JP2787057B2 - Die bonding equipment - Google Patents

Die bonding equipment

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JP2787057B2
JP2787057B2 JP4401291A JP4401291A JP2787057B2 JP 2787057 B2 JP2787057 B2 JP 2787057B2 JP 4401291 A JP4401291 A JP 4401291A JP 4401291 A JP4401291 A JP 4401291A JP 2787057 B2 JP2787057 B2 JP 2787057B2
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case
wiring board
chip element
die bonding
die
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正風 細矢
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    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525Means for applying energy, e.g. heating means
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    • H01L2224/75302Shape
    • H01L2224/75303Shape of the pressing surface

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ベアチップ半導体素子
やその他の表面実装用回路素子等のチップ素子をケース
または他の配線板にダイボンディングするために、チッ
プ素子を保持固定するための上部機構と、その下部に配
置された、チップ素子をダイボンディングするケースま
たは他の配線板を保持固定するための機構を有する加熱
ステージとを備えたダイボンディング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an upper mechanism for holding and fixing a chip element such as a bare chip semiconductor element and other surface mounting circuit elements by die bonding to a case or another wiring board. The present invention also relates to a die bonding apparatus provided with a heating stage having a mechanism for holding and fixing a case or another wiring board for die-bonding a chip element, which is disposed therebelow.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に使用されているダイボンディング
装置は、図4に示すように、チップ素子を吸着固定す
る、ダイコレット1と呼ばれるツールが取付けられた上
部機構12と、その下部に配置された加熱ステージ13
とで構成されている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, a generally used die bonding apparatus is provided with an upper mechanism 12 to which a tool called a die collet 1 for adsorbing and fixing a chip element is attached and a lower part thereof. Heating stage 13
It is composed of

【0003】上部機構12はダイコレット1を摺動させ
るとともにダイコレット1を介してチップ素子を予備加
熱する機能を有し、また加熱ステージ13はケース4ま
たは他の配線板を熱板14上に支持固定する構造となっ
ている。
The upper mechanism 12 has a function of sliding the die collet 1 and preheating the chip element via the die collet 1, and a heating stage 13 places the case 4 or another wiring board on the hot plate 14. It is structured to be supported and fixed.

【0004】図5は、図4のダイボンディング装置によ
ってケース4にチップ素子3をダイボンディングする様
子を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state in which the chip element 3 is die-bonded to the case 4 by the die bonding apparatus of FIG.

【0005】ダイボンディングの手順は、金錫はんだ、
錫鉛はんだ等のろう材を使用する場合には、まず加熱ス
テージ13の熱板14上に配置されたケース4の内底面
にろう材11を溶融コーティングし、引続いてチップ素
子3を吸着させたダイコレット1を降下させ、ケース4
の内底面の溶融したろう材11に接触させた上で、上部
機構12によってダイコレット1を前後に摺動させてチ
ップ素子3をケース4の内底面に密着させ、その後に、
ダイコレット1をチップ素子3から取外し、ケース4を
加熱ステージ13の熱板14の上から降ろしてろう材1
1を徐冷硬化させる。
[0005] The die bonding procedure includes gold tin solder,
When using a brazing material such as tin-lead solder, first, the inner bottom surface of the case 4 disposed on the hot plate 14 of the heating stage 13 is melt-coated with the brazing material 11 and then the chip element 3 is adsorbed. Die collet 1 is dropped and case 4
After being brought into contact with the molten brazing material 11 on the inner bottom surface of the case, the die collet 1 is slid back and forth by the upper mechanism 12 to bring the chip element 3 into close contact with the inner bottom surface of the case 4.
The die collet 1 is removed from the chip element 3, and the case 4 is lowered from above the hot plate 14 of the heating stage 13 to remove the brazing material 1.
1 is slowly cooled and cured.

【0006】熱硬化型接着剤を使用してダイボンディン
グする場合には、接着剤があらかじめ塗布されたケース
4の底面にチップ素子3をダイコレット1によって密着
させた後に、熱板14を加熱して接着剤を硬化させる。
In the case of die bonding using a thermosetting adhesive, the hot plate 14 is heated by bringing the chip element 3 into close contact with the die collet 1 on the bottom surface of the case 4 to which the adhesive has been applied in advance. To cure the adhesive.

【0007】他のダイボンディング装置としては、本発
明者等が先に出願した図6および図7に示すような位置
合せ兼用のダイボンディング装置(特願平2−9226
7号)がある。本装置は、高周波領域で用いられる形状
の小さなフレキシブル配線板に実装されたチップ素子を
ケースまたは他の配線板にダイボンディングするための
ものであり、図4の、ダイコレットを使用した装置で
は、フレキシブル配線板が妨げになってダイコレットに
よるチップ素子の吸着固定ができないという欠点を解消
した装置である。
As another die bonding apparatus, there is a die bonding apparatus (Japanese Patent Application No. 2-9226) which has been filed by the present inventors and which is also used for alignment as shown in FIGS.
No. 7). This device is for die-bonding a chip element mounted on a small flexible wiring board having a shape used in a high-frequency region to a case or another wiring board. In the device using a die collet shown in FIG. This device has solved the disadvantage that the chip element cannot be fixed by suction using the die collet due to the obstruction of the flexible wiring board.

【0008】本装置によって、金錫はんだ、錫鉛はんだ
等のろう材11を使用してダイボンディングする場合の
手順は次のとおりである。まず、加熱ステージの熱板1
4に支持固定されたケース4の内底面にろう材11を溶
融コーティングし、次いでチップ素子3が実装されたフ
レキシブル配線板15をケース4内に収容する。フレキ
シブル配線板15は、左右に配置されたマイクロマニピ
ュレータ16から延長されたピン17によって支持固定
し、熱板14が取付けられた加熱ステージのX軸Y軸可
動機構18および回転機構19によって、フレキシブル
配線板15の外部リード20とケース4の電極端子21
との位置合せを行なう。さらに、ピン17によってフレ
キシブル配線板15を介して実装されたチップ素子3を
加圧し、チップ素子3とケース4内底面との密着を行な
う。その後に、ケース4を熱板14の上から降ろしてろ
う材11を徐冷硬化させる。
The procedure for die bonding using the brazing material 11 such as gold-tin solder or tin-lead solder by the present apparatus is as follows. First, the heating plate 1 of the heating stage
The inner bottom surface of the case 4 supported and fixed to the case 4 is melt-coated with the brazing material 11, and then the flexible wiring board 15 on which the chip element 3 is mounted is accommodated in the case 4. The flexible wiring board 15 is supported and fixed by pins 17 extended from micromanipulators 16 arranged on the left and right, and flexible wiring is performed by an X-axis and Y-axis movable mechanism 18 and a rotating mechanism 19 of a heating stage to which the hot plate 14 is attached. External lead 20 of plate 15 and electrode terminal 21 of case 4
Is aligned with Further, the chip element 3 mounted via the flexible wiring board 15 is pressed by the pins 17 so that the chip element 3 and the inner bottom surface of the case 4 are brought into close contact with each other. Thereafter, the case 4 is lowered from above the hot plate 14 and the brazing material 11 is gradually cooled and hardened.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】高周波チップ素子をケ
ース内にダイボンディングし、チップ素子の電極とケー
スの電極端子間をワイヤ接続する場合においては、ワイ
ヤのインダクタンス成分を小さくするためにワイヤ長を
極力短くすることが必要である。そのためには、電極端
子のあるケース内壁とチップ素子とを接近させてダイボ
ンディングしなければならない。しかしながら、従来の
図4に示すようなダイボンディング装置では、ダイコレ
ット1の摺動ストロークが 0.3〜1 mm程度と大きいため
に、広い摺動スペースが必要となり、チップ素子とケー
ス内壁との距離を小さくできないという欠点がある。
When a high-frequency chip element is die-bonded in a case and a wire is connected between an electrode of the chip element and an electrode terminal of the case, the wire length must be reduced in order to reduce the inductance component of the wire. It is necessary to keep it as short as possible. For this purpose, die bonding must be performed by bringing the inner wall of the case having the electrode terminals close to the chip element. However, in the conventional die bonding apparatus as shown in FIG. 4, since the sliding stroke of the die collet 1 is as large as about 0.3 to 1 mm, a large sliding space is required, and the distance between the chip element and the inner wall of the case is reduced. There is a disadvantage that it cannot be made smaller.

【0010】また、高周波領域で用いられる形状の小さ
なフレキシブル配線板に実装されたチップ素子を、ケー
スまたは他の配線板にダイボンディングするために、本
発明者等が先に出願した図6および図7に示すような位
置合せ兼用のダイボンディング装置(特願平2−922
67号)では、フレキシブル配線板15に実装されたチ
ップ素子3をケース4内底面にダイボンディングさせる
ための操作が、マイクロマニピュレータ16から延長さ
れたピン17による静的加重のみであることから、チッ
プ素子3とケース4界面のろう材11内に空隙を生ずる
場合があり、確実に密着されずダイボンディングの信頼
性を損なうという欠点がある。接着剤を使用した場合で
も同様に空隙を生じ、高信頼なダイボンディングができ
ないという欠点がある。
Further, in order to die-bond a chip element mounted on a small flexible wiring board having a shape used in a high-frequency region to a case or another wiring board, FIGS. 7 is a die bonding device that is also used for alignment (Japanese Patent Application No. 2-922).
No. 67), the operation for die-bonding the chip element 3 mounted on the flexible wiring board 15 to the inner bottom surface of the case 4 is only a static load by the pins 17 extended from the micromanipulator 16, so that the chip There is a case where a gap is formed in the brazing material 11 at the interface between the element 3 and the case 4, and there is a disadvantage that the bonding is not securely performed and the reliability of die bonding is impaired. Even when an adhesive is used, voids are similarly generated, and there is a disadvantage that highly reliable die bonding cannot be performed.

【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、チップ素子とケース内底面との
摺動ストロークが小さく、したがって狭い領域でのダイ
ボンディングが可能であるとともに、高周波領域で用い
られる形状の小さなフレキシブル配線板に実装されたチ
ップ素子を、ケースまたは他の配線板に高精度に、かつ
確実にダイボンディングするのに好適なダイボンディン
グ装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to reduce the sliding stroke between the chip element and the inner bottom surface of the case. It is an object of the present invention to provide a die bonding apparatus suitable for die-bonding a chip element mounted on a small-sized flexible wiring board used in a region to a case or another wiring board with high accuracy and reliability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のダイボンディン
グ装置は、加熱ステージが、超音波発振源と、ケースま
たは配線板を上面に支持固定する振動板と、振動板を水
平に超音波発振源に接続し、超音波発振源で発生した超
音波振動によりケースまたは配線板を水平方向に振動さ
せる振動ホーンと、振動板の下方に配置され、振動板を
介してケースまたは配線板を加熱する熱板と、熱板を垂
直方向に移動させるZ軸可動機構と、超音波発振源およ
びZ軸可動機構を水平面内でそれぞれ回転、直線移動さ
せる回転機構およびX軸Y軸可動機構を含むことを特徴
とする。
In a die bonding apparatus according to the present invention, a heating stage includes an ultrasonic oscillation source, a diaphragm for supporting and fixing a case or a wiring board on an upper surface, and an ultrasonic oscillation source for horizontally moving the diaphragm. And a vibration horn that horizontally vibrates the case or the wiring board by the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic oscillation source, and heat that is disposed below the vibration plate and heats the case or the wiring board through the vibration plate Plate, a Z-axis movable mechanism for vertically moving the hot plate, a rotary mechanism for rotating and linearly moving the ultrasonic oscillation source and the Z-axis movable mechanism in a horizontal plane, and an X-axis and Y-axis movable mechanism, respectively. And

【0013】[0013]

【作用】本発明は、チップ素子を支持固定する上部機構
にはチップ素子を摺動させる機構を設けず、ケースまた
は他の配線板を支持固定し加熱する加熱ステージに、振
動板と、振動板を水平方向に振動させる超音波振動機構
を設ける構造としたものである。
According to the present invention, a vibration plate, a vibration plate, and a heating stage for supporting and fixing and heating a case or another wiring board are not provided in an upper mechanism for supporting and fixing the chip device. Is provided with an ultrasonic vibration mechanism for vibrating the liquid crystal in the horizontal direction.

【0014】このような構造とすることで、上部機構の
ダイコレットによって吸着固定されたチップ素子、ある
いはマイクロマニピュレータによって支持固定されたフ
レキシブル配線板に実装されたチップ素子の底面に対
し、加熱ステージの振動板に支持固定されたケースまた
は他の配線板のチップ素子取付け面が水平方向に超音波
振動するために、溶融ろう材あるいは接着剤がチップ素
子底面に均一に分散し、ろう材あるいは接着剤内に気泡
・空隙のない高信頼なダイボンディングが可能となる。
With such a structure, the heating stage can be moved with respect to the bottom surface of the chip element sucked and fixed by the die collet of the upper mechanism or the chip element mounted on the flexible wiring board supported and fixed by the micromanipulator. Since the chip element mounting surface of the case or other wiring board supported and fixed to the diaphragm vibrates ultrasonically in the horizontal direction, the molten brazing material or adhesive is evenly dispersed on the bottom of the chip element, and the brazing material or adhesive is Highly reliable die bonding with no bubbles or voids inside is possible.

【0015】本構造においては、チップ素子を密着させ
る方法として超音波を用いており、摺動ストロークを数
十μm程度にまで小さくできるため、チップ素子とケー
ス内壁とを接近させることができるとともに、フレキシ
ブル配線板に実装されたチップ素子をダイボンディング
する場合でも、位置合せされたフレキシブル配線板の外
部リードとケースの電極端子とが位置ずれを起こす等の
悪影響を与えることなく、高精度にダイボンディングす
ることができる。
In this structure, ultrasonic waves are used as a method for bringing the chip element into close contact, and the sliding stroke can be reduced to about several tens of μm, so that the chip element can be brought closer to the inner wall of the case. Even when die-bonding chip elements mounted on a flexible wiring board, die bonding can be performed with high precision without adverse effects such as misalignment between the external leads of the aligned flexible wiring board and the electrode terminals of the case. can do.

【0016】[0016]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明の第1の実施例のダイボンデ
ィング装置の正面図、図2はその拡大断面図である。本
実施例のダイボンディング装置はダイコレットによって
チップ素子を吸着固定してダイボンディングする場合の
例である。
FIG. 1 is a front view of a die bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view thereof. The die bonding apparatus of the present embodiment is an example of a case in which a chip element is suction-fixed by a die collet to perform die bonding.

【0018】ダイコレット1が取付けられている上部機
構2は、チップ素子をケース4の内底面に接触させ上部
より加圧する機能を有する。その下部に配置された加熱
ステージは、超音波発振源8と、ケース4または配線板
を上面に支持固定する、体積の小さな振動板5と、振動
板5を水平に超音波発振源8に接続し、超音波発振源8
で発生した超音波振動によりケース4または配線板を水
平方向に振動させる振動ホーン7と、振動板5の下方に
配置され、振動板5を介してケース4または配線板を加
熱する熱板6と、熱板6を垂直方向(Z軸方向)に移動
させるZ軸可動機構6’と、超音波発振源8およびZ軸
可動機構6’を水平面(XY平面)内でそれぞれ回転、
直線移動させる回転機構9およびX軸Y軸可動機構10
とで構成されている。このように振動板5は、熱板6を
分割して体積を小さくした構造としているため、比較的
小さな超音波パワーでケース4を効率的に振動させるこ
とができる。
The upper mechanism 2 to which the die collet 1 is attached has a function of bringing the chip element into contact with the inner bottom surface of the case 4 and applying pressure from above. The heating stage arranged below the ultrasonic oscillation source 8, the small-sized vibrating plate 5 for supporting and fixing the case 4 or the wiring board on the upper surface, and connecting the vibrating plate 5 to the ultrasonic generating source 8 horizontally. And the ultrasonic oscillation source 8
A vibrating horn 7 for vibrating the case 4 or the wiring board in the horizontal direction by the ultrasonic vibration generated in the above, and a heating plate 6 disposed below the vibrating plate 5 and heating the case 4 or the wiring board via the vibrating plate 5. The Z-axis movable mechanism 6 'for moving the hot plate 6 in the vertical direction (Z-axis direction), the ultrasonic oscillation source 8 and the Z-axis movable mechanism 6' are rotated in a horizontal plane (XY plane).
Rotating mechanism 9 for linear movement and X-axis and Y-axis movable mechanism 10
It is composed of Since the vibration plate 5 has a structure in which the volume is reduced by dividing the heating plate 6, the case 4 can be efficiently vibrated with relatively small ultrasonic power.

【0019】次に、本実施例の動作を、金錫はんだ、錫
鉛はんだ等のろう材11を使用した場合について説明す
る。
Next, the operation of the present embodiment will be described for the case where a brazing material 11 such as gold-tin solder or tin-lead solder is used.

【0020】まず、振動板5上にケース4を配置し、熱
板6をZ軸可動機構6’によりZ軸方向に移動させて振
動板5と接触させ振動板5を熱板6によって加熱した上
で、ケース4の内底面にろう材11を溶融コーティング
する。次いで、回転機構9およびX軸Y軸可動機構10
によってダイコレット1に吸着させたチップ素子3とケ
ース4との位置合せを行なう。引続きダイコレット1を
降下させてチップ素子3をケース4の内底面の溶融した
ろう材11に接触させ、同時に超音波発振源8を駆動し
て振動板5を振動させることによってチップ素子3とケ
ース4の内底面とを密着させる。その後に、ダイコレッ
ト1をチップ素子3から取外し、ケース4を振動板5の
上から降ろしてろう材11を徐冷硬化させる。
First, the case 4 is placed on the vibration plate 5, and the hot plate 6 is moved in the Z-axis direction by the Z-axis movable mechanism 6 ′ to come into contact with the vibration plate 5, and the vibration plate 5 is heated by the hot plate 6. Above, the inner bottom surface of the case 4 is melt-coated with the brazing material 11. Next, the rotation mechanism 9 and the X-axis Y-axis movable mechanism 10
Thus, the chip element 3 adsorbed to the die collet 1 and the case 4 are aligned. Subsequently, the die collet 1 is lowered to bring the chip element 3 into contact with the molten brazing material 11 on the inner bottom surface of the case 4, and at the same time, the ultrasonic oscillation source 8 is driven to vibrate the diaphragm 5, whereby the chip element 3 and the case are vibrated. 4. Make close contact with the inner bottom surface of 4. Thereafter, the die collet 1 is removed from the chip element 3, the case 4 is lowered from above the diaphragm 5, and the brazing material 11 is gradually cooled and hardened.

【0021】このように、上部機構2のダイコレット1
によって吸着固定されたチップ素子3の底面に対し、振
動板5に支持固定されたケース4の内底面を水平に超音
波振動させることで、溶融ろう材11がチップ素子3底
面に均一に分散し、ろう材11内に気泡・空隙を残さず
に高信頼なダイボンディングができる。
As described above, the die collet 1 of the upper mechanism 2
The inner bottom surface of the case 4 supported and fixed by the diaphragm 5 is horizontally ultrasonically vibrated with respect to the bottom surface of the chip element 3 sucked and fixed by the above, so that the molten brazing material 11 is uniformly dispersed on the bottom surface of the chip element 3. In addition, highly reliable die bonding can be performed without leaving bubbles and voids in the brazing material 11.

【0022】これによって、従来のダイボンディング装
置よりも摺動ストロークを極めて小さくできるため、ダ
イコレット1がケース4の内壁に接触することなく、チ
ップ素子3とケース内壁とを接近させて高精度にダイボ
ンディングすることができる。
As a result, the sliding stroke can be made much smaller than that of the conventional die bonding apparatus. Therefore, the die element 3 and the inner wall of the case can be brought close to each other without causing the die collet 1 to contact the inner wall of the case 4 and with high accuracy. Die bonding can be performed.

【0023】図3は本発明の第2の実施例のダイボンデ
ィング装置の縦断面図である。本実施例は、フレキシブ
ル配線板に実装されたチップ素子をダイボンディングす
る場合の例である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a die bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention. The present embodiment is an example of a case in which a chip element mounted on a flexible wiring board is die-bonded.

【0024】チップ素子の実装されたフレキシブル配線
板を支持固定する上部機構は図6と同じ構造であり、ま
た下部に配置されるステージは第1の実施例の場合と同
じ構造である。
The upper mechanism for supporting and fixing the flexible wiring board on which the chip elements are mounted has the same structure as that of FIG. 6, and the stage disposed below has the same structure as that of the first embodiment.

【0025】金錫はんだ、錫鉛はんだ等のろう材を使用
した場合のボンディング手順は以下の通りである。ま
ず、振動板5に支持固定されたケース4の内底面にろう
材11を溶融コーティングし、次いでチップ素子3が実
装されたフレキシブル配線板15をケース4内に収容す
る。引続き、フレキシブル配線板15をマイクロマニピ
ュレータ16から延長されたピン17によって支持固定
し、X軸Y軸可動機構10および回転機構9によって、
フレキシブル配線板15の外部リード20とケース4の
電極端子21との位置合せを行ない、さらに、ピン17
によりフレキシブル配線板15に実装されたチップ素子
3を加重するとともに、超音波発振源8を駆動して振動
板5を振動させることによってチップ素子3とケース4
の内底面とを密着させる。その後、ダイコレット1をチ
ップ素子3から取外し、ケース4を振動板5の上から降
ろしてろう材11を徐冷硬化させる。
The bonding procedure when using a brazing material such as gold tin solder or tin lead solder is as follows. First, the brazing material 11 is melt-coated on the inner bottom surface of the case 4 supported and fixed to the diaphragm 5, and then the flexible wiring board 15 on which the chip element 3 is mounted is accommodated in the case 4. Subsequently, the flexible wiring board 15 is supported and fixed by a pin 17 extended from the micromanipulator 16, and is moved by an X-axis / Y-axis movable mechanism 10 and a rotation mechanism 9.
The external leads 20 of the flexible wiring board 15 and the electrode terminals 21 of the case 4 are aligned, and
Weights the chip element 3 mounted on the flexible wiring board 15, and drives the ultrasonic oscillation source 8 to vibrate the vibration plate 5, thereby causing the chip element 3 and the case 4 to vibrate.
Make tight contact with the inner bottom. Thereafter, the die collet 1 is removed from the chip element 3, the case 4 is lowered from above the diaphragm 5, and the brazing material 11 is gradually cooled and hardened.

【0026】図6に示した従来の位置合せ兼用のダイボ
ンディング装置では、チップ素子3とケース4の内底面
との密着をピン17の加重のみによっていたが、本実施
例のダイボンディング装置では、ケース4に対してその
内底面と平行方向に超音波振動を与えるため、第1の実
施例で述べたと同様に溶融ろう材11がチップ素子3底
面に均一に分散し、ろう材11内に気泡・空隙を残さず
に、高信頼でかつ高精度なダイボンディングができる。
In the conventional die bonding apparatus for both positioning and alignment shown in FIG. 6, the close contact between the chip element 3 and the inner bottom surface of the case 4 is performed only by the weight of the pins 17, but in the die bonding apparatus of this embodiment, Since the ultrasonic vibration is applied to the case 4 in a direction parallel to the inner bottom surface thereof, the molten brazing material 11 is uniformly dispersed on the bottom surface of the chip element 3 as described in the first embodiment. -Highly reliable and highly accurate die bonding can be performed without leaving voids.

【0027】接着剤を用いた場合には、第1の実施例、
第2の実施例ともに、ケース4の内底面に接着剤をあら
かじめ塗布した上で、チップ素子3とケース4の電極端
子21とを位置合せし、超音波振動を印加しつつ密着さ
せた後に熱板6を上昇させて振動板5に接触させ、接着
剤を加熱硬化させればよい。
When the adhesive is used, the first embodiment,
In both of the second embodiments, after the adhesive is applied to the inner bottom surface of the case 4 in advance, the chip element 3 and the electrode terminals 21 of the case 4 are aligned, and they are brought into close contact with each other while applying ultrasonic vibration. The plate 6 may be raised and brought into contact with the diaphragm 5, and the adhesive may be cured by heating.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、チップ素
子を支持固定する上部機構の下部に配置されたケースま
たは他の配線板を支持固定し加熱するための加熱ステー
ジに、ケースまたは他の配線板を支持固定する振動板
と、振動板を水平方向に超音波振動させるための超音波
振動機構(超音波発振源と超音波ホーン)を設けたこと
により、以下のような効果がある。 (1)上部機構のダイコレットによって吸着固定された
チップ素子、あるいはマイクロマニピュレータによって
支持固定されたフレキシブル配線板に実装されたチップ
素子の底面に対し、加熱ステージに支持固定されたケー
スまたは他の配線板のチップ素子取付け面が平行に超音
波振動するために、溶融ろう材あるいは接着剤がチップ
素子底面に均一に分散し、ろう材あるいは接着剤内に気
泡・空隙のない高信頼なダイボンディングが可能とな
る。 (2)これによって、従来のダイコレットを使用したダ
イボンディング装置より、チップ素子を密着させるため
のチップ素子摺動ストロークを極めて小さくできるた
め、チップ素子をケース内に実装する場合に、チップ素
子とケース内壁とを接近させてダイボンディングするこ
とができ、従って、チップ素子を接続するワイヤ長を短
くすることができる。すなわち、ワイヤによるインダク
タンス成分を小さくすることができ、高周波特性の改善
に極めて効果が大きい。 (3)また、フレキシブル配線板に実装されたチップ素
子をダイボンディングする場合でも、チップ素子摺動ス
トロークを極めて小さくできるため、位置合せされたフ
レキシブル配線板の外部リードとケースの電極端子とが
位置ずれを起こす等の問題を生ずることなく、高精度
で、かつ高信頼なダイボンディングを行なうことができ
る。
As described above, the present invention is applied to a case or another heating board for supporting and fixing a case or another wiring board disposed below an upper mechanism for supporting and fixing a chip element, and to a case or another heating stage. Providing a diaphragm for supporting and fixing the wiring board and an ultrasonic vibration mechanism (ultrasonic oscillation source and ultrasonic horn) for horizontally ultrasonically vibrating the diaphragm has the following effects. (1) A case or other wiring supported and fixed to a heating stage with respect to the bottom surface of a chip element that is sucked and fixed by a die collet of an upper mechanism or a chip element that is mounted on a flexible wiring board that is supported and fixed by a micromanipulator. Since the chip element mounting surface of the plate vibrates in parallel with ultrasonic waves, the molten brazing material or adhesive is evenly distributed on the bottom of the chip element, and highly reliable die bonding without bubbles or voids in the brazing material or adhesive is achieved. It becomes possible. (2) With this, the chip element sliding stroke for bringing the chip element into close contact can be extremely reduced as compared with the conventional die bonding apparatus using a die collet. Die bonding can be performed close to the inner wall of the case, so that the wire length connecting the chip elements can be shortened. That is, the inductance component due to the wire can be reduced, which is extremely effective in improving the high frequency characteristics. (3) Even when the chip element mounted on the flexible wiring board is die-bonded, the sliding stroke of the chip element can be made extremely small, so that the aligned external leads of the flexible wiring board and the electrode terminals of the case are positioned. It is possible to perform highly accurate and highly reliable die bonding without causing a problem such as displacement.

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

【図1】本発明の第1の実施例のダイボンディング装置
の正面図である。
FIG. 1 is a front view of a die bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】チップ素子3をケース4にダイボンディングす
る場合の図1の装置の詳細を説明する縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view illustrating details of the device of FIG. 1 in the case where a chip element 3 is die-bonded to a case 4.

【図3】本発明の第2の実施例のダイボンディング装置
の、ケース4にダイボンディングする場合の詳細を説明
する縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating details of a case where a die bonding is performed to a case 4 in a die bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】ダイボンディング装置の従来例を示す側面図で
ある。
FIG. 4 is a side view showing a conventional example of a die bonding apparatus.

【図5】図4の従来のダイボンディング装置によってチ
ップ素子3をケース4にダイボンディングする場合の詳
細を説明する縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view for explaining details of the case where the chip element 3 is die-bonded to the case 4 by the conventional die bonding apparatus of FIG.

【図6】本発明者等が先に出願した、フレキシブル配線
板の位置合せ装置兼ダイボンディング装置の構造例を示
す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing an example of the structure of a flexible wiring board positioning apparatus and a die bonding apparatus which the present inventors filed earlier.

【図7】本発明者等が先に出願した、フレキシブル配線
板の位置合せ装置兼ダイボンディング装置によるダイボ
ンディング方法を説明する断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a die bonding method using a positioning apparatus and a die bonding apparatus for a flexible wiring board, which was previously filed by the present inventors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダイコレット 2 上部機構 3 チップ素子 4 ケース 5 振動板 6 熱板 6’ Z軸可動機構 7 超音波ホーン 8 超音波発振源 9 回転機構 10 X軸Y軸可動機構 11 ろう材 12 上部機構 13 加熱ステージ 14 熱板 15 フレキシブル配線板 16 マイクロマニピュレータ 17 ピン 18 X軸Y軸可動機構 19 回転機構 20 フレキシブル配線板15の外部リード 21 ケース4の電極端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Die collet 2 Upper mechanism 3 Chip element 4 Case 5 Vibration plate 6 Hot plate 6 'Z-axis movable mechanism 7 Ultrasonic horn 8 Ultrasonic oscillation source 9 Rotation mechanism 10 X-axis Y-axis movable mechanism 11 Brazing material 12 Upper mechanism 13 Heating Stage 14 Heat plate 15 Flexible wiring board 16 Micromanipulator 17 Pin 18 X-axis Y-axis movable mechanism 19 Rotation mechanism 20 External lead of flexible wiring board 15 21 Electrode terminal of case 4

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−143435(JP,A) 特開 平3−8347(JP,A) 特開 昭64−47034(JP,A) 特開 昭62−26830(JP,A) 特開 昭62−78841(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/52,21/58──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-143435 (JP, A) JP-A-3-8347 (JP, A) JP-A-64-47034 (JP, A) JP-A-62-1987 26830 (JP, A) JP-A-62-78841 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/52, 21/58

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ベアチップ半導体素子やその他の表面実
装用回路素子等のチップ素子をケースまたは他の配線板
にダイボンディングするために、チップ素子を保持固定
するための上部機構と、その下部に配置された、チップ
素子をダイボンディングするケースまたは他の配線板を
保持固定するための機構を有する加熱ステージとを備え
たダイボンディング装置において、前記加熱ステージ
が、超音波発振源と、前記ケースまたは配線板を上面に
支持固定する振動板と、前記振動板を水平に前記超音波
発振源に接続し、前記超音波発振源で発生した超音波振
動により前記ケースまたは配線板を水平方向に振動させ
る振動ホーンと、前記振動板の下方に配置され、前記振
動板を介して前記ケースまたは配線板を加熱する熱板
と、前記熱板を垂直方向に移動させるZ軸可動機構と、
前記超音波発振源および前記Z軸可動機構を水平面内で
それぞれ回転、直線移動させる回転機構およびX軸Y軸
可動機構を含むことを特徴とするダイボンディング装
置。
An upper mechanism for holding and fixing a chip element for die bonding a chip element such as a bare chip semiconductor element or another surface mounting circuit element to a case or another wiring board, and disposed below the upper mechanism. And a heating stage having a mechanism for holding and fixing a case or another wiring board for die bonding the chip element, wherein the heating stage comprises an ultrasonic oscillation source, the case or the wiring. A vibration plate for supporting and fixing the plate on the upper surface, and a vibration for horizontally connecting the vibration plate to the ultrasonic oscillation source, and vibrating the case or the wiring board in a horizontal direction by ultrasonic vibration generated by the ultrasonic oscillation source. A horn, a heating plate disposed below the diaphragm, and heating the case or the wiring board via the diaphragm, A Z-axis movable mechanism for moving the
A die bonding apparatus comprising: a rotation mechanism for rotating and linearly moving the ultrasonic oscillation source and the Z-axis movable mechanism in a horizontal plane, respectively, and an X-axis and Y-axis movable mechanism.
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