JP2005050854A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Junichi Ishida
純一 石田
Tomiji Suda
富司 須田
Takanori Ishiguro
敬規 石黒
Akira Kuroda
明 黒田
Hiroyuki Osawa
浩幸 大澤
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Renesas Technology Corp
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
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Renesas Technology Corp
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide clamp mechanism which is easy to manage clamping force. <P>SOLUTION: Equipment which clamps a flexible wiring board 20 at a bonding position, like a COF bonder, and performs bonding by heat crimping is provided with a magnetic path forming unit 46 in an upper clamper 41 and a lower clamper 42 which clamp the flexible wiring board 20. The upper clamper 41 sucks the magnetic path forming unit 46 of the upper clamper 41 side to an electromagnetic force generating unit 52 side which generates electromagnetic force matched with specification of the flexible wiring board 20 by instruction from the equipment main body 51 side, and make the magnetic path forming unit 46 descend on the wiring board 20 on the lower clamper 42. The clamping force is managed by controlling quantitatively the generation electromagnetic force by using electric parameters such as a current and a voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体装置の製造工程におけるダイボンディングやワイヤボンディング時の配線基板のクランプ技術に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
ＬＳＩ等の半導体装置では、その高集積化、小型化、軽量化の要請に応じて、その実装には、ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等の実装技術が採用されている。かかるＴＣＰ技術では、例えば、テープ材質としてポリイミド等のフィルムを用いたＣＯＦ（チップオンフィルム）実装技術が知られている。
【０００４】
かかるＣＯＦ実装では、ダイボンディング位置に送られてきたフレキシブル配線基板の半導体チップ実装側の例えばインナーリードに、半導体チップ（ダイ）に設けた例えばバンプ電極を正確に位置合わせして、両者を加熱圧着してボンディングする。
【０００５】
フレキシブル配線基板は、インナーリードと半導体チップとのボンディング位置の周囲をクランプ機構で把持されて、ボンディングに際して極力位置ズレが発生しないようにダイボンディング位置での位置確保が行われる。
【０００６】
一方、フレキシブル配線基板にボンディングされる半導体チップは、ダイボンディング位置のフレキシブル配線基板の下方に位置するダイステージに真空吸着等の手段で搭載された状態で待機させられる。
【０００７】
このようにフレキシブル配線基板と半導体チップとが対向した状態で、カメラ等の光学系の位置認識手段により、フレキシブル配線基板とダイステージに搭載された半導体チップとの位置確認が行われる。
【０００８】
かかる位置確認手段に基づく情報により、フレキシブル配線基板の半導体チップ実装側の位置と、ダイステージに搭載されている半導体チップ側との位置を調整した上で、フレキシブル配線基板の半導体チップ実装側のインナーリードと、ダイステージに搭載された半導体チップ側のパッド上の電極との最終の位置合わせが行われる。
【０００９】
このようにして、インナーリードと電極との位置合わせが行われた状態で、ボンディングツールをフレキシブル配線基板側に下降させ、併せて、ダイステージをも上昇させて、フレキシブル配線基板のインナーリードと半導体チップの電極とをボンディングツールとダイステージとの間に挟んで加熱押圧し、熱圧着によるダイボンディングを行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記ダイボンディング時のフレキシブル配線基板のクランプ技術においては、以下の課題があることを本発明者は見出した。
【００１１】
すなわち、ＴＣＰ製品、ＣＯＦ製品をＴＣＰボンダ、ＣＯＦボンダ等の装置でダイボンディングする際のフレキシブル配線基板のクランプによる把持は、テープクランプ機構等のフレキシブル配線基板把持手段によりテープを上下のクランパで挟み込んで固定している。
【００１２】
かかるテープクランプ機構では、上クランパ、下クランパ共に、ばねで下方に付勢がつけられており、必要に応じて、偏芯カムを回転させることにより下方に向けた付勢に抗して上下のクランパを所定高さ押し上げる構成となっている。
【００１３】
例えば、偏芯カムを回転させて下クランパを基準の高さまで押し上げ、併せて上クランパも別の偏芯カムを回転させて下方に向けた付勢に抗して押し上げ、この状態で上下のクランパの間にフレキシブル配線基板を通す。
【００１４】
このようにして上下のクランパの間に所定位置までフレキシブル配線基板を通した状態で、再度偏芯カムを回転させて、上クランパをばねの付勢で下げて、上下のクランパによりフレキシブル配線基板を挟んで位置固定を行う。
【００１５】
かかる上下クランパによるフレキシブル配線基板を挟む把持力としてのクランプ力は、フレキシブル配線基板のテープ幅、テープ厚さ、テープ材質、ダイサイズ、リード本数等でフレキシブル配線基板の仕様により変更する必要がある。つまり、製品毎に、適切なクランプ力があり、製品の種別に関係無く一律のクランプ力で処理することはできない。そのため、製品切替え毎にクランプ力の調整が必要である。
【００１６】
これは、上記ダイボンディングの方法では、一旦位置合わせをした状態で、ボンディングツールでフレキシブル配線基板を加熱押圧する構成を採用しているため、ダイボンディング時にはフレキシブル配線基板が熱により伸びて、折角位置合わせしたフレキシブル配線基板側のインナーリードと半導体チップ側の電極との位置ズレが発生し易く、この伸びをクランプ力で調整する必要があるためである。
【００１７】
製品種毎に、テープ幅、テープ厚さ、テープ材質、ダイサイズ、リード本数等の仕様が異なるため、それに合わせてダイボンディング時の温度環境でのフレキシブル配線基板等の伸び率が異なる。例えば、伸びを抑制しようとする場合にはクランプ力を強く調節し、若干の伸びを許容する必要がある場合には、クランプ力を弱めに調節する。
【００１８】
製品種別に関係なく一律のクランプ力でフレキシブル配線基板をクランプしていたのでは、ダイ上のバンプ位置と、フレキシブル配線基板上のリード位置とが、フレキシブル配線基板のダイボンディング時の温度環境での熱膨張によりズレて、そのズレを矯正することができない。伸び率を調節してバンプ位置とリード位置とが適切な位置で合わせられるように、クランプ力を調節する必要がある。
【００１９】
また、このように調節したクランプ力が適切か否かは、実際に製品を流してダイボンディングを行い、その製品の外観検査から、位置ズレの有無、程度を判断しながら行っていた。
【００２０】
このようにこれまでのクランプ力の調整には、ある程度試行錯誤的な要素が加味されており、数値制御等による定量的な制御が適用し難かった。
【００２１】
現状のクランプ力の調整は、上記のようにクランパを下方に向けたばねの付勢に抗して偏芯カムを回転させて押し上げるテープクランプ機構では、経験的なものに基づくばねの組み付け長さで調整している。
【００２２】
すなわち、上のクランパには前述の如く、付勢をつけるばねが設けられているが、かかるばねの付勢、すなわち引張力の調整は次のようにして行っている。ばねの下端側は固定され、その上端側は、固定ナットに長さ調節可能に螺合させたネジの先端側のフック部に掛けられ、上下に引っ張られた状態にばねが設けられている。かかるばねは、ばねの上端側を掛けたネジの固定ナットへの螺合量、すなわち組み付け長さを調節することによりネジ長さを調整して、ばねを伸ばしたり、あるいは縮めたりして、ばねの付勢、すなわち引張力を調節している。
【００２３】
かかる構成のばねは、テープクランプ機構を構成する上のクランパの４隅にそれぞれ設けられている。すなわち、製品切替え毎に、上のクランパの計４箇所のばねの引張力の調整を、計４箇所のネジの螺合量の調節により行うことにより、クランプ力の調整を行うこととなる。
【００２４】
併せて、クランプ力の調整に際しては、上記の要領で個々のばねの調整を行うが、この調整が適切か否かは、すなわちクランプ力が適切か否かの判断は、実際にダイボンディングした結果を見て判断している。
【００２５】
そのため、これまでのクランプ機構では、製品の切替え時には、クランプ力の調整に、約１時間程度の時間を割かなければならなかった。併せて、クランプ力の適性判断のために幾つかの製品の無駄も必然的に発生していた。
【００２６】
多ピン化傾向が一層促進され、インナーリード間、あるいは電極間の狭ピッチ化が進む現状では、ダイボンディング時の位置ズレはショート等重大な不良原因となるため、面倒でもかかるクランプ力の調整は必要な技術である。フレキシブル配線基板の熱膨張が発生しても、位置ズレを起こさないような位置合わせ技術として重要な技術である。
【００２７】
フレキシブル配線基板は、その材質はポリイミド等のフィルムで形成されている場合が多く、材質由来の熱可塑性、熱膨張性を有しており、どうしてもボンディングツールによる加熱押圧時の熱膨張歪みを防止することはできない。
【００２８】
一方、フレキシブル配線基板へのフィルムの使用は、その可撓性、薄さ等の種々の使用上のメリットがあり、今後、益々その需要が増大するものと予想される。例えば、携帯電話等を代表とする小型機器への搭載に際しては、折り曲げるようにして実装する場合があり、硬い基板では破損してしまうが、フィルム基板では破損することなくこの要請に十分に応えることができる。フィルム材質ならではのメリットであり、フィルム配線基板以外では代替が効かない場合がある。
【００２９】
さらに、本発明者は、かかるダイボンディング時におけるフレキシブル配線基板を把持する際のクランプ力の適性管理が行えないという問題点を追求するうち、クランプ力の適性管理の問題は、ダイボンディング時に限らず、例えば、ワイヤボンディング時においても通じる問題ではないかと考えた。
【００３０】
本発明の目的は、クランプ力の管理が行いやすいようなクランプ機構を提供することにある。
【００３１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００３３】
すなわち、本発明では、ダイボンディングやワイヤボンディング等のボンディング時における配線基板を把持するクランプ力に、電流、電圧等で制御可能な電磁力を用いる。このように制御性のある電磁力をクランプ力として利用することにより、クランプ力の変更等を容易にすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態の以下の説明では、フレキシブル配線基板としてフィルム配線基板を使用した場合を例に挙げて説明する。
【００３６】
しかし、本発明は、フィルム以外の材質で、ボンディング時の熱圧着において熱影響を受けて伸びが発生する材質のフレキシブル配線基板にも有効に適用することができることは言うまでもない。
【００３７】
先ず、本発明の半導体装置の製造方法で使用されるＣＯＦボンダの構成について説明する。かかるＣＯＦボンダでは、フレキシブル配線基板としてのフィルム配線基板にダイボンディングを行う。
【００３８】
尚、以下の説明では、ＣＯＦボンダを例に挙げて説明するが、ボンディング時の熱圧着において熱膨張するフレキシブル配線基板に半導体チップをボンディングする装置であれば、ＣＯＦボンダ以外のチップマウンタ等でも本発明の構成は有効に適用することができる。
【００３９】
図１は、ＣＯＦボンダの概略構成を模式的に示す説明図である。図２は、ＣＯＦボンダのボンディング処理部の要部を模式的に示す説明図である。
【００４０】
ＣＯＦボンダ１０には、図１に示すように、中継基板としてフレキシブル配線基板２０である多連のフィルム配線基板２０ａ（２０）を搬送する搬送処理部と、搬送されるフィルム配線基板２０ａに、図２に示すように、半導体チップ（ダイ）３０をボンディングするボンディング処理部とが設けられている。
【００４１】
搬送処理部は、図１に示すように、ロール状に巻いた多連のフィルム配線基板２０ａを送り出すローラ１１と、ボンディング処理が終了したフィルム配線基板２０ａを巻き取るローラ１２と、ローラ１１、１２間に設けられ、搬送されるフィルム配線基板２０ａを案内するガイド１３とを有している。
【００４２】
ローラ１１から送り出されたフィルム配線基板２０ａは、ガイド１３をフィルム配線基板２０ａ面に押しつけて所定の張力で弛まないように張った状態でローラ１２まで案内され、ローラ１２によって巻き取られる。
【００４３】
ローラ１１、１２の間にはボンディング処理部が設けられ、かかるボンディング処理部には、図２に示すように、通過するフィルム配線基板２０ａをボンディング位置で支持するフレキシブル配線基板把持手段４０が設けられている。
【００４４】
また、フレキシブル配線基板把持手段４０の上方には、図２に示すように、フィルム配線基板２０ａを上方から加熱しながら押圧する加熱押圧手段１４としてのボンディングツール１４ａ（１４）が上下左右、すなわち３次元方向に移動可能に設けられている。
【００４５】
ボンディングツール１４ａには、ヒータ１４ｂが設けられ、ボンディングツール１４ａの先端側のヘッドで押圧したフィルム配線基板２０ａを加熱することができるようになっている。
【００４６】
フィルム配線基板２０ａを間にして、ボンディングツール１４ａの相対側には、ボンディングに際してフィルム配線基板２０ａと半導体チップ３０の位置合わせを確認する位置認識手段１５が、図１に示すように、設けられている。位置認識手段１５としては、例えば、光学系位置認識手段としての位置認識用カメラ１５ａ等に構成しておけばよい。
【００４７】
位置認識用カメラ１５ａは、上方のフィルム配線基板２０ａの半導体チップ実装側と、下方に待機させられる半導体チップ３０側とを一緒に認識して、その位置確認を行うことができるようになっている。
【００４８】
位置認識用カメラ１５ａは移動可能に構成されており、ボンディング位置でのフィルム配線基板２０ａと半導体チップ３０側との位置合わせが完了した時点では、ボンディング作業の邪魔にならないようにボンディング作業域外に移動させることができるようになっている。
【００４９】
位置認識用カメラ１５ａには、それぞれ上下方向に向けられた撮像部が設けられている。上方に向けた撮像部では、フィルム配線基板２０ａの半導体チップ実装側のインナーリードを、下方の撮像部では、フィルム配線基板２０ａの下方に待機する半導体チップ保持手段１６であるダイステージ１６ａに搭載された半導体チップ３０の電極側をそれぞれ撮影している。
【００５０】
位置認識手段１５としての位置認識用カメラ１５ａと併せて、位置認識手段１５と連携する図示しない位置調整手段も設けられている。すなわち、位置認識用カメラ１５ａにより確認されたフィルム配線基板２０ａ、半導体チップ３０の位置情報は、図示しない位置調整手段に送られ、正確な位置決めに必要なダイステージ１６ａの移動補正量を演算する。その演算結果に基づきフィルム配線基板２０ａと半導体チップ３０との位置合わせを精度高く行うことができる。
【００５１】
より詳細には、例えば、位置認識用カメラ１５ａでフィルム配線基板２０ａのインナーリードと、これに対応する半導体チップ３０の電極側とを上記要領で撮影し、撮影情報を位置調整用の演算を行う図示しないコンピュータ等の位置調整手段（図示省略）に送る。位置調整手段を構成するコンピュータで正確な位置合わせに必要な移動量のＸ方向、Ｙ方向の補正量を算出する。
【００５２】
演算された算出量に応じて、Ｘ−Ｙテーブル（図示省略）を駆動させて、ダイステージ１６ａをＸ軸、Ｙ軸方向に必要量移動して、フィルム配線基板２０ａのインナーリードに対しての位置決めを精度高く行うことができる。
【００５３】
ボンディング処理部の下方には、図１に示すように、ボンディングする半導体チップ３０等を保持して、ボンディング時にはフィルム配線基板２０ａ側に加熱押圧する半導体チップ保持手段１６としてのダイステージ１６ａ（１６）が設
けられている。
【００５４】
ダイステージ１６ａは、上下左右に、すなわち３次元方向に移動可能に設けられ、フィルム配線基板２０ａの下方で、半導体チップ３０を搭載した状態で待機できるようになっている。
【００５５】
ダイステージ１６ａには、半導体チップ３０を真空吸着等で保持するチップ保持手段１７が設けられ、併せて、ボンディング時に半導体チップ３０側を所定温度に加熱するヒータ１８が設けられている。
【００５６】
ボンディング処理部では、位置合わせされたフィルム配線基板２０ａの半導体チップ実装側と半導体チップ３０側とを、ボンディングツール１４ａとダイステージ１６ａとで挟むことにより、熱圧着によりダイボンディングできるようになっている。
【００５７】
上記構成の加熱押圧手段１４としてのボンディングツール１４ａと、半導体チップ保持手段１６としてのダイステージ１６ａとに挟まれたフレキシブル配線基板把持手段４０には、図２に示すように、上クランパ４１、下クランパ４２が設けられている。
【００５８】
上クランパ４１は略板状に形成され、図３に示すように、クランパ面の中央に、図１に示す加熱押圧手段１４としてのボンディングツール１４ａの先端側が入り込める孔４３ａが設けられている。
【００５９】
上クランパ４１は、図１に示すように、上記孔４３ａを中心にして周囲に、溝等に形成された分離帯４４で各々磁気的に独立させられたクランパ片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが設けられている。各クランパ片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのそれぞれには、例えば、図４に示すように、上クランパ用ばね４５が設けられている。
【００６０】
尚、図４に示す場合には、上クランパ用ばね４５が、クランパ片４１ａ、４１ｃに設けられている様子を示している。クランパ片４１ａ、４１ｃ上には、磁路形成部４６がそれぞれ設けられ、この磁路形成部４６を介して上方に引っ張るように上クランパ用ばね４５が設けられている。図示はしないが、他のクランパ片４１ｂ、４１ｄにおいても同様の構成で、上クランパ用ばね４５が設けられている。
【００６１】
このようにして上クランパ４１は、各クランパ片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの各々に設けた上クランパ用ばね４５により、上方に引っ張られるような付勢がつけられた状態になっている。
【００６２】
一方、下クランパ４２も上クランパ４１と略同様の構成を有している。すなわち、下クランパ４２は略板状に形成され、図３に示すように、クランパ面の中央に、図１に示す半導体チップ保持手段１６としてのダイステージ１６ａに搭載された半導体チップ（ダイ）３０が入り込める孔４３ｂが設けられている。
【００６３】
下クランパ４２は、図３に示すように、上記孔４３ｂを中心にして周囲に、溝等に形成された分離帯４４で各々磁気的に独立させられたクランパ片４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが設けられている。各クランパ片４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄのそれぞれには、例えば、図４に示すように、下クランパ用ばね４７が設けられている。
【００６４】
尚、図４に示す場合には、下クランパ用ばね４７が、クランパ片４２ａ、４２ｃに設けられている様子を示している。クランパ片４２ａ、４２ｃ上には、磁路形成部４６がそれぞれ設けられ、この磁路形成部４６を介して下方に引っ張るように下クランパ用ばね４７が設けられている。図示はしないが、他のクランパ片４２ｂ、４２ｄにおいても同様の構成で、下クランパ用ばね４７が設けられている。
【００６５】
このようにして下クランパ４２は、各クランパ片４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの各々に設けた下クランパ用ばね４７により、下方に引っ張られるような付勢がつけられた状態になっている。
【００６６】
一方、下クランパ４２側の磁路形成部４６には、偏芯カム等に構成された下クランパ用上下駆動機構部４８が設けられ、下クランパ４２を、基準位置の高さまで正確に下クランパ用ばね４７の付勢に抗して押し上げられるようになっている。
【００６７】
このように構成された上クランパ４１、下クランパ４２の各々の磁路形成部４６間には、図４に示すように、装置本体５１から制御可能な電磁力を発生する電磁力発生ユニット５２が設けられている。電磁力発生ユニット５２としては、例えば、簡単には、鉄心にコイルを巻いたような所謂電磁石に構成しておき、装置本体５１側からの電流制御、あるいは電圧制御により、電磁力発生ユニット５２側での発生電磁力の強さの制御を行えるようにしておけばよい。
【００６８】
電流制御、電圧制御については、例えば、操作盤の入力キーボードから直接数値入力するようにして、定量的に制御できるようにしておくと好ましい。これまでは、前述の如く、数値等により定量的管理が馴染まない状態であった。
【００６９】
次に、以上の構成を有するフレキシブル配線基板把持手段４０を用いて、フィルム配線基板２０ａ等に構成されるフレキシブル配線基板２０を上クランパ４１、下クランパ４２で挟持する場合について説明する。
【００７０】
フレキシブル配線基板２０がガイド１３により案内されて、ローラ１１からローラ１２側に搬送されるとき、ボンディング処理部におけるフレキシブル配線基板把持手段４０を構成する上クランパ４１、下クランパ４２はそれぞれ待機状態になっている。
【００７１】
待機状態では、上クランパ４１は上クランパ用ばね４５により上方に引き上げられた状態になっている。下クランパ４２も、下クランパ用ばね４７により下方に引き下げられた状態になっている。このようにして、上クランパ４１と下クランパ４２とは、その間がフレキシブル配線基板２０の通過障害が発生しないように十分な間隔となるように互いに上下に離間させられている。
【００７２】
フレキシブル配線基板２０は、ダイボンディング処理を行うために、所定ピッチずつ送られては停止するが、この停止時に上記構成のフレキシブル配線基板把持手段４０により把持されて正確なボンディング位置が設定される。
【００７３】
通過して来たフレキシブル配線基板２０が所定ピッチ送られた後に、下クランパ４２が下クランパ用上下駆動機構部４８により、基準高さまで、下クランパ用ばね４７の下方に向けた付勢に抗して上昇する。かかる上昇に際しては、図４に示すように、上下動ガイド４９に沿って上昇するように構成されている。
【００７４】
このようにフレキシブル配線基板２０が停止後、予め設定された基準の高さまで下クランパ４２が上昇する。停止する際には、フレキシブル配線基板２０のインナーリード２１が、下クランパ４２の孔４３ｂの縁に所定長さかかるように停止させられる。
【００７５】
併せて、上クランパ４１では、その磁路形成部４６が、装置本体５１の電流制御あるいは電圧制御により電磁力発生ユニット５２に所定量発生させた電磁力に引かれて、上クランパ用ばね４５の上方に向けた付勢に抗して下降する。下降に際しては、上下動ガイド４９に沿って下降する。このようにして電磁力により引きつけられて下降する上クランパ４１と、下クランパ４２との間で、フレキシブル配線基板２０は挟持されることとなる。
【００７６】
尚、下クランパ４２側では、上クランパ４１とは異なり、磁路形成部４６は、下クランパ用上下駆動機構部４８により抑止されて、電磁力発生ユニット５２側には吸引されず、あくまで基準高さを維持できるようになっている。
【００７７】
下クランパ４２側の磁路形成部４６は、上クランパ４１−電磁力発生ユニット５２−下クランパ４２を巡回する磁気回路の形成を行うための役目を担っており、上クランパ４１側の磁路形成部４６とは異なり、電磁力発生ユニット５２側に吸引されることで下クランプ力を調節する役目は担っていない。
【００７８】
前述の如く、製品毎に、フレキシブル配線基板２０の材質等の仕様が異なり、それに合わせてクランプ力の調節が必要となるが、かかるクランプ力は、上記の如く、制御可能な電磁力に基づくため、予め適切なクランパ力はどの程度の電磁力であればよいか試験等で確認して、その場合の電流値あるいは電圧値を求めておけば、装置本体５１から制御指令を送ることにより、クランプ力に見合った電流あるいは電圧を電磁力発生ユニット５２側に流して、適正なクランプ力としての電磁力が得られることとなる。
【００７９】
これまでの構成とは異なり、調整の都度試行錯誤的な作業を行わずに済み、予め求めておいた適切なクランプ力に対応する電流値、電圧値の入力指示を装置本体５１側で行えば済むため、定量的なクランプ力の制御が効率よく行え、クランプ力の再現性もよく、ダイボンディングの品質管理の向上を図ることができる。
【００８０】
このように、電磁力を用いたフレキシブル配線基板把持手段４０を採用することで、定量的かつ均一なクランプ力を容易に設定することができる。
【００８１】
上下からフレキシブル配線基板２０を挟持するフレキシブル配線基板把持手段４０では、磁路形成部４６等の構造部品に磁束を通す鉄系の材料を用いることで、上クランパ４１、下クランパ４２等の部品を含んだ磁力のループ、すなわち磁路（磁気回路）を形成することができる。かかる構成では、構造部品そのものにクランプ力が発生するため、荷重点がフレキシブル配線基板２０側に近く、確実なクランプを可能とすることができる。
【００８２】
また、磁力ループ中の磁束密度を変化させることで、すなわち電磁磁力の強弱変化を発生させることで、フレキシブル配線基板２０のクランプ力を装置本体５１側から定量的に制御することができ、これまでの構成のように、上のクランパ側のばねをネジの組み付け長さにより調整する必要がない。
【００８３】
また、上記説明の上クランパ４１は、図３に示すように、個々に独立した磁気環境のクランパ片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに磁気的に分離されているため、各クランパ片に設けた磁路形成部４６を、個々に独立して対応する電磁力発生ユニット５２側に磁気吸着の程度を変化させながら吸着させることにより、フレキシブル配線基板２０の仕様の違い、あるいは歪みの情況等に合わせて、バランスの取れたクランプ力の調整を行うことができる。
【００８４】
かかるクランプ力の調節は、上述の如く、電流値、電圧値等の数値制御により容易に制御可能である。これまでは、上クランパの４隅に設けたばねの引張力の調整で行っているため、調整を定量的に行えず、且つ、時間がかかっていた。
【００８５】
また、上記の如く、磁力ループの中の磁束密度を電気的なパラメータ（電圧、電流等）にて変化させることで、簡単な操作でクランプ力の修正（補正）も可能である。また、クランプ力の設定がデータ入力にて容易に行えるため、クランプ力の再現性が得られ、これまでの構成とは異なりばねの長さ調整等メカ的な再現性の低い変更作業が一切不要となる。
【００８６】
このようにクランプ力を数値制御可能とすることにより、定量的に装置内の設定データで適性なクランプ力の管理を行うことができる。そのため、例えば、同じ仕様のフレキシブル配線基板２０に対しても、ロット毎に多少の熱膨張率が異なっていた場合でも、それに応じたクランプ力の変更に要する補正値も同様に数値管理することができる。
【００８７】
前記磁力ループの数だけ、すなわち、図４に示す上クランプ４１の場合には、クランプ片の数である４個に対応した力のバランスをコントロールすることで、クランプ条件をこれまでよりも厳密に選定することも可能となる。例えば、クランプ力を全部のクランパ片で均一にしたり、あるいは、一部のクランパ片で他のクランパ片とは異なるクランプ力を設定させる等して微妙な調整を行うこともできる。
【００８８】
また、これまでは多大な時間がかかっていた品種切替え時間を、上記の如く品種毎のクランプ力を装置データとして管理することができるため、品種切替え時間を大幅に短縮することができる。少なくとも、１品種切替え毎に、１時間以上の短縮が期待できる。
【００８９】
クランプ力の定量化により装置データとして管理できるようになり、テープクランプ力の設定時間が短縮できるため、品種切替え時間の短縮が効果的に図れる。また、製品に対するクランプ力を最適値に設定できることでの不良低減にも寄与することができる。特に、ＴＣＰ、ＣＯＦ等の、バンプ−リード間のピッチずれに対する微妙な条件出しには非常に有効である。
【００９０】
かかる構成の適用としては、最も効果のある製品としてＴＣＰ、ＣＯＦ等の薄いテープ、または基板にダイを接合するプロセスを持つ製品の組立製造装置等への適用が考えられる。但し、把持対象のテープが非磁性体もしくは磁力の影響を考慮しなくてもよい状態の物で構成されていることが必要となる。
【００９１】
本発明は、上記の如く、非磁性体のワークを固定する機構が必要な半導体組立製造装置には適用可能で、例えば、ダイボンダ、フリップチップボンダ、リードボンダ等の装置の全般に適用することが可能である。さらには、クランプ機構付ボンディングヘッドへの適用も考えられる。
【００９２】
上記説明のＣＯＦボンダを使用して、フィルム配線基板２０ａからなるフレキシブル配線基板２０に半導体チップ３０を実装して半導体装置を製造する方法について以下説明する。
【００９３】
図１に示すように、搬送処理部を構成するローラ１１からフィルム配線基板２０ａ等に形成されたフレキシブル配線基板２０が送り出される。フレキシブル配線基板２０には、複数の個別の配線基板が所定ピッチで多連に設けられており、ボンディング位置に順番に送られボンディング処理される。
【００９４】
図２に示すように、ＣＯＦボンダ１０のボンディング処理部には、ダイボンディング位置に送られたフレキシブル配線基板２０を把持するフレキシブル配線基板把持手段４０が設けられ、送られてきたフレキシブル配線基板２０をダイボンディングする所定位置で挟持して位置決めすることができる。
【００９５】
装置本体５１側では、予め半導体装置の製造に使用するフレキシブル配線基板２０の材質等の仕様に合わせて、設定すべきクランプ力をデータ入力しておく。
あるいは、フレキシブル配線基板の仕様毎のクランプ力をデータ保存しておき、保存データから適宜必要なデータを選択入力する。
【００９６】
かかるデータは、上クランパ４１のクランパ片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ毎のクランプ力のデータである。装置本体５１側からのかかるデータ入力により、各々のクランパ片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに対応する電磁力発生ユニット５２では、そのクランプ力に必要な電磁力が発生させられ、フレキシブル配線基板２０をその仕様に合わせて適切なクランプ力で把持する。
【００９７】
フレキシブル配線基板２０の下面から、下クランパ４２が下クランパ用上下駆動機構部４８で駆動されて基準の高さまで下クランパ４２が上昇し、その高さでフレキシブル配線基板２０を支持する。
【００９８】
併せて、装置本体５１で入力設定されたデータに基づき、電磁力発生ユニット５２で発生した磁力（磁束）にて、下クランパ４２に対し、上クランパ４１が磁力により吸引され、各々のクランパ片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄで上記設定されたクランプ力でフレキシブル配線基板２０を挟むこととなる。
【００９９】
上記要領で高精度の位置合わせを行った状態で、ダイステージ１６ａを上昇させ、その後ボンディングツール１４ａを下降させることで、フレキシブル配線基板２０のインナーリード２１と、半導体チップ３０の電極側とを接触させ、ボンディング温度で加熱押圧して熱圧着によりダイボンディングを行う。
【０１００】
ダイボンディングを行った後は、ボンディング終了後のインナーリード２１のフォーミング高さを変化させないように、荷重機能があるボンディングツール
１４ａを先に上昇させ、その後に、ダイステージ１６ａを下降させる。
【０１０１】
このようにしてボンディング作業終了後、装置本体５１より、電磁力発生ユニット５２に対し、磁束を切る指令を出して磁力を０にすると、上クランパ用ばね４５の付勢で、上クランパ４１は所定高さまで上昇して待機状態に戻る。併せて、下クランパ４２も、下クランパ用上下駆動機構部４８の駆動により、所定位置まで下降し、フレキシブル配線基板２０の把持状態を解放する。
【０１０２】
このようにして半導体チップ３０が実装されたフレキシブル配線基板２０は、その後、ロール１２により巻き取られる。巻き取られたフレキシブル配線基板２０は、例えば、樹脂モールド工程等の別工程に提供され、製品として完成される。
【０１０３】
上記製造方法により製造された半導体装置の断面図を図５に示す。図５に示す半導体装置６０は、チップ・オン・フィルム（ＣＯＦ）構造を有しており、ポリイミドフィルム等で形成されたフィルム配線基板２０ａとしてのフレキシブル配線基板２０のインナーリード２１に、半導体チップ３０に設けたバンプ電極としての電極３１が熱圧着によりボンディングされている。
【０１０４】
インナーリード２１は、例えば、銅配線に錫メッキを施して形成しておけばよい。電極３１としては、例えば、金電極に形成しておけばよい。かかるインナーリード２１、電極３１の構成では、上記ＣＯＦボンダによる熱圧着によるボ
ンディングでは、金−錫共晶接続が形成されることとなる。
【０１０５】
このようにインナーリード２１と電極３１とが接続されたフレキシブル配線基板２０と半導体チップ３０との間には、樹脂モールド工程で例えばエポキシ樹脂等の封止用樹脂が流し込まれて封止用樹脂部３２が設けられている。
【０１０６】
かかる構成の半導体装置６０としては、例えば、ＬＣＤドライバ等が挙げられる。近年は、携帯電話等に代表されるように、液晶表示の高精細化、液晶表示装置の小型化が求められ、液晶表示の画素数の増大傾向に合わせて多ピン化され、ピン間隔も狭細化しているＬＣＤドライバへの適用は有効である。
【０１０７】
そのため、例えば、フレキシブル配線基板と半導体チップとのボンディングに際しても、インナーリード２１と電極３１との位置合わせには高い精度が求められるが、本発明ではフレキシブル配線基板把持手段４０におけるクランプ力をフレキシブル配線基板２０の仕様に合わせて個々に対応することができるため、熱膨張による位置ズレを解消して高精度の位置合わせが可能となり、この意味で本発明は、例えば、上記ＬＣＤドライバ、ＵＳＬＣ等に対して有効な発明である。
【０１０８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１０９】
前記説明では、上クランパ４１側を磁力により吸引させてクランプ力を調整する構成を示したが、かかる構成を逆にして、基準高さに下げた上クランパ４１に対して、電磁力の制御によりクランプ力を調節可能とした下クランパ４２を磁気吸引してフレキシブル配線基板２０を挟持するように構成しても構わない。
【０１１０】
さらには、上クランパ４１、下クランパ４２の双方とも、磁気吸引するように構成しても構わない。すなわち、前記説明では、下クランパ４２側の磁路形成部４６を、電磁力発生ユニット５２側に磁気吸引させない構成とした場合を説明したが、電磁力発生ユニット５２を上クランパ４１用、下クランパ４２用と個々独立に設けるようにして、上クランパ４１側と同様に磁気吸引するようにして、下クランパ４２の基準高さを、発生させる磁力の制御により調整できるように構成しても構わない。
【０１１１】
装置本体５１側からのクランプ力の設定は、予め設定しておいたフレキシブル配線基板２０の仕様毎のデータに基づいて、フレキシブル配線基板２０の材質、幅等の仕様変更に対して自動設定できるようにしておいても構わない。
【０１１２】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、ボンディング工程としてフレキシブル配線基板を対象としたダイボンダを行う場合を想定して説明したが、本発明に係る電磁力の利用によるクランプ力の微調整を行う把持手段の構成は、ワイヤボンディングにおけるリードフレーム等の配線基板の把持に際しても有効に適用することができる。
【０１１３】
図６は、ワイヤボンダに構成した半導体製造装置を模式的に示す概略説明図である。図７は、ボンディング処理部における配線基板の把持情況を示す斜視図である。図８は、ボンディング処理部における配線基板把持手段のクランパ側の構成を示す斜視図である。図９は、ワイヤボンディングの様子を示す説明図である。
【０１１４】
本実施の形態で使用するワイヤボンダ７０には、図６に示すように、ローダ７１とフィーダ部７２とアンローダ７３とが設けられ、ローダ７１からはダイボンダ済みのリードフレーム８０ａ等の配線基板８０がフィーダ部７２に向けて一枚ずつ送り出される。以下の説明では、配線基板８０の例としてリードフレーム８０ａを例に挙げて説明する。
【０１１５】
フィーダ部７２では、受け取ったリードフレーム８０ａを搬送し、搬送途中で、リードフレーム８０ａに対してワイヤボンディングを行う。ワイヤボンディングが終了したリードフレーム８０ａは、フィーダ部７２からアンローダ７３に送られて収納される。
【０１１６】
フィーダ部７２のボンディング処理部には、図６に示すように、ＸＹテーブル（図示せず）により３次元方向に自在移動可能なボンディングヘッド７４と、かかるボンディングヘッド７４の下方に、上下動可能に相対したヒートステージ７５とが設けられている。
【０１１７】
ボンディングヘッド７４には、ＵＳホーン７６ａを有するキャピラリ７６等のボンディングツールが設けられ、リードフレーム８０ａに搭載された半導体チップ９０のボンディングパッドとリードフレーム８０ａのリードとの間を、金線等のワイヤで電気的に接続するワイヤボンディングを行う。
【０１１８】
尚、本実施の形態では、ＵＳホーン７６ａで超音波をキャピラリ７６に印加しながら、超音波併用熱圧着法によりワイヤボンディングを行う場合を例に挙げて説明するが、本実施の形態で説明する配線基板把持手段の構成は、熱圧着法、あるいは超音波法によるワイヤボンディング時の配線基板把持手段として適用できることは言うまでもない。
【０１１９】
ボンディング処理部に搬送されるリードフレーム８０ａでは、リードフレーム８０ａの空域に吊りリードで島状に支持されたタブ８１上に、図７に示すように、半導体チップ９０が搭載されている。半導体チップ９０の周縁部等には複数のボンディングパッド（図示せず）が設けられ、タブ８１上に半導体チップ９０を設けた空域を周縁から囲むように、リードフレーム８０ａからは複数のリード８２がボンディングパッドに向けて突設されている。
【０１２０】
ワイヤボンディングに際しては、半導体チップ９０に向けてリードフレーム８０ａから突設した複数のリード８２を、適切なクランプ力で挟んで押さえる。ボンディング処理部に搬送されたリードフレーム８０ａの上方に上下動可能に待機させたクランパ１００と、リードフレーム８０ａの下方に上下動可能に待機させたヒートステージ７５の磁路形成部材２００とで上下に挟み、ワイヤボンディングに際して一時的にリードフレーム８０ａを動かないように位置固定することとなる。
【０１２１】
クランパ１００は、図７、８に示すように、中央に枠孔１００ａを設けた枠体に形成され、クランパ１００をリードフレーム８０ａの上から押さえた状態で、タブ８１に搭載した半導体チップ９０に向けて突出させた複数本のリード８２部分のワイヤボンディング箇所が、枠孔１００ａ内に入るように構成されている。
【０１２２】
クランパ１００の枠体は、図８に示すように、枠孔１００ａを枠状に囲むように設けた４個のクランパ片１０１、１０２、１０３、１０４から形成され、溝等に形成された分離帯１０５により各々磁気的に独立させられている。さらに、各クランパ片１０１、１０２、１０３、１０４は、さらに分離帯１０５ａにより、小クランパ片１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂに磁気的に独立させられている。
【０１２３】
かかる構成のクランパ１００は、図８、９に示すように、その周囲の下方を枠状のクランパベース１１０に囲まれた状態で支持されている。尚、図９に示す場合には、相対するクランパ片１０２、１０４側を横断するように切断した場合の断面図である。
【０１２４】
さらに、クランパベース１１０は、図８、９に示すように、その周囲の下方をベースプレート１２０に囲まれた状態で支持されている。ベースプレート１２０は、図９に示すように、上方にばね１３０を介して吊り下げられ、上方に付勢がつけられた状態に支持されている。
【０１２５】
すなわち、クランパ１００は、上方にばね１３０で付勢がつけられたベースプレート１２０、クランパベース１１０を介して上方に付勢がつけられた状態で吊り下げられていることになる。
【０１２６】
一方、クランパベース１１０は、クランパ１００の各クランパ片１０１、１０２、１０３、１０４に対応して、図８に示すように分離帯１０５を介してクランパベース片１１１、１１２、１１３、１１４に磁気的に独立されている。さらに、各クランパベース片１１１、１１２、１１３、１１４は、分離帯１０５ａにより、各小クランパ片１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂに対応して、磁気的に独立した小クランパベース片１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ、１１４ａ、１１４ｂに分けられている。
【０１２７】
かかる構成の各クランパベース片１１１、１１２、１１３、１１４に、電磁力発生ユニット１４０（１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ）がそれぞれ設けられている。
【０１２８】
電磁力発生ユニット１４０には装置本体１５０が電気的に接続され、装置本体１５０からの電流制御、あるいは電圧制御により電磁力発生ユニット１４０での発生電磁力の強さの制御が行えるようになっている。図８に示す場合には、電磁力発生ユニット１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄの各々に対して、装置本体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄが各別に設けられ、各々の電磁力発生ユニット１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄで異なる電磁力を発生させることができるように独立制御可能に構成されている。
【０１２９】
かかる構成のクランパ１００は、装置本体１５０からの制御により電磁力発生ユニット１４０で所定の電磁力が発生し、クランパ１００はボンディングヘッド７４の下方に位置するヒートステージ７５側に、ばね１３０の上方に向けた付勢に抗して磁気吸引され、ヒートステージ７５の磁路形成部材２００との間に配線基板８０を挟むこととなる。
【０１３０】
装置本体１５０からの電流制御、電圧制御については、例えば、操作盤の入力キーボードから直接数値入力するようにして定量的に制御することができる。
【０１３１】
クランプ力の調整に関して電磁力を用いることで、定量的な数値管理、異種配線基板の切替えに伴うクランプ力変更時の時間短縮、ワイヤボンディング時のキャピラリからの荷重を均一とするためのクランプ力の部分的調整等を容易に行うことができる。
【０１３２】
特に、多ピン化の傾向のある銅フレーム等の製品にあっては、有効に適用することができる。これは、かかる製品では、リードピッチが細かくなるため、ワイヤボンディングに際して、適切なボンディング条件を設定する必要がある。かかるボンディング条件の設定に際しては、多数のリードが均一に固定されていることを前提として行うが、これまでは、かかるリードの固定に大きなバラツキがあるため、ワイヤボンディング開始前のボンディング条件の設定が面倒で、多大の時間かかっていた。
【０１３３】
しかし、本発明に係る把持手段を採用すれば、細いリードをきちんと固定できるようにクランプ力の調整を行なうことができるため、荷重、超音波発振条件等のボンディングパラメータの条件出し、あるいは変更が行い易くなり、リード側のボンディング条件のマージンを広く取ることができる。その分、ワイヤボンディングの効率向上を図ることができる。
【０１３４】
このように電磁力を用いたクランパ１００の構成を採用することで、これまでは解決できなかった上記ワイヤボンディング時の問題点の解決を図ることができる。
【０１３５】
一方、リードフレーム８０ａの下方に待機させるヒートステージ７５に設けた磁路形成部材２００は、図７、９に示すように、クランパ１００に対応して、溝等に形成された分離帯２０１で磁気的に独立した磁路形成部材片２１０、２２０、２３０、２４０から構成されている。磁路形成部材片２１０、２２０、２３０、２４０に囲まれた中央には、吸引孔２５０が設けられ、ワイヤボンディング時に半導体チップ９０を搭載したタブ８１の裏面を吸着支持することができるようになっている。
【０１３６】
尚、かかる構成の磁路形成部材２００は、ヒートステージ７５と別体に構成しても構わないし、あるいは一体構成としても構わない。
【０１３７】
また、ヒートステージ７５は、図７に示すように、ヒートブロック７５ａ上に設けられ、ヒートステージ加熱用ヒータ７５ｂにより加熱されるようになっている。また、ヒートブロック７５ａは、ヒートブロック上下動機構部７５ｃで、上下動可能に構成されている。
【０１３８】
次に、上記説明のクランパ１００、磁路形成部材２００等を設けたワイヤボンダ７０を用いて、ダイボンダ済みのリードフレーム８０ａを挟持しながらワイヤボンディングを行う工程を有する半導体装置の製造方法について説明する。
【０１３９】
ダイボンディング工程によりタブ８１上に半導体チップ９０が搭載されたリードフレーム８０ａは、ローダ７１に搬送されて収納される。ローダ７１からは、１枚ずつフィーダ部７２に向けてリードフレーム８０ａが送り出され、リードフレーム８０ａはボンディング処理部のボンディング点にまで搬送される。
【０１４０】
ヒートステージ７５は、図９に示すように、偏芯カム機構等で構成されたヒートブロック上下動機構部７５ｃにより所定高さまで上昇し、搬送されてきたリードフレーム８０ａを保持する。かかる保持に際しては、ヒートステージ７５上の磁路形成部材２００でリードフレーム８０ａを支持することとなる。
【０１４１】
併せて、クランパ１００が、装置本体１５０からの制御により、電磁力発生ユニット１４０に所要の電磁力が発生させられ、ばね１３０の上方に向けた付勢に抗してヒートステージ７５側に磁気吸引させられて下降し、磁路形成部材２００との間に所要のクランプ力でリードフレーム８０ａを挟持する。クランパ１００の下降に際しては、図９に示すように、ベースプレート１２０を上下動ガイド１６０に案内させることにより円滑に下降させることができる。
【０１４２】
装置本体１５０には、予めワイヤボンディングに供するリードフレーム８０ａ等に構成された配線基板８０の材質、リードピッチ等の仕様に合わせて、適切なクランプ力をデータ入力しておき、これに基づいて必要な電磁力を電磁力発生ユニット１４０に発生させるようになっている。
【０１４３】
電磁力発生ユニット１４０側への制御は、例えば、前述の如く、装置本体１５０側からの電流制御あるいは電圧制御等の電気的パラメータを使用することで、クランパ１００によるクランプ力の制御を高精度に、且つ定量的に行うことができる。
【０１４４】
装置本体１５０からの制御により、例えば、図７に磁束Ｇとして例示するように、リードフレーム８０ａを挟持した状態で、電磁力発生ユニット１４０ｄ−小クランパベース片１１４ｂ−小クランパ片１０４ｂ−磁路形成部材片２４０−小クランパ片１０４ａ−小クランパベース片１１４ａを巡回する磁気ループが形成されることとなる。
【０１４５】
また、クランパ１００は、図７、８に示すように、磁気的に独立したクランパ片１０１、１０２、１０３、１０４から構成されているため、装置本体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄからそれぞれ独立に電磁力発生ユニット１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ側に制御指令を送ることで、クランパ片１０１、１０２、１０３、１０４でそれぞれ異なるクランプ力を発生させることができる。
【０１４６】
このようにしてリードフレーム８０ａを最適なクランプ力で、クランパ１００とヒートステージ７５上の磁路形成部材２００とで挟んだ状態で、ボンディングヘッド７４に設けたカメラ等の位置認識装置でワイヤボンディングすべき半導体装置のボンディングパッドとリード８２との双方の位置確認を行う。位置確認後、図９に示すように、キャピラリ７６により金線等のワイヤ８３を用いて、ＵＳホーン７６ａから超音波を印加しながら熱圧着してワイヤボンディングを行う。
【０１４７】
ワイヤボンディング終了後は、装置本体１５０からの制御により電磁力発生ユニット１４０での磁束を切ることにより、それまでクランパ１００をばね１３０の付勢に抗して下方に引きつけていた磁力が消え、クランパ１００はばね１３０の付勢により上方に引き上げられ所定位置で待機状態に戻る。
【０１４８】
併せて、ヒートステージ７５も、ヒートブロック上下動機構部７５ｃの駆動により下降して待機状態に戻り、ヒートステージ７５、クランパ１００の挟持状態から開放されたリードフレーム８０ａは、アンローダ７３に向けて搬送され、アンローダ７３でマガジン等に収納される。
【０１４９】
マガジン等に所定枚数収納されたリードフレーム８０ａは、その後、樹脂モールド工程等のパッケージ工程に提供され、製品として完成される。上記製造方法により製造された半導体装置の断面図を図１０に示す。図１０に示す半導体装置３００は、金線等のワイヤ８３でリード８２と半導体チップ９０のボンディングパッドとがワイヤボンディングされ、その周囲をエポキシ樹脂等の封止用樹脂８４で封止され、アウターリード８５がガルウイング状に曲げられたＱＦＰタイプに構成されている。
【０１５０】
尚、ワイヤボンディングに際して電磁力でクランプ力の調整を定量的に行える把持手段の構成は、本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもなく、例えば、セラミック基板や樹脂基板等の基板把持手段として有効に使用できることは言うまでもない。
【０１５１】
また、本実施の形態では、クランパ１００を４片のクランパ片に分けた構成を示したが、さらに細かに分けることにより、クランプ力の調整を、例えばクランパの中央部分と、隅部分とで独立に制御することができるように構成することもできる。
【０１５２】
部分的なクランプ力の調整が効かないこれまでの構成では、多数のリードを一律に上から押さえようとしても、隅部分と中央部分とでは均一に押さえることができなく、例えば中央側が若干浮き加減となり、ワイヤボンディング時の荷重不足等による不良が発生する場合があったが、クランプ力を部分的に制御することができれば、例えば浮き加減に成り易い箇所のクランプ力を他より強くして押さえることもできる。
【０１５３】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【０１５４】
すなわち、ボンディング時における配線基板のクランプ力の調整を定量的に容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で説明するＣＯＦボンダに構成した半導体製造装置の一例を模式的に示す概略説明図である。
【図２】ボンディング処理部を模式的に示す説明図である。
【図３】上下のクランパを用いたフレキシブル配線基板把持手段の構成を示す斜視図である。
【図４】フレキシブル配線基板把持手段の構成を示す要部断面説明図である。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の一例を示す断面説明図である。
【図６】本発明の実施の形態で説明するワイヤボンダに構成した半導体製造装置の一例を模式的に示す概略説明図である。
【図７】ボンディング処理部における配線基板の把持情況を示す斜視図である。
【図８】ボンディング処理部における配線基板把持手段のクランパ側の構成を示す斜視図である。
【図９】ワイヤボンディングの様子を示す説明図である。
【図１０】本発明の半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の一例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１０ ＣＯＦボンダ
１１ ローラ
１２ ローラ
１３ ガイド
１４ 加熱押圧手段
１４ａ ボンディングツール
１４ｂ ヒータ
１５ 位置認識手段
１５ａ 位置認識用カメラ
１６ 半導体チップ保持手段
１６ａ ダイステージ
１７ チップ保持手段
１８ ヒータ
２０ フレキシブル配線基板
２０ａ フィルム配線基板
２１ インナーリード
３０ 半導体チップ
３１ 電極
３２ 封止用樹脂部
４０ フレキシブル配線基板把持手段
４１ 上クランパ
４１ａ クランパ片
４１ｂ クランパ片
４１ｃ クランパ片
４１ｄ クランパ片
４２ 下クランパ
４２ａ クランパ片
４２ｂ クランパ片
４２ｃ クランパ片
４２ｄ クランパ片
４３ａ 孔
４３ｂ 孔
４４ 分離帯
４５ 上クランパ用ばね
４６ 磁路形成部
４７ 下クランパ用ばね
４８ 下クランパ用上下駆動機構部
４９ 上下動ガイド
５１ 装置本体
５２ 電磁力発生ユニット
６０ 半導体装置
７０ ワイヤボンダ
７１ ローダ
７２ フィーダ部
７３ アンローダ
７４ ボンディングヘッド
７５ ヒートステージ
７５ａ ヒートブロック
７５ｂ ヒートステージ加熱用ヒータ
７５ｃ ヒートブロック上下動機構部
７６ キャピラリ
７６ａ ＵＳホーン
８０ 配線基板
８０ａ リードフレーム
８１ タブ
８２ リード
８３ ワイヤ
８４ 封止用樹脂
８５ アウターリード
９０ 半導体チップ
１００ クランパ
１００ａ 枠孔
１０１ クランパ片
１０１ａ 小クランパ片
１０１ｂ 小クランパ片
１０２ クランパ片
１０２ａ 小クランパ片
１０２ｂ 小クランパ片
１０３ クランパ片
１０３ａ 小クランパ片
１０３ｂ 小クランパ片
１０４ クランパ片
１０４ａ 小クランパ片
１０４ｂ 小クランパ片
１０５ 分離帯
１０５ａ 分離帯
１１０ クランパベース
１１１ クランパベース片
１１１ａ 小クランパベース片
１１１ｂ 小クランパベース片
１１２ クランパベース片
１１２ａ 小クランパベース片
１１２ｂ 小クランパベース片
１１３ クランパベース片
１１３ａ 小クランパベース片
１１３ｂ 小クランパベース片
１１４ クランパベース片
１１４ａ 小クランパベース片
１１４ｂ 小クランパベース片
１２０ ベースプレート
１３０ ばね
１４０ 電磁力発生ユニット
１４０ａ 電磁力発生ユニット
１４０ｂ 電磁力発生ユニット
１４０ｃ 電磁力発生ユニット
１４０ｄ 電磁力発生ユニット
１５０ 装置本体
１５０ａ 装置本体
１５０ｂ 装置本体
１５０ｃ 装置本体
１５０ｄ 装置本体
１６０ 上下動ガイド
２００ 磁路形成部材
２０１ 分離帯
２１０ 磁路形成部材片
２２０ 磁路形成部材片
２３０ 磁路形成部材片
２４０ 磁路形成部材片
２５０ 吸引孔
３００ 半導体装置
Ｇ 磁束[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and more particularly, to a technique effective when applied to a wiring board clamping technique during die bonding or wire bonding in a semiconductor device manufacturing process.
[0002]
[Prior art]
The technology described below has been studied by the present inventors in researching and completing the present invention, and the outline thereof is as follows.
[0003]
In a semiconductor device such as an LSI, a mounting technology such as a TCP (tape carrier package) is adopted for mounting in response to a demand for higher integration, size reduction, and weight reduction. As such TCP technology, for example, a COF (chip on film) mounting technology using a film such as polyimide as a tape material is known.
[0004]
In such COF mounting, for example, the bump electrode provided on the semiconductor chip (die) is accurately aligned with, for example, the inner lead on the semiconductor chip mounting side of the flexible wiring board sent to the die bonding position, and both are thermocompression bonded. And bond.
[0005]
The flexible printed circuit board is held around the bonding position between the inner lead and the semiconductor chip by a clamp mechanism, and the position at the die bonding position is secured so as not to cause positional displacement as much as possible during bonding.
[0006]
On the other hand, the semiconductor chip bonded to the flexible wiring board is put on standby in a state where it is mounted on a die stage positioned below the flexible wiring board at the die bonding position by means such as vacuum suction.
[0007]
In this state, the position of the flexible wiring board and the semiconductor chip mounted on the die stage is confirmed by the position recognition means of the optical system such as a camera in the state where the flexible wiring board and the semiconductor chip face each other.
[0008]
After adjusting the position of the flexible wiring board on the semiconductor chip mounting side and the position of the semiconductor chip mounted on the die stage based on the information based on the position confirmation means, the inner side of the flexible wiring board on the semiconductor chip mounting side is adjusted. Final alignment between the lead and the electrode on the pad on the semiconductor chip side mounted on the die stage is performed.
[0009]
In this way, with the inner lead and the electrode aligned, the bonding tool is lowered to the flexible wiring board side, and the die stage is also raised, so that the inner lead of the flexible wiring board and the semiconductor The chip electrode is sandwiched between a bonding tool and a die stage and heated and pressed to perform die bonding by thermocompression bonding.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the present inventor has found that there are the following problems in the clamping technique of the flexible wiring board at the time of die bonding.
[0011]
That is, when a TCP product or a COF product is die-bonded by a device such as a TCP bonder or a COF bonder, the flexible wiring board is clamped by clamping with a flexible wiring board holding means such as a tape clamping mechanism between upper and lower clampers. It is fixed.
[0012]
In such a tape clamp mechanism, both the upper clamper and the lower clamper are biased downward by a spring, and if necessary, the eccentric cam is rotated to move the upper and lower against the downward bias. The clamper is pushed up by a predetermined height.
[0013]
For example, the eccentric cam is rotated to push the lower clamper up to a reference height, and the upper clamper is also rotated against another bias by rotating another eccentric cam, and in this state the upper and lower clampers Pass the flexible wiring board between.
[0014]
In this way, with the flexible wiring board being passed to the predetermined position between the upper and lower clampers, the eccentric cam is rotated again, the upper clamper is lowered by the spring force, and the flexible wiring board is moved by the upper and lower clampers. Fix the position by pinching.
[0015]
The clamping force as a gripping force for sandwiching the flexible wiring board by the upper and lower clampers needs to be changed according to the specifications of the flexible wiring board depending on the tape width, tape thickness, tape material, die size, number of leads, etc. of the flexible wiring board. That is, there is an appropriate clamping force for each product, and processing cannot be performed with a uniform clamping force regardless of the type of product. Therefore, it is necessary to adjust the clamping force every time the product is switched.
[0016]
This is because the above-described die bonding method adopts a configuration in which the flexible wiring board is heated and pressed with a bonding tool in a state where the position is once aligned. This is because misalignment between the combined inner lead on the flexible wiring board side and the electrode on the semiconductor chip side is likely to occur, and this elongation needs to be adjusted with a clamping force.
[0017]
Each product type has different specifications such as tape width, tape thickness, tape material, die size, number of leads, etc., and accordingly, the elongation rate of the flexible wiring board and the like in the temperature environment during die bonding differs. For example, when it is desired to suppress the elongation, the clamping force is adjusted strongly, and when it is necessary to allow a slight elongation, the clamping force is adjusted slightly.
[0018]
If the flexible printed circuit board is clamped with a uniform clamping force regardless of the product type, the bump position on the die and the lead position on the flexible printed circuit board will be in the temperature environment during die bonding of the flexible printed circuit board. Deviation due to thermal expansion cannot be corrected. It is necessary to adjust the clamping force so that the elongation rate is adjusted so that the bump position and the lead position are aligned at an appropriate position.
[0019]
Whether or not the clamping force adjusted in this way is appropriate is determined by actually flowing the product and performing die bonding, and judging the presence / absence and degree of positional deviation from the appearance inspection of the product.
[0020]
As described above, adjustment of the clamping force so far includes a certain amount of trial and error, and it has been difficult to apply quantitative control such as numerical control.
[0021]
The adjustment of the current clamping force is based on an empirical spring assembly length in the tape clamp mechanism that rotates the eccentric cam against the bias of the spring with the clamper facing downward as described above. It is adjusted.
[0022]
That is, as described above, the upper clamper is provided with a spring for biasing, and the biasing of the spring, that is, the adjustment of the tensile force is performed as follows. A lower end side of the spring is fixed, and an upper end side of the spring is hooked on a hook portion on a tip end side of a screw screwed so as to be adjustable in length, and the spring is provided in a state of being pulled up and down. Such a spring adjusts the screw length by adjusting the screwing amount of the screw hung on the upper end side of the spring to the fixing nut, that is, the assembly length, and the spring is extended or contracted. The urging force, that is, the tensile force is adjusted.
[0023]
The springs having such a configuration are respectively provided at the four corners of the upper clamper constituting the tape clamp mechanism. That is, every time the product is switched, the clamping force is adjusted by adjusting the tension of the springs at the four locations of the upper clamper by adjusting the screwing amounts of the screws at the four locations.
[0024]
At the same time, when adjusting the clamping force, the individual springs are adjusted as described above. Whether or not this adjustment is appropriate, that is, whether or not the clamping force is appropriate is determined by the actual die bonding. Judging by seeing.
[0025]
For this reason, in the conventional clamping mechanism, it has been necessary to take about one hour to adjust the clamping force when switching between products. In addition, some products are inevitably generated in order to judge the appropriateness of the clamping force.
[0026]
The tendency to increase the number of pins is further promoted and the pitch between inner leads or electrodes is becoming narrower.In this situation, misalignment during die bonding can cause serious defects such as shorts. Necessary technology. This is an important technique as an alignment technique that does not cause misalignment even when thermal expansion of the flexible wiring board occurs.
[0027]
The flexible wiring board is often made of a film of polyimide or the like, and has thermoplasticity and thermal expansion derived from the material, and inevitably prevents thermal expansion distortion when heated by a bonding tool. It is not possible.
[0028]
On the other hand, the use of a film for a flexible wiring board has various usage merits such as flexibility and thinness, and its demand is expected to increase more and more in the future. For example, when mounting on small devices such as mobile phones, etc., it may be bent and mounted, and it will be damaged by a hard substrate, but it will fully meet this requirement without being damaged by a film substrate. Can do. This is a merit unique to film materials, and there are cases where substitution is not effective except for film wiring boards.
[0029]
Furthermore, the present inventor pursued the problem that the appropriateness management of the clamping force when gripping the flexible wiring board during the die bonding cannot be performed. However, the problem of the appropriateness management of the clamping force is not limited to the die bonding. For example, it was thought that it might be a problem that is common during wire bonding.
[0030]
An object of the present invention is to provide a clamping mechanism that facilitates management of clamping force.
[0031]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0033]
That is, in the present invention, an electromagnetic force that can be controlled by current, voltage, or the like is used as a clamping force for holding the wiring board during bonding such as die bonding or wire bonding. Thus, by using a controllable electromagnetic force as the clamping force, it is possible to easily change the clamping force.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof may be omitted.
[0035]
(Embodiment 1)
In the following description of the present embodiment, a case where a film wiring board is used as the flexible wiring board will be described as an example.
[0036]
However, it goes without saying that the present invention can also be effectively applied to a flexible wiring board made of a material other than a film, which is stretched by thermal influence during thermocompression bonding.
[0037]
First, the configuration of the COF bonder used in the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described. In such a COF bonder, die bonding is performed on a film wiring board as a flexible wiring board.
[0038]
In the following description, a COF bonder will be described as an example. However, a chip mounter other than the COF bonder may be used as long as it is a device for bonding a semiconductor chip to a flexible wiring board that thermally expands during thermocompression bonding. The configuration of the invention can be effectively applied.
[0039]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of a COF bonder. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the main part of the bonding processing unit of the COF bonder.
[0040]
As shown in FIG. 1, the COF bonder 10 includes a conveyance processing unit that conveys a multiple film wiring substrate 20a (20), which is a flexible wiring substrate 20 as a relay substrate, and a film wiring substrate 20a that is conveyed. As shown in FIG. 2, a bonding processing unit for bonding a semiconductor chip (die) 30 is provided.
[0041]
As shown in FIG. 1, the conveyance processing unit includes a roller 11 that sends out a plurality of film wiring substrates 20 a wound in a roll shape, a roller 12 that winds up the film wiring substrate 20 a after the bonding process, and rollers 11, 12. And a guide 13 for guiding the film wiring board 20a to be conveyed.
[0042]
The film wiring board 20a fed from the roller 11 is guided to the roller 12 in a state where the guide 13 is pressed against the surface of the film wiring board 20a so as not to be loosened by a predetermined tension, and is wound up by the roller 12.
[0043]
A bonding processing section is provided between the rollers 11 and 12, and the bonding processing section is provided with a flexible wiring board gripping means 40 for supporting the passing film wiring board 20a at the bonding position, as shown in FIG. ing.
[0044]
Also, above the flexible wiring board holding means 40, as shown in FIG. 2, bonding tools 14a (14) as heating and pressing means 14 for pressing the film wiring board 20a while heating from above are vertically and horizontally, that is, 3 It is provided to be movable in the dimension direction.
[0045]
The bonding tool 14a is provided with a heater 14b so that the film wiring board 20a pressed by the head on the tip side of the bonding tool 14a can be heated.
[0046]
Position recognition means 15 for confirming the alignment of the film wiring board 20a and the semiconductor chip 30 during bonding is provided on the opposite side of the bonding tool 14a with the film wiring board 20a in between, as shown in FIG. Yes. For example, the position recognizing means 15 may be configured in a position recognizing camera 15a as an optical system position recognizing means.
[0047]
The position recognizing camera 15a can recognize both the semiconductor chip mounting side of the upper film wiring board 20a and the semiconductor chip 30 side waiting on the lower side, and perform the position confirmation. .
[0048]
The position recognition camera 15a is configured to be movable. When the alignment between the film wiring board 20a and the semiconductor chip 30 at the bonding position is completed, the position recognition camera 15a moves outside the bonding work area so as not to interfere with the bonding work. It can be made to.
[0049]
Each of the position recognition cameras 15a is provided with an imaging unit that is directed in the vertical direction. In the imaging unit facing upward, the inner lead on the side of the semiconductor chip mounting of the film wiring board 20a is mounted on the die stage 16a, which is the semiconductor chip holding means 16 waiting on the lower side of the film wiring board 20a in the lower imaging unit. Each electrode side of the semiconductor chip 30 is photographed.
[0050]
In addition to the position recognition camera 15 a as the position recognition means 15, a position adjustment means (not shown) that cooperates with the position recognition means 15 is also provided. That is, the position information of the film wiring board 20a and the semiconductor chip 30 confirmed by the position recognition camera 15a is sent to a position adjusting means (not shown), and the movement correction amount of the die stage 16a necessary for accurate positioning is calculated. Based on the calculation result, alignment between the film wiring board 20a and the semiconductor chip 30 can be performed with high accuracy.
[0051]
More specifically, for example, the position recognition camera 15a photographs the inner lead of the film wiring board 20a and the corresponding electrode side of the semiconductor chip 30 in the above manner, and performs an operation for position adjustment of the photographing information. The data is sent to position adjusting means (not shown) such as a computer (not shown). A computer constituting the position adjusting means calculates correction amounts in the X and Y directions for the amount of movement necessary for accurate alignment.
[0052]
An XY table (not shown) is driven in accordance with the calculated amount of calculation, and the die stage 16a is moved by a necessary amount in the X-axis and Y-axis directions, so that the inner lead of the film wiring board 20a is moved. Positioning can be performed with high accuracy.
[0053]
As shown in FIG. 1, a die stage 16a (16) as a semiconductor chip holding means 16 that holds a semiconductor chip 30 or the like to be bonded and is heated and pressed toward the film wiring board 20a at the time of bonding as shown in FIG. Set up
It is
[0054]
The die stage 16a is provided so as to be movable vertically and horizontally, that is, in a three-dimensional direction, and can stand by with the semiconductor chip 30 mounted under the film wiring board 20a.
[0055]
The die stage 16a is provided with a chip holding means 17 that holds the semiconductor chip 30 by vacuum suction or the like, and is also provided with a heater 18 that heats the semiconductor chip 30 side to a predetermined temperature during bonding.
[0056]
In the bonding processing section, the semiconductor chip mounting side and the semiconductor chip 30 side of the aligned film wiring board 20a are sandwiched between the bonding tool 14a and the die stage 16a so that die bonding can be performed by thermocompression bonding. .
[0057]
As shown in FIG. 2, an upper clamper 41, a lower clamp 41, and a flexible printed circuit board gripping means 40 sandwiched between the bonding tool 14a as the heating pressing means 14 and the die stage 16a as the semiconductor chip holding means 16 are configured. A clamper 42 is provided.
[0058]
The upper clamper 41 is formed in a substantially plate shape, and as shown in FIG. 3, a hole 43a into which the tip side of the bonding tool 14a as the heating and pressing means 14 shown in FIG.
[0059]
As shown in FIG. 1, the upper clamper 41 includes clamper pieces 41a, 41b, 41c, and 41d that are magnetically separated from each other by a separation band 44 formed in a groove or the like around the hole 43a. Is provided. Each clamper piece 41a, 41b, 41c, 41d is provided with an upper clamper spring 45, for example, as shown in FIG.
[0060]
In the case shown in FIG. 4, the upper clamper spring 45 is provided on the clamper pieces 41a and 41c. On the clamper pieces 41 a and 41 c, magnetic path forming portions 46 are respectively provided, and an upper clamper spring 45 is provided so as to be pulled upward via the magnetic path forming portions 46. Although not shown, the other clamper pieces 41b and 41d are also provided with the upper clamper spring 45 with the same configuration.
[0061]
In this manner, the upper clamper 41 is in a state of being biased so as to be pulled upward by the upper clamper spring 45 provided in each of the clamper pieces 41a, 41b, 41c, 41d.
[0062]
On the other hand, the lower clamper 42 has substantially the same configuration as the upper clamper 41. That is, the lower clamper 42 is formed in a substantially plate shape, and as shown in FIG. 3, a semiconductor chip (die) 30 mounted on a die stage 16a as the semiconductor chip holding means 16 shown in FIG. Is provided with a hole 43b.
[0063]
As shown in FIG. 3, the lower clamper 42 includes clamper pieces 42a, 42b, 42c, and 42d that are magnetically separated from each other by a separation band 44 formed in a groove or the like around the hole 43b. Is provided. Each clamper piece 42a, 42b, 42c, 42d is provided with a lower clamper spring 47 as shown in FIG. 4, for example.
[0064]
4 shows a state in which the lower clamper spring 47 is provided on the clamper pieces 42a and 42c. A magnetic path forming portion 46 is provided on each of the clamper pieces 42 a and 42 c, and a lower clamper spring 47 is provided so as to be pulled downward via the magnetic path forming portion 46. Although not shown, the lower clamper spring 47 is also provided with the same configuration in the other clamper pieces 42b and 42d.
[0065]
Thus, the lower clamper 42 is in a state of being biased so as to be pulled downward by the lower clamper spring 47 provided in each of the clamper pieces 42a, 42b, 42c, 42d.
[0066]
On the other hand, the magnetic path forming portion 46 on the lower clamper 42 side is provided with a lower clamper vertical drive mechanism 48 configured as an eccentric cam or the like, and the lower clamper 42 is accurately used for the lower clamper to the height of the reference position. The spring 47 is pushed up against the biasing force.
[0067]
Between the magnetic path forming portions 46 of the upper clamper 41 and the lower clamper 42 thus configured, an electromagnetic force generation unit 52 that generates an electromagnetic force that can be controlled from the apparatus main body 51 is provided as shown in FIG. Is provided. For example, the electromagnetic force generation unit 52 is simply configured as a so-called electromagnet in which a coil is wound around an iron core, and the electromagnetic force generation unit 52 side is controlled by current control or voltage control from the apparatus main body 51 side. It is only necessary to be able to control the strength of the electromagnetic force generated in
[0068]
About current control and voltage control, it is preferable to be able to quantitatively control, for example, by directly inputting numerical values from the input keyboard of the operation panel. Until now, as described above, quantitative management has been unfamiliar with numerical values and the like.
[0069]
Next, the case where the flexible wiring board 20 constituted by the film wiring board 20a or the like is sandwiched between the upper clamper 41 and the lower clamper 42 using the flexible wiring board holding means 40 having the above configuration will be described.
[0070]
When the flexible wiring board 20 is guided by the guide 13 and conveyed from the roller 11 to the roller 12 side, the upper clamper 41 and the lower clamper 42 constituting the flexible wiring board gripping means 40 in the bonding processing unit are in a standby state. ing.
[0071]
In the standby state, the upper clamper 41 is pulled upward by the upper clamper spring 45. The lower clamper 42 is also pulled downward by the lower clamper spring 47. In this way, the upper clamper 41 and the lower clamper 42 are separated from each other vertically so that there is a sufficient gap between them so that a passage failure of the flexible wiring board 20 does not occur.
[0072]
In order to perform die bonding processing, the flexible wiring board 20 is stopped after being sent by a predetermined pitch. At this time, the flexible wiring board 20 is gripped by the flexible wiring board gripping means 40 configured as described above, and an accurate bonding position is set.
[0073]
After the flexible wiring board 20 that has passed through is sent by a predetermined pitch, the lower clamper 42 resists the downward bias of the lower clamper spring 47 to the reference height by the lower clamper vertical drive mechanism 48. Rise. At the time of such ascending, as shown in FIG. 4, the ascending and descending guide 49 is configured to rise.
[0074]
After the flexible wiring board 20 is thus stopped, the lower clamper 42 is raised to a preset reference height. When stopping, the inner lead 21 of the flexible wiring board 20 is stopped so as to cover the edge of the hole 43b of the lower clamper 42 for a predetermined length.
[0075]
At the same time, in the upper clamper 41, the magnetic path forming portion 46 is attracted by the electromagnetic force generated by the electromagnetic force generating unit 52 by the current control or voltage control of the apparatus main body 51, and the upper clamper spring 45 Lowers against upward bias. When descending, it descends along the vertical movement guide 49. In this way, the flexible wiring board 20 is sandwiched between the upper clamper 41 and the lower clamper 42 that are attracted and lowered by the electromagnetic force.
[0076]
On the lower clamper 42 side, unlike the upper clamper 41, the magnetic path forming unit 46 is restrained by the lower clamper vertical drive mechanism 48 and is not attracted to the electromagnetic force generating unit 52 side. Can be maintained.
[0077]
The magnetic path forming unit 46 on the lower clamper 42 side plays a role of forming a magnetic circuit that circulates the upper clamper 41 -the electromagnetic force generating unit 52 -the lower clamper 42, and forms a magnetic path on the upper clamper 41 side. Unlike the portion 46, it does not play the role of adjusting the lower clamping force by being attracted to the electromagnetic force generation unit 52 side.
[0078]
As described above, the specifications of the material and the like of the flexible wiring board 20 are different for each product, and it is necessary to adjust the clamping force according to the specification. However, the clamping force is based on a controllable electromagnetic force as described above. If it is confirmed in advance by a test or the like how much electromagnetic force the appropriate clamper force should be, and the current value or voltage value in that case is obtained, a clamp command is sent by sending a control command from the device main body 51. By supplying a current or voltage corresponding to the force to the electromagnetic force generating unit 52 side, an electromagnetic force as an appropriate clamping force can be obtained.
[0079]
Unlike previous configurations, it is not necessary to perform trial and error work every time adjustment is performed, and if an instruction to input a current value and a voltage value corresponding to an appropriate clamping force obtained in advance is given on the apparatus main body 51 side. Therefore, quantitative clamping force control can be efficiently performed, the reproducibility of clamping force is good, and quality control of die bonding can be improved.
[0080]
Thus, by adopting the flexible wiring board gripping means 40 using electromagnetic force, a quantitative and uniform clamping force can be easily set.
[0081]
In the flexible wiring board gripping means 40 for sandwiching the flexible wiring board 20 from above and below, components such as the upper clamper 41 and the lower clamper 42 are made by using an iron-based material that allows magnetic flux to pass through the structural parts such as the magnetic path forming portion 46. It is possible to form a loop of magnetic force, that is, a magnetic path (magnetic circuit). In such a configuration, since a clamping force is generated in the structural component itself, the load point is close to the flexible wiring board 20 side, and a reliable clamping can be achieved.
[0082]
Further, by changing the magnetic flux density in the magnetic loop, that is, by generating a change in strength of the electromagnetic magnetic force, the clamping force of the flexible wiring board 20 can be quantitatively controlled from the apparatus main body 51 side. As in the above configuration, it is not necessary to adjust the upper spring on the clamper side according to the assembly length of the screw.
[0083]
In addition, as shown in FIG. 3, the upper clamper 41 described above is magnetically separated into individual magnetic environment clamper pieces 41a, 41b, 41c, and 41d. By adhering the path forming unit 46 to the corresponding electromagnetic force generation unit 52 side independently while changing the degree of magnetic adsorption, the path forming unit 46 is adapted to the difference in specifications of the flexible wiring board 20 or the situation of distortion, etc. , Balanced clamping force can be adjusted.
[0084]
As described above, the adjustment of the clamping force can be easily controlled by numerical control such as a current value and a voltage value. Until now, since the adjustment was performed by adjusting the tensile force of the springs provided at the four corners of the upper clamper, the adjustment could not be performed quantitatively and it took time.
[0085]
Further, as described above, the clamping force can be corrected (corrected) by a simple operation by changing the magnetic flux density in the magnetic loop with electrical parameters (voltage, current, etc.). In addition, since the clamping force can be easily set by data input, the reproducibility of the clamping force can be obtained, and unlike conventional configurations, there is no need to change anything with low mechanical reproducibility such as adjusting the spring length. It becomes.
[0086]
By making the clamping force numerically controllable in this way, appropriate clamping force can be managed quantitatively with setting data in the apparatus. Therefore, for example, even when the flexible wiring board 20 has the same specifications, even if the thermal expansion coefficient is slightly different for each lot, the correction value required for changing the clamping force according to the coefficient can be numerically managed similarly. it can.
[0087]
In the case of the upper clamp 41 shown in FIG. 4 in the number of the magnetic loops, that is, the clamp condition is more strictly controlled by controlling the balance of the force corresponding to the number of clamp pieces of four. It is also possible to select. For example, it is possible to make a fine adjustment by making the clamping force uniform for all the clamper pieces, or setting a clamping force different from that for other clamper pieces for some clamper pieces.
[0088]
Further, since the type switching time, which has taken a long time until now, can be managed as the device data with the clamping force for each type as described above, the type switching time can be greatly shortened. At least 1 hour or more can be expected for each type change.
[0089]
Device data can be managed by quantifying the clamping force, and the setting time of the tape clamping force can be shortened, so that it is possible to effectively shorten the product changeover time. In addition, it is possible to contribute to the reduction of defects by setting the clamping force on the product to an optimum value. In particular, it is very effective for subtle conditions such as TCP, COF and the like for bump deviation between bumps and leads.
[0090]
As an application of such a configuration, it is conceivable that the most effective product is a thin tape such as TCP or COF, or an assembly manufacturing apparatus for a product having a process of bonding a die to a substrate. However, it is necessary that the tape to be gripped be made of a non-magnetic material or a material that does not need to consider the influence of magnetic force.
[0091]
The present invention can be applied to a semiconductor assembling and manufacturing apparatus that requires a mechanism for fixing a non-magnetic workpiece as described above. For example, the present invention can be applied to all apparatuses such as a die bonder, a flip chip bonder, and a lead bonder. It is. Furthermore, application to a bonding head with a clamp mechanism is also conceivable.
[0092]
A method for manufacturing a semiconductor device by mounting the semiconductor chip 30 on the flexible wiring board 20 including the film wiring board 20a using the COF bonder described above will be described below.
[0093]
As shown in FIG. 1, a flexible wiring board 20 formed on a film wiring board 20a or the like is sent out from a roller 11 constituting a conveyance processing unit. The flexible wiring board 20 is provided with a plurality of individual wiring boards in multiples at a predetermined pitch, and is sent to bonding positions in order and subjected to bonding processing.
[0094]
As shown in FIG. 2, the bonding processing section of the COF bonder 10 is provided with a flexible wiring board gripping means 40 for gripping the flexible wiring board 20 sent to the die bonding position. It can be positioned by clamping at a predetermined position for die bonding.
[0095]
On the apparatus main body 51 side, a clamping force to be set is input in advance in accordance with specifications such as the material of the flexible wiring board 20 used for manufacturing the semiconductor device.
Alternatively, the clamping force for each specification of the flexible wiring board is stored as data, and necessary data is selected and input as appropriate from the stored data.
[0096]
Such data is data of the clamping force for each of the clamper pieces 41a, 41b, 41c, 41d of the upper clamper 41. By such data input from the apparatus main body 51 side, the electromagnetic force generation unit 52 corresponding to each clamper piece 41a, 41b, 41c, 41d generates an electromagnetic force necessary for the clamping force, and the flexible wiring board 20 is Grip with appropriate clamping force according to the specifications.
[0097]
From the lower surface of the flexible wiring board 20, the lower clamper 42 is driven by the lower clamper vertical drive mechanism 48 to raise the lower clamper 42 to a reference height, and the flexible wiring board 20 is supported at that height.
[0098]
At the same time, the upper clamper 41 is attracted by the magnetic force to the lower clamper 42 by the magnetic force (magnetic flux) generated by the electromagnetic force generating unit 52 based on the data input and set by the apparatus main body 51, and each clamper piece 41a. 41b, 41c, and 41d, the flexible wiring board 20 is sandwiched by the set clamping force.
[0099]
The die stage 16a is raised and the bonding tool 14a is lowered after the high-precision alignment is performed as described above, thereby bringing the inner lead 21 of the flexible wiring board 20 and the electrode side of the semiconductor chip 30 into contact with each other. Then, die bonding is performed by heat pressing at a bonding temperature.
[0100]
After die bonding, the bonding tool has a load function so as not to change the forming height of the inner lead 21 after bonding.
14a is raised first, and then the die stage 16a is lowered.
[0101]
After the bonding operation is completed in this way, when the apparatus main body 51 issues a command to cut the magnetic flux to the electromagnetic force generation unit 52 to set the magnetic force to 0, the upper clamper 41 is predetermined by the bias of the upper clamper spring 45. Ascend to height and return to standby. At the same time, the lower clamper 42 is lowered to a predetermined position by driving the lower clamper vertical drive mechanism 48 to release the gripping state of the flexible wiring board 20.
[0102]
The flexible wiring board 20 on which the semiconductor chip 30 is mounted in this manner is then wound up by the roll 12. The wound flexible wiring board 20 is provided in another process such as a resin molding process, and completed as a product.
[0103]
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the semiconductor device manufactured by the above manufacturing method. The semiconductor device 60 shown in FIG. 5 has a chip-on-film (COF) structure, and the semiconductor chip 30 is connected to the inner leads 21 of the flexible wiring board 20 as the film wiring board 20a formed of a polyimide film or the like. Electrode 31 as a bump electrode provided on is bonded by thermocompression bonding.
[0104]
The inner lead 21 may be formed by, for example, tin-plating a copper wiring. For example, the electrode 31 may be a gold electrode. In the configuration of the inner lead 21 and the electrode 31, a bobbin formed by thermocompression bonding using the COF bonder is used.
In the bonding, a gold-tin eutectic connection is formed.
[0105]
In this way, a sealing resin such as an epoxy resin is poured between the flexible wiring board 20 to which the inner lead 21 and the electrode 31 are connected and the semiconductor chip 30 in a resin molding process. 32 is provided.
[0106]
An example of the semiconductor device 60 having such a configuration is an LCD driver. In recent years, as typified by mobile phones and the like, high definition of liquid crystal display and downsizing of liquid crystal display devices have been demanded, and the number of pins has been increased in accordance with the increasing number of pixels of liquid crystal display, and the pin interval has been narrowed. It is effective to apply to a thin LCD driver.
[0107]
Therefore, for example, when bonding the flexible wiring board and the semiconductor chip, high accuracy is required for the alignment of the inner lead 21 and the electrode 31, but in the present invention, the clamping force in the flexible wiring board gripping means 40 is applied to the flexible wiring. Since it is possible to individually cope with the specifications of the substrate 20, it is possible to eliminate the positional deviation due to thermal expansion and perform highly accurate alignment. In this sense, the present invention is applied to, for example, the LCD driver, USLC, etc. This is an effective invention.
[0108]
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
[0109]
In the above description, the configuration in which the upper clamper 41 side is attracted by the magnetic force to adjust the clamping force is shown. However, the above configuration is reversed and the upper clamper 41 lowered to the reference height is controlled by electromagnetic force. The lower clamper 42 that can adjust the clamping force may be configured to be magnetically attracted to hold the flexible wiring board 20.
[0110]
Furthermore, both the upper clamper 41 and the lower clamper 42 may be configured to be magnetically attracted. That is, in the above description, the case where the magnetic path forming portion 46 on the lower clamper 42 side is configured not to be magnetically attracted to the electromagnetic force generating unit 52 side is described. However, the electromagnetic force generating unit 52 is used for the upper clamper 41 and the lower clamper. 42 may be provided independently of the upper clamper 42, and may be configured such that the reference height of the lower clamper 42 can be adjusted by controlling the generated magnetic force, so as to be magnetically attracted similarly to the upper clamper 41 side. .
[0111]
The setting of the clamping force from the apparatus main body 51 side can be automatically set with respect to the specification change of the material, width, etc. of the flexible wiring board 20 based on preset data for each specification of the flexible wiring board 20. It does n’t matter.
[0112]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where a die bonder for a flexible wiring board is performed as a bonding process has been described. However, the configuration of the gripping means for finely adjusting the clamping force by using the electromagnetic force according to the present invention is as follows. The present invention can also be effectively applied to gripping a wiring board such as a lead frame in wire bonding.
[0113]
FIG. 6 is a schematic explanatory view schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus configured in a wire bonder. FIG. 7 is a perspective view showing a gripping situation of the wiring board in the bonding processing unit. FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the clamper side of the wiring board gripping means in the bonding processing section. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of wire bonding.
[0114]
As shown in FIG. 6, the wire bonder 70 used in the present embodiment is provided with a loader 71, a feeder unit 72, and an unloader 73. From the loader 71, a wiring board 80 such as a die-bonded lead frame 80a is provided as a feeder. One sheet is sent out toward the section 72. In the following description, a lead frame 80a will be described as an example of the wiring board 80.
[0115]
The feeder unit 72 conveys the received lead frame 80a, and performs wire bonding to the lead frame 80a during the conveyance. The lead frame 80a after wire bonding is sent from the feeder 72 to the unloader 73 and stored.
[0116]
As shown in FIG. 6, the bonding processing unit of the feeder unit 72 includes a bonding head 74 that can be freely moved in a three-dimensional direction by an XY table (not shown), and can be moved up and down below the bonding head 74. An opposing heat stage 75 is provided.
[0117]
The bonding head 74 is provided with a bonding tool such as a capillary 76 having a US horn 76a, and a wire such as a gold wire is provided between the bonding pad of the semiconductor chip 90 mounted on the lead frame 80a and the lead of the lead frame 80a. Wire bonding is performed to electrically connect with.
[0118]
In the present embodiment, the case where wire bonding is performed by the ultrasonic thermocompression bonding method while applying ultrasonic waves to the capillary 76 with the US horn 76a will be described as an example, but this embodiment will be described. It goes without saying that the configuration of the wiring board holding means can be applied as a wiring board holding means at the time of wire bonding by a thermocompression bonding method or an ultrasonic method.
[0119]
In the lead frame 80a conveyed to the bonding processing section, as shown in FIG. 7, a semiconductor chip 90 is mounted on a tab 81 supported in an island shape by suspension leads in the airspace of the lead frame 80a. A plurality of bonding pads (not shown) are provided on the periphery of the semiconductor chip 90, and a plurality of leads 82 are provided from the lead frame 80a so as to surround the air space where the semiconductor chip 90 is provided on the tab 81 from the periphery. It protrudes toward the bonding pad.
[0120]
In wire bonding, a plurality of leads 82 protruding from the lead frame 80a toward the semiconductor chip 90 are sandwiched and pressed with an appropriate clamping force. Up and down by a clamper 100 that is allowed to move up and down above the lead frame 80a conveyed to the bonding processing section, and a magnetic path forming member 200 of the heat stage 75 that is kept waiting to move up and down below the lead frame 80a. The lead frame 80a is temporarily fixed so as not to move during the pinching and wire bonding.
[0121]
As shown in FIGS. 7 and 8, the clamper 100 is formed in a frame body having a frame hole 100a at the center, and is held on the semiconductor chip 90 mounted on the tab 81 in a state where the clamper 100 is pressed from above the lead frame 80a. The wire bonding portions of the plurality of leads 82 projecting toward the inside are configured to enter the frame hole 100a.
[0122]
As shown in FIG. 8, the frame body of the clamper 100 is formed of four clamper pieces 101, 102, 103, 104 provided so as to surround the frame hole 100a in a frame shape, and is a separation band formed in a groove or the like. Each is made magnetically independent by 105. Furthermore, each clamper piece 101, 102, 103, 104 is further magnetically independent from the small clamper pieces 101a, 101b, 102a, 102b, 103a, 103b, 104a, 104b by the separation band 105a.
[0123]
As shown in FIGS. 8 and 9, the clamper 100 having such a configuration is supported in a state where the lower part of the periphery is surrounded by a frame-shaped clamper base 110. In addition, in the case shown in FIG. 9, it is sectional drawing at the time of cut | disconnecting so that the clamper piece 102,104 side which opposes may be crossed.
[0124]
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the clamper base 110 is supported in a state where the lower portion of the clamper base 110 is surrounded by the base plate 120. As shown in FIG. 9, the base plate 120 is suspended upward via a spring 130 and supported in a state in which the base plate 120 is biased upward.
[0125]
That is, the clamper 100 is suspended in a state of being biased upward via the base plate 120 biased upward by the spring 130 and the clamper base 110.
[0126]
On the other hand, the clamper base 110 is magnetically applied to the clamper base pieces 111, 112, 113, and 114 via the separation band 105 as shown in FIG. Independent. Further, each clamper base piece 111, 112, 113, 114 is separated from the small clamper piece 101a, 101b, 102a, 102b, 103a, 103b, 104a, 104b by the separation band 105a. The clamper base pieces 111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b, 114a, 114b are divided.
[0127]
Each clamper base piece 111, 112, 113, 114 having such a configuration is provided with an electromagnetic force generation unit 140 (140a, 140b, 140c, 140d).
[0128]
The apparatus main body 150 is electrically connected to the electromagnetic force generating unit 140, and the intensity of the generated electromagnetic force in the electromagnetic force generating unit 140 can be controlled by current control or voltage control from the apparatus main body 150. Yes. In the case shown in FIG. 8, apparatus main bodies 150a, 150b, 150c, and 150d are provided separately for each of the electromagnetic force generation units 140a, 140b, 140c, and 140d, and the electromagnetic force generation units 140a, 140b, 140d, 140c and 140d are configured to be independently controllable so that different electromagnetic forces can be generated.
[0129]
In the clamper 100 configured as described above, a predetermined electromagnetic force is generated by the electromagnetic force generation unit 140 under the control of the apparatus main body 150, and the clamper 100 is positioned on the heat stage 75 side below the bonding head 74 and above the spring 130. The circuit board 80 is sandwiched between the magnetic path forming member 200 of the heat stage 75 by being magnetically attracted against the biased force.
[0130]
The current control and voltage control from the apparatus main body 150 can be quantitatively controlled by directly inputting numerical values from the input keyboard of the operation panel, for example.
[0131]
By using electromagnetic force to adjust the clamping force, quantitative numerical management, shortening the time when changing the clamping force due to switching of different wiring boards, and clamping force to make the load from the capillary uniform during wire bonding Partial adjustment or the like can be easily performed.
[0132]
In particular, the present invention can be effectively applied to a product such as a copper frame that tends to have many pins. This is because, in such a product, the lead pitch becomes fine, so it is necessary to set appropriate bonding conditions in wire bonding. When setting such bonding conditions, it is assumed that a large number of leads are fixed uniformly, but until now there has been a large variation in fixing such leads, so setting of bonding conditions before the start of wire bonding has been limited. It was cumbersome and took a lot of time.
[0133]
However, if the gripping means according to the present invention is employed, it is possible to adjust the clamping force so that the thin lead can be properly fixed. Therefore, the bonding parameters such as the load and the ultrasonic oscillation conditions are set or changed. As a result, the margin of bonding conditions on the lead side can be widened. Accordingly, wire bonding efficiency can be improved.
[0134]
By adopting the configuration of the clamper 100 using electromagnetic force in this way, it is possible to solve the above-described problems during wire bonding that could not be solved up to now.
[0135]
On the other hand, the magnetic path forming member 200 provided on the heat stage 75 waiting below the lead frame 80a is magnetically separated by a separation band 201 formed in a groove or the like corresponding to the clamper 100 as shown in FIGS. The magnetic path forming member pieces 210, 220, 230, and 240 are independent from each other. A suction hole 250 is provided in the center surrounded by the magnetic path forming member pieces 210, 220, 230, and 240 so that the back surface of the tab 81 on which the semiconductor chip 90 is mounted can be sucked and supported during wire bonding. ing.
[0136]
The magnetic path forming member 200 having such a configuration may be configured separately from the heat stage 75 or may be integrated.
[0137]
Moreover, the heat stage 75 is provided on the heat block 75a as shown in FIG. 7, and is heated by the heater 75b for heat stage heating. The heat block 75a is configured to be movable up and down by a heat block vertical movement mechanism 75c.
[0138]
Next, a method of manufacturing a semiconductor device including a step of wire bonding using the wire bonder 70 provided with the clamper 100, the magnetic path forming member 200, and the like described above while sandwiching the lead frame 80a after die bonding will be described.
[0139]
The lead frame 80a in which the semiconductor chip 90 is mounted on the tab 81 by the die bonding process is transported to the loader 71 and stored. From the loader 71, the lead frames 80a are sent out one by one toward the feeder unit 72, and the lead frames 80a are conveyed to the bonding point of the bonding processing unit.
[0140]
As shown in FIG. 9, the heat stage 75 is raised to a predetermined height by a heat block vertical movement mechanism portion 75c constituted by an eccentric cam mechanism or the like, and holds the lead frame 80a that has been conveyed. In such holding, the lead frame 80 a is supported by the magnetic path forming member 200 on the heat stage 75.
[0141]
At the same time, the clamper 100 generates a required electromagnetic force in the electromagnetic force generation unit 140 under the control of the apparatus main body 150, and magnetically attracts the heat stage 75 against the biasing upward of the spring 130. Then, the lead frame 80a is sandwiched between the magnetic path forming member 200 and a required clamping force. When the clamper 100 is lowered, as shown in FIG. 9, the base plate 120 can be smoothly lowered by being guided by the vertical movement guide 160.
[0142]
An appropriate clamping force is input to the apparatus main body 150 in advance according to the specifications such as the material of the wiring board 80 configured for the lead frame 80a to be used for wire bonding, the lead pitch, and the like. The electromagnetic force generating unit 140 generates a special electromagnetic force.
[0143]
The control to the electromagnetic force generation unit 140 side is, for example, as described above, by using electrical parameters such as current control or voltage control from the apparatus main body 150 side, the clamp force control by the clamper 100 can be performed with high accuracy. And quantitatively.
[0144]
Under the control of the apparatus main body 150, for example, as exemplified by the magnetic flux G in FIG. 7, the electromagnetic force generation unit 140d—the small clamper base piece 114b—the small clamper piece 104b—the magnetic path formation in a state where the lead frame 80a is sandwiched. A magnetic loop that circulates between the member piece 240, the small clamper piece 104a, and the small clamper base piece 114a is formed.
[0145]
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the clamper 100 is composed of magnetically independent clamper pieces 101, 102, 103, and 104. Therefore, the clamper 100 is independently electromagnetic from the apparatus main bodies 150a, 150b, 150c, and 150d. By sending a control command to the force generation units 140a, 140b, 140c, and 140d, different clamp forces can be generated in the clamper pieces 101, 102, 103, and 104, respectively.
[0146]
In this way, wire bonding is performed by a position recognition device such as a camera provided on the bonding head 74 in a state where the lead frame 80a is sandwiched between the clamper 100 and the magnetic path forming member 200 on the heat stage 75 with an optimum clamping force. The position of both the bonding pad and the lead 82 of the power semiconductor device is confirmed. After confirming the position, as shown in FIG. 9, wire bonding is performed by thermocompression bonding while applying ultrasonic waves from the US horn 76 a using the wire 76 such as a gold wire by the capillary 76.
[0147]
After the wire bonding is completed, the magnetic force generated by the electromagnetic force generation unit 140 is cut by the control from the apparatus main body 150, so that the magnetic force that has been attracted downward against the bias of the spring 130 until then disappears. 100 is pulled upward by the bias of the spring 130 and returns to a standby state at a predetermined position.
[0148]
At the same time, the heat stage 75 is also lowered by driving the heat block vertical movement mechanism 75 c and returns to the standby state, and the lead frame 80 a released from the sandwiched state of the heat stage 75 and the clamper 100 is transported toward the unloader 73. And stored in a magazine or the like by the unloader 73.
[0149]
A predetermined number of lead frames 80a stored in a magazine or the like are then provided to a packaging process such as a resin molding process and completed as a product. A cross-sectional view of the semiconductor device manufactured by the above manufacturing method is shown in FIG. In the semiconductor device 300 shown in FIG. 10, a lead 82 and a bonding pad of a semiconductor chip 90 are wire-bonded with a wire 83 such as a gold wire, and the periphery thereof is sealed with a sealing resin 84 such as an epoxy resin. 85 is configured as a QFP type bent into a gull wing shape.
[0150]
Note that the configuration of the gripping means that can quantitatively adjust the clamping force by electromagnetic force during wire bonding is not limited to the present embodiment, and can be variously changed without departing from the gist thereof. Needless to say, for example, it can be effectively used as a substrate gripping means such as a ceramic substrate or a resin substrate.
[0151]
In the present embodiment, the clamper 100 is divided into four pieces. However, by further finely dividing the clamper 100, the clamp force can be adjusted independently at, for example, the central portion and the corner portion of the clamper. It can also be configured to be able to be controlled.
[0152]
With previous configurations where partial clamping force adjustment is not effective, even if you try to hold a large number of leads uniformly from above, they cannot be held evenly at the corners and the center part. In some cases, defects due to insufficient load during wire bonding may occur. However, if the clamping force can be partially controlled, for example, the clamping force at locations that are prone to floating can be strengthened and suppressed. You can also.
[0153]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
[0154]
That is, the adjustment of the clamping force of the wiring board at the time of bonding can be easily controlled quantitatively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view schematically showing an example of a semiconductor manufacturing apparatus configured in a COF bonder described in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a bonding processing section.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a flexible wiring board holding means using upper and lower clampers.
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view of a main part showing a configuration of a flexible wiring board gripping means.
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
FIG. 6 is a schematic explanatory view schematically showing an example of a semiconductor manufacturing apparatus configured in a wire bonder described in an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a gripping situation of a wiring board in a bonding processing unit.
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a clamper side of the wiring board gripping means in the bonding processing section.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of wire bonding.
FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 COF bonder
11 Laura
12 Laura
13 Guide
14 Heating pressing means
14a Bonding tool
14b heater
15 Position recognition means
15a Camera for position recognition
16 Semiconductor chip holding means
16a Die stage
17 Chip holding means
18 Heater
20 Flexible wiring board
20a Film wiring board
21 Inner lead
30 Semiconductor chip
31 electrodes
32 Resin part for sealing
40 Flexible wiring board gripping means
41 Upper clamper
41a Clamper piece
41b Clamper piece
41c Clamper piece
41d clamper piece
42 Lower clamper
42a Clamper piece
42b Clamper piece
42c Clamper piece
42d clamper piece
43a hole
43b hole
44 separation zone
45 Upper clamper spring
46 Magnetic path forming part
47 Lower clamper spring
48 Vertical drive mechanism for lower clamper
49 Vertical movement guide
51 Main unit
52 Electromagnetic force generation unit
60 Semiconductor devices
70 wire bonder
71 Loader
72 Feeder section
73 Unloader
74 Bonding head
75 heat stage
75a heat block
75b Heat stage heater
75c Heat block vertical movement mechanism
76 Capillary
76a US horn
80 Wiring board
80a Lead frame
81 tabs
82 lead
83 wires
84 Resin for sealing
85 Outer lead
90 Semiconductor chip
100 clampers
100a frame hole
101 Clamper pieces
101a Small clamper piece
101b Small clamper piece
102 Clamper pieces
102a Small clamper piece
102b Small clamper piece
103 Clamper pieces
103a Small clamper piece
103b Small clamper piece
104 Clamper pieces
104a Small clamper piece
104b Small clamper piece
105 separation zone
105a separation zone
110 Clamper base
111 Clamper base piece
111a Small clamper base piece
111b Small clamper base piece
112 Clamper base piece
112a Small clamper base piece
112b Small clamper base piece
113 Clamper base piece
113a Small clamper base piece
113b Small clamper base piece
114 Clamper base piece
114a Small clamper base piece
114b Small clamper base piece
120 Base plate
130 Spring
140 Electromagnetic force generation unit
140a Electromagnetic force generation unit
140b Electromagnetic force generation unit
140c Electromagnetic force generation unit
140d electromagnetic force generation unit
150 Device body
150a Device body
150b Device body
150c Device body
150d Device body
160 Vertical movement guide
200 Magnetic path forming member
201 separation zone
210 Magnetic path forming member piece
220 Magnetic path forming member piece
230 Magnetic path forming member piece
240 Magnetic path forming member piece
250 Suction hole
300 Semiconductor device
G magnetic flux

Claims (5)

把持手段で配線基板を把持した状態でボンディングする工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記把持手段では、強さの制御可能な電磁力を把持力として使用することを特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of bonding in a state where a wiring board is held by a holding means,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the gripping means uses an electromagnetic force whose strength can be controlled as a gripping force. 把持手段で配線基板を把持した状態でボンディングする工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記把持手段には、前記配線基板の把持動作を電磁力により行うクランパが設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of bonding in a state where a wiring board is held by a holding means,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the gripping means is provided with a clamper for gripping the wiring board by electromagnetic force. 相対するクランパでフレキシブル配線基板を挟持した状態で、熱圧着によりボンディングする工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記相対するクランパによる前記フレキシブル配線基板の挟持に際しては、前記相対するクランパの少なくともいずれか一方のクランパは、ばねにより付勢がつけられた付勢方向に抗する方向に電磁吸引により移動させられて、前記フレキシブル配線基板を挟持することを特徴とする半導体装置の製造方法。A method of manufacturing a semiconductor device comprising a step of bonding by thermocompression bonding with a flexible circuit board sandwiched between opposing clampers, wherein the flexible circuit board is clamped by at least one of the opposing clampers. Either one of the clampers is moved by electromagnetic attraction in a direction against a biasing direction biased by a spring, and sandwiches the flexible wiring board. 把持手段により配線基板を把持した状態でボンディングするボンディング工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記ボンディング工程で、仕様の異なるフレキシブル配線基板を前記把持手段で把持するには、電流制御または電圧制御により、前記配線基板の把持力の調整を定量的に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device having a bonding step of bonding in a state where a wiring board is held by a holding means,
In order to grip the flexible wiring board having different specifications by the gripping means in the bonding step, the gripping force of the wiring board is quantitatively adjusted by current control or voltage control. Method. 把持手段により配線基板を把持した状態でボンディングするボンディング工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記ボンディング工程における配線基板の把持力の制御を、数値制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device having a bonding step of bonding in a state where a wiring board is held by a holding means,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the control of the gripping force of the wiring board in the bonding step is numerically controlled.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018534788A (en) * 2015-12-23 2018-11-22 シェンジェン ロイオル テクノロジーズ カンパニー リミテッドＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｒｏｙｏｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． Bonding apparatus and flexible display module bonding method
US20230400297A1 (en) * 2022-05-20 2023-12-14 Asmpt Singapore Pte. Ltd. Passive alignment of lens module relative to an image sensor for manufacturing a camera module

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