JP3195970B2 - 半導体チップボンダにおけるチップ加熱機構 - Google Patents
半導体チップボンダにおけるチップ加熱機構Info
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- JP3195970B2 JP3195970B2 JP16416092A JP16416092A JP3195970B2 JP 3195970 B2 JP3195970 B2 JP 3195970B2 JP 16416092 A JP16416092 A JP 16416092A JP 16416092 A JP16416092 A JP 16416092A JP 3195970 B2 JP3195970 B2 JP 3195970B2
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- Japan
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- chip
- semiconductor chip
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- heating mechanism
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/812—Applying energy for connecting
- H01L2224/8122—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
- H01L2224/81224—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップを半田バ
ンプを用いてプリント基板のリード線に加熱溶着させる
ボンディング装置におけるチップ加熱機構の改良に関す
るもので、主としてテープオートメイティッドボンダや
フリップチップボンダに利用されるチップ加熱機構であ
る。
ンプを用いてプリント基板のリード線に加熱溶着させる
ボンディング装置におけるチップ加熱機構の改良に関す
るもので、主としてテープオートメイティッドボンダや
フリップチップボンダに利用されるチップ加熱機構であ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より半田バンプを用いて半導体チッ
プをプリント基板のリード線と位置合わせの後、加熱溶
着させるボンディング方法には様々なものがあるが、い
ずれの方法も以下に述べるような欠点があった。
プをプリント基板のリード線と位置合わせの後、加熱溶
着させるボンディング方法には様々なものがあるが、い
ずれの方法も以下に述べるような欠点があった。
【０００３】第１の方法は、プリント基板に半導体チッ
プを位置決め載置した後、リフロー（全体加熱）する方
法であるが、該方法はプリント基板に熱的ダメージを生
じさせるものであり、また、リード線ピッチが小さいと
きには、半田の流れ防止メッキレジストをプリント基板
に被覆する必要があり、作業能率が悪いものであった。
プを位置決め載置した後、リフロー（全体加熱）する方
法であるが、該方法はプリント基板に熱的ダメージを生
じさせるものであり、また、リード線ピッチが小さいと
きには、半田の流れ防止メッキレジストをプリント基板
に被覆する必要があり、作業能率が悪いものであった。
【０００４】第２の方法は、プリント基板に半導体チッ
プを位置決め載置した後、レーザー等の赤外線照射によ
りボンディングする方法であるが、照射時に半導体チッ
プに圧が加えられていないため半田バンプの浮き等が生
じ、接続不良が発生することがあった。
プを位置決め載置した後、レーザー等の赤外線照射によ
りボンディングする方法であるが、照射時に半導体チッ
プに圧が加えられていないため半田バンプの浮き等が生
じ、接続不良が発生することがあった。
【０００５】第３の方法は、金属製のツールによって半
導体チップを保持、加圧しながら溶着する方法である
が、金属製のツールの半導体チップとの接触面の平面度
が温度により変化し、ボンディング不良が発生しやす
い。また、半田が潰れて半田ブリッジが発生しやすいも
のでもあった。
導体チップを保持、加圧しながら溶着する方法である
が、金属製のツールの半導体チップとの接触面の平面度
が温度により変化し、ボンディング不良が発生しやす
い。また、半田が潰れて半田ブリッジが発生しやすいも
のでもあった。
【０００６】第４の方法は、ツールによって半導体チッ
プを保持し、熱風を吹き付けて溶着する方法であるが、
熱風の照射は温度制御が困難であるためボンディング不
良が発生しやすいものであった。
プを保持し、熱風を吹き付けて溶着する方法であるが、
熱風の照射は温度制御が困難であるためボンディング不
良が発生しやすいものであった。
【０００７】第５の方法は、ツールによって半導体チッ
プを保持しつつ、レーザを照射する方法であるが、半導
体チップのツールに保持されている部分が加熱できない
ため、マトリックス状に半田バンプを配置した半導体チ
ップのボンディングができない等の難点が存在するもの
であった。
プを保持しつつ、レーザを照射する方法であるが、半導
体チップのツールに保持されている部分が加熱できない
ため、マトリックス状に半田バンプを配置した半導体チ
ップのボンディングができない等の難点が存在するもの
であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は次の
課題を解決するために提供されたものである。 加熱時に半導体チップを加圧し、半田バンプの浮き等
による接続不良の発生を防止することができるものであ
ること。 半導体チップの全域を照射し、マトリックス状に半田
バンプが配置された半導体チップのボンディングが可能
であること。 保持加圧ツールの半導体チップとの接触面の平面度を
安定させることのできるものであること。 半導体チップを直接加熱し、プリント基板の熱的ダメ
ージの発生を防止できるものであること。
課題を解決するために提供されたものである。 加熱時に半導体チップを加圧し、半田バンプの浮き等
による接続不良の発生を防止することができるものであ
ること。 半導体チップの全域を照射し、マトリックス状に半田
バンプが配置された半導体チップのボンディングが可能
であること。 保持加圧ツールの半導体チップとの接触面の平面度を
安定させることのできるものであること。 半導体チップを直接加熱し、プリント基板の熱的ダメ
ージの発生を防止できるものであること。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、熱発生装置と、該熱発生装置のチップ側先端に配
置されたチップの保持加圧ツールから構成され、半導体
チップを半田バンプ等の接続材を用いてリード線に接続
する半導体チップボンダの加熱機構において、上記熱発
生装置が赤外線を用いたものであり、上記保持加圧ツー
ルが半導体チップを吸着するものであると共に、石英ガ
ラス等の赤外線透過部材を用いたものであることを特徴
とする半導体チップボンダにおけるチップ加熱機構を提
供する。
めに、熱発生装置と、該熱発生装置のチップ側先端に配
置されたチップの保持加圧ツールから構成され、半導体
チップを半田バンプ等の接続材を用いてリード線に接続
する半導体チップボンダの加熱機構において、上記熱発
生装置が赤外線を用いたものであり、上記保持加圧ツー
ルが半導体チップを吸着するものであると共に、石英ガ
ラス等の赤外線透過部材を用いたものであることを特徴
とする半導体チップボンダにおけるチップ加熱機構を提
供する。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例につき説明する。本発明
は赤外線による熱発生装置とチップの保持加圧ツールか
ら構成されるものである。熱発生装置に用いられる赤外
線として近赤外線及びＹＡＧレーザー等が存在するが、
図１は本発明に係る近赤外線ユニットを用いたチップ加
熱機構１の説明図である。
は赤外線による熱発生装置とチップの保持加圧ツールか
ら構成されるものである。熱発生装置に用いられる赤外
線として近赤外線及びＹＡＧレーザー等が存在するが、
図１は本発明に係る近赤外線ユニットを用いたチップ加
熱機構１の説明図である。
【００１１】図中２は近赤外線ユニットである。本実施
例では加熱手段として、温度の立ち上がりに優れ、温度
制御が容易な近赤外線ユニット２を使用している。近赤
外線ユニット２は照射面を下方（チップ側）に向けて設
置されている。尚、近赤外線ユニット２は、平行熱線照
射を可能とするもので、市場に存在するものであるので
詳細な説明は省く。
例では加熱手段として、温度の立ち上がりに優れ、温度
制御が容易な近赤外線ユニット２を使用している。近赤
外線ユニット２は照射面を下方（チップ側）に向けて設
置されている。尚、近赤外線ユニット２は、平行熱線照
射を可能とするもので、市場に存在するものであるので
詳細な説明は省く。
【００１２】近赤外線ユニット２の下方（近赤外線照射
方向）には、半導体チップ６の保持加圧ツール３がホル
ダー５に支持されて配置されている。実施例における保
持加圧ツール３は、熱膨張が小さく、透過性の良い石英
ガラスで造られている。保持加圧ツール３に用いられる
赤外線透過部材としては、他に臭化タリウムやゲルマニ
ューム等が考えられる。
方向）には、半導体チップ６の保持加圧ツール３がホル
ダー５に支持されて配置されている。実施例における保
持加圧ツール３は、熱膨張が小さく、透過性の良い石英
ガラスで造られている。保持加圧ツール３に用いられる
赤外線透過部材としては、他に臭化タリウムやゲルマニ
ューム等が考えられる。
【００１３】保持加圧ツール３のチップ接触面の中心に
は吸着孔４が形成されており、吸着孔４は、保持加圧ツ
ール３の側面へと通じるバキューム通路１０を介して吸
引装置（図示されていない）に連結されている。近赤外
線ユニット２と保持加圧ツール３は図示されていない駆
動機構により上下、前後、左右へと移動可能に構成され
ている。尚、図中７はプリント基板であり、８は半導体
チップ６に配設されている半田バンプである。
は吸着孔４が形成されており、吸着孔４は、保持加圧ツ
ール３の側面へと通じるバキューム通路１０を介して吸
引装置（図示されていない）に連結されている。近赤外
線ユニット２と保持加圧ツール３は図示されていない駆
動機構により上下、前後、左右へと移動可能に構成され
ている。尚、図中７はプリント基板であり、８は半導体
チップ６に配設されている半田バンプである。
【００１４】以下本実施例の動作につき説明する。まず
半導体チップ供給装置より供給される半導体チップ６は
半田バンプ８を下方に位置させて供給される。該半導体
チップ６は上面中心を保持加圧ツール３の吸着孔４によ
って吸着されて取出される。同時に別設の駆動装置によ
りプリント基板７のチップボンディング部がボンディン
グ位置に供給される。
半導体チップ供給装置より供給される半導体チップ６は
半田バンプ８を下方に位置させて供給される。該半導体
チップ６は上面中心を保持加圧ツール３の吸着孔４によ
って吸着されて取出される。同時に別設の駆動装置によ
りプリント基板７のチップボンディング部がボンディン
グ位置に供給される。
【００１５】保持加圧ツール３をボンディング位置に移
動させ、位置合わせを行った後、保持加圧ツール３を半
導体チップ６の半田バンプ８がプリント基板７のリード
線と接触するまで下降させる。
動させ、位置合わせを行った後、保持加圧ツール３を半
導体チップ６の半田バンプ８がプリント基板７のリード
線と接触するまで下降させる。
【００１６】この時点で、近赤外線ユニット２より近赤
外線照射が開始される。近赤外線は保持加圧ツール３を
透過して、半導体チップ６に照射され、該照射によって
半田バンプ８が溶けて、半導体チップ６がプリント基板
７に溶着される。この間の加圧は別途制御手段により制
御されている。この照射は保持加圧ツール３が透光性に
優れているので、半導体チップ６全面に照射可能であ
る。
外線照射が開始される。近赤外線は保持加圧ツール３を
透過して、半導体チップ６に照射され、該照射によって
半田バンプ８が溶けて、半導体チップ６がプリント基板
７に溶着される。この間の加圧は別途制御手段により制
御されている。この照射は保持加圧ツール３が透光性に
優れているので、半導体チップ６全面に照射可能であ
る。
【００１７】上記溶着に際して、プリント基板７は、溶
着がスムーズに行くように、ホットプレート９の上に載
置される。この際、ホットプレート９ではなく、保持加
圧ツール３をスペーサーにして下面より近赤外線をスポ
ット的に照射することによって加熱することも考えられ
る。
着がスムーズに行くように、ホットプレート９の上に載
置される。この際、ホットプレート９ではなく、保持加
圧ツール３をスペーサーにして下面より近赤外線をスポ
ット的に照射することによって加熱することも考えられ
る。
【００１８】図２は、ＹＡＧレーザー光線を用いたチッ
プ加熱機構の説明図であり、１１は光ファイバーであ
り、ホルダー５に設けられたファイバー固定部材１４に
固定されている。１２は、レーザー光を平行照射するた
めのレンズであり、該レンズ１２下方に石英ガラスにて
なる保持加圧ツール３がホルダー５に支持されて配置さ
れている。これにより光ファイバー１１より発したレー
ザー光１３は、レンズ１２により平行照射とされ、保持
加圧ツール３を透過して半導体チップを照射する。他の
動作は近赤外線ユニットによる加熱機構の場合と同様で
ある。
プ加熱機構の説明図であり、１１は光ファイバーであ
り、ホルダー５に設けられたファイバー固定部材１４に
固定されている。１２は、レーザー光を平行照射するた
めのレンズであり、該レンズ１２下方に石英ガラスにて
なる保持加圧ツール３がホルダー５に支持されて配置さ
れている。これにより光ファイバー１１より発したレー
ザー光１３は、レンズ１２により平行照射とされ、保持
加圧ツール３を透過して半導体チップを照射する。他の
動作は近赤外線ユニットによる加熱機構の場合と同様で
ある。
【００１９】
【発明の効果】如上の構成により、本発明は以下のよう
な効果を発揮する。 温度制御が容易な近赤外線又はＹＡＧレーザー光とい
う赤外線による加熱手段と石英ガラス等の赤外線透過部
材とによって、半導体チップを加圧しながら半導体チッ
プ全域を加熱するため、プリント基板が熱ダメージを受
けることなくボンディングができ、マトリックス状に配
置された半田バンプであっても、浮き等が生じず接続精
度の高いボンディング装置となった。
な効果を発揮する。 温度制御が容易な近赤外線又はＹＡＧレーザー光とい
う赤外線による加熱手段と石英ガラス等の赤外線透過部
材とによって、半導体チップを加圧しながら半導体チッ
プ全域を加熱するため、プリント基板が熱ダメージを受
けることなくボンディングができ、マトリックス状に配
置された半田バンプであっても、浮き等が生じず接続精
度の高いボンディング装置となった。
【００２０】更に、本発明はリプレースにも応用でき
るものである。すなわち接続不良のある半導体チップに
保持加圧ツール３をあて、 加熱し接続材が溶解した
後、チップを取り外す作業にあっても、上記と同様の効
果を発揮できるものである。 保持加圧ツール３には石英ガラスに代表される熱膨張
が小さく、透過性の良い材質の赤外線透過部材を用いる
ため、温度影響が少なく、半導体チップとの接触面の平
面度を安定させることができるものとなった。
るものである。すなわち接続不良のある半導体チップに
保持加圧ツール３をあて、 加熱し接続材が溶解した
後、チップを取り外す作業にあっても、上記と同様の効
果を発揮できるものである。 保持加圧ツール３には石英ガラスに代表される熱膨張
が小さく、透過性の良い材質の赤外線透過部材を用いる
ため、温度影響が少なく、半導体チップとの接触面の平
面度を安定させることができるものとなった。
【図１】．．近赤外線を用いたチップ加熱機構の説明図
【図２】．．レーザー光線を用いたチップ加熱機構の説
明図
明図
１．．．チップ加熱機構 ２．．．近赤外線ユニット ３．．．保持加圧ツール ４．．．吸着孔 ５．．．ホルダー ６．．．半導体チップ ７．．．プリント基板 ８．．．半田バンプ ９．．．ホットプレート １０．．．バキューム通路 １１．．．光ファイバー １２．．．レンズ １３．．．レーザー光 １４．．．ファイバー固定部材
Claims (1)
- 【請求項１】 熱発生装置と、該熱発生装置のチップ側
先端に配置されたチップの保持加圧ツールから構成さ
れ、半導体チップを半田バンプ等の接続材を用いてリー
ド線に接続する半導体チップボンダの加熱機構におい
て、上記熱発生装置が赤外線を用いたものであり、上記
保持加圧ツールが半導体チップを吸着するものであると
共に、石英ガラス等の赤外線透過部材を用いたものであ
ることを特徴とする半導体チップボンダにおけるチップ
加熱機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16416092A JP3195970B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体チップボンダにおけるチップ加熱機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16416092A JP3195970B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体チップボンダにおけるチップ加熱機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335377A JPH05335377A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3195970B2 true JP3195970B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=15787878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16416092A Expired - Lifetime JP3195970B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体チップボンダにおけるチップ加熱機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3195970B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104693A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Shibuya Kogyo Co Ltd | ボンディング装置 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384366B1 (en) * | 2000-06-12 | 2002-05-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Top infrared heating for bonding operations |
| JPWO2004107432A1 (ja) * | 2003-05-29 | 2006-07-20 | 富士通株式会社 | 電子部品の実装方法、取外し方法及びその装置 |
| WO2006105782A2 (de) * | 2005-04-08 | 2006-10-12 | Pac Tech-Packaging Technologies Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur übertragung eines chips auf ein kontaktsubstrat |
| JP5120751B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2013-01-16 | 澁谷工業株式会社 | ボンディング装置 |
| US8168920B2 (en) | 2007-09-11 | 2012-05-01 | Shibuya Kogyo Co., Ltd. | Bonding device |
| SG155779A1 (en) | 2008-03-10 | 2009-10-29 | Micron Technology Inc | Apparatus and methods of forming wire bonds |
| JP6611004B2 (ja) * | 2015-11-16 | 2019-11-27 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR20180137888A (ko) * | 2017-06-20 | 2018-12-28 | 주식회사 프로텍 | 반도체 칩 본딩 장치 및 반도체 칩 본딩 방법 |
| KR102252552B1 (ko) * | 2019-05-03 | 2021-05-17 | 주식회사 프로텍 | 플립칩 레이저 본딩 시스템 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP16416092A patent/JP3195970B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104693A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Shibuya Kogyo Co Ltd | ボンディング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335377A (ja) | 1993-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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