JP3208846B2 - タブデバイスのボンディング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタブデバイスのボンディ
ング方法に係り、詳しくは、移載ヘッドによりタブデバ
イスをピックアップしてから基板に着地させるまでの間
に、タブデバイスのリードを移載ヘッドに設けられた熱
圧着子により下方へ屈曲させてフォーミングするように
したタブデバイスのボンディング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度高集積化を図るための電子部品と
して、ＴＡＢ法によりフィルムキャリアにて形成される
タブ（ＴＡＢ）デバイスが知られている。タブデバイス
を基板にボンディングするにあたっては、移載ヘッドの
ノズルによりタブデバイスを吸着してピックアップした
後、基板上にタブデバイスを着地させ、且つこの移載ヘ
ッドに設けられた熱圧着子によりタブデバイスのリード
を基板の電極に押圧して熱圧着する手段が知られてい
る。

【０００３】図４は従来のタブデバイスのボンディング
方法を示す側面図である。タブデバイスＰはフィルムキ
ャリアのリードを打ち抜いた金型の下型１０１上に位置
しており、この打ち抜きの際に、図示しない刃型によ
り、半導体チップＣから外方へ延出するリード１０４は
下方へ略Ｌ字形に屈曲フォーミングされている（特に部
分拡大図参照）。移載ヘッド１０２は、下型１０１上の
タブデバイスＰをノズル１０３に吸着してピックアップ
した後、ボンディングステージ１０６の位置決め部１０
７に位置決めされた基板Ｓの上方に移動し、ここで移載
ヘッド１０２は下降してリード１０４を基板Ｓの電極１
０８に着地させ、且つ熱圧着子１０５を下降させてリー
ド１０４を上方から電極１０８に押圧することにより、
リード１０４を電極１０８に熱圧着する。この熱圧着子
１０５は、移載ヘッド１０２に内蔵されたヒートブロッ
ク（図示せず）により加熱される。

【０００４】上述のように、リード１０４は金型による
打ち抜き時に下方へ屈曲フォーミングされるが、その理
由は次のとおりである。すなわち、タブデバイスＰと基
板Ｓとの熱膨張の差による熱圧着後の接合部への応力発
生をリード１０４のフォーミング部の弾性変形により吸
収し、またフェースダウン実装（半導体チップＣの回路
パターン面を下面にした実装）時においては、半導体チ
ップＣの下面のインナーリードボンディング部が基板Ｓ
の上面に接触することにより損傷するのを防止し、また
半導体チップＣの下面に形成されたチップコートまたは
チップモールドの厚みのばらつきをリード１０４のフォ
ーミング高さにより吸収するためである。さらには、半
導体チップＣはウェハーから切り出されたものであっ
て、その厚さｄには寸法のばらつきがある。このように
寸法のばらつきがあると、タブデバイスＰを基板Ｓにボ
ンディングした場合、半導体チップＣの上面の高さにも
ばらつきが生じてしまう。そこでタブデバイスＰを基板
Ｓにボンディングする際に、基板Ｓの上面に対するノズ
ル１０３の下端部の高さＨが一定となるようにノズル１
０３の高さを調整することにより、この厚さｄのばらつ
きを屈曲したリード１０４が弾性変形して吸収するもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来手段で
は、金型によりリード１０４を屈曲フォーミングするも
のであるため、金型の製作コストが高くなり、またリー
ド１０４は屈曲フォーミングしてから基板Ｓに着地させ
るまでの間に、自身の弾性により水平な原形に戻ってし
まい易く、かくなると上記した例えば厚さｄのばらつき
の吸収作用などが期待できなくなるという問題点があっ
た。

【０００６】また、従来手段では、リード１０４のフォ
ーミング高さが金型により一意的に決定されるため、半
導体チップＣの厚さｄのばらつきやインナーリードボン
ディング部のバンプ厚みのばらつきに起因する実装後の
半導体チップＣの高さを調整できないという問題点があ
った。

【０００７】そこで本発明は、上記従来手段の問題点を
解消し、タブデバイスのリードを簡単確実に屈曲フォー
ミングして基板の電極にボンディングできる手段を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、タ
ブデバイスを移載ヘッドのノズルに吸着してピックアッ
プしてから基板に着地させるまでの間に、熱圧着子を下
降させてタブデバイスのリードを押圧することにより、
このリードを下方へ屈曲フォーミングし、且つ上記熱圧
着子でリードを上方から押圧した状態でリードの位置ず
れを下方のカメラにより観察して検出し、検出された位
置ずれを補正したうえで、上記熱圧着子によりリードを
基板の電極に押圧して熱圧着するようにした。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、タブデバイスのリードを基
板の電極に熱圧着する熱圧着子をこのリードの屈曲フォ
ーミング手段に兼用したので、タブデバイスを移載ヘッ
ドのノズルに吸着してピックアップしてから基板に着地
させるまでの間に、タブデバイスのリードを簡単確実に
屈曲フォーミングして基板の電極にボンディングでき
る。

【００１０】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図３は本発明の実施例のタブデバイスのボン
ディング装置の斜視図である。１ａ，１ｂはフィルムキ
ャリアのリードを打ち抜いてタブデバイスＰを形成する
金型の上型と下型である。このタブデバイスＰは、極細
極薄のリード２が半導体チップＣの４辺から４方向に水
平に延出している。３は移載ヘッドであり、タブデバイ
スＰを真空吸着するノズル４を有している。この移載ヘ
ッド３は下型１ｂ上のタブデバイスＰをノズル４に吸着
してピックアップし、ＸＹテーブルのような移動手段
（図外）に駆動されてボンディングステージ５の位置決
め部６にクランプして位置決めされた基板Ｓの上方へ移
動し、そこでノズル４を下降させて、タブデバイスＰを
基板Ｓにボンディングする。３０は移載ヘッド３の移動
路の下方に設けられたカメラである。次にこの移載ヘッ
ド３の構造を詳細に説明する。

【００１１】７はプレート状の支持フレームであり、こ
の支持フレーム７の中央部に穿孔された孔部７ａにノズ
ルシャフト８が挿通されている。このノズルシャフト８
の下端部には上記ノズル４が装着されている。１０はガ
イドロッドで、支持フレーム７のそれぞれの角部に設け
られている。１１は支持フレーム７の下方に配設された
絶縁性のサブプレートであって、その中央部にノズルシ
ャフト８の挿通孔１１ａが形成されている。１２はガイ
ドリングであり、サブプレート１１の各々の角部上に配
設されて、各ガイドロッド１０に挿通されている。１３
は垂直なボールねじであって、支持フレーム７の両側部
に回転自在に設けられている。１４は各ボールねじ１３
に螺合されるナットであって、サブプレート１１に装着
されている。

【００１２】１５は支持フレーム７上に設けられたタイ
ミングプーリであり、ボールねじ１３の上端部に結合さ
れている。１６はモータ、１７はこのモータ１６に駆動
されて回転するタイミングプーリ、１８は各プーリ１
５、１５、１７に調帯されたタイミングベルトである。
モータ１６の駆動により、プーリ１７が回転してタイミ
ングベルト１８が回転すると、プーリ１５，１５も回転
し、ボールねじ１３が回転してサブプレート１１はガイ
ドロッド１０に沿って昇降する。

【００１３】１９は４枚の矩形板状の内部抵抗を有する
熱圧着子であり、サブプレート１１の下面に枠型に装着
されている。この熱圧着子１９はリード線２６により電
源（図外）に接続されており、熱圧着子１９に対する給
電量を調整したり、給電をオンオフすることにより、熱
圧着子１９の温度を管理する。因みに、この熱圧着子１
９はボンディング時に約４００℃まで加熱され、またボ
ンディングしない待機中には６０〜７０℃に加熱されて
いる。上記のようにモータ１６を駆動してサブプレート
１１を昇降させると、このサブプレート１１に装着され
た熱圧着子１９はサブプレート１１と一体的に昇降す
る。なお本実施例は、４方向にリード２を有するタブデ
バイスＰを例にとって説明しているが、タブデバイスＰ
は２方向にリードを有するものもあり、この場合、熱圧
着子１９は移載ヘッド３に２枚設けられる。またこの熱
圧着子１９には孔部１９ａが開孔されており、この孔部
１９ａを開孔したことにより、熱圧着子１９の下面（リ
ード２の押圧面）の温度を均一にする。

【００１４】２０はノズルシャフト８の上端部に突設さ
れたバーであり、２１はモータ２２の回転軸２３に装着
された偏心カムである。上記ノズルシャフト８にはバー
２０を常時偏心カム２１に弾接させるために下方へ弾発
するスプリング２４が取り付けられている。モータ２２
を駆動すると、カム２１が回転してバー２０は昇降し、
これによりノズルシャフト８とともにノズル４が昇降す
る。

【００１５】本装置は上記のような構成より成り、次に
動作の説明を行う。図１はボンディング中の側面図であ
る。まず図１（ａ）に示すように、下型１ｂ上のタブデ
バイスＰを移載ヘッド３のノズル４に吸着してピックア
ップする。図示するようにこの状態で、リード２は水平
に外方へ延出している。次いで、図１（ｂ）に示すよう
に移載ヘッド３がボンディングステージ５上の基板Ｓ
（図３参照）へ向かって移動している途中で、モータ１
６を駆動して熱圧着子１９の下端部をノズル４の下端部
より段差ｈだけ下方まで下降させる。この段差ｈは、タ
ブデバイスＰを基板Ｓにボンディングした際の基板Ｓの
上面より半導体チップＣの上面までの高さＨから、リー
ド２の厚みおよび電極２５の厚みを差し引いた高さであ
る。このように熱圧着子１９を下降させることにより、
タブデバイスＰのリード２の先端部は熱圧着子１９によ
り下方に押し下げられて略Ｌ字形に屈曲フォーミングさ
れる。

【００１６】次に、図１（ｂ）に示すように、この屈曲
フォーミングされたリード２を移載ヘッド３の移動路の
下方に配設されたカメラ３０により観察してリード２の
ＸＹθ方向の位置ずれを検出する。この場合、図示する
ように、リード２の先端部は熱圧着子１９により下方に
押し下げられた状態のままで、リード２をカメラ３０に
より観察してその位置ずれを検出する。また移載ヘッド
３がボンディングステージ５上へ移動してくる前に、図
２（ａ）に示すボンディングステージ５上に配設された
カメラ３１により基板Ｓの電極２５の座標位置を予め検
出しておく。なお、このような検出手段としては、カメ
ラ３０，３１以外にも、レーザ装置などの計測手段も用
いられる。

【００１７】次に、図２（ａ）に示すように移載ヘッド
３はボンディングステージ５に位置決めされた基板Ｓ上
に移動する。この移動途中でタブデバイスＰのＸＹθ方
向の位置ずれを補正し、停止位置でリード２と基板Ｓの
電極２５を合致させる。なおＸＹ方向の位置ずれは、移
載ヘッド３のＸＹ方向の移動ストロークを加減すること
により補正し、またθ方向の位置ずれは、移載ヘッド３
に設けられたモータ（図示せず）によりノズル４をその
軸心を中心に回転させることにより補正する。次に熱圧
着子１９によるリード３の屈曲フォーミング状態を維持
したまま、モータ１６，２２を駆動してノズル４と熱圧
着子１９を下降させる。するとリード２は基板Ｓの電極
２５上に着地した後さらに熱圧着子１９により押圧され
（図２鎖線参照）、下降中に約４００℃まで加熱された
熱圧着子１９により電極２５にボンディングされる。こ
のときの基板Ｓの上面から半導体チップＣの上面までの
高さはＨとなる。ボンディングが終了したならば、図２
（ｂ）に示すように移載ヘッド３を上昇させるととも
に、熱圧着子１９を上方へ退去させ、次いで移載ヘッド
３を下型１ｂ上まで移動し、その後同様の動作を順次繰
り返す。

【００１８】本装置は、このように移載ヘッド３により
下型１ｂのタブデバイスＰをピックアップして基板Ｓ上
に着地させるまでの間に、熱圧着子１９によりリード２
を屈曲フォーミングするようにしたので、タブデバイス
Ｐのリード２を簡単確実に屈曲フォーミングして基板Ｓ
の電極２５にボンディングできる。しかも従来手段では
リード２を金型により屈曲フォーミングしていたため、
リード２のフォーミング高さが金型により一意的に決定
され、これにより半導体チップＣのばらつきやインナー
リードボンディング部のバンプ厚みのばらつきに起因す
る実装後の半導体チップＣの高さを調整できなかった
が、本手段ではこのように熱圧着子１９によりリード２
を屈曲フォーミングするようにしたので、この半導体チ
ップＣの高さの調整ができる。さらにタブデバイスＰの
製造工程においてフィルムキャリアを打ち抜く金型にリ
ード２を屈曲フォーミングするための刃型の加工が不要
になるので、金型の製作コストが安価になる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、移載ヘッ
ドによりタブデバイスをピックアップして基板上に着地
させるまでの間に、熱圧着子によりリードを屈曲フォー
ミングするので、タブデバイスのリードを簡単確実に屈
曲フォーミングして基板の電極にボンディングできると
ともに、半導体チップのばらつきやインナーリードボン
ディング部のバンプ厚みのばらつきに起因する実装後の
半導体チップの高さを調整できる。しかも移載ヘッドが
有するボンディング用の熱圧着子を屈曲フォーミング手
段として兼用でき、且つタブデバイスの製造工程におい
てフィルムキャリアを打ち抜く金型などにリードを屈曲
フォーミングするための刃型の加工が不要になるので、
金型の製作コストを安価にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施例に係るタブデバイスの
ピックアップ中の側面図 （ｂ）本発明の一実施例に係るリードのフォーミング中
の側面図

【図２】（ａ）本発明の一実施例に係るタブデバイスの
ボンディング中の側面図 （ｂ）本発明の一実施例に係るタブデバイスのボンディ
ング終了後の側面図

【図３】本発明の一実施例に係るタブデバイスのボンデ
ィング装置の斜視図

【図４】従来手段に係るタブデバイスのボンディング装
置の側面図

【符号の説明】

２ リード ３ 移載ヘッド ４ ノズル ６ 位置決め部 １９ 熱圧着子 ２５ 電極 Ｐ タブデバイス Ｓ 基板

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タブデバイスを移載ヘッドのノズルに吸着
   してピックアップし、位置決め部に位置決めされた基板
   にこのノズルに吸着されたタブデバイスを着地させ、こ
   の移載ヘッドに設けられた熱圧着子によりタブデバイス
   のリードを基板の電極に押圧して熱圧着するようにした
   タブデバイスのボンディング方法において、上記タブデ
   バイスを上記移載ヘッドのノズルに吸着してピックアッ
   プしてから上記基板に着地させるまでの間に、上記熱圧
   着子を下降させてタブデバイスのリードを上方から押圧
   することにより、このリードを下方へ屈曲させてフォー
   ミングし、且つ上記熱圧着子でリードを上方から押圧し
   た状態でリードの位置ずれを下方のカメラにより観察し
   て検出し、検出された位置ずれを補正したうえで、上記
   熱圧着子によりリードを基板の電極に押圧して熱圧着す
   ることを特徴とするタブデバイスのボンディング方法。