン
グ部17からなり、外周ハウジング部17に各バネ部1
6,16′が連設されている。尚、超音波振動子12,
13は外周ハウジング部17に取り付けられ、振動発生
部側端部を振動伝達部14,14′に当接している。
尚、実施例ではチップ20の吸着部となる先端24は、
外周ハウジング部17の下方に保持されている。
The elastic frames 10 and 11 are shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, the vibration transmitting parts 14 and 14 ', the weight parts 15 and 15', the spring parts 16 and 16 'and the outer housing part 17 are provided.
6, 16 'are continuously provided. In addition, the ultrasonic vibrator 12,
Reference numeral 13 is attached to the outer peripheral housing portion 17, and an end on the vibration generating portion side is in contact with the vibration transmitting portions 14, 14 '.
In the embodiment, the tip 24 serving as the suction portion of the chip 20 is
It is held below the outer peripheral housing part 17.

【0018】弾性フレーム10,11が上記構造を取る
ことにより超音波振動子12,13の超音波振動を振動
伝達部14,14′よりウエイト部15,15′に伝
え、更にバネ部16,16′を通じて、外周ハウジング
部17に伝達され、超音波ボンディングツール6が振動
するものである。弾性フレーム10,11が上記構造を
取ることにより超音波振動に共振し、超音波ボンディン
グツール6を効率よく振動させることができ、チップ2
0への低損失での振動の伝達が可能となる。
Since the elastic frames 10 and 11 have the above-described structure, the ultrasonic vibrations of the ultrasonic vibrators 12 and 13 are transmitted from the vibration transmitting portions 14 and 14 'to the weight portions 15 and 15', and the spring portions 16 and 16 are further transmitted. ′, The vibration is transmitted to the outer peripheral housing portion 17 and the ultrasonic bonding tool 6 vibrates. Since the elastic frames 10 and 11 have the above structure, they resonate with the ultrasonic vibration, and can efficiently vibrate the ultrasonic bonding tool 6.
Vibration can be transmitted with low loss to zero.

【0019】尚、2個の超音波振動子12,13への電
源供給は、図8に示されるように吸着プレート7から超
音波ボンディングツール6の外周ハウジング部17内部
に配線され、該内部で個々の超音波振動子12,13に
接続された配線23による。
Power is supplied to the two ultrasonic vibrators 12 and 13 from the suction plate 7 to the inside of the outer peripheral housing 17 of the ultrasonic bonding tool 6 as shown in FIG. The wiring 23 is connected to the individual ultrasonic transducers 12 and 13.

【0020】そして、トップカバー9とツールホルダ8
で囲まれたボンディングヘッド内側のハウジング空間
に、所定の隙間(後述のエアギャップ41,42が確保
可能な間隙)を設けて、吸着プレート7及び吸着プレー
ト7下面に固着された超音波ボンディングツール6が装
着される。
Then, the top cover 9 and the tool holder 8
A predetermined gap (a gap in which air gaps 41 and 42 to be described later can be secured) is provided in a housing space inside the bonding head surrounded by a circle, and the suction plate 7 and the ultrasonic bonding tool 6 fixed to the lower surface of the suction plate 7 are provided. Is attached.

【0021】トップカバー9は、図1に示されるように
ヘッド支持ブラケット3に固着されており、内側に永久
磁石21が埋め込まれている。永久磁石21が、本発明
におけるボンディングツールを磁力により上方へ付勢す
る付勢手段となる。
The top cover 9 is fixed to the head support bracket 3 as shown in FIG. 1, and a permanent magnet 21 is embedded inside. The permanent magnet 21 serves as urging means for urging the bonding tool of the present invention upward by magnetic force.

【0022】すなわち、該永久磁石21により、トップ
カバー9下方のハウジング空間に位置する超音波ボンデ
ィングツール6の天面を構成する吸着プレート7を上方
へ付勢する。吸着プレート7を上方に付勢することによ
り吸着プレート7の下面に固着された超音波ボンディン
グツール6もトップカバー9側に付勢される。
That is, the suction plate 7 constituting the top surface of the ultrasonic bonding tool 6 located in the housing space below the top cover 9 is urged upward by the permanent magnet 21. By urging the suction plate 7 upward, the ultrasonic bonding tool 6 fixed to the lower surface of the suction plate 7 is also urged toward the top cover 9.

【0023】超音波ボンディングツール6を構成する吸
着プレート7は、平板状のもので、垂直方向のエアギャ
ップ41を維持するために配管27を通して吸着プレー
ト7の中心から上方に向かってドライエアを噴出し、永
久磁石21による吸着プレート7の吸着を阻止し、トッ
プカバー9の内側と吸着プレート7の間隔(5乃至10
ミクロン)のエアギャップ41を一定に保つようにして
いる。
The suction plate 7 constituting the ultrasonic bonding tool 6 is of a flat plate shape, and blows dry air upward from the center of the suction plate 7 through the pipe 27 to maintain a vertical air gap 41. In addition, the suction of the suction plate 7 by the permanent magnet 21 is prevented, and the distance between the inside of the top cover 9 and the suction plate 7 (5 to 10
(Micron) air gap 41 is kept constant.

【0024】この構造により超音波ボンディングツール
6を重力に逆らい空中に浮上させることができるのであ
る。尚、吸着プレート7に供給するドライエアの圧力を
微調整することによりチップ20への印加する荷重を微
小にコントロールすることができる。
With this structure, the ultrasonic bonding tool 6 can be floated in the air against gravity. The load applied to the chip 20 can be minutely controlled by finely adjusting the pressure of the dry air supplied to the suction plate 7.

【0025】このトップカバー9には非接触タイプのギ
ャップセンサ22が埋め込まれており、後述するトップ
カバー9と吸着プレート7のエアギャップ41を観察
し、吸着プレート7に供給するドライエアの圧力を制御
することにより、このエアギャップ41の制御を行って
いる。
A non-contact type gap sensor 22 is embedded in the top cover 9 to observe an air gap 41 between the top cover 9 and the suction plate 7, which will be described later, and control the pressure of dry air supplied to the suction plate 7. Thus, the air gap 41 is controlled.

【0026】このエアギャップ41は実装時に、チップ
20が基板30に高速で接触した際、チップ20への機
械的な衝撃を和らげる緩衝機構となり、チップ20への
ダメージを防止することができる。
When the chip 20 contacts the substrate 30 at high speed during mounting, the air gap 41 serves as a buffer mechanism for reducing mechanical shock to the chip 20, and can prevent damage to the chip 20.

【0027】超音波ボンディングツール6及び吸着プレ
ート7は、後述するように吸着プレート7の天面側だけ
でなく、超音波ボンディングツール6の側面側にもエア
を供給するので超音波ボンディングツール6が傾くこと
が無いようになっている。尚、実施例ではトップカバー
9と吸着プレート7の対向する面に溝を設けていない
が、エアが均等に供給されるように溝を設けても良い。
The ultrasonic bonding tool 6 and the suction plate 7 supply air not only to the top surface of the suction plate 7 but also to the side surface of the ultrasonic bonding tool 6 as described later. It does not tilt. In the embodiment, no groove is provided on the opposing surfaces of the top cover 9 and the suction plate 7, but a groove may be provided so that air is evenly supplied.

【0028】ツールホルダ8は、超音波ボンディングツ
ール6の四方を囲む方形枠の形状のもので、四方にエア
供給口18が設けられており、四方のエア供給口18か
らドライエアを供給し、超音波ボンディングツール6を
エアにて水平面内に固定できる構造となっている。実施
例での水平方向のエアギャップ42は5乃至10ミクロ
ンである。
The tool holder 8 is in the form of a rectangular frame surrounding four sides of the ultrasonic bonding tool 6, and is provided with air supply ports 18 on all sides. The structure is such that the sonic bonding tool 6 can be fixed in a horizontal plane by air. In the preferred embodiment, the horizontal air gap 42 is 5-10 microns.

【0029】ツールホルダ8は、剛性のある材料で製作
され、超音波ボンディングツール6に面している内面
は、精度良く仕上げられている。超音波ボンディングツ
ール6とツールホルダ8の内側間にドライエアを一定の
圧力で供給することにより、このギャップを5乃至10
ミクロンに保つことができる。
The tool holder 8 is made of a rigid material, and the inner surface facing the ultrasonic bonding tool 6 is finished with high precision. By supplying dry air at a constant pressure between the ultrasonic bonding tool 6 and the inside of the tool holder 8, this gap is reduced to 5 to 10 mm.
Can be kept in microns.

【0030】実施例は超音波ボンディングツール6をボ
ンディングヘッドのハウジングの中で浮遊状態で固定す
る構造を採用しているが、本発明では、超音波振動を付
与することができれば良く、通常の超音波ボンディング
ツールであっても良い。
The embodiment employs a structure in which the ultrasonic bonding tool 6 is fixed in a floating state in the housing of the bonding head. However, in the present invention, it is sufficient that ultrasonic vibration can be applied. A sonic bonding tool may be used.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明は、ボンディングツールにチップ
を吸着する吸着手段と、ボンディングツールへの超音波
振動付与手段と、基板をステージに保持する基板保持手
段を有し、ボンディングツールに超音波振動を付与して
チップを基板にボンディングするボンディング装置にお
いて、ボンディングツールのチップ吸着面を凹面又は凸
面に形成したものであるため、チップ吸着の際、チップ
をチップ吸着面の形状により微小に変形させ、これによ
り多ピン大型のチップの場合やベアチップの基板の厚み
の薄いペーパーウエハ等の場合にも、チップがチップ吸
着面からずれることが防止でき、同時に超音波振動の伝
達も向上し、多ピン大型のチップ等にも適するボンディ
ング装置となった。
According to the present invention, there is provided a suction tool for sucking a chip to a bonding tool, a means for applying ultrasonic vibration to the bonding tool, and a substrate holding means for holding a substrate on a stage. In a bonding apparatus that attaches a chip to a substrate with a chip attached, the chip suction surface of the bonding tool is formed to be concave or convex, so that at the time of chip suction, the chip is minutely deformed by the shape of the chip suction surface, As a result, even in the case of a chip having a large number of pins or a paper wafer having a thin bare chip substrate, the chip can be prevented from being displaced from the chip suction surface, and at the same time, the transmission of ultrasonic vibration is improved, and It became a bonding device suitable for such chips.

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

【図1】超音波ボンディングヘッドの取り付け概要を示
す説明図
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of mounting an ultrasonic bonding head.

【図2】超音波ボンディングヘッドの構成を示す断面説
明図
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing the configuration of an ultrasonic bonding head.

【図3】超音波ボンディングツール先端の拡大説明図FIG. 3 is an enlarged explanatory view of the tip of an ultrasonic bonding tool.

【図4】従来の超音波ボンディングツール先端の拡大断
面図
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a tip of a conventional ultrasonic bonding tool.

【図5】超音波ボンディングツール上部の横断面説明図FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of the upper part of the ultrasonic bonding tool.

【図6】超音波ボンディングツール下部の横断面説明図FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of a lower portion of the ultrasonic bonding tool.

【図7】超音波ボンディングツールのチップ吸着用真空
配管図
FIG. 7 is a vacuum piping diagram for chip suction of an ultrasonic bonding tool.

【図8】超音波ボンディングツールの電器配線図FIG. 8 is an electrical wiring diagram of the ultrasonic bonding tool.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1......超音波ボンディングヘッド 2......ガイドレール 3......ヘッド支持ブラケット 4......ロードセル 5......ロードセル支持プレート 6......超音波ボンディングツール 7......吸着プレート 8......ツールホルダ 9......トップカバー 10,11..弾性フレーム 12,13..超音波振動子 14,14′.振動伝達部 15,15′.ウエイト部 16,16′.バネ部 17.....外周ハウジング部 18.....エア供給口 19.....チップ真空吸着用穴 20.....チップ 21.....永久磁石 22.....ギャップセンサ 23.....配線 24.....先端 25.....真空吸着ライン 26,27..配管 30.....基板 31.....基板ステージ 41,42..エアギャップ 60.....吸着面 61.....バンプ μ1.....吸着面とチップの摩擦係数 μ2.....基板とバンプの摩擦係数 1. . . . . . Ultrasonic bonding head 2. . . . . . Guide rail 3. . . . . . Head support bracket 4. . . . . . Load cell 5. . . . . . Load cell support plate 6. . . . . . Ultrasonic bonding tool 7. . . . . . Suction plate 8. . . . . . Tool holder 9. . . . . . Top cover 10,11. . Elastic frame 12,13. . Ultrasonic transducer 14, 14 '. Vibration transmitting unit 15, 15 '. Weight part 16, 16 '. Spring part 17. . . . . Outer housing part 18. . . . . Air supply port 19. . . . . Hole for chip vacuum suction 20. . . . . Chip 21. . . . . Permanent magnet 22. . . . . Gap sensor 23. . . . . Wiring 24. . . . . Tip 25. . . . . Vacuum suction line 26, 27. . Piping 30. . . . . Substrate 31. . . . . Substrate stage 41, 42. . Air gap 60. . . . . Adsorption surface 61. . . . . Bump μ1. . . . . Coefficient of friction between suction surface and tip μ2. . . . . Friction coefficient between board and bump

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ボンディングツールにチップを吸着する吸
着手段と、ボンディングツールへの超音波振動付与手段
と、基板をステージに保持する基板保持手段を有し、ボ
ンディングツールに超音波振動を付与してチップを基板
にボンディングするボンディング装置において、ボンデ
ィングツールのチップ吸着面を凹面又は凸面に形成した
ことを特徴とするボンディング装置。
The apparatus includes a suction means for sucking a chip to a bonding tool, a means for applying ultrasonic vibration to the bonding tool, and a substrate holding means for holding a substrate on a stage. A bonding apparatus for bonding a chip to a substrate, wherein a chip suction surface of a bonding tool is formed to be concave or convex.
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