JP2753141B2 - 半導体素子のダイボンディング方法 - Google Patents

半導体素子のダイボンディング方法

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JP2753141B2 JP32043190A JP32043190A JP2753141B2 JP 2753141 B2 JP2753141 B2 JP 2753141B2 JP 32043190 A JP32043190 A JP 32043190A JP 32043190 A JP32043190 A JP 32043190A JP 2753141 B2 JP2753141 B2 JP 2753141B2
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    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/741Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はペレット寸法に対応した被マウント材料を使
用して半導体素子をダイボンディングする工程における
転写方法に関するものである。
(従来の技術) 半導体素子とりわけフォトトランジスタやフェトカプ
ラーなどの光受動素子や光能動素子などのマウントに際
してはいわゆるディスペンサー(Dispenser)方式が採
用されているのが現状であり、その内容を第1図により
簡単に説明する。図に示すように被マウント材料である
導電性接着剤1を収納するシリンジ即ち容器2にはエア
ーなどの流体圧力により被マウント材料を送り込むエア
ー送り装置3が付設されている。また容器2内に収納す
る導電性接着剤1は溶剤タイプといわれるもので、常温
下3分で硬化する特性をもったものである。また、容器
2にはセンサーを設けて導電性接着剤1がなくなった時
に自動的に補充される仕組みになっている。一方リード
フレーム4などに光受動素子や光能動素子(図示せず)
をダイボンディングするに当たっては、エアー送り装置
3によって容器2内の導電性接着剤1の一定量を抽出後
ダイボンディングするデイスペンサー方式が採られてお
り、抽出は容器2に連続して設置され先端部分を構成す
る細長い筒状体5を介して行われる。
リードフレームにマウントする光受動素子や光能動素
子は従来のように単数でなく複数の場合や、素子が造り
込まれた面積が従来製品より極端に大きい半導体ウエー
ハを使用して、いわゆるモジュールを製造する場合があ
る。従って、対応するリードフレームの形状も当然従来
のものと違ってくる。即ち、第2図に明らかなように、
導電性金属から成る枠体(図示せず)を起点として端末
を遊端(フリー)とするリード6…を中心部分に向けて
形成すると共に、マウントする光受動素子や光能動素子
の中で面積が最大のもの7用のベッド部8を中心部分に
配置し、同じく枠体を起点する他のリード9により一体
とする。リード6にはより面積の小さい光受動素子や光
能動素子10がマウントできるスペース11を設置して面積
が最大の半導体素子7と共に一定の電子回路を構成す
る。この一定の電子回路が形成される枠体によって形成
される単位体12を複数個連続させる構造が採用されてい
る。
(発明が解決しようとする課題) 前記のようなデイスペンサー方式によりリードフレー
ムに複数個の光受動素子や光能動素子をマウントする際
には流体圧力により抽出される導電性接着剤の量の調整
が難しい上に、マウントされる光受動素子や光能動素子
の面積が大きい場合や極端な長方形の際には細長い筒状
体先端の孔の寸法を確保しずらい。しかも、デイペンサ
ー方式により複数個の光受動素子や光能動素子をマウン
トするのに単一の筒状体を利用しているために、光受動
素子や光能動素子夫々の面積に対応する筒状体が必要に
なり、装置全体のインデックスタイムが低下する欠点が
でる他に、実装ヘッドの寿命が短くなる。
本発明はこのような事情により成されたもので、スタ
ンプ方式によるダイボンディング法によって違った寸法
の被マウント光能動素子または光受動素子用の被マウン
ト材料を同時にリードフレームなどに転写可能とするこ
とを目的とするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 常温で硬化しずらい被マウント材料を収容する回転可
能な回転皿を設置し、回転する被マウント材料を平にす
るしきじを回転皿に固定状態で取付け,これと別に配置
するヘッドに先端に曲率が形成された複数のスタンピン
グツールを着脱自在に取付け、異なる曲率のスタンピン
グツールを平な被マウント材料に浸漬後、平坦な支持部
材表面にスタンピングツールから転写した被マウント材
料を介して半導体素子をダイボンディングする点に本発
明に係わる半導体素子のダイボンディング方法の特徴が
ある。
(作用) 本発明に係わる半導体素子のダイボンディング方法は
デイスペンサー方式からスタンピング方式に変更するこ
とにより、リードフレームなどの支持部材に複数個の、
または従来より極端に寸法が大きい光能動素子または光
受動素子を安定した品質によりダイボンディングするも
のである。即ち転写用のスタンピングツールの先端形状
に曲率を設置して転写量を安定させると共に、複数個を
着脱自在に設置できるようにしているので、寸法の違う
半導体素子により必要なスタンプ量が確保できるように
するために複数個のスタンピングツールが一緒に設置で
きるようにした。更にスタンピングツール先端に形成さ
れる孔部付近の曲率部分により濡れ面積が確保できるの
で、各種の寸法の半導体素子に対応できる。また被マウ
ント材料は常温で24時間も硬化しない特徴があるので、
回転時に平坦な状態として被覆量を一定に制御する方式
を採っている。
(実施例) 本発明の理解を助けるために、従来技術欄と同一の部
品にも新番号を付けた第3図乃至第8図を参照して本発
明に係わる一実施例例を説明する。即ち、第3図及び第
4図には本発明方法を実施するのに使用する組立装置10
の概略を示す斜視図と、組立装置10の機能構成が明らか
にされており、必要不可欠なスタンピングヘッド(Stam
ping Head)部11とマウントヘッド(Mount Head)部12
にスタンピングツール(Stamping Too)13及びダイボン
ディング用マウントコレット(Mount Collet)14を付設
している一体機である。組立装置10の本体部15には各種
の部品が搭載されており、ウエーハを移動させるX−X
テーブル16、これに対応してウエーハチャンバー部17が
設置されている。ウエーハ18にはいわゆるブレイキング
(Braking)工程が施されているので、良品と不良品の
表示がされたペレット19が配列されており、図では判然
としていないが、回転軸の稼働により単一のウエーハが
所定の位置に移動してダイボンディング用マウントコレ
ット14により吸引されてから、後述するスタンピングツ
ール13により転写された常温で硬化しずらい被マウント
材料をダイボンディングする。ペレット19には光能動素
子や光受動素子が公知の手段で造り込まれている。
また、ダイボンディング用マウントコレット14に対応
する場所にはウエーハ18の中から一枚のペレット19を突
上げる部材20が設置されており、更にワーク(Work)で
あるペレット19を移動させる第2のX−Xテーブル21が
設置されている。
更にリードフレームトラスファー(LeadframeTransfe
r)部22に近接してフレームセット部23を設け、スタン
ピングツール13用の回転皿24を配置して一体機を構成し
ている。回転皿24はパルスモータに接続した回転軸42
(第7図b参照)により回転させる。これにはペレット
検出カメラ25と共にモニター(Monitor)用テレビ26が
設置されている。更にまた交換用のスタンピングツール
13のストック部27とダイボンディング用マウントコレッ
ト14用ストック部28も設置されている。フレームセット
部23の他にアンロードマガジン29も設置されている。
第4図に示した機能構成には第3図に明らかにされて
いないリードフレーム検出カメラ30がペレット検出カメ
ラ25と一緒に示されているが、組立装置10の機種によっ
ては省略することができる。更に回転皿24に収容した導
電性接着剤即ち被マウント材料31にはスタンピングツー
ル13を浸漬後、リードフレームセット部23からリードフ
レームトラスファー部22にセットされたリードフレーム
32をフレームトラスファー部21により移動後スタンピン
グツール13を接触させて被マウント材料31をスタンプす
る。
またスタンプホルダー収納部43も設置されている。
一方ダイボンディング処理が施されるウエーハ18はウ
エーハチャンバー部17から所定の位置に運んでから、ブ
レイキング工程を終えて形成されたペレット19を突上げ
部20により持上げてからダイボンディング用マウントコ
レット14により吸着してリードフレーム32にスタンプさ
れた被マウント材料31に重ねることにより一体とする。
この経過は第5図a、b、cに明らかにした。即ち第
5図aでは被マウント材料31を収容しかつ、エアー送り
装置が付設された容器33端部に設置する筒状態34から被
マウント材料31を抽出した状態と、スタンピングツール
13により被マウント材料31をスタンプ方する状態が、そ
の後矢印のように、被マウント材料31に浸漬することに
より被覆したスタンピングツール13をリードフレーム32
に転写する状態が、次のリードフレーム32に転写した被
マウント材料31にダイボンディング用マウントコレット
14に吸着したペレット19をダイボンディングする状態が
示されている。
マウント材料31としては前記のように従来使用してい
た溶剤タイプと違って常温で24時間も硬化しない特性が
ある例えば導電性接着剤を利用している。
ところで、本発明に係わる半導体素子のダイボンディ
ング方法は前記のようにスタンピングツール13を被マウ
ント材料31にスタンプするが、スタンピングツール13先
端に曲率Rを設置し、しかも着脱自在にスタンピングヘ
ッド11に取付ける方式を採っている。これは第6図a、
b,cに明らかにされているが、第2図に示したように複
数のベッド部に半導体素子をダイボンディング可能とす
るために採られた手段である。即ちリードドフレーム32
の複数箇所に、更に寸法の違う半導体素子用として第6
図b,cにあるように異品種用の複数個のスタンピングツ
ール13を一緒にしかも脱着自在にスタンピングヘッド11
に設置する。この結果スタンピングツール13の先端に形
成される孔部は濡れ面積が異なる状態が確保できるの
で、各種寸法の半導体素子に対応するスタンピングが可
能になる。このようなスタンピング工程に使用する被マ
ウント材料は前記のように常温で24時間も硬化しない特
徴があり特に粘性が大きいものでないが、パルスモータ
などによる回転する回転皿24からスタンピングツール13
による被マウント材料31のスタンプ量を制御するため
に、固定状態としたしきじ35を設置する。これの設定に
より一回転した被マウント材料31言替えれば表面がほぼ
平らになったところにスタンピングツール13を浸漬して
スタンピング量を一定に制御する。
第8図にはスタンピングヘッド11にスタンピングツー
ル13を着脱自在に取付ける機構の概略を明らかにした。
即ちスタンピングツール13をねじ40により着脱自在に設
置するスタンプホルダー39はスタンプヘッド37に同じく
ねじ41により取付ける。またスタンプヘッド37には減圧
機構に接続した排気孔36が一体に設置されている。
[発明の効果] 本発明に係わる半導体素子のダイボンディング方法で
は異種類のペレット及び寸法の大きいペレット更に超長
方形ペレットに対して、被マウント材料のヌレ面積を安
定して確保できるので、マウント工程後に行われるいわ
ゆる樹脂封止工程を経て得られる外囲器に必要な熱抵抗
などを満足できるので、信頼性に富んだダイボンディン
グが可能であり、品質の向上をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のデイスペンサー方式によるダイボンディ
ング工程の要部を示す図、第2図は従来から使用されて
いるリードフレームの一種を示す上面図、第3図は本発
明方法に利用するダイボンディング装置の要部を明らか
にする斜視図、第4図はダイボンディング装置の機能構
成図、第5図a、b、cはダイボンディング装置におけ
る一部の工程を順に示した断面図、第6図a、b、cは
ダイボンディング装置におけるスタンピングツールの形
状を示す斜視図、第7図a、bは本発明方法で使用する
回転皿を示す斜視図及び第7図aをA−A線で切断した
断面図、第8図はスタンピングツールの取付機構の概略
を示す断面図である。 1、31:被マウント材料 2,33:容器、3:エアー送り装置、4、32:リードフレー
ム、5、34:筒状体、11、12:ヘッド、13:スタンピング
ツール、14:ダイボンディング用マウントコレット、18:
ウエーハ、19:ペレット、24:回転皿、35:しきじ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】常温で硬化しずらい被マウント材料を収容
    する回転可能な回転皿を設置し、回転する被マウント材
    料を平にするしきじを回転皿に固定状態で取付け,これ
    と別に配置するヘッド部端に曲率が形成された単数また
    は複数のスタンピングツールを着脱自在に設け、曲率が
    形成されたスタンピングツールを平な被マウント材料に
    浸漬後、平坦な支持部材表面にスタンピングツールから
    転写した被マウント材料を介して半導体素子をダイボン
    ディングすることを特徴とする半導体素子のダイボンデ
    ィング方法
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