JP3346983B2 - バンプボンディング装置及び方法 - Google Patents
バンプボンディング装置及び方法Info
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- H10W72/5522—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
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- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体電子部品の
電極上に突起電極部を形成するバンプボンディング装置
とその方法に関するものである。
電極上に突起電極部を形成するバンプボンディング装置
とその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、図６〜図１１を参照して、従来の
バンプボンディング装置とバンプボンディング方法につ
いて説明する。図６は、金線１３を用いて電子部品３に
バンプを形成するバンプボンディング装置の斜視図であ
る。
バンプボンディング装置とバンプボンディング方法につ
いて説明する。図６は、金線１３を用いて電子部品３に
バンプを形成するバンプボンディング装置の斜視図であ
る。
【０００３】図において、トレイ１０より供給された電
子部品３は、吸着コレット１１によって、昇温されたス
テージ１上面に固定される。キャピラリー１２は超音波
供給ユニットにより保持され、超音波が加えられる構成
になっており、金線１３を通されたキャピラリー１２に
より、電子部品３の電極上に金のバンプを形成する。そ
して、必要個所にバンプ形成を終えた電子部品３は、吸
着コレット１１によりトレイ１０ａに収納される。
子部品３は、吸着コレット１１によって、昇温されたス
テージ１上面に固定される。キャピラリー１２は超音波
供給ユニットにより保持され、超音波が加えられる構成
になっており、金線１３を通されたキャピラリー１２に
より、電子部品３の電極上に金のバンプを形成する。そ
して、必要個所にバンプ形成を終えた電子部品３は、吸
着コレット１１によりトレイ１０ａに収納される。
【０００４】図７は、バンプ形成工程を示す工程図であ
る。まず、工程（ａ）において、キャピラリー１２に金
線１３を通し、金線１３の先端をスパークさせ、先端に
球形を形成する。次に、工程（ｂ）において、キャピラ
リー１２を下降させ電子部品３の電極１４上を押圧す
る。その際、超音波を加え、電極１４と金線１３を接合
する。（１ｓｔボンディング）。次に、工程（ｃ）にお
いて、キャピラリー１２を上昇させ、ループコントロー
ルしながら再び下降させ、工程（ｄ）に示すように、キ
ャピラリー１２は１ｓｔボンディングした金塊上を押圧
し、金線１３を切断する。（２ｎｄボンディング）。
る。まず、工程（ａ）において、キャピラリー１２に金
線１３を通し、金線１３の先端をスパークさせ、先端に
球形を形成する。次に、工程（ｂ）において、キャピラ
リー１２を下降させ電子部品３の電極１４上を押圧す
る。その際、超音波を加え、電極１４と金線１３を接合
する。（１ｓｔボンディング）。次に、工程（ｃ）にお
いて、キャピラリー１２を上昇させ、ループコントロー
ルしながら再び下降させ、工程（ｄ）に示すように、キ
ャピラリー１２は１ｓｔボンディングした金塊上を押圧
し、金線１３を切断する。（２ｎｄボンディング）。
【０００５】次に、電子部品の規正部について詳細に説
明する。図８は、電子部品の規正部の平面図である。図
８に示すように、バンプボンディング装置の規正部は、
吸着穴を設けたステージ１と、ＸＹ方向に可動な規正爪
２と規正爪２のＹ方向に規正力を与える規正バネ５から
構成され、電子部品３は規正爪２によりステージ１の吸
着穴上を移動し、真空吸着によってステージ１上で位置
規制される。しかしながら、微小な電子部品に対しては
吸着力が不足するため、図９に示す規正部が用いられて
いる。
明する。図８は、電子部品の規正部の平面図である。図
８に示すように、バンプボンディング装置の規正部は、
吸着穴を設けたステージ１と、ＸＹ方向に可動な規正爪
２と規正爪２のＹ方向に規正力を与える規正バネ５から
構成され、電子部品３は規正爪２によりステージ１の吸
着穴上を移動し、真空吸着によってステージ１上で位置
規制される。しかしながら、微小な電子部品に対しては
吸着力が不足するため、図９に示す規正部が用いられて
いる。
【０００６】この規正部は図９に示すように、ステージ
１と、ステージ１の端部に固定されたプレート４と、Ｘ
Ｙ方向に可動の規正爪２と、規正爪２のＹ方向に規正力
を与えるための規正バネ５から構成されている。この規
正部においては、規正爪をプレート４に平行に取付ける
ことが困難なため、電子部品３の位置規正時において、
電子部品３が規正爪２によって規正力が与えられると、
電子部品の角部３ａがプレート４に衝突し、電子部品を
破損することがある。
１と、ステージ１の端部に固定されたプレート４と、Ｘ
Ｙ方向に可動の規正爪２と、規正爪２のＹ方向に規正力
を与えるための規正バネ５から構成されている。この規
正部においては、規正爪をプレート４に平行に取付ける
ことが困難なため、電子部品３の位置規正時において、
電子部品３が規正爪２によって規正力が与えられると、
電子部品の角部３ａがプレート４に衝突し、電子部品を
破損することがある。
【０００７】図１０は、従来の電子部品の規正装置によ
る動作を示すフローチャートである。電子部品をバンプ
ボンディング装置のステージ１上に載置し、吸着装置を
ＯＮし、電子部品の位置規正を行い、この状態を利用し
て、電子部品３をボンディングしていた。しかしなが
ら、微小な電子部品に対しては、吸着穴が電子部品の寸
法に対応できず、また、電子部品の規正軌跡上にある吸
着穴を電子部品の寸法に応じて塞ぐこともできず、その
ため吸着ミスが生じていた。
る動作を示すフローチャートである。電子部品をバンプ
ボンディング装置のステージ１上に載置し、吸着装置を
ＯＮし、電子部品の位置規正を行い、この状態を利用し
て、電子部品３をボンディングしていた。しかしなが
ら、微小な電子部品に対しては、吸着穴が電子部品の寸
法に対応できず、また、電子部品の規正軌跡上にある吸
着穴を電子部品の寸法に応じて塞ぐこともできず、その
ため吸着ミスが生じていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般に、微小な電子部
品は割れ易く、そのため、微小な電子部品に対しては、
位置規正時の衝撃力を小さくし、電子部品の破損を防止
することが要求されている。本発明は、電子部品の位置
規正時において、電子部品が破損せず、信頼性の高い電
子部品を提供することを目的とする。また、吸着ミスを
生ずると、電子部品が冷却し易くなり、ボンディング不
良を生起する原因になるが、本発明は吸着ミスの発生を
防止することにより、ボンディング不良のない、信頼性
の高い電子部品を提供することを目的とする。
品は割れ易く、そのため、微小な電子部品に対しては、
位置規正時の衝撃力を小さくし、電子部品の破損を防止
することが要求されている。本発明は、電子部品の位置
規正時において、電子部品が破損せず、信頼性の高い電
子部品を提供することを目的とする。また、吸着ミスを
生ずると、電子部品が冷却し易くなり、ボンディング不
良を生起する原因になるが、本発明は吸着ミスの発生を
防止することにより、ボンディング不良のない、信頼性
の高い電子部品を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のバンプボンディ
ング装置は、電子部品を載置し加熱するステージと、電
子部品を位置決めするための辺部を有する回転可能な規
正板と、該規正板と協同して電子部品を位置決めするた
めの辺部を有するプレートと、電子部品をプレートに押
しつけるため、規正板に規正力を与えるための規正バネ
とからなる電子部品の位置規正装置を備えたことを特徴
とするもので、電子部品は規正板とプレートの面により
接合して規正されるので、破損を防止でき、電子部品の
信頼性を向上することができる。
ング装置は、電子部品を載置し加熱するステージと、電
子部品を位置決めするための辺部を有する回転可能な規
正板と、該規正板と協同して電子部品を位置決めするた
めの辺部を有するプレートと、電子部品をプレートに押
しつけるため、規正板に規正力を与えるための規正バネ
とからなる電子部品の位置規正装置を備えたことを特徴
とするもので、電子部品は規正板とプレートの面により
接合して規正されるので、破損を防止でき、電子部品の
信頼性を向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、電子部品を載置し加熱するステージと、電子部品の
辺部を位置決めするための辺部を有する回転可能な規正
板と、該規正板と協同して電子部品の辺部を規正するた
めの辺部を有するプレートと、電子部品をプレートに押
しつけるため、規正板に規正力を与えるための規正バネ
とからなる電子部品の位置規正装置を備えたものであ
り、電子部品は規正板とプレートの各面と接合して位置
を規正されるので、電子部品の破損が防止でき、電子部
品の信頼性を高められるという作用を有する。
は、電子部品を載置し加熱するステージと、電子部品の
辺部を位置決めするための辺部を有する回転可能な規正
板と、該規正板と協同して電子部品の辺部を規正するた
めの辺部を有するプレートと、電子部品をプレートに押
しつけるため、規正板に規正力を与えるための規正バネ
とからなる電子部品の位置規正装置を備えたものであ
り、電子部品は規正板とプレートの各面と接合して位置
を規正されるので、電子部品の破損が防止でき、電子部
品の信頼性を高められるという作用を有する。
【００１１】請求項２に記載の発明は、回転可能な規正
板に、回転方向の過回転を防止するため規正バネと直角
方向にバランスバネを設けたものであり、上記請求項１
と同様の作用を有する。請求項３に記載の発明は、バラ
ンスバネの片側に規正バネを設け、バランスバネ方向に
も規正力を与えたものであり、上記請求項１と同様の作
用を有する。
板に、回転方向の過回転を防止するため規正バネと直角
方向にバランスバネを設けたものであり、上記請求項１
と同様の作用を有する。請求項３に記載の発明は、バラ
ンスバネの片側に規正バネを設け、バランスバネ方向に
も規正力を与えたものであり、上記請求項１と同様の作
用を有する。
【００１２】請求項４に記載の発明は、電子部品の規正
時において電子部品が動く軌跡上に設けられ、電子部品
を真空吸着する吸着穴を備えたバンプボンディング装置
におけるバンプボンディング方法であって、電子部品を
ステージ上に載置する工程と、ステージの吸着穴による
電子部品の吸着をＯＮする工程と、電子部品の移動軌跡
上に配列された吸着穴に沿って電子部品を移動し、規正
板により電子部品をプレートに押し付け位置決めする工
程と、電子部品の吸着をＯＦＦする工程とからなるよう
にしたものであり、電子部品の吸着ミスによる電子部品
の冷却を防ぎ、ボンディング不良を防止できるので、電
子部品の信頼性を高められるという作用を有する。
時において電子部品が動く軌跡上に設けられ、電子部品
を真空吸着する吸着穴を備えたバンプボンディング装置
におけるバンプボンディング方法であって、電子部品を
ステージ上に載置する工程と、ステージの吸着穴による
電子部品の吸着をＯＮする工程と、電子部品の移動軌跡
上に配列された吸着穴に沿って電子部品を移動し、規正
板により電子部品をプレートに押し付け位置決めする工
程と、電子部品の吸着をＯＦＦする工程とからなるよう
にしたものであり、電子部品の吸着ミスによる電子部品
の冷却を防ぎ、ボンディング不良を防止できるので、電
子部品の信頼性を高められるという作用を有する。
【００１３】以下本発明の実施の形態について、図１か
ら図５を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の一実施の形態による電
子部品の規正状態を示す平面図で、電子部品３は、その
１辺をプレート４と、さらに、他の２辺を規正板２の辺
部で支持されている。規正板２は規正バネ５によりバネ
方向に規正力を与えられ、支点６を中心として回転可能
に設けられている。従って、電子部品の位置規正時に、
電子部品３は規正板２とプレート４のそれぞれの面と接
触して位置が規正されているので、電子部品３には集中
した荷重がかかることがなく、電子部品３の破損を防止
することができ、電子部品３の信頼性を高めることがで
きる。 （実施の形態２）図２は本発明の他の実施の形態による
電子部品の規正状態を示す平面図で、図１と同一構成に
ついては説明を省略する。図２において、図１と相違す
る点は、規正バネ５と直角方向にバランスバネ７を設け
た点である。この構成とすることにより、規正板２が支
点６を中心に回転する時、バランスバネ７のバネ力によ
り、規正板２の過回転が防止され、規正板２の面を電子
部品３の面と同一平面に維持することができる。そのた
め、実施の形態１と同様に電子部品３の破損を防止する
ことができる。
ら図５を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の一実施の形態による電
子部品の規正状態を示す平面図で、電子部品３は、その
１辺をプレート４と、さらに、他の２辺を規正板２の辺
部で支持されている。規正板２は規正バネ５によりバネ
方向に規正力を与えられ、支点６を中心として回転可能
に設けられている。従って、電子部品の位置規正時に、
電子部品３は規正板２とプレート４のそれぞれの面と接
触して位置が規正されているので、電子部品３には集中
した荷重がかかることがなく、電子部品３の破損を防止
することができ、電子部品３の信頼性を高めることがで
きる。 （実施の形態２）図２は本発明の他の実施の形態による
電子部品の規正状態を示す平面図で、図１と同一構成に
ついては説明を省略する。図２において、図１と相違す
る点は、規正バネ５と直角方向にバランスバネ７を設け
た点である。この構成とすることにより、規正板２が支
点６を中心に回転する時、バランスバネ７のバネ力によ
り、規正板２の過回転が防止され、規正板２の面を電子
部品３の面と同一平面に維持することができる。そのた
め、実施の形態１と同様に電子部品３の破損を防止する
ことができる。
【００１４】なお、この実施例における具体例として、
電子部品３は寸法１．４×１．３（ｍｍ）、厚さ０．３
（ｍｍ）、材質はシリコン系のＩＣチップを用い、規正
バネ５は、最大荷重５０ｇとなるように、規正押込量を
調整し、実際の電子部品３には２００ｇの荷重を与え
た。バランスバネ７の最大荷重は各々３００ｇとした。 （実施の形態３）図３は本発明の他の実施の形態による
電子部品の規正状態を示す平面図で、図２と同一構成に
ついては説明を省略する。図３において、図２と相違す
る点は、バランスバネ７の付勢方向と同一方向に規正バ
ネ５ｂを設けた点、及びプレート４の角部に切欠部を設
け、電子部品３と２面にて接合するように構成した点で
ある。この構成とすることにより、バランスバネ７の付
勢方向にも規正力を与えることができ、より安定して電
子部品３を固定することができる。 （実施の形態４）図４は本発明の他の実施の形態による
吸着穴の配置と電子部品の規正の軌跡を示す平面図で、
図５はその動作を示すフローチャートである。図４にお
いて、８ａ〜８ｅは電子部品３を真空吸引する吸着穴で
ある。
電子部品３は寸法１．４×１．３（ｍｍ）、厚さ０．３
（ｍｍ）、材質はシリコン系のＩＣチップを用い、規正
バネ５は、最大荷重５０ｇとなるように、規正押込量を
調整し、実際の電子部品３には２００ｇの荷重を与え
た。バランスバネ７の最大荷重は各々３００ｇとした。 （実施の形態３）図３は本発明の他の実施の形態による
電子部品の規正状態を示す平面図で、図２と同一構成に
ついては説明を省略する。図３において、図２と相違す
る点は、バランスバネ７の付勢方向と同一方向に規正バ
ネ５ｂを設けた点、及びプレート４の角部に切欠部を設
け、電子部品３と２面にて接合するように構成した点で
ある。この構成とすることにより、バランスバネ７の付
勢方向にも規正力を与えることができ、より安定して電
子部品３を固定することができる。 （実施の形態４）図４は本発明の他の実施の形態による
吸着穴の配置と電子部品の規正の軌跡を示す平面図で、
図５はその動作を示すフローチャートである。図４にお
いて、８ａ〜８ｅは電子部品３を真空吸引する吸着穴で
ある。
【００１５】まず、電子部品３をステージ１の位置９ａ
に載置すると、電子部品３は吸着穴８ａにより吸着され
る。このとき、電子部品３が吸着穴８ａから吸着されな
いと、電子部品３は回転したり、また、載置しようとす
るノズル側に付着する。図４では規正板２はすでに電子
部品３と接触した状態になっているが、電子部品３がス
テージ１に載置される時には、電子部品３は規正板と接
触しておらず、電子部品３の吸着後に始めて接触する。
その後、電子部品３は吸着穴８ａ〜８ｅ上を移動する。
この時、総ての吸着穴は吸引しているので、電子部品３
は吸着穴に沿って整然と移動し、位置８ｅで固定され
る。（実施の形態１及び２参照）。その後、吸着穴８ａ
〜８ｅは吸着をＯＦＦする。この構成とすることによ
り、吸着ミスの発生を防ぐことができるので、電子部品
３は冷却することがなく、ボンディング不良を防止する
ことができる。
に載置すると、電子部品３は吸着穴８ａにより吸着され
る。このとき、電子部品３が吸着穴８ａから吸着されな
いと、電子部品３は回転したり、また、載置しようとす
るノズル側に付着する。図４では規正板２はすでに電子
部品３と接触した状態になっているが、電子部品３がス
テージ１に載置される時には、電子部品３は規正板と接
触しておらず、電子部品３の吸着後に始めて接触する。
その後、電子部品３は吸着穴８ａ〜８ｅ上を移動する。
この時、総ての吸着穴は吸引しているので、電子部品３
は吸着穴に沿って整然と移動し、位置８ｅで固定され
る。（実施の形態１及び２参照）。その後、吸着穴８ａ
〜８ｅは吸着をＯＦＦする。この構成とすることによ
り、吸着ミスの発生を防ぐことができるので、電子部品
３は冷却することがなく、ボンディング不良を防止する
ことができる。
【００１６】なお、この実施例では、吸着穴８は５個設
けられているが、個数やその配列に限定はなく、さまざ
まな態様が可能である。また、複数の電子部品をボンデ
ィングできるステージにも適用可能である。
けられているが、個数やその配列に限定はなく、さまざ
まな態様が可能である。また、複数の電子部品をボンデ
ィングできるステージにも適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子部品
の規正時に、電子部品の一点に集中して荷重がかかるこ
とがないので、電子部品の破損を防止することができ
る。また、電子部品の冷却を防ぐことができるので、ボ
ンディング不良の発生を防止することができ、電子部品
の信頼性を高めるという有利な効果が得られる。
の規正時に、電子部品の一点に集中して荷重がかかるこ
とがないので、電子部品の破損を防止することができ
る。また、電子部品の冷却を防ぐことができるので、ボ
ンディング不良の発生を防止することができ、電子部品
の信頼性を高めるという有利な効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態による電子部品の規正状
態を示す平面図である。
態を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態による電子部品の規正状
態を示す平面図である。
態を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による電子部品の規正状
態を示す平面図である。
態を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態による吸着穴の配置と電
子部品の移動軌跡を示す平面図である。
子部品の移動軌跡を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態による電子部品の規正動
作を示すフローチャートである。
作を示すフローチャートである。
【図６】従来のバンプボンディング装置の斜視図であ
る。
る。
【図７】従来のバンブ形成を示すバンプボンディング工
程図である。
程図である。
【図８】従来の電子部品の規正状態を示す平面図であ
る。
る。
【図９】従来の電子部品の規正状態を示す平面図であ
る。
る。
【図１０】従来の電子部品の規正装置による動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
１ ステージ ２ 規正板 ３ 電子部品 ４ プレート ５ 規正バネ ６ 支点 ７ バランスバネ ８ 吸着穴 ９ 位置 １０ トレイ １１ 吸着コレット １２ キャピラリー １３ 金線 １４ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 信三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 米澤 隆弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 東 和司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 吉田 幸一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 廣谷 耕司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−350950（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−78418（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−203339（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−111341（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−21484（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−68441（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−56500（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60
Claims (4)
- 【請求項１】 電子部品を載置し加熱するステージと、
電子部品の辺部を位置決めするための辺部を有する回転
可能な規正板と、該規正板と協同して電子部品の辺部を
規正するための辺部を有するプレートと、電子部品をプ
レートに押しつけるため、規正板に規正力を与えるため
の規正バネとからなる電子部品の位置規正装置を備えた
ことを特徴とするバンプボンディング装置。 - 【請求項２】 回転可能な規正板に、回転方向の過回転
を防止するため、規正バネと直角方向にバランスバネを
設けたことを特徴とする請求項１記載のバンプボンディ
ング装置。 - 【請求項３】 バランスバネの片側に規正バネを設け、
バランスバネ方向にも規正力を与えたことを特徴とする
請求項２記載のバンプボンディング装置。 - 【請求項４】 電子部品の規正時において電子部品が動
く軌跡上に設けられ、電子部品を真空吸着する吸着穴を
備えたバンプボンディング装置におけるバンプボンディ
ング方法であって、電子部品をステージ上に載置する工
程と、ステージの吸着穴による電子部品の吸着をＯＮす
る工程と、電子部品の移動軌跡上に配列された吸着穴に
沿って電子部品を移動し、規正板により電子部品をプレ
ートに押し付け位置決めする工程と、電子部品の吸着を
ＯＦＦする工程とからなることを特徴とするバンプボン
ディング方法。
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