JP2003017532A - Bonding tool and bonding stage, and head for bonding tool and stage part for bonding stage - Google Patents

Bonding tool and bonding stage, and head for bonding tool and stage part for bonding stage

Info

Publication number
JP2003017532A
JP2003017532A JP2002056989A JP2002056989A JP2003017532A JP 2003017532 A JP2003017532 A JP 2003017532A JP 2002056989 A JP2002056989 A JP 2002056989A JP 2002056989 A JP2002056989 A JP 2002056989A JP 2003017532 A JP2003017532 A JP 2003017532A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
bonding
tool
tip
protruding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002056989A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003017532A5 (en
Inventor
Naoki Sakata
直紀 坂田
Koichiro Maemura
功一郎 前村
Hiroshi Kawachi
宏 河内
Tetsuo Yashiki
哲男 矢敷
Toshiya Takahashi
利也 高橋
Toshiaki Ohara
利昭 尾原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2002056989A priority Critical patent/JP2003017532A/en
Priority to TW091106810A priority patent/TW543130B/en
Priority to KR1020020022371A priority patent/KR20020082786A/en
Publication of JP2003017532A publication Critical patent/JP2003017532A/en
Publication of JP2003017532A5 publication Critical patent/JP2003017532A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/79Apparatus for Tape Automated Bonding [TAB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/787Means for aligning
    • H01L2224/78743Suction holding means
    • H01L2224/78745Suction holding means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the capillary or wedge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/78981Apparatus chuck
    • H01L2224/78985Material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/79Apparatus for Tape Automated Bonding [TAB]
    • H01L2224/797Means for aligning
    • H01L2224/79743Suction holding means
    • H01L2224/79745Suction holding means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the pressing head
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/79Apparatus for Tape Automated Bonding [TAB]
    • H01L2224/79981Apparatus chuck
    • H01L2224/79985Material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/859Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector involving monitoring, e.g. feedback loop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding toll and a boding stage that have an exchangeable head. SOLUTION: The boding toll or bonding stage for mounting semiconductor is composed of the head and a shank part or a pedestal part. The bonding tool is characterized in that a rectangle or circular substrate part to configure the head and a protrusion that protrudes from the substrate part are constructed from one material, the top of the protrusion is coated with vapor-phase synthetic diamond, and the substrate part is mechanically fixed or fixed by vacuum suction to each other.

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、IC、LSI等の
半導体素子を実装するときに用いられるボンディングツ
ールおよび/またはボンディングステージの構造に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the structure of a bonding tool and / or a bonding stage used when mounting semiconductor elements such as ICs and LSIs.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の持つ電気特性を引き出すた
めには、半導体素子上に形成された電極とパッケ−ジの
リード、及びこのリードと配線基板のような外部端子を
電気的に接続する必要がある。半導体素子側の電極とリ
ード線の接合は従来、金或いは銅などからなる金属細線
を導線とし、キャピラリーと呼ばれる工具を用いて1本
ずつ接合するワイヤボンディングと呼ばれる方法、及び
パターン形成された銅箔に錫をメッキしたフィルムキャ
リアーと呼ばれるリード線を、所定の温度に加熱された
ボンディングツールおよびボンディングステージを用い
て半導体素子上の全電極に全リード線を一括して接続す
るTAB方式(Tape Automated Bonding)と呼ばれる
方法などによって行われている。ここでいうボンディン
グツールおよびボンディングステージは、ボンディング
装置に取り付けられて対を成して機能する。一般的に
は、下方に工具面を上向きに固定設置されたボンディン
グステージの工具面上に半導体素子、パッケージのリー
ド部分、配線基盤等を所定の精度で位置決めして仮置
し、上方に工具面を下向きに可動設置されたボンディン
グツールで加圧することによって接合を行う。接合の方
法によって、真空吸着機構がボンディングツールに必要
な場合と、ボンディングステージに必要な場合がある。
また、加熱機構も接合方法によってどちらか一方、また
は両方に必要な場合がある。
2. Description of the Related Art In order to bring out the electrical characteristics of a semiconductor element, it is necessary to electrically connect an electrode formed on the semiconductor element and a lead of a package, and this lead and an external terminal such as a wiring board. There is. Conventionally, the electrode on the semiconductor element side and the lead wire are joined by a method called wire bonding, in which a thin metal wire made of gold or copper is used as a conducting wire and they are joined one by one using a tool called a capillary, and a patterned copper foil. A TAB method (Tape Automated Bonding) in which lead wires called tin film-plated film carriers are collectively connected to all electrodes on a semiconductor element by using a bonding tool and a bonding stage heated to a predetermined temperature. ) Is done by a method called. The bonding tool and the bonding stage mentioned here are attached to the bonding apparatus and function as a pair. Generally, the semiconductor element, the lead parts of the package, the wiring board, etc. are positioned with a predetermined accuracy and temporarily placed on the tool surface of the bonding stage that is fixed downward with the tool surface facing upward, and the tool surface is placed above. Is bonded by pressing with a bonding tool movably installed downward. Depending on the bonding method, the vacuum suction mechanism may be necessary for the bonding tool or the bonding stage.
Further, the heating mechanism may be required for either one or both depending on the joining method.

【0003】また最近は半導体素子をフィルム上又はガ
ラス上に形成された配線と直接接合するために所定の温
度に加熱されたボンディングツールおよびボンディング
ステージが用いられる。
Recently, a bonding tool and a bonding stage heated to a predetermined temperature are used to directly bond a semiconductor element to a wiring formed on a film or glass.

【0004】一方、リード線と配線基板、リードフレー
ムのような外部端子との接続は、錫メッキされたリード
線、或いはされていないリード線と配線基板上にスクリ
ーン印刷などにより形成されたはんだ電極とを、或いは
金メッキされたリード線を金メッキ或いは銀メッキされ
たリードフレームに所定の温度に加熱されたボンディン
グツールおよびボンディングステージを用いて接合して
いる。
On the other hand, the lead wire is connected to an external terminal such as a wiring board or a lead frame by means of a tin-plated lead wire, or an unplated lead wire and a solder electrode formed on the wiring board by screen printing or the like. Or a gold-plated lead wire is bonded to a gold-plated or silver-plated lead frame using a bonding tool and a bonding stage heated to a predetermined temperature.

【0005】また、最近はICチップによっては、リー
ドフレームをポリイミドなどの粘着テープを介して半導
体素子に直接貼り付け、しかる後、半導体素子上に形成
された電極とリードフレームを前述のワイヤボンディン
グにより接合する方法があるが、この場合もリードフレ
ームを半導体素子に貼り付ける際に所定の温度に加熱さ
れたボンディングツールおよびボンディングステージが
使用される。
Further, recently, depending on the IC chip, a lead frame is directly attached to a semiconductor element via an adhesive tape such as polyimide, and thereafter, the electrode formed on the semiconductor element and the lead frame are bonded by the above-mentioned wire bonding. There is a bonding method, but in this case as well, a bonding tool and a bonding stage heated to a predetermined temperature are used when the lead frame is bonded to the semiconductor element.

【0006】ここで用いられるボンディングツールおよ
びボンディングステージは、シャンク部と先端部および
台座部とステージ部からなる。シャンク部および台座部
は、従来モリブデン、超硬合金、ニッケル基合金、タン
グステン又はタングステン合金、鉄−ニッケル−コバル
ト合金、ステンレス鋼、鉄−ニッケル合金、チタン又は
チタン合金等で作られた金属製のものが用いられてい
る。また先端部およびステージ部は、工具面の平坦度、
耐摩耗性、温度分布などを改良するために気相合成ダイ
ヤモンド、ダイヤモンド単結晶、ダイヤモンド焼結体、
立方晶窒化硼素焼結体などの硬質物質を前記金属製の先
端部に貼り付けたものが用いられている。ボンディング
ツールおよび/またはボンディングステージの加熱は、
カートリッジヒーターを挿入したヒートブロックを、上
記シャンク部および/または台座部に装着して行なわれ
る。または、AlNやSiCなどの基材に通電加熱機構
を組み込んだカートリッジヒーターを、先端部とシャン
ク部および/またはステージ部と台座部との間に挿入
し、機械的にもしくは真空吸着等の手段で固定すること
によって行なわれる。
The bonding tool and the bonding stage used here consist of a shank portion, a tip portion, a pedestal portion and a stage portion. The shank part and the pedestal part are made of metal conventionally made of molybdenum, cemented carbide, nickel base alloy, tungsten or tungsten alloy, iron-nickel-cobalt alloy, stainless steel, iron-nickel alloy, titanium or titanium alloy, etc. Things are used. In addition, the tip part and the stage part have flatness of the tool surface,
In order to improve wear resistance and temperature distribution, vapor phase synthetic diamond, diamond single crystal, diamond sintered body,
A hard material such as a cubic boron nitride sintered body adhered to the metal tip is used. Heating the bonding tool and / or the bonding stage
The heat block in which the cartridge heater is inserted is attached to the shank portion and / or the pedestal portion. Alternatively, a cartridge heater in which an electric heating mechanism is incorporated into a base material such as AlN or SiC is inserted between the tip portion and the shank portion and / or the stage portion and the pedestal portion, and mechanically or by means such as vacuum adsorption. It is done by fixing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来のボンディングツ
ールおよびボンディングステージの開発の経緯は概略以
下のようであった。半導体であるIC、LSI等は製品
の品種が非常に多く、製品毎に接続するリードや配線の
数、半導体の形状が異なっていた。このためIC、LS
Iの製品毎に専用のボンディングツールおよびボンディ
ングステージを準備する必要があり、コスト的に高いこ
と、設備に取り付けたボンディングツールおよびボンデ
ィングステージの取り替えに時間を要すること、ボンデ
ィングツールおよびボンディングステージの管理が煩雑
になること等の問題があった。
The background of the development of the conventional bonding tool and bonding stage is as follows. There are a great variety of products of semiconductors such as ICs and LSIs, and the number of leads and wirings connected to each product and the shape of the semiconductor are different for each product. Therefore, IC, LS
It is necessary to prepare a dedicated bonding tool and bonding stage for each I product, which is high in cost, requires time to replace the bonding tool and bonding stage installed in the equipment, and manages the bonding tool and bonding stage. There was a problem that it became complicated.

【0008】このような問題を解決するために、特開平
3−191538号公報では、ボンングツールの先端部
をねじなどによる機械的に取り付けることで先端部の着
脱を容易にした方法が提案されている。しかしながら、
ねじ方式などを用いているために長時間の使用によって
ねじ部が焼き付きを起こし、先端部の着脱が出来なくな
る等の問題が残っていた。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 3-191538 proposes a method in which the tip portion of the bonding tool is mechanically attached with a screw or the like to facilitate the attachment and detachment of the tip portion. ing. However,
Since the screw method is used, the screw part is seized after long-term use, and there remains a problem that the tip part cannot be attached or detached.

【0009】さらには、特開平8−107129号公報
では、前記の特開平3−191538号公報を更に改良
し、機械的な取付方法として偏心軸を用いた方式のボン
ディングツールが提案されている。この方式ではより着
脱容易でありかつ長時間使用しても先端部部とシャンク
部との固定部が焼き付くことが無いとされている。しか
しながら、最近は使用条件が厳しくなり、着脱による冷
熱サイクルを繰り返すことにより、焼き付き防止目的の
ためのセラミックコーティングが一部剥離することがあ
った。その結果、500℃の高温下では、約30万回の
ボンディング後で先端部とシャンク部との間で焼き付く
ことがあった。焼き付いたものは、別の先端部と取り替
えは出来なかった。これはボンディングステージについ
ても同様であった。
Further, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 8-107129 proposes a bonding tool of a system using an eccentric shaft as a mechanical attachment method, which is a further improvement of the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-191538. According to this method, it is easier to attach / detach, and even if it is used for a long time, the fixing portion between the tip portion and the shank portion is not seized. However, recently, the usage conditions have become severe, and the ceramic coating for the purpose of preventing seizure may be partly peeled off by repeating the cooling / heating cycle for attachment / detachment. As a result, at a high temperature of 500 ° C., after the bonding for about 300,000 times, the tip portion and the shank portion may be seized. The burned one could not be replaced with another tip. This also applies to the bonding stage.

【0010】また、図8に示す従来のボンディングツー
ルの先端部では、ダイヤモンド被覆されたセラミックス
製突出部と金属製の基体部をまずろう付けする。その
後、先端部上下面の平行度を出すようダイヤモンド面を
研磨するので、研磨に時間がかかる。先端部の底面と工
具面の平行度が工具面に被覆したダイヤモンド膜厚以上
である場合には、調整できないのでろう付けをやり直さ
なければならなかった。底面と工具面の平行度が十分で
ない先端部を持つボンディングツールを使用した場合、
ボンディング装置起動時の平行度調整に非常に時間がか
かるという問題が残っていた。
At the tip of the conventional bonding tool shown in FIG. 8, the diamond-coated ceramic projection and the metal base are first brazed. After that, since the diamond surface is polished so as to obtain parallelism between the upper and lower surfaces of the tip, polishing takes time. When the parallelism between the bottom surface of the tip and the tool surface is equal to or larger than the thickness of the diamond film coated on the tool surface, the adjustment cannot be performed, and brazing must be redone. When using a bonding tool that has a tip with insufficient parallelism between the bottom surface and the tool surface,
There remains a problem that it takes a very long time to adjust the parallelism at the time of starting the bonding apparatus.

【0011】また、図8に示す構造のボンディングツー
ルにおいて、セラミックス製の突出部は、金属製の基体
部に比べ熱膨張率が小さい。したがって、これらの2つ
の部分をろう付けにより接合すると、接合界面に生じる
熱応力は、突出部サイズが大きくなるほど、大きくな
る。これにより使用中に突出部が基体部の金属から剥離
することが問題となっていた。また、剥離が起こらない
場合でも、内部応力の影響で先端部の底面と工具面の平
坦度が変化したり、繰り返しかかる実装荷重により接合
界面に熱応力が蓄積され、突出部が割れたりすると言う
問題が残っていた。
In the bonding tool having the structure shown in FIG. 8, the ceramic projection has a smaller coefficient of thermal expansion than the metal base. Therefore, when these two parts are joined by brazing, the thermal stress generated at the joint interface increases as the size of the protrusion increases. This has been a problem in that the protruding portion is separated from the metal of the base portion during use. Even when peeling does not occur, the flatness of the bottom surface of the tip and the tool surface changes due to the influence of internal stress, and thermal stress accumulates at the joint interface due to repeated mounting loads, and the protrusions crack. The problem remained.

【0012】ボンディングツールおよびボンディングス
テージは、実際の使用温度が設計温度と異なる場合があ
る。図8に示す構造のボンディングツールの工具面は、
設計温度では平坦になるように研磨加工で仕上げてい
る。しかし、当初設計温度と異なる温度で使用する場合
には、先端部の金属製基体部とセラミックス製突出部の
熱膨張率が異なるため、先端部の平坦度が設計値からず
れる。従って、全工具面に渡って均一に接合することが
困難か、場合によって接合できない部分が発生した。こ
の傾向は、先端部特に突出部が大きくなるほど顕著に現
れる。最近の状況としては、ICやLSIの大きさが益
々大きくなって来ており、ボンディングツールおよび/
またはボンディングステージの工具面の平坦度や使用時
の温度分布などの精度を従来のレベルに保つことは非常
に困難になってきた。
The actual operating temperature of the bonding tool and the bonding stage may differ from the design temperature. The tool surface of the bonding tool having the structure shown in FIG.
Finished by polishing so that it becomes flat at the design temperature. However, when used at a temperature different from the initially designed temperature, the flatness of the tip portion deviates from the design value because the thermal expansion coefficient of the metal base portion of the tip portion and the ceramic projection portion are different. Therefore, it is difficult to perform uniform welding over the entire tool surface, or in some cases, a portion that cannot be welded occurs. This tendency becomes more remarkable as the tip portion, especially the protruding portion, becomes larger. As for the recent situation, the sizes of ICs and LSIs are becoming larger and larger.
Alternatively, it has become very difficult to maintain the precision such as the flatness of the tool surface of the bonding stage and the temperature distribution during use at the conventional level.

【0013】また、工具の取り替え時間の短縮、長寿命
化が望まれている。取り替え時間を短縮するためには、
第1には焼き付きをなくすこと、第2にはボンディング
ツールとボンディングステージの工具面同士の平行度調
整時間を短縮するため、先端部および/またはステージ
部の底面と工具面の平行度の精度を高めることが重要で
ある。長寿命化においては、使用中の工具面の平坦度変
化を極力少なくすること及び先端部および/またはステ
ージ部の破損のないことが重要である。
Further, it is desired to shorten the tool replacement time and prolong the service life. To reduce the replacement time,
First, to eliminate seizure, and secondly, to reduce the parallelism adjustment time between the tool surfaces of the bonding tool and the bonding stage, the accuracy of the parallelism between the tip surface and / or the bottom surface of the stage and the tool surface must be improved. It is important to raise. In order to extend the life, it is important to minimize the change in flatness of the tool surface during use and to prevent the tip portion and / or the stage portion from being damaged.

【0014】最近では、先端部のみを取り替えることで
多品種の製品に対応できる、いわゆるシャンクの共有化
の要望は特に大きくなってきている。これらの多様な最
近の状況に対し、従来の製品では対応できなくなってき
ている。本発明はこれらの従来の問題点を更に改良した
ボンディングツールおよびボンディングステージを提供
することにある。
Recently, there has been a particularly strong demand for sharing a so-called shank, which can deal with a wide variety of products by replacing only the tip. Conventional products are no longer able to cope with these various recent situations. The present invention is to provide a bonding tool and a bonding stage that further improve on these conventional problems.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、先端部とシャ
ンク部とからなる半導体実装用のボンディングツールで
あって、先端部を構成する基体部と、基体部から突き出
ている突出部が一体材料から成り、突出部の工具面は気
相合成ダイヤモンドで被覆され、該基体部と該シャンク
部が機械的に固着されてなる、もしくは真空吸着で固定
されてなることを特徴とするボンディングツール関す
る。シャンク部は、先端部を一定の位置制度および角度
制度の範囲内でボンディング装置に固定するための装置
への取付け機構を有し、同時に、先端部を、ボンディン
グ工程に必要な温度まで加熱させるための機構を有す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a bonding tool for mounting a semiconductor comprising a tip portion and a shank portion, wherein a base portion forming the tip portion and a protruding portion protruding from the base portion are integrated. A bonding tool comprising a material, a tool surface of a protruding portion of which is coated with vapor-phase synthetic diamond, and the base portion and the shank portion are mechanically fixed or fixed by vacuum suction. . The shank part has an attachment mechanism to the device for fixing the tip part to the bonding device within a range of a certain positional accuracy and angular accuracy, and at the same time, in order to heat the tip part to the temperature necessary for the bonding process. It has the mechanism of.

【0016】本発明の別の様態は、ステージ部と台座部
とからなる半導体実装用のボンディングステージであっ
て、ステージ部を構成する基体部と、基体部から突き出
ている突出部が一体材料から成り、突出部の工具面は気
相合成ダイヤモンドで被覆され、該ステージ部と該台座
部が機械的に固着されてなる、もしくは真空吸着で固定
されることを特徴とするボンディングステージに関す
る。台座部は、ステージ部を一定の位置制度および角度
制度の範囲内でボンディング装置に固定するための装置
への取付け機構を有し、同時に、ステージ部を、ボンデ
ィング工程に必要な温度まで加熱させるための機構を有
する。
Another aspect of the present invention is a bonding stage for semiconductor mounting, comprising a stage part and a pedestal part, wherein the base part forming the stage part and the protruding part protruding from the base part are made of an integral material. The bonding stage is characterized in that the tool surface of the protruding portion is covered with vapor phase synthetic diamond, and the stage portion and the pedestal portion are mechanically fixed or fixed by vacuum suction. The pedestal part has a mounting mechanism to the device for fixing the stage part to the bonding device within a range of a certain positional accuracy and angular accuracy, and at the same time, for heating the stage part to a temperature necessary for the bonding process. It has the mechanism of.

【0017】ボンディング装置では一般に、ボンディン
グツールとボンディングステージは対を成して使用され
る。本発明のボンディングツールは従来のボンディング
ステージと組み合わせて使うことも可能であり、また、
本発明のボンディングステージと組み合わせて使うこと
も可能である。更に本発明のボンディングステージを従
来のボンディングツールと組み合わせて使用することも
できる。
In the bonding apparatus, the bonding tool and the bonding stage are generally used as a pair. The bonding tool of the present invention can also be used in combination with a conventional bonding stage, and
It is also possible to use it in combination with the bonding stage of the present invention. Further, the bonding stage of the present invention can be used in combination with conventional bonding tools.

【0018】本発明のボンディングツールおよびボンデ
ィングステージは、先端部および/またはステージ部が
SiC、Si、AlNのいずれか1種を主成分と
する焼結体の上に気相合成法で多結晶ダイヤモンドを被
覆することが好ましい。
In the bonding tool and the bonding stage of the present invention, the tip portion and / or the stage portion is formed on a sintered body containing any one of SiC, Si 3 N 4 and AlN as a main component by a vapor phase synthesis method. It is preferably coated with polycrystalline diamond.

【0019】また、該シャンク部および該台座部は、モ
リブデン、超硬合金、ニッケル基合金、タングステン又
はタングステン合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、ス
テンレス鋼、鉄−ニッケル合金、チタン又はチタン合金
から選ばれる1又は2以上の金属で構成することができ
る。この中で、鉄−ニッケル−コバルト合金やタングス
テン合金であるタングステン−Cu合金が、耐熱性や加
工性の点で優れている。
The shank portion and the pedestal portion are selected from molybdenum, cemented carbide, nickel base alloy, tungsten or tungsten alloy, iron-nickel-cobalt alloy, stainless steel, iron-nickel alloy, titanium or titanium alloy. It may be composed of one or more metals. Among these, the iron-nickel-cobalt alloy and the tungsten-Cu alloy which are tungsten alloys are excellent in heat resistance and workability.

【0020】本発明における先端部および/またはステ
ージ部は、先端部および/またはステージ部を構成する
基体部と、基体部から突き出ている突出部が一体材料か
ら成り、突出部の工具面は気相合成ダイヤモンド被覆層
から成り、さらに、前記先端部が少なくともSiC、S
、AlNのいずれか1種を主成分とする焼結体
であることが好ましい。
In the tip portion and / or the stage portion in the present invention, the base portion forming the tip portion and / or the stage portion and the protrusion protruding from the base portion are made of an integral material, and the tool surface of the protrusion is a And a tip of at least SiC, S
It is preferable that the sintered body contains as a main component any one of i 3 N 4 and AlN.

【0021】さらに、ボンディングツールおよび/また
はボンディングステージの先端部および/またはステー
ジ部の底面と工具面との平行度が、常温において2μm
以下であることが好ましい。
Furthermore, the parallelism between the tip of the bonding tool and / or the bonding stage and / or the bottom surface of the stage and the tool surface is 2 μm at room temperature.
The following is preferable.

【0022】また、該先端部および/またはステージ部
の、シャンク部および/または台座部への取付部分を側
面側から見たときに、工具面に向かって辺長もしくは直
径が小さくなる、台形形状の断面形状をもつ取付側面を
持つことが好ましい。この構成により、取付け部の側面
の斜面と押しつけ部の楔効果によって、接合強度を高め
ることが出来る。また、斜面の傾きなどを変えることに
より、先端部の方向性を確認するようにすることもでき
る。
A trapezoidal shape in which the side length or the diameter decreases toward the tool surface when the mounting portion of the tip portion and / or the stage portion to the shank portion and / or the pedestal portion is viewed from the side surface side. It is preferable to have a mounting side surface having a sectional shape of. With this configuration, the bonding strength can be enhanced by the wedge effect of the side surface of the mounting portion and the pressing portion. In addition, the directionality of the tip can be confirmed by changing the inclination of the slope.

【0023】本発明で得られたボンディングツール用先
端部および/またはボンディングステージ用ステージ部
の特徴は、100℃から550℃までの先端部の平坦度
変化が1μm以下にすることが好ましく、また、任意で
あるが、先端部に半導体素子を吸着するための一個以上
の真空吸着穴を有することができる。また、先端部およ
び/またはステージ部に半導体を吸着するための真空吸
着溝及び一個以上の吸着穴を有することができる。
The feature of the tip portion for the bonding tool and / or the stage portion for the bonding stage obtained in the present invention is that the flatness change of the tip portion from 100 ° C. to 550 ° C. is preferably 1 μm or less. Optionally, the tip may have one or more vacuum suction holes for sucking the semiconductor element. Further, the tip portion and / or the stage portion may have a vacuum suction groove and at least one suction hole for sucking a semiconductor.

【0024】本発明の先端部および/またはステージ部
は、シャンク部および/または台座部との接触面の面粗
さが平均表面粗さRaで0.1μm以下であることが好
ましい。これは、シャンク部および/または台座部と先
端部との間の熱伝導を保証するためである。先端部とシ
ャンク部またはステージ部と台座部の間に金、銀、銅、
白金、タンタル、ニッケル、アルミニウム等の軟質金属
から選ばれる一層或いは二層以上の金属を介在させて使
用することもできる。特に先端部上下面の平行度が高い
場合、平行度を調整するのが容易であり、且つシャンク
部との密着性を高め、熱伝導を高めることができる。
In the tip portion and / or the stage portion of the present invention, the surface roughness of the contact surface with the shank portion and / or the pedestal portion is preferably 0.1 μm or less in terms of average surface roughness Ra. This is to ensure heat transfer between the shank and / or pedestal and the tip. Between the tip and shank or between the stage and pedestal, gold, silver, copper,
It is also possible to interpose one or two or more layers of metal selected from soft metals such as platinum, tantalum, nickel, and aluminum. In particular, when the top and bottom surfaces of the tip portion have a high degree of parallelism, it is easy to adjust the degree of parallelism, and the adhesion with the shank portion can be improved and heat conduction can be enhanced.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】ボンディングツールおよびボンデ
ィングステージの進歩は大変早く、ICやLSIと同様
にライフサイクルの短い工具である。そしてその使用方
法も次第にうまくなり、同じボンディングツールでも従
来のものより2から3倍の寿命を持つようになってきて
いる。さらには、ICやLSIが飛躍的に大きくなって
いるが、工具に対する寸法精度などは、緩和されること
はない。しかも、100℃から数百度の高温まで平坦度
が1μm以内の寸法精度と、焼き付かないことをを要求
される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The progress of bonding tools and bonding stages is very fast, and the tools have a short life cycle like ICs and LSIs. The usage method has been gradually improved, and even the same bonding tool has a life that is two to three times longer than the conventional one. Furthermore, although ICs and LSIs have become dramatically larger, the dimensional accuracy of tools is not relaxed. In addition, it is required that the flatness from 100 ° C. to a high temperature of several hundreds of degrees has a dimensional accuracy of 1 μm or less and does not cause seizure.

【0026】このような市場からの要請に対して、先ず
先端部および/またはステージ部とシャンク部および/
または台座部の材料が相互に反応しないと考えられる組
み合わせを以下の各種材料から選択した。すなわち超硬
合金やモリブデン、ニッケル基合金、タングステン、タ
ングステン合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、ステン
レス鋼、鉄−ニッケル合金、チタンまたはチタン合金等
の金属やSiC、Si 、AlN等のセラミックス
の各種組合わせについて検討した。
In response to such a request from the market, first,
Tip and / or stage and shank and / or
Or a group in which the materials of the pedestal are considered not to react with each other
The combination was selected from the following various materials. Ie carbide
Alloys, molybdenum, nickel-based alloys, tungsten,
Ngusten alloy, iron-nickel-cobalt alloy, stainless
Stainless steel, iron-nickel alloy, titanium or titanium alloy, etc.
Metal, SiC, Si ThreeNFour, AlN and other ceramics
We examined various combinations.

【0027】その結果明らかになったことは、シャンク
部および台座部は熱電対収納部やカートリッジヒーター
収納部を持つので複雑な形状と成らざるをえず、その形
状を勘案すると金属が経済的である。
As a result, it becomes clear that the shank portion and the pedestal portion have a thermocouple storage portion and a cartridge heater storage portion, so that they have to have a complicated shape, and considering the shape, metal is economical. is there.

【0028】そうすると、先端部および/またはステー
ジ部の基体部に使用できる材料はSiC、Si
AlN等のセラミックスが好適である。それ以外の材料
は、使用時にシャンク部の金属と焼き付いて、長時間使
用後にその取り外しに大変な時間を要する。
Then, the material that can be used for the base portion of the tip portion and / or the stage portion is SiC, Si 3 N 4 ,
Ceramics such as AlN are suitable. Other materials burn with the metal of the shank during use, and it takes a long time to remove them after long-term use.

【0029】焼き付きを防止するだけなら、図1および
図3における基体部3および103を、SiC、Si
やAlNなどのセラミックスにするか、図2におけ
るシャンク部14および図4における台座部114をセ
ラミックスにすれば良い。シャンク部14および台座部
114をセラミックスとした場合、硬いセラミックスを
複雑な形状に加工することは、コスト面で非常に不利と
なるので、基体部をSiC、SiやAlN等のセ
ラミックスにするのがよい。
If only seizure is to be prevented, the base portions 3 and 103 in FIGS. 1 and 3 are replaced with SiC, Si 3
Ceramics such as N 4 and AlN may be used, or the shank portion 14 in FIG. 2 and the pedestal portion 114 in FIG. 4 may be ceramics. When the shank portion 14 and the pedestal portion 114 are made of ceramics, it is very disadvantageous in terms of cost to process hard ceramics into a complicated shape. Therefore, the base portion is made of ceramics such as SiC, Si 3 N 4 or AlN. Good to do.

【0030】また基体部3および103をセラミックス
にした場合、ダイヤモンドが被覆された突出部も同じセ
ラミックスにして、突出部と基体部のろう付けを無くし
た一体構造とするのがよい。本発明は突出先端部へ直接
多結晶ダイヤモンドを被覆するので金属とのろう付けが
ない構成である。従って、焼き付きが発生しないことに
加え、金属との熱膨張率差によって生じる、割れ、使用
中の平坦度変化、温度による平坦度変化などが減少し、
工具面温度分布が改善される。さらに、ろう付け後の先
端部平行度調整研磨加工が不要となり、精度の向上と経
済性の向上が一気に達成できる。従って、本発明では、
先端部および/またはステージ部は工具面に多結晶ダイ
ヤモンドを被覆したセラミックス一体成型構造とし、シ
ャンク部および/または台座部に取り付ける方法として
は、機械的に固定する方法もしくは真空吸着とした。機
械的に固着する場合はボンディング工程中での先端部の
ズレが発生しにくく、高精度のボンディングを行うこと
ができる。真空吸着によって固定する場合は、先端部の
取り替えが容易で、ボンディングする製品のサイズ変更
が容易に実施できる。なお、突出部の形状はボンディン
グを行う製品の形状、大きさによって任意に設計でき、
本発明の実施例1および3に示すような矩形の形状以外
に、円筒形の形状なども採用しうる。
When the base portions 3 and 103 are made of ceramics, it is preferable that the diamond-coated protrusions are also made of the same ceramic so that the protrusions and the base portion are not brazed. According to the present invention, the protruding tip portion is directly coated with the polycrystalline diamond, so that it has no brazing with metal. Therefore, in addition to the occurrence of seizure, cracks, changes in flatness during use, changes in flatness due to temperature, etc., which occur due to the difference in coefficient of thermal expansion from metal, are reduced,
The tool surface temperature distribution is improved. Further, since the polishing process for adjusting the parallelism of the tip portion after brazing is not necessary, the accuracy and the economic efficiency can be improved at once. Therefore, in the present invention,
The tip portion and / or the stage portion has a ceramic integral molding structure in which the tool surface is coated with polycrystalline diamond, and the method of attaching to the shank portion and / or the pedestal portion is mechanical fixing or vacuum suction. In the case of mechanical fixation, the tip portion is less likely to be displaced during the bonding process, and highly accurate bonding can be performed. When fixing by vacuum suction, the tip portion can be easily replaced and the size of the product to be bonded can be easily changed. The shape of the protruding part can be arbitrarily designed according to the shape and size of the product to be bonded,
In addition to the rectangular shape shown in the first and third embodiments of the present invention, a cylindrical shape or the like may be adopted.

【0031】機械的な固着方法について、以下図面を用
いて説明する。この発明のボンディングツールは、図1
に示した先端部を図2に示したような取付構造とするこ
とが望ましい。図1において、1は先端部、2は取付側
面、3は基体部、4は突出部、5はダイヤ被覆層(工具
面)を示す。尚、図1ではボンディングツール先端部の
例として基体部が矩形のものを示しているが、図3のよ
うに基体部が円形もしくは曲面を持った形のものでも構
わない。図2において14はシャンク部、16は偏心軸
の動きを伝達する部材、12は押しつけ部、19は熱電
対収納部、10はカートリッジヒーター収納部を示す。
また、この発明のボンディングステージは、図3に示し
た先端部を図4に示したような取付構造とすることが望
ましい。図3において、101はステージ部、102は
取付側面、103は基体部、104は突出部、105は
ダイヤ被覆層(工具面)を示す。尚、図3ではボンディ
ングステージ先端部の例として基体部が円形のものを示
しているが、図1のように基体部が矩形のものであって
もまた、円形以外の曲面を持った形のものでも構わな
い。図4において114は台座部、116は偏心軸の動
きを伝達する部材、112は押しつけ部、119は熱電
対収納部、110はカートリッジヒーター収納部を示
す。
The mechanical fixing method will be described below with reference to the drawings. The bonding tool of this invention is shown in FIG.
It is desirable that the tip portion shown in FIG. 2 has a mounting structure as shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a tip portion, 2 is a mounting side surface, 3 is a base portion, 4 is a protruding portion, and 5 is a diamond coating layer (tool surface). Although the base of the bonding tool has a rectangular shape as an example of the tip of the bonding tool in FIG. 1, the base may have a circular shape or a curved surface as shown in FIG. In FIG. 2, 14 is a shank portion, 16 is a member for transmitting the movement of the eccentric shaft, 12 is a pressing portion, 19 is a thermocouple housing portion, and 10 is a cartridge heater housing portion.
Further, the bonding stage of the present invention preferably has the mounting structure as shown in FIG. 4 at the tip portion shown in FIG. In FIG. 3, 101 is a stage portion, 102 is a mounting side surface, 103 is a base portion, 104 is a protruding portion, and 105 is a diamond coating layer (tool surface). In addition, in FIG. 3, although the base portion is circular as an example of the tip of the bonding stage, even if the base portion is rectangular as shown in FIG. It doesn't matter. In FIG. 4, 114 is a pedestal part, 116 is a member for transmitting the movement of the eccentric shaft, 112 is a pressing part, 119 is a thermocouple housing part, and 110 is a cartridge heater housing part.

【0032】図2および4において、矢印の方向に先端
部および/またはステージ部が押されたときに、押しつ
け部によって先端部および/またはステージ部がシャン
ク部および/または台座部の底面としっかり接触し、シ
ャンク部および/または台座部と先端部および/または
ステージ部の熱伝導を保証する。このボンディングツー
ルおよびボンディングステージは、シャンク部14およ
び台座部114の装着部11および111でボンディン
グ装置に取り付けられる。
2 and 4, when the tip portion and / or the stage portion is pushed in the direction of the arrow, the pushing portion firmly contacts the tip portion and / or the stage portion with the bottom surface of the shank portion and / or the pedestal portion. However, the heat conduction between the shank portion and / or the pedestal portion and the tip portion and / or the stage portion is ensured. The bonding tool and the bonding stage are attached to the bonding apparatus by the mounting portions 11 and 111 of the shank portion 14 and the pedestal portion 114.

【0033】図5は、先端部をシャンク部および/また
は台座部に固定する際の取付部の構造をボンディングツ
ールを例にして示す、一部断面図である。ボンディング
ステージの場合は以下の先端部をステージ部に、シャン
ク部を台座部に変えることで同様の機構を備えることが
できる。先端部のシャンク部への固定構造は、シャンク
部14に取り付けられた偏心軸15の動きを伝達する部
材16によってシャンク部14に機械的に固定されてい
る。このとき偏心軸の動きを伝達する部材16は、部材
の支軸18の回りを回転する。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the structure of the mounting portion when the tip portion is fixed to the shank portion and / or the pedestal portion, using a bonding tool as an example. In the case of the bonding stage, the same mechanism can be provided by changing the following tip part to the stage part and the shank part to the pedestal part. The structure for fixing the tip portion to the shank portion is mechanically fixed to the shank portion 14 by a member 16 that transmits the movement of the eccentric shaft 15 attached to the shank portion 14. At this time, the member 16 transmitting the movement of the eccentric shaft rotates around the support shaft 18 of the member.

【0034】図5に示すように先端部1は、偏心軸の動
きを伝達する部材16を介して偏心軸15によって、シ
ャンク部へ押さえつけられている。そしてシャンク部1
4の熱電対収納部19及びカートリッジヒーター収納部
10にそれぞれ熱電対及びカートリッジヒーターが取り
付けられて使用される。このとき先端部は、押しつけ部
12と偏心軸の動きを伝達する部材16により、シャン
ク部に取り付けられる。先端部の取付側面は、楔状にな
っていることが望ましい。シャンクと良く接触するため
である。また、偏心軸の動きを伝達する部材16と、先
端部が接触する部分は、やはり押しつけ部と同じ構造が
望ましいことは言うまでも無い。
As shown in FIG. 5, the tip portion 1 is pressed against the shank portion by the eccentric shaft 15 via the member 16 for transmitting the movement of the eccentric shaft. And shank part 1
A thermocouple and a cartridge heater are attached to the thermocouple housing section 19 and the cartridge heater housing section 10 of FIG. At this time, the tip portion is attached to the shank portion by the pressing portion 12 and the member 16 that transmits the movement of the eccentric shaft. It is desirable that the mounting side surface of the tip portion has a wedge shape. This is because it makes good contact with the shank. Needless to say, it is desirable that the contact portion of the member 16 that transmits the movement of the eccentric shaft and the tip portion have the same structure as the pressing portion.

【0035】図6は図2乃至図4に示すボンディングツ
ールおよびボンディングステージの固定構造の詳細を示
したものである。図6(A)に示すように、偏心軸15
がその支持軸17を中心に回転し、偏心軸の動きを伝達
する部材16は偏心軸15に押されて指示軸18を中心
に回転する。するとこの部材16を介して工具先端部1
はシャンク部14に押しつけられて固定が行われる。従
って基体部の側面図では、少なくとも取付側面が斜面に
なり、台形状になることが望ましい。両方の取付側面が
斜面になっている方が望ましいのは言うまでもない。ま
た図6(B)のように、偏心軸15を逆に回転させれば
部材16は先端部より離れ、先端部1の取り外しができ
る。
FIG. 6 shows details of the fixing structure of the bonding tool and the bonding stage shown in FIGS. 2 to 4. As shown in FIG. 6 (A), the eccentric shaft 15
Rotates about the support shaft 17, and the member 16 that transmits the movement of the eccentric shaft is pushed by the eccentric shaft 15 and rotates about the instruction shaft 18. Then, the tool tip 1 is inserted through the member 16.
Is pressed against the shank portion 14 and fixed. Therefore, in the side view of the base portion, it is desirable that at least the mounting side surface be a slope and have a trapezoidal shape. It goes without saying that it is desirable that both mounting side surfaces are sloped. Further, as shown in FIG. 6B, if the eccentric shaft 15 is rotated in the opposite direction, the member 16 is separated from the tip portion, and the tip portion 1 can be removed.

【0036】本発明は、ボンディングツールおよびボン
ディングステージ突出部の最大長さが15mmを越える
場合、特に20mmを越える場合に特に大きな効果を表
す。最大長さが大きくなると、先端部および/またはス
テージ部の突出部と基体部の熱膨張の相違をうち消す手
段が他にないからである。更に本発明では、先端部およ
び/またはステージ部の底面、すなわちシャンク部およ
び/または台座部と接触する部分の表面粗さが小さいこ
とが好ましい。底面の面粗さが平均表面粗さRaで、
0.1μm以下であれば、シャンク部および/または台
座部と先端部および/またはステージ部間の熱伝導の程
度は実際に使用する上で問題がない。
The present invention exerts a particularly great effect when the maximum length of the bonding tool and the protruding portion of the bonding stage exceeds 15 mm, particularly when it exceeds 20 mm. This is because if the maximum length is increased, there is no other means for eliminating the difference in thermal expansion between the protruding portion of the tip portion and / or the stage portion and the base portion. Further, in the present invention, it is preferable that the bottom surface of the tip portion and / or the stage portion, that is, the portion that comes into contact with the shank portion and / or the pedestal portion has a small surface roughness. The surface roughness of the bottom surface is the average surface roughness Ra,
When the thickness is 0.1 μm or less, the degree of heat conduction between the shank portion and / or the pedestal portion and the tip portion and / or the stage portion does not cause any problem in actual use.

【0037】本発明においては、先端部および/または
ステージ部の基体部の底面と工具面の平行度が2μm以
下であることが好ましい。これは先端部および/または
ステージ部のダイヤ被覆前の底面と工具面の平行度を5
μm以下にすることで、容易に達成出来る。5μmを越
えた場合、ダイヤモンド被覆後にセラミックスよりずっ
と難加工性のダイヤモンドを加工して、平行度2μm以
下とする加工費が高くなりすぎる。ダイヤ被覆前の先端
部および/またはステージ部の精度を高めることの効果
は、上記の他に被覆ダイヤモンド層を薄くできる点にあ
る。ダイヤ被覆時間を短縮できるし、一般的にダイヤモ
ンド被覆時間が短いと、合成後のダイヤモンド粒子径が
小さく、且つ滑らかなため更に研磨時間を短くすること
も出来る。合成時間が長くなると粒子が成長するためで
ある。これに対して、従来のろう付けタイプのものは、
ろう付け後の平行度を11μm程度にするのが限界であ
った。
In the present invention, the parallelism between the bottom surface of the base portion of the tip portion and / or the stage portion and the tool surface is preferably 2 μm or less. This means that the parallelism between the tool surface and the bottom surface of the tip and / or stage before diamond coating is 5
It can be easily achieved by setting the thickness to less than μm. If the thickness exceeds 5 μm, the processing cost for processing the diamond, which is much more difficult to process than the ceramic after the diamond coating, to obtain the parallelism of 2 μm or less becomes too high. The effect of increasing the accuracy of the tip and / or stage before coating with diamond is that the coated diamond layer can be thinned in addition to the above. The diamond coating time can be shortened, and generally, when the diamond coating time is short, the diamond particle size after synthesis is small and smooth, so that the polishing time can be further shortened. This is because particles grow as the synthesis time increases. On the other hand, the conventional brazing type is
The limit was that the parallelism after brazing was about 11 μm.

【0038】本発明の別の特徴は、被覆ダイヤモンド層
が薄いことと、作用する部分の全面に亘りダイヤの厚さ
が均一であることである。その厚さの範囲は高々7μm
である。なお、基体部の底面と工具面との平行度の測定
は、定盤の上に先端部および/またはステージ部を置
き、触針をダイヤ層上で走らせて測定する。
Another feature of the present invention is that the coating diamond layer is thin and that the thickness of the diamond is uniform over the entire working area. The thickness range is at most 7 μm
Is. The parallelism between the bottom surface of the base and the tool surface is measured by placing the tip and / or the stage on a surface plate and running a stylus on the diamond layer.

【0039】[0039]

【実施例】以下、この発明を実施例により詳細に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.

【0040】[0040]

【実施例1】まず、36mm×36mm×11mmのS
iCブロックから、図1に示すような形状で基体部の下
面が35mm×35mmで突出部を幅5.4mm×3
0.4mmで高さ6mm、全体の高さが10mmの先端
部を加工した。突出部の工具面側から穴径0.5mmで
深さ0.5mm、底面側から穴径1.8mmで深さ7m
mの真空吸着穴を直径6mm,深さ2.5mmの穴の中
に3個あけ貫通穴とした。半導体などを真空吸着して、
移設したり、ボンディングする。また工具面エッジは、
幅0.2mm、角度45度で各稜線に対して面取り加工
を施し、突出部の有効寸法が5mm×30mmに加工し
た。
Example 1 First, 36 mm × 36 mm × 11 mm S
From the iC block, the bottom surface of the base portion is 35 mm × 35 mm and the protrusion is 5.4 mm × 3 in width as shown in FIG.
The tip portion having a height of 0.4 mm and a height of 6 mm and an overall height of 10 mm was processed. Hole diameter 0.5 mm and depth 0.5 mm from the tool surface side of the protrusion, hole diameter 1.8 mm and depth 7 m from the bottom surface side
Three vacuum suction holes of m were formed in the hole having a diameter of 6 mm and a depth of 2.5 mm to form through holes. Vacuum adsorption of semiconductors,
Relocate or bond. Also, the tool face edge is
Each ridge line was chamfered with a width of 0.2 mm and an angle of 45 degrees, and the effective dimension of the protrusion was processed to 5 mm × 30 mm.

【0041】フィラメントとして、直径0.5mm、長
さ100mmのタングステン線を用いた公知のフィラメ
ントCVD法により、上記先端部の工具面に厚さ50μ
mの多結晶ダイヤモンドを被覆した。被覆の条件は以下
の通りである。
As a filament, a known filament CVD method using a tungsten wire having a diameter of 0.5 mm and a length of 100 mm was used, and a thickness of 50 μm was formed on the tool surface of the tip portion.
m polycrystalline diamond was coated. The coating conditions are as follows.

【0042】 原料ガス(流量):CH4/H2=1%、 総流量 :500CC/min ガス圧力 :10000Pa フィラメント温度:2200℃ フィラメントと突出部被覆面間距離:5mm SiC温度 :920℃[0042] Raw material gas (flow rate): CH4 / H2 = 1%, Total flow rate: 500 CC / min Gas pressure: 10000Pa Filament temperature: 2200 ° C Distance between filament and protruding surface: 5 mm SiC temperature: 920 ° C

【0043】かくして得られたダイヤモンド被覆層5を
ダイヤモンド砥石で研磨し、突出部の有効寸法が5mm
×30mmの先端部を製作した。このようにして得たボ
ンディングツールの先端部1を図2に示す鉄−ニッケル
−コバルト合金で形成したシャンク部に、同じ材料で形
成した偏心軸にてクランプレバーを介して固定した。
尚、図2に示すシャンクは、真空吸着穴6に通じる穴を
加工してある(図面上は記載していない)。なお、被覆
前に突出部に設けた真空吸着穴は、ダイヤが被覆されな
いので、ダイヤ被覆層を設けた後も貫通穴である。
The diamond coating layer 5 thus obtained was polished with a diamond grindstone, and the effective dimension of the protrusion was 5 mm.
A tip portion of × 30 mm was manufactured. The tip portion 1 of the bonding tool thus obtained was fixed to the shank portion made of an iron-nickel-cobalt alloy shown in FIG. 2 via a clamp lever with an eccentric shaft made of the same material.
The shank shown in FIG. 2 has a hole communicating with the vacuum suction hole 6 (not shown in the drawing). It should be noted that the vacuum suction holes provided in the protruding portion before coating are not covered with diamond, and are therefore through holes even after the diamond coating layer is provided.

【0044】同様にして、比較例として図8に示す従来
構造のボンディングツールを作製した。突出部は、
(縦)60mm×(横)60mm×(高さ)3mmのS
iC基板に50μmの多結晶ダイヤモンドを被覆した
後、5.4mm×30.4mmのサイズに切断すること
で作製した。基体部は、鉄−ニッケル−コバルト合金を
所定の形状に機械加工して作製した。その後突出部と基
体部を銀ろうづけにて接合して先端部とした。この図に
おいて20は、多結晶ダイヤモンドを被覆したSiCか
らなる突出部とコバールからなる基体部をろうづけによ
り接合したものである。その他の点は、本実施例と同様
にして比較例のサンプルを作製した。
Similarly, a bonding tool having a conventional structure shown in FIG. 8 was prepared as a comparative example. The protrusion is
S of (length) 60 mm x (width) 60 mm x (height) 3 mm
The iC substrate was coated with 50 μm polycrystalline diamond and then cut into a size of 5.4 mm × 30.4 mm. The base portion was produced by machining an iron-nickel-cobalt alloy into a predetermined shape. After that, the protruding portion and the base portion were joined by silver brazing to form a tip portion. In this figure, reference numeral 20 denotes a projection portion made of SiC coated with polycrystalline diamond and a base portion made of Kovar, which are joined by brazing. In all other respects, a sample of a comparative example was prepared in the same manner as this example.

【0045】このようにして得られたボンディングツー
ルにおいて、先端部の上下面平行度、熱電対部に於ける
温度500℃での工具面表面温度分布、500℃に加熱
したときの先端部とシャンク部との焼き付き試験、常温
から600℃に加熱と冷却を繰り返した場合の基体部と
突出部の接合界面の耐久性、及び600℃の温度で20
kgの荷重をかけて200万回の耐久性について比較し
た。結果を表1に示す。
In the bonding tool thus obtained, the parallelism of the upper and lower surfaces of the tip portion, the tool surface temperature distribution at the thermocouple portion at a temperature of 500 ° C., the tip portion and the shank when heated to 500 ° C. Seizure test with parts, durability of the joint interface between the base part and the protrusion when heating and cooling are repeated from room temperature to 600 ° C., and at a temperature of 600 ° C.
A load of kg was applied and the durability of 2 million times was compared. The results are shown in Table 1.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】試験条件の詳細は以下の通りである。Details of the test conditions are as follows.

【0048】工具面表面温度分布:熱電対部の温度が5
00℃の時の工具面の最高、最低の温度差。
Tool surface temperature distribution: Temperature of thermocouple part is 5
Maximum and minimum temperature difference of the tool surface at 00 ℃.

【0049】先端部焼き付き試験:500℃、荷重20
kg、100万回ボンディング試験後、10万回毎に先
端部が取り外し可能か確認する。
Tip seizure test: 500 ° C., load 20
After the bonding test of 1,000,000 times for kg, it is confirmed every 100,000 times whether the tip can be removed.

【0050】ヒートサイクル試験:常温から600℃に
加熱し2時間保持しまた、常温に戻すというサイクルを
100回繰り返す。
Heat cycle test: A cycle of heating from room temperature to 600 ° C., holding for 2 hours, and returning to room temperature is repeated 100 times.

【0051】600℃ボンディング試験:600℃、加
重20kg、200万回ボンディング試験。
600 ° C. bonding test: 600 ° C., weight 20 kg, 2 million times bonding test.

【0052】従来品では、基体部と突出部をろう付けし
た後の先端部上下面の平行度は悪い。これを#170の
ダイヤモンド砥石で傾けて研磨し、平行度11μmまで
に調整加工した。これは、平行度調整のため傾けて研磨
しているためダイヤモンド膜の一部が無くなるまでは研
磨できず、これ以上の調整は出来なかったためである。
それに対して、本発明では、突出部へ直接、多結晶ダイ
ヤモンドを被覆するというろうづけがない構成であるこ
とにより、ろうづけによる平行度悪化が生じないため、
平行度が1μmという精度が達成できたものである。先
端部上下面の平坦度をダイヤ被覆する前に5μm以下と
することで、上記のような被覆後の精度をより容易に達
成できる。本発明では先端部にろうづけ部がないため、
上記の試験で全ての項目において比較例に対して優れて
いた。
In the conventional product, the parallelism between the upper and lower surfaces of the tip portion after brazing the base portion and the protruding portion is poor. This was tilted and polished with a # 170 diamond grindstone, and adjusted to a parallelism of 11 μm. This is because the polishing was performed with an inclination to adjust the parallelism, so that the polishing could not be performed until a part of the diamond film was lost, and further adjustment could not be performed.
On the other hand, in the present invention, since the projection is directly brazed by coating the polycrystalline diamond, since the parallelism does not deteriorate due to brazing,
The accuracy of parallelism of 1 μm was achieved. By setting the flatness of the upper and lower surfaces of the tip portion to 5 μm or less before diamond coating, the above-described accuracy after coating can be more easily achieved. In the present invention, since there is no brazing part at the tip,
In the above test, all items were superior to the comparative examples.

【0053】[0053]

【実施例2】φ32mm×12mmのSiCブロックか
ら、図3に示すような形状で基体部の下面がφ31mm
で突出部を幅5.4mm×30.4mmで高さ6mm、
全体の高さが11mmのステージ部を加工した。突出部
の工具面側から穴径0.5mmで深さ0.5mm、底面
側から穴径1.8mmで深さ7mmの真空吸着穴を直径
6mm,深さ2.5mmの穴の中に3個あけ貫通穴とし
た。半導体などを真空吸着して、移設したり、ボンディ
ングしたり、固定したりする。また工具面エッジは、幅
0.2mm、角度45度で各稜線に対して面取り加工を
施し、突出部の有効寸法が5mm×30mmに加工し
た。
Example 2 From a φ32 mm × 12 mm SiC block, the bottom surface of the base portion was φ31 mm in a shape as shown in FIG.
With a protrusion of width 5.4 mm x 30.4 mm and height 6 mm,
The stage part having an overall height of 11 mm was processed. A vacuum suction hole with a hole diameter of 0.5 mm and a depth of 0.5 mm from the tool surface side of the protrusion, and a hole diameter of 1.8 mm and a depth of 7 mm from the bottom surface side has a diameter of 6 mm and a depth of 2.5 mm. It was a through hole. It vacuum-sucks semiconductors, etc. and transfers, bonds, or fixes them. The edge of the tool surface was chamfered on each ridgeline with a width of 0.2 mm and an angle of 45 degrees, and the effective dimension of the protruding portion was processed to 5 mm × 30 mm.

【0054】フィラメントとして、直径0.5mm、長
さ100mmのタングステン線を用いた公知のフィラメ
ントCVD法により、SiC製の突出部に厚さ50μm
の多結晶ダイヤモンドを被覆した。被覆の条件は以下の
通りである。
As a filament, a known filament CVD method using a tungsten wire having a diameter of 0.5 mm and a length of 100 mm was used to form a SiC projection having a thickness of 50 μm.
Of polycrystalline diamond. The coating conditions are as follows.

【0055】 原料ガス(流量):CH4/H2=1%、 総流量 :500CC/min ガス圧力 :10000Pa フィラメント温度:2200℃ フィラメントと突出部被覆面間距離:5mm SiC温度 :920℃[0055] Raw material gas (flow rate): CH4 / H2 = 1%, Total flow rate: 500 CC / min Gas pressure: 10000Pa Filament temperature: 2200 ° C Distance between filament and protruding surface: 5 mm SiC temperature: 920 ° C

【0056】かくして得られたダイヤモンド被覆層5を
ダイヤモンド砥石で研磨し、突出部の有効寸法が5mm
×30mmのステージ部を製作した。このようにして得
たボンディングステージのステージ部1を図4に示す鉄
−ニッケル−コバルト合金で形成した台座部に、同じ材
料で形成した偏心軸にてクランプレバーを介して固定し
た。尚、図4に示す台座部は、真空吸着穴6に通じる穴
を加工してある(図面上は記載していない)。なお、被
覆前に突出部に設けた真空吸着穴は、ダイヤが被覆され
ないので、ダイヤ被覆層を設けた後も貫通穴である。
The diamond coating layer 5 thus obtained was polished with a diamond grindstone, and the effective dimension of the protrusion was 5 mm.
A stage unit of × 30 mm was manufactured. The stage portion 1 of the bonding stage thus obtained was fixed to the pedestal portion formed of the iron-nickel-cobalt alloy shown in FIG. 4 by the eccentric shaft formed of the same material via the clamp lever. The pedestal portion shown in FIG. 4 has a hole communicating with the vacuum suction hole 6 (not shown in the drawing). It should be noted that the vacuum suction holes provided in the protruding portion before coating are not covered with diamond, and are therefore through holes even after the diamond coating layer is provided.

【0057】同様にして、比較例として図8に示すのと
同様の構造をした、従来構造のボンディングステージを
作製した。突出部は、(縦)60mm×(横)60mm
×(高さ)3mmのSiC基板に50μmの多結晶ダイ
ヤモンドを被覆した後、5.4mm×30.4mmのサ
イズに切断することで作製した。基体部は、鉄−ニッケ
ル−コバルト合金を所定の形状に機械加工して作製し
た。その後突出部と基体部を銀ろう付けにて接合した。
Similarly, as a comparative example, a bonding stage having a conventional structure having the same structure as shown in FIG. 8 was prepared. The protruding part is (vertical) 60 mm x (horizontal) 60 mm
It was produced by coating a 50 μm polycrystalline diamond on a SiC substrate of × (height) 3 mm and then cutting it into a size of 5.4 mm × 30.4 mm. The base portion was produced by machining an iron-nickel-cobalt alloy into a predetermined shape. After that, the protruding portion and the base portion were joined by silver brazing.

【0058】このようにして得られたボンディングステ
ージにおいて、ステージ部の底面と工具面の平行度、熱
電対部に於ける温度500℃での工具面表面温度分布、
500℃に加熱したときのステージ部と台座部との焼き
付き試験、常温から600℃に加熱と冷却を繰り返した
場合の基体部と突出部の接合界面の耐久性、及び600
℃の温度で20kgの荷重をかけて200万回の耐久性
について比較した。結果を表1に示す。
In the bonding stage thus obtained, the parallelism between the bottom of the stage and the tool surface, the temperature distribution of the tool surface at the temperature of 500 ° C. in the thermocouple section,
A seizure test of the stage part and the pedestal part when heated to 500 ° C., durability of the bonding interface between the base part and the protruding part when heating and cooling are repeated from room temperature to 600 ° C., and 600
A load of 20 kg was applied at a temperature of ° C, and durability was compared 2 million times. The results are shown in Table 1.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】試験条件の詳細は以下の通りである。Details of the test conditions are as follows.

【0061】工具面表面温度分布:熱電対部の温度が5
00℃の時の工具面の最高、最低の温度差。
Tool surface temperature distribution: The temperature of the thermocouple part is 5
Maximum and minimum temperature difference of the tool surface at 00 ℃.

【0062】ステージ部焼き付き試験:500℃、荷重
20kg、100万回ボンディング試験後、10万回毎
にステージ部が取り外し可能か確認する。
Burning test of the stage part: After the bonding test at 500 ° C., a load of 20 kg and one million times, it is checked every 100,000 times whether the stage part can be removed.

【0063】ヒートサイクル試験:常温から600℃に
加熱し2時間保持しまた、常温に戻すというサイクルを
100回繰り返す。
Heat cycle test: A cycle of heating from room temperature to 600 ° C., holding for 2 hours, and returning to room temperature is repeated 100 times.

【0064】600℃ボンディング試験:600℃、加
重20kg、200万回ボンディング試験。
600 ° C. bonding test: 600 ° C., weighted 20 kg, 2 million times bonding test.

【0065】従来品では、基体部と突出部をろう付けし
た後のステージ部上下面の平行度は悪い。これを#17
0のダイヤモンド砥石で傾けて研磨し、平行度15μm
までに調整加工した。これは、平行度調整のため傾けて
研磨しているためダイヤモンド膜の一部が無くなるまで
は研磨できず、これ以上の調整は出来なかったためであ
る。それに対して、本発明では、突出部へ直接、多結晶
ダイヤモンドを被覆するというろう付けがない構成であ
ることにより、ろう付けによる平行度悪化が生じないた
め、平行度が0.8μmという精度が達成できたもので
ある。ステージ部上下面の平坦度をダイヤ被覆する前に
5μm以下とすることで、上記のような被覆後の精度を
より容易に達成できる。
In the conventional product, the parallelism between the upper and lower surfaces of the stage after brazing the base and the protrusion is poor. This is # 17
Angled and polished with a 0 diamond grindstone, parallelism of 15 μm
It was adjusted and processed. This is because the polishing was performed with an inclination to adjust the parallelism, so that the polishing could not be performed until a part of the diamond film was lost, and further adjustment could not be performed. On the other hand, in the present invention, since the projection is directly coated with the polycrystalline diamond without brazing, the parallelism does not deteriorate due to the brazing. It has been achieved. By setting the flatness of the upper and lower surfaces of the stage portion to 5 μm or less before diamond coating, the above-described accuracy after coating can be more easily achieved.

【0066】本発明ではステージ部にろう付け部がない
ため、上記の試験で全ての項目において比較例に対して
優れていた。
In the present invention, since there is no brazing part in the stage part, all the items in the above test were superior to the comparative example.

【0067】[0067]

【実施例3】実施例1で作製した本発明品のボンディン
グツールと比較例のボンディングツールを用いて、温度
と、平坦度の関係を調べた。夫々を、図2に示すシャン
クに装着して、カートリッジヒーターにより加熱して工
具面の表面温度とその温度での工具面の平坦度を測定し
た。その結果を図7に示す。なお、平坦度の測定は、特
開平5−326642号公報に記載されている。金線な
どをボンディングツールの工具面で押して、その転写さ
れた金線の平坦度を測定して工具面の平坦度とする。
Example 3 Using the bonding tool of the present invention manufactured in Example 1 and the bonding tool of the comparative example, the relationship between temperature and flatness was investigated. Each was mounted on the shank shown in FIG. 2 and heated by a cartridge heater to measure the surface temperature of the tool surface and the flatness of the tool surface at that temperature. The result is shown in FIG. 7. The measurement of flatness is described in JP-A-5-326642. A gold wire or the like is pressed by the tool surface of the bonding tool, and the flatness of the transferred gold wire is measured and used as the flatness of the tool surface.

【0068】従来のろう付けタイプの測定結果を△で示
し、本発明品の測定結果を黒丸で示した。図7に示すよ
うに本発明の場合は、100℃から550℃の範囲にお
いて殆ど変化が無い。これに対して、従来品は、温度が
上がるほど、平坦度が凹方向に変化する。これは、基体
部にろう付けされている突出部のセラミックスが、基体
部の金属よりも熱膨張率が小さいことによる。これに対
して一体品は、熱膨張率の差が無く、かつろう付けがな
いため、ろう付け部の熱膨張の差もないためである。
The conventional brazing type measurement results are indicated by Δ, and the measurement results of the present invention product are indicated by black circles. As shown in FIG. 7, in the case of the present invention, there is almost no change in the range of 100 ° C to 550 ° C. On the other hand, in the conventional product, the flatness changes in the concave direction as the temperature rises. This is because the ceramics of the protrusions brazed to the base portion have a smaller coefficient of thermal expansion than the metal of the base portion. On the other hand, the integrated product has no difference in the coefficient of thermal expansion and no brazing, so that there is no difference in the thermal expansion of the brazed portion.

【0069】なお、本発明のボンディングステージにお
いても同じ測定を行い、本実施例と同様の結果を得た。
The same measurement was carried out also in the bonding stage of the present invention, and the same result as this example was obtained.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、この発明により得
られるボンディングツールおよび/またはボンディング
ステージは、多様な工具形状に対して、先端部を取り替
えるだけで対応できるという大きな特徴を有し、しかも
長期間の使用にも、固着部が焼き付くことが無い。その
上、従来のボンディングツールのようにろう付けなどに
よる接合部がないので、ボンディング装置全体としてみ
たときの、平行度を維持するための加工費用や調整費用
も安くなるという特徴を有する。
As described above, the bonding tool and / or the bonding stage obtained by the present invention has a great feature that various tool shapes can be dealt with by simply exchanging the tip portion, and it has a long length. The sticking part does not burn even during use for a period of time. In addition, unlike the conventional bonding tool, since there is no joint by brazing, the processing cost and the adjustment cost for maintaining the parallelism of the entire bonding apparatus are low.

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

【図1】この発明のボンディングツール先端部の一例を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a tip portion of a bonding tool of the present invention.

【図2】この発明のボンディングツールであって、シャ
ンク部に先端部を固着したものの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a bonding tool of the present invention, in which a tip portion is fixed to a shank portion.

【図3】この発明のボンディングステージ先端部の一例
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a tip portion of a bonding stage of the present invention.

【図4】この発明のボンディングステージであって、台
座部にステージ部を固着したものの斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a bonding stage of the present invention, in which a stage unit is fixed to a pedestal unit.

【図5】この発明の、先端部をシャンク部に取り付ける
構造を示す一部断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the structure of attaching the tip portion to the shank portion according to the present invention.

【図6】この発明の偏心軸の動きを伝達する部材の動き
を説明する図ある。
FIG. 6 is a diagram for explaining the movement of a member for transmitting the movement of the eccentric shaft according to the present invention.

【図7】本発明で得られたボンディングツールと従来の
ボンディングツールの平坦度を比較する図である。
FIG. 7 is a diagram comparing the flatness of the bonding tool obtained in the present invention with that of a conventional bonding tool.

【図8】従来のボンディングツールであって、先端部と
シャンク部を固着した状態を示す。
FIG. 8 shows a conventional bonding tool in which the tip and the shank are fixed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.先端部 2.取付側面 3.基体部 4.突出部 5.ダイヤ被覆層(工具面) 6.真空吸着穴 10.カートリッジヒーター収納部 11.装着部 12.押し付け部 14.シャンク部 15.偏心軸 16.偏心軸の動きを伝達する部材 17.偏心軸の支軸 18.部材16の支軸 19.熱電対収納部 20.ろう付け面 101.先端部 102.取付側面 103.基体部 104.突出部 105.ダイヤ被覆層(工具面) 106.真空吸着穴 110.カートリッジヒーター収納部 111.装着部 112.押し付け部 114.台座部 116.偏心軸の動きを伝達する部材 119.熱電対収納部 1. Tip 2. Mounting side 3. Base part 4. Protrusion 5. Diamond coating layer (tool surface) 6. Vacuum suction hole 10. Cartridge heater compartment 11. Mounting part 12. Pressing part 14. Shank part 15. Eccentric shaft 16. A member that transmits the movement of the eccentric shaft 17. Eccentric shaft support shaft 18. Support shaft of member 16 19. Thermocouple storage 20. Brazing surface 101. Tip 102. Mounting side 103. Base part 104. Protrusion 105. Diamond coating layer (tool surface) 106. Vacuum suction hole 110. Cartridge heater compartment 111. Mounting part 112. Pressing part 114. Pedestal 116. A member that transmits the movement of the eccentric shaft 119. Thermocouple storage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 宏 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 矢敷 哲男 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 高橋 利也 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 尾原 利昭 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目1番1号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 Fターム(参考) 5F044 PP02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroshi Kawauchi             Sumitomo, 1-1 1-1 Koyokita, Itami City, Hyogo Prefecture             Electric Industry Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Tetsuo Yashiki             Sumitomo, 1-1 1-1 Koyokita, Itami City, Hyogo Prefecture             Electric Industry Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Toshiya Takahashi             Sumitomo, 1-1 1-1 Koyokita, Itami City, Hyogo Prefecture             Electric Industry Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Toshiaki Ohara             Sumitomo, 1-1 1-1 Koyokita, Itami City, Hyogo Prefecture             Electric Industry Co., Ltd. Itami Works F-term (reference) 5F044 PP02

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】先端部とシャンク部とからなる半導体実装
用のボンディングツールであって、先端部を構成する基
体部と、基体部から突き出ている突出部が一体材料から
成り、突出部の工具面は気相合成ダイヤモンドで被覆さ
れ、該先端部と該シャンク部が機械的に固着もしくは真
空吸着で固定されてなることを特徴とするボンディング
ツール。
1. A bonding tool for mounting a semiconductor, comprising a tip portion and a shank portion, wherein a base portion forming the tip portion and a protruding portion protruding from the base portion are made of an integral material, and a tool for the protruding portion. A bonding tool characterized in that the surface is coated with vapor phase synthetic diamond, and the tip and the shank are mechanically fixed or fixed by vacuum suction.
【請求項2】ステージ部と台座部とからなる半導体実装
用のボンディングステージであって、ステージ部を構成
する基体部と、基体部から突き出ている突出部が一体材
料から成り、突出部の工具面は気相合成ダイヤモンドで
被覆され、該ステージ部と該台座部が機械的に固着もし
くは真空吸着で固定されてなることを特徴とするボンデ
ィングステージ。
2. A bonding stage for semiconductor mounting, comprising a stage part and a pedestal part, wherein a base part forming the stage part and a protruding part protruding from the base part are made of an integral material, and a tool for the protruding part. A bonding stage characterized in that the surface is covered with vapor phase synthetic diamond, and the stage and the pedestal are mechanically fixed or fixed by vacuum suction.
【請求項3】先端部および/またはステージ部が、Si
C、Si、AlNのいずれか1種を主成分とする
焼結体からなり、その工具面上に気相合成法で多結晶ダ
イヤモンドを被覆したことを特徴とする請求項1または
2に記載のボンディングツールおよび/またはボンディ
ングステージ。
3. The tip portion and / or the stage portion is made of Si.
3. A sintered body containing any one of C, Si 3 N 4 and AlN as a main component, the tool surface of which is coated with polycrystalline diamond by a vapor phase synthesis method. The bonding tool and / or the bonding stage according to 1.
【請求項4】シャンク部および/または台座部がモリブ
デン、超硬合金、ニッケル基合金、タングステン又はタ
ングステン合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、ステン
レス鋼、鉄−ニッケル合金、チタン又はチタン合金から
選ばれる1又は2以上であることを特徴とする請求項
1、2または3に記載のボンディングツールおよび/ま
たはボンディングステージ。
4. The shank portion and / or pedestal portion is selected from molybdenum, cemented carbide, nickel base alloy, tungsten or tungsten alloy, iron-nickel-cobalt alloy, stainless steel, iron-nickel alloy, titanium or titanium alloy. It is 1 or 2 or more, The bonding tool and / or the bonding stage of Claim 1, 2 or 3 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】先端部および/またはステージ部を構成す
る基体部と、基体部から突き出ている突出部が一体材料
から成り、該一体材料が少なくともSiC、Si
、AlNのいずれか1種を主成分とする焼結体か
らなり、突出部の工具面は気相合成ダイヤモンド被覆層
から成ることを特徴とするボンディングツール用先端部
および/またはボンディングステージ用ステージ部。
5. A tip portion and / or a stage portion is constituted.
The base part and the protruding part protruding from the base part are made of an integral material.
And the integral material is at least SiC, Si
ThreeNFourA sintered body containing at least one of Al, AlN as a main component
And the tool surface of the protruding part is a vapor phase synthetic diamond coating layer
A tip part for a bonding tool characterized by comprising
And / or a stage part for the bonding stage.
【請求項6】前記先端部および/またはステージ部の底
面と工具面との平行度が、常温において2μm以下であ
ることを特徴とする請求項5記載のボンディングツール
用先端部および/またはボンディングステージ用ステー
ジ部。
6. The tip portion for a bonding tool and / or the bonding stage according to claim 5, wherein the parallelism between the bottom surface of the tip portion and / or the stage portion and the tool surface is 2 μm or less at room temperature. Stage section.
【請求項7】シャンク部および/または台座部への取付
部を側面側から見たときに、工具面に向かって辺長もし
くは直径が小さくなる、台形形状の断面形状をもつ取付
側面を持つことを特徴とする請求項5または6に記載の
ボンディングツール用先端部および/またはボンディン
グステージ用ステージ部。
7. A mounting side surface having a trapezoidal cross-sectional shape in which the side length or diameter decreases toward the tool surface when the mounting portion to the shank portion and / or the pedestal portion is viewed from the side surface side. The tip portion for a bonding tool and / or the stage portion for a bonding stage according to claim 5 or 6.
【請求項8】100℃から550℃までの工具面の平坦
度変化が1μm以下であることを特徴とする請求項5〜
7のいずれかに記載のボンディングツール用先端部およ
び/またはボンディングステージ用ステージ部。
8. The flatness change of the tool surface from 100 ° C. to 550 ° C. is 1 μm or less.
7. The tip part for a bonding tool and / or the stage part for a bonding stage according to any one of 7.
【請求項9】先端部および/またはステージ部の工具面
に、半導体素子を吸着するための一個以上の真空吸着穴
を有することを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記
載のボンディングツール用先端部および/またはボンデ
ィングステージ用ステージ部。
9. The bonding tool according to claim 5, wherein the tool surface of the tip portion and / or the stage portion has one or more vacuum suction holes for suctioning semiconductor elements. Tip and / or stage part for bonding stage.
【請求項10】先端部および/またはステージ部の工具
面に、半導体を吸着するための真空吸着溝及び一個以上
の真空吸着穴を有することを特徴とする請求項5〜8の
いずれかに記載のボンディングツール用先端部および/
またはボンディングステージ用ステージ部。
10. The tool surface of the tip portion and / or the stage portion has a vacuum suction groove for sucking a semiconductor and one or more vacuum suction holes, according to any one of claims 5 to 8. Bonding tool tip and /
Or stage part for bonding stage.
【請求項11】先端部とシャンク部もしくはステージ部
と台座部の間に金、銀、銅、白金、タンタル、ニッケ
ル、アルミニウム等の軟質金属から選ばれる一層或いは
二層以上の金属を介在させることを特徴とする請求項1
〜10のいずれかに記載のボンディングツールおよび/
またはボンディングステージ。
11. A metal of one or more layers selected from soft metals such as gold, silver, copper, platinum, tantalum, nickel and aluminum is interposed between the tip and the shank or between the stage and the pedestal. Claim 1 characterized by the above-mentioned.
Bonding tool according to any one of 10 to 10 and /
Or a bonding stage.
JP2002056989A 2001-04-25 2002-03-04 Bonding tool and bonding stage, and head for bonding tool and stage part for bonding stage Pending JP2003017532A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002056989A JP2003017532A (en) 2001-04-25 2002-03-04 Bonding tool and bonding stage, and head for bonding tool and stage part for bonding stage
TW091106810A TW543130B (en) 2001-04-25 2002-04-04 Bonding tool, bonding stage, front part of bonding tool, and stage of bonding stage
KR1020020022371A KR20020082786A (en) 2001-04-25 2002-04-24 Bonding tool, bonding stage, tool head for bonding tool, and stage head for bonding stage

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-127511 2001-04-25
JP2001127511 2001-04-25
JP2002056989A JP2003017532A (en) 2001-04-25 2002-03-04 Bonding tool and bonding stage, and head for bonding tool and stage part for bonding stage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003017532A true JP2003017532A (en) 2003-01-17
JP2003017532A5 JP2003017532A5 (en) 2005-07-14

Family

ID=26614176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002056989A Pending JP2003017532A (en) 2001-04-25 2002-03-04 Bonding tool and bonding stage, and head for bonding tool and stage part for bonding stage

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2003017532A (en)
KR (1) KR20020082786A (en)
TW (1) TW543130B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123413A (en) * 2005-10-26 2007-05-17 Elpida Memory Inc Method of manufacturing semiconductor device
WO2014065199A1 (en) * 2012-10-23 2014-05-01 東レエンジニアリング株式会社 Bonding tool cooling apparatus and bonding tool cooling method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023552133A (en) * 2021-04-02 2023-12-14 イルジン ダイヤモンド カンパニー リミテッド High flat bonding tool with polycrystalline diamond tip integrated into carbide body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123413A (en) * 2005-10-26 2007-05-17 Elpida Memory Inc Method of manufacturing semiconductor device
WO2014065199A1 (en) * 2012-10-23 2014-05-01 東レエンジニアリング株式会社 Bonding tool cooling apparatus and bonding tool cooling method

Also Published As

Publication number Publication date
TW543130B (en) 2003-07-21
KR20020082786A (en) 2002-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5425491A (en) Bonding tool, production and handling thereof
US7632716B2 (en) Package for high frequency usages and its manufacturing method
US8232816B2 (en) Probe head with machine mounting pads and method of forming same
CA2023933C (en) Bonding tool
KR100825354B1 (en) Substrate for device bonding, device bonded substrate, and method for producing same
US4876221A (en) Bonding method
JP2003017532A (en) Bonding tool and bonding stage, and head for bonding tool and stage part for bonding stage
US6650011B2 (en) Porous ceramic work stations for wire and die bonders
TW200405526A (en) Bonding stage
US5373731A (en) Bonding tool, production and handling thereof
JP3694607B2 (en) Contact heating heater and contact heating apparatus using the same
JP2523195B2 (en) Bonding tools
CN110246782B (en) Thermal bonding head for COF packaging and preparation method thereof
JP2002164425A (en) Wafer support member
JP3381746B2 (en) Bonding tool
JP3163765B2 (en) Bonding tool and its manufacturing and handling method
JP4683775B2 (en) Wafer mounting stage and semiconductor manufacturing apparatus using the same
JP3528357B2 (en) TAB mounting bonding tool
TW202302250A (en) Bonding tool with high flatness comprising polycrystalline diamond tip unified on top of carbide body
CN1243375C (en) Welding tool, welding bench, front end of welding tool and bench part of welding bench
JP3286448B2 (en) Thermocompression bonding tool, semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
JP2001181054A (en) Ceramic substrate
JP3264059B2 (en) Bonding tool
JP2002158253A (en) Wire clamp
JP2000286036A (en) Heater for bonding

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041119

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050906

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060110