JP2613496B2

JP2613496B2 - ボンディング装置

Info

Publication number: JP2613496B2
Application number: JP3022693A
Authority: JP
Inventors: 忠高野
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1991-01-24
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH04240742A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路（Ｉ
Ｃ）や大規模集積回路（ＬＳＩ）の半導体部品のボンデ
ィングを行うボンディング装置に関し、特に半導体部品
の加熱機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として図５に示すよ
うなテープボンディング装置が知られている。図５に示
すＸ方向及びＹ方向に移動可能なＸＹテーブル１上に
は、テープボンディングを行うボンディングステージを
含むボンディング機構が搭載されている。

【０００３】断熱板２は、断熱部材等で構成され、ＸＹ
テーブル１上に取付け固定されている。この断熱板２に
は、ボンディングステージとなる受台３が載置されてい
る。この受台３の上面には、半導体部品としてのＩＣペ
レット４が載置される載置面３ａが形成されている。こ
の載置面３ａの端部に形成されたＩＣペレット固定部３
ｂは、ＩＣペレット４の側面が位置決め固定できるよう
に載置面３ａよりも上方に突出して一体（又は別体でも
よい）に形成されている。また、載置面３ａの中央部よ
り受台３の下方に向かって略Ｌ字形状の経路でＩＣペレ
ット４を吸着するペレット吸着孔３ｃが形成されてい
る。このペレット吸着孔３ｃの受台３の側面には、図示
せぬ吸引手段と接続されて真空により吸引されるバキュ
ーム口３ｄが設けられている。このバキューム口３ｄを
介して受台３の載置面３ａ上に移送載置されたＩＣペレ
ット４を真空吸着して位置決め固定する。

【０００４】また、受台３のペレット吸着孔３ｃの両側
にカートリッジヒータ（加熱手段）５が搭載されてい
る。このカートリッジヒータ５により受台３を加熱して
載置面３ａに載置されたＩＣペレット４を下方より加熱
して長手状に形成されたテープ６に配設されたリード７
とＩＣペレット４上の電極となるバンプ（図示せず）と
の熱圧着ボンディングが行われる。このリード７が配設
されたテープ６は、テープクランプ８ａ及び８ｂにより
テープ幅方向両端を握持されて保持される。このテープ
クランプ８ａ及び８ｂは、図示せぬ移動機構によって矢
印Ｚ方向に昇降可能に構成されている。このテープクラ
ンプ８ａ及び８ｂに握持されたテープ６のリード７とＩ
Ｃペレット４上のバンプとが上方に昇降可能に設けられ
た図示せぬボンディングツールによって押圧されて熱圧
着ボンディングが行われ、一連のボンディング作業が行
われると、図示せぬ移送機構により長手方向にテープ６
及びＩＣペレット４が間欠的に次のコマまで送られて次
のボンディングが行われるように構成されている。

【０００５】更に、この装置では、受台３の載置面３ａ
上に載置されたＩＣペレット４の位置決め機構として、
ＩＣペレット固定部３ｂと対向する側にＩＣペレット４
を挟みかつその側面より押えて位置決めするＩＣペレッ
ト押え機構９を有する。このＩＣペレット押え機構９
は、ＸＹテーブル１上でボンディングステージに近接し
て配置されている。

【０００６】このＩＣペレット押え機構９は、押え部材
としての押え爪１０と、この押え爪１０が取付け固定さ
れ、押え爪１０の先端押え位置を調整する爪位置調整部
１１と、押え爪スライド機構１２とで構成されている。

【０００７】押え爪１０は、図６に示すように厚肉で略
Ｕ字形状の押え片１０ａと、この押え片１０ａと一体に
形成され、これを支持固定する固定部１０ｂとで構成さ
れている。この押え爪１０の押え片１０ａのＩＣペレッ
ト４の側面との当り調整は、爪位置調整部１１によって
高さ及び傾きの調整が行われる。また、押え爪スライド
機構１２は、ＸＹテーブル１上に固定されたベッド１２
ａと、可動部１２ｂとで構成されている。このベッド１
２ａと可動部１２ｂとは、図示せぬボール等よりなる転
動体を介して矢印方向に摺動可能なリニアガイドで構成
されている。

【０００８】上記構成よりなる装置では、ＩＣペレット
４が、受台３に設けられたペレット吸着孔３ｃ及びＩＣ
ペレット押え機構９によって位置決めされ、受台３のカ
ートリッジヒータ５により加熱されて図示せぬボンディ
ングツールによって押圧されて熱圧着ボンディングが行
われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
テープボンディング装置では、ボンディングステージ上
に載置されたＩＣペレット４をカートリッジヒータ５に
より加熱して熱圧着ボンディングを行うのであるが、特
に近年のように半導体集積回路（ＩＣ）等の半導体部品
の大型化に伴い、テープボンディングするときのリード
数が増加してボンディング面積が増加すると、ＩＣペレ
ット４の上面の温度分布が均一化されず、この温度制御
が難しくなり、バンプとリードとの熱圧着が良好に行わ
れずボンディング不良が発生するという欠点がある。ま
た、従来の装置では、押え爪１０でＩＣペレット４を固
定したときにＩＣペレット固定部３ｂからＩＣペレット
４を経て反対側の可動部である押え爪１０側に熱が流れ
てしまい、ＩＣペレット４の両側の温度差が大きくなり
温度分布が均一化されないという欠点がある。

【００１０】そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑
みなされたもので、温度制御が容易で、かつ半導体部品
であるＩＣペレット上面の温度分布の均一化を図ること
のできるボンディング装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体部品
と、該半導体部品が載置される載置面を有する載置手段
と、該載置手段に搭載され、前記半導体部品の加熱を行
う第１の加熱手段と、前記載置手段に設けられ、該載置
手段の載置面上に載置される半導体部品の一側面を固定
位置決めする固定部と、該固定部に半導体部品を位置決
めして他方の端部より押えて固定する移動可能な押え機
構とを備え、前記押え機構は、半導体部品を一側面より
押える押え部材と、該押え部材を加熱する第２の加熱手
段と、該押え部材の前記載置面に対して略垂直な方向で
の高さ及び傾き位置の調整を行う位置調整部とで構成さ
れたものである。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係るボンディング装置の実施
例について説明する。図１は、本発明に係るテープボンディング装置の第一の
実施例を示す図、図２は、本発明に係るテープボンディ
ング装置の第二の実施例を示す図、図３は、図２のＩＣ
ペレット押え機構の詳細を示す図、図４は、図２及び図
３の温度制御部の回路のブロック図である。なお、従来
のテープボンディング装置とほぼ同じ構成及び機能を有
するものについては、同じ符合を用い、相違する点を中
心として以下に説明する。

【００１３】「第一実施例」図１において、従来のテー
プボンディング装置を示す図５及び図６との相違点は、
ＩＣペレット押え機構９の構成が相違する点である。

【００１４】即ち、図１に示すＩＣペレット押え機構１
５は、押え爪１０と、この押え爪１０が取付け固定さ
れ、該押え爪１０を加熱するヒータブロック１７と、こ
のヒータブロック１７の熱を遮断する断熱板１６と、こ
の断熱板１６の下部に前記押え爪１０の先端押え位置を
調整する爪位置調整部１１と、押え爪スライド機構１２
とで構成されている。

【００１５】押え爪１０は、図６に示すような厚肉で略
Ｕ字形状の押え片１０ａと、この押え片１０ａと一体に
形成され、これを支持固定する固定部１０ｂとで構成さ
れている。この押え爪１０の押え片１０ａのＩＣペレッ
ト４の側面との当り調整は、爪位置調整部１１によって
高さ及び傾きの調整が行われる。押え爪１０の固定部１
０ｂの下部より加熱するカートリッジヒータ（加熱手
段）１７ａは、ヒータブロック１７に搭載されており、
このカートリッジヒータ１７ａにより加熱される熱は、
断熱板１６によって下部の爪位置調整部１１等に伝達さ
れない構成となっている。また、押え爪スライド機構１
２は、ＸＹテーブル１上に固定されたベッド１２ａと、
可動部１２ｂとで構成されている。このベッド１２ａと
可動部１２ｂとは、図示せぬボール等よりなる転動体を
介して矢印方向に摺動可能なリニアガイドで構成されて
いる。

【００１６】上記構成よりなる装置では、ＩＣペレット
４が、受台３に設けられたペレット吸着孔３ｃで位置決
めされるのであるが、更にＩＣペレット押え機構１５に
よりＩＣペレット４の側面からの位置決めがなされ、受
台３のカートリッジヒータ５及びヒータブロック１７の
カートリッジヒータ１７ａによりＩＣペレット４の上面
の温度分布が均一となるように加熱され図示せぬボンデ
ィングツールによって押圧されて熱圧着ボンディングが
行われる。

【００１７】「第二実施例」図２乃至図４に示す本実施
例と図１に示す実施例とは、ＩＣペレット押え機構２０
の構成が相違する。

【００１８】即ち、図１に示すＩＣペレット押え機構１
５では、押え爪１０の先端部を加熱するために一般的な
カートリッジヒータ１７ａをヒータブロック１７に搭載
して押え爪１０全体を加熱する構成としているが、該構
成ではスペース上の制約から、カートリッジヒータ１７
ａを押え爪１０の先端部分近傍に組み込むことができ
ず、押え爪１０の先端が熱変形により変位したり、先端
部の体積に対する表面積の割合が大きいため熱損失が大
きく熱電対による温度コントロールが難しいなどの問題
がある。

【００１９】そこで、図２乃至図４に示す第二実施例で
は、図１における第一実施例を更に改良したものであ
る。

【００２０】この第二実施例におけるＩＣペレット押え
機構２０は、押え部材としての押え爪２１と、この押え
爪２１が絶縁板２２を介して取付け固定される爪位置調
整部１１と、押え爪スライド機構１２とで構成されてお
り、このような構成とすることによって押え爪２１の爪
先端部２１ｃが最大発熱部となるように制御される。

【００２１】押え爪２１は、電熱材料で構成されてお
り、図３に示すように厚肉で略Ｕ字形状の押え片２１ａ
と、この押え片２１ａと一体に形成され、これを支持固
定する固定部２１ｂとで構成されている。押え片２１ａ
の爪先端部２１ｃは、ＩＣペレット４を固定する可動部
であり、硬質化処理又は硬質物が付着された構成となっ
ており、摩耗の鈍化が図られている。この押え爪２１の
固定部２１ｂの後端面には、温度制御部と接続されるリ
ード線２３の端子２４が端子固定ねじ２５により取付け
固定されている。また、押え爪２１の爪先端部２１ｃと
ＩＣペレット４の側面との当り調整は、爪位置調整部１
１によって押え爪２１の傾き及び高さ調整を行うことが
できるように構成されている。押え爪スライド機構１２
は、ＸＹテーブル１上に固定されたベッド１２ａと、可
動部１２ｂとで構成されている。このベッド１２ａと可
動部１２ｂとは、図示せぬボール等よりなる転動体を介
して矢印方向に摺動可能なリニアガイドで構成されてい
る。可動部１２ｂの側面には、ばね掛け２７が設けられ
ており、このばね掛け２７に押えばね２６が張架されて
矢印Ａ′方向に付勢されている。逆に、可動部１２ｂを
矢印Ａ方向に付勢する場合には、図示せぬエアーシリン
ダーにより押えばね２６の付勢力に抗して矢印Ａ方向に
付勢される。

【００２２】図４は、温度制御部の回路を示すブロック
図であり、発熱体３２は、電熱材料で構成された押え爪
２１に相当する。この発熱体３２は、電源３５、コント
ローラ３０及びスイッチング回路３１と接続されてい
る。この発熱体３２は、コントローラ３０の温度制御に
よってスイッチング回路３１を適当なタイミングでオン
／オフすることによって発熱体３２の所望の温度で制御
するが、この発熱体３２は、更に抵抗値測定回路３３及
び電圧変換回路３４と接続されており、この帰還信号が
コントローラ３０に印加されてフィードバック信号とし
て入力される構成となっているので、発熱体３２自身の
抵抗値（図示されていないが、押え爪２１の爪先端部２
１ｃの近傍の抵抗値が測定される）が抵抗値測定回路３
３により常にサンプリングして測定され、コントローラ
３０に応じた熱電対の起電力に対応する電圧に電圧変換
回路３４で変換されてフィードバック信号として得るこ
とができる構成となっている。

【００２３】したがって、このような構成とすることに
よって、端子２４が給電端子としての作用をなし、押え
爪２１が厚肉で略Ｕ字形状に形成されているので、電流
通路が絞られて突入電流による最大抵抗部分が爪先端部
２１ｃの近傍に存在して最大発熱部となるように制御さ
れ、発熱体３２を常に所望の温度に制御することができ
る。

【００２４】なお、本実施例では、テープボンディング
装置に適用するようにしているが、その他のボンディン
グ装置等に適用してもよいことは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体部品の側面からも加熱手段により加熱するように
したので半導体部品の両端の温度差をなくすことがで
き、温度分布が均一化されるという効果がある。特に、
押え部材について、載置手段の載置面に対して略垂直な
方向での高さ及び傾き位置の調整を行う位置調整部を備
えたことによって、半導体部品の側面に対する該押え部
材の当りが高精度に調整され、その結果、第２の加熱手
段から半導体部品への熱伝達が効率的になされ、温度分
布の均一化が有効になされる。また、本発明によれば、
発熱部が押え部材のほぼ先端部分であるため、熱変形に
よる押え機構への影響を少なくできると共に半導体部品
の上面の温度分布を効率よく均等化できる効果がある。
また、本発明によれば、温度制御を行うための熱電対等
のセンサーが不要となるので、センサー取付けのため押
え部材先端部の取付スペースを確保しなくてもよいとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るテープボンディング装置
の第一の実施例を示す図である。

【図２】図２は、本発明に係るテープボンディング装置
の第二の実施例を示す図である。

【図３】図３は、図２のＩＣペレット押え機構の詳細を
示す図である。

【図４】図４は、図２及び図３の温度制御部の回路のブ
ロック図である。

【図５】図５は、従来のテープボンディング装置の構成
を示す図である。

【図６】図６は、図５に示すＩＣペレット押え機構の詳
細を示す図である。

【符合の説明】

１ＸＹテーブル２断熱板３受台３ａ載置面３ｂＩＣペレット固定部３ｃペレット吸着孔３ｄバキューム口４ＩＣペレット５カートリッジヒータ６テープ７リード８ａ，８ｂテープクランプ９，１５，２０ＩＣペレット押え機構１０押え爪１１爪位置調整部１２押え爪スライド機構１６断熱板１７ヒータブロック１７ａカートリッジヒータ２１押え爪２２絶縁板２３リード線２４端子２５端子固定ねじ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体部品と、該半導体部品が載置される載置面を有する載置手段と、該載置手段に搭載され、前記半導体部品の加熱を行う第
１の加熱手段と、前記載置手段に設けられ、該載置手段の載置面上に載置
される半導体部品の一側面を固定位置決めする固定部
と、該固定部に半導体部品を位置決めして他方の端部より押
えて固定する移動可能な押え機構とを備え、前記押え機構は、半導体部品を一側面より押える押え部
材と、該押え部材を加熱する第２の加熱手段と、該押え
部材の前記載置面に対して略垂直な方向での高さ及び傾
き位置の調整を行う位置調整部とで構成されていること
を特徴とするボンディング装置。
【請求項２】前記第２の加熱手段は、前記押え部材の
下面より加熱するようにしたことを特徴とする請求項１
記載のボンディング装置。
【請求項３】前記第２の加熱手段は、前記押え部材の
ほぼ先端部分のみ加熱されるようにしたことを特徴とす
る請求項１記載のボンディング装置。
【請求項４】前記第２の加熱手段の温度制御は、押え
部材の抵抗値変化をフィードバックして制御するように
したことを特徴とする請求項１又は請求項３記載のボン
ディング装置。