JP3478734B2 - バンプ付電子部品の実装方法および実装体 - Google Patents
バンプ付電子部品の実装方法および実装体Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ付電子部品
を基板に実装するバンプ付電子部品の実装方法および実
装体に関するものである。
を基板に実装するバンプ付電子部品の実装方法および実
装体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品を基板に実装する方法として、
超音波圧接を用いる方法が知られている。この方法を用
いてバンプ付電子部品を実装する場合には、バンプを基
板に設けられた電極に押圧しながら電子部品に超音波振
動を付与し、バンプと電極との接触面を相互に摩擦させ
ることにより接触面が接合される。
超音波圧接を用いる方法が知られている。この方法を用
いてバンプ付電子部品を実装する場合には、バンプを基
板に設けられた電極に押圧しながら電子部品に超音波振
動を付与し、バンプと電極との接触面を相互に摩擦させ
ることにより接触面が接合される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、基板に設け
られる電極の形状には種々の種類がある。一般に前述の
バンプが接合される電極は、基板上の回路パターンの一
部である場合が多く、このような場合には電極は一方向
に長い細長形状となっている。この電極の幅方向断面は
一般に上面が平坦でない山形となっており、このような
山形断面の電極上にバンプを押圧する場合には、バンプ
と電極との接触点が電極の幅方向のどの位置にあるかに
よって、バンプと電極との接触状態が一定せず押圧状態
の強弱が発生する。このため、従来細長形状の電極にバ
ンプを超音波圧接する場合には、接触状態のばらつきに
よって接合品質が安定せず、接合部の剥離や接合強度不
足などの接合不具合を生じるという問題点があった。
られる電極の形状には種々の種類がある。一般に前述の
バンプが接合される電極は、基板上の回路パターンの一
部である場合が多く、このような場合には電極は一方向
に長い細長形状となっている。この電極の幅方向断面は
一般に上面が平坦でない山形となっており、このような
山形断面の電極上にバンプを押圧する場合には、バンプ
と電極との接触点が電極の幅方向のどの位置にあるかに
よって、バンプと電極との接触状態が一定せず押圧状態
の強弱が発生する。このため、従来細長形状の電極にバ
ンプを超音波圧接する場合には、接触状態のばらつきに
よって接合品質が安定せず、接合部の剥離や接合強度不
足などの接合不具合を生じるという問題点があった。
【０００４】そこで本発明は、接合不具合を防止するこ
とができるバンプ付電子部品の実装方法および実装体を
提供することを目的とする。
とができるバンプ付電子部品の実装方法および実装体を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数のバンプが形成されたバンプ付電子部品を幅方向断
面が山形断面である細長形状の電極が設けられた基板に
実装するバンプ付電子部品の実装方法であって、前記バ
ンプ付電子部品のバンプをボンディングツールによって
前記電極に押圧するとともに、前記ボンディングツール
に装着された振動子を駆動することにより、前記バンプ
が前記電極の上面に当接した状態で、前記ボンディング
ツールを介して前記バンプ付電子部品に対し前記電極の
長手方向に振動を付与するようにした。
複数のバンプが形成されたバンプ付電子部品を幅方向断
面が山形断面である細長形状の電極が設けられた基板に
実装するバンプ付電子部品の実装方法であって、前記バ
ンプ付電子部品のバンプをボンディングツールによって
前記電極に押圧するとともに、前記ボンディングツール
に装着された振動子を駆動することにより、前記バンプ
が前記電極の上面に当接した状態で、前記ボンディング
ツールを介して前記バンプ付電子部品に対し前記電極の
長手方向に振動を付与するようにした。
【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の方
法により製造されたバンプ付電子部品の実装体である。
法により製造されたバンプ付電子部品の実装体である。
【０００７】本発明によれば、細長形状の電極の長手方
向に振動を付与することにより、バンプと電極の接触状
態のばらつきを減少させて、接合品質を安定させること
ができる。
向に振動を付与することにより、バンプと電極の接触状
態のばらつきを減少させて、接合品質を安定させること
ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のボン
ディング装置の正面図、図２、図３は同ボンディング装
置の部分平面図、図４は同ボンディング対象のチップお
よびパッケージの斜視図、図５（ａ）は同バンプと電極
の拡大斜視図、図５（ｂ）、（ｃ）は同バンプと電極の
断面図である。
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のボン
ディング装置の正面図、図２、図３は同ボンディング装
置の部分平面図、図４は同ボンディング対象のチップお
よびパッケージの斜視図、図５（ａ）は同バンプと電極
の拡大斜視図、図５（ｂ）、（ｃ）は同バンプと電極の
断面図である。
【０００９】まず図１を参照してボンディング装置につ
いて説明する。図１において、ＸＹテーブル１上には箱
状の基板であるパッケージ４の保持ステージ２が装着さ
れている。保持ステージ２は、パッケージ４をホルダ３
によってクランプして保持する。保持ステージ２の側方
には、バンプ付電子部品であるチップ６を収納するトレ
イ５が配設されている。
いて説明する。図１において、ＸＹテーブル１上には箱
状の基板であるパッケージ４の保持ステージ２が装着さ
れている。保持ステージ２は、パッケージ４をホルダ３
によってクランプして保持する。保持ステージ２の側方
には、バンプ付電子部品であるチップ６を収納するトレ
イ５が配設されている。
【００１０】ＸＹテーブル１の上方には、ボンディング
ヘッド１０が配設されている。ボンディングヘッド１０
はツールホルダ１２に固定されたボンディングツール１
１を備えており、ボンディングツール１１には振動子１
３が装着されている。振動子１３を駆動することによ
り、ボンディングツール１１を介してボンディングツー
ル１１に保持されたチップ６に振動が付与される。この
とき付与される振動の方向は、ボンディングツール１１
の長手方向と一致している。
ヘッド１０が配設されている。ボンディングヘッド１０
はツールホルダ１２に固定されたボンディングツール１
１を備えており、ボンディングツール１１には振動子１
３が装着されている。振動子１３を駆動することによ
り、ボンディングツール１１を介してボンディングツー
ル１１に保持されたチップ６に振動が付与される。この
とき付与される振動の方向は、ボンディングツール１１
の長手方向と一致している。
【００１１】ツールホルダ１２は昇降ブロック１４に対
して回転自在に装着されている。ツールホルダ１２に結
合されたプーリ１５と、昇降ブロック１４に配設された
ヘッド旋回モータ１８に結合されたプーリ１７には、ベ
ルト１６が調帯されている。ヘッド旋回モータ１８を駆
動することにより、ツールホルダ１２は垂直軸を中心に
回転し、したがってボンディングツール１１も垂直軸廻
りに回転し、吸着して保持したチップ６の回転方向の位
置を自在に変えることができる。
して回転自在に装着されている。ツールホルダ１２に結
合されたプーリ１５と、昇降ブロック１４に配設された
ヘッド旋回モータ１８に結合されたプーリ１７には、ベ
ルト１６が調帯されている。ヘッド旋回モータ１８を駆
動することにより、ツールホルダ１２は垂直軸を中心に
回転し、したがってボンディングツール１１も垂直軸廻
りに回転し、吸着して保持したチップ６の回転方向の位
置を自在に変えることができる。
【００１２】昇降ブロック１４は、Ｚ軸モータ２０によ
って駆動されるＺ軸昇降機構１９によって昇降動作を行
う。Ｚ軸モータ２０、ヘッド旋回モータ１８およびＸＹ
テーブル１は、モータ駆動部２１によって駆動される。
振動子１３は振動子駆動部２３によって駆動される。モ
ータ駆動部２１および振動子駆動部２３は、制御部２２
によって制御される。したがって、各部の動作を制御部
２２によって制御することにより、トレイ５に収納され
たチップ６をボンディングツール１１によってピックア
ップし、チップ６をパッケージ４の方向に合わせた上で
パッケージ４に搭載し、超音波振動を付与しながらボン
ディングすることができる。
って駆動されるＺ軸昇降機構１９によって昇降動作を行
う。Ｚ軸モータ２０、ヘッド旋回モータ１８およびＸＹ
テーブル１は、モータ駆動部２１によって駆動される。
振動子１３は振動子駆動部２３によって駆動される。モ
ータ駆動部２１および振動子駆動部２３は、制御部２２
によって制御される。したがって、各部の動作を制御部
２２によって制御することにより、トレイ５に収納され
たチップ６をボンディングツール１１によってピックア
ップし、チップ６をパッケージ４の方向に合わせた上で
パッケージ４に搭載し、超音波振動を付与しながらボン
ディングすることができる。
【００１３】次に図２を参照して、チップ６とパッケー
ジの方向の関連について説明する。図２において、ＸＹ
ステージ上に配設されたトレイ５には、格子状に多数の
チップ６が収納されている。チップ６の下面には、複数
のバンプ６ａが形成されており、バンプ６ａの配列方向
により、チップ６はボンディング時の方向性を有したも
のとなっている。保持ステージ２上にクランプされたパ
ッケージ４の底部には、バンプ６ａの配列に対応して電
極４ａが形成されている。電極４ａは細長形状であり、
同様に方向性を有するものとなっている。パッケージ４
が保持ステージ２上にクランプされた状態で、電極４ａ
の長手方向はＸ軸方向に一致している。
ジの方向の関連について説明する。図２において、ＸＹ
ステージ上に配設されたトレイ５には、格子状に多数の
チップ６が収納されている。チップ６の下面には、複数
のバンプ６ａが形成されており、バンプ６ａの配列方向
により、チップ６はボンディング時の方向性を有したも
のとなっている。保持ステージ２上にクランプされたパ
ッケージ４の底部には、バンプ６ａの配列に対応して電
極４ａが形成されている。電極４ａは細長形状であり、
同様に方向性を有するものとなっている。パッケージ４
が保持ステージ２上にクランプされた状態で、電極４ａ
の長手方向はＸ軸方向に一致している。
【００１４】このボンディング装置は上記のように構成
されており、以下動作について説明する。まず図１にお
いて、ＸＹテーブル１を駆動してトレイ５のボンディン
グ対象のチップ６をボンディングツール１１の吸着位置
の下方に移動させる。そして、図３の（イ）に示すよう
に、ボンディングツール１１の長手方向をＹ軸方向に合
わせた状態で、Ｚ軸モータ２０を駆動してボンディング
ツール１１を下降させ、チップ６を吸着してピックアッ
プする。そして、ボンディングツール１１を上昇させた
後、ＸＹテーブル１を駆動して、ボンディングツール１
１の下方にパッケージ４を位置させる。このとき、図３
の（ロ）に示すように、ヘッド旋回モータ１８を駆動し
てボンディングツール１１を９０°旋回させて、ボンデ
ィングヘッド１１の長手方向をＸ軸方向に一致させる。
これにより、ボンディングツール１１に保持されたチッ
プ６の方向とパッケージ４の方向が一致する。
されており、以下動作について説明する。まず図１にお
いて、ＸＹテーブル１を駆動してトレイ５のボンディン
グ対象のチップ６をボンディングツール１１の吸着位置
の下方に移動させる。そして、図３の（イ）に示すよう
に、ボンディングツール１１の長手方向をＹ軸方向に合
わせた状態で、Ｚ軸モータ２０を駆動してボンディング
ツール１１を下降させ、チップ６を吸着してピックアッ
プする。そして、ボンディングツール１１を上昇させた
後、ＸＹテーブル１を駆動して、ボンディングツール１
１の下方にパッケージ４を位置させる。このとき、図３
の（ロ）に示すように、ヘッド旋回モータ１８を駆動し
てボンディングツール１１を９０°旋回させて、ボンデ
ィングヘッド１１の長手方向をＸ軸方向に一致させる。
これにより、ボンディングツール１１に保持されたチッ
プ６の方向とパッケージ４の方向が一致する。
【００１５】そしてこの状態でボンディングツール１１
を下降させることにより、図４に示すように、チップ６
のバンプ６ａをパッケージ４の電極４ａに位置合わせし
て搭載する。したがってこの方向を保った状態で振動子
１３を駆動してボンディングツール１１を介して振動を
チップ６に付与すると、振動はパッケージ４の電極４ａ
の長手方向（Ｘ軸方向）に付与される。
を下降させることにより、図４に示すように、チップ６
のバンプ６ａをパッケージ４の電極４ａに位置合わせし
て搭載する。したがってこの方向を保った状態で振動子
１３を駆動してボンディングツール１１を介して振動を
チップ６に付与すると、振動はパッケージ４の電極４ａ
の長手方向（Ｘ軸方向）に付与される。
【００１６】この後、ボンディングツール１１によって
チップ６をパッケージ４に対して所定荷重で押圧しなが
ら、振動子１３を駆動してチップ６に振動を付与するこ
とにより、バンプ６ａを電極４ａにボンディングする。
このボンディング時に付与される振動について、図５を
参照して説明する。図５（ａ）に示すように、電極４ａ
は細長形状であり、その幅はバンプ６ａのサイズとほぼ
同じとなっており、幅方向断面は山形断面となってい
る。ボンディングに際しては、この電極４ａ上にバンプ
６ａを当接させ、押圧しながら振動が付与される。
チップ６をパッケージ４に対して所定荷重で押圧しなが
ら、振動子１３を駆動してチップ６に振動を付与するこ
とにより、バンプ６ａを電極４ａにボンディングする。
このボンディング時に付与される振動について、図５を
参照して説明する。図５（ａ）に示すように、電極４ａ
は細長形状であり、その幅はバンプ６ａのサイズとほぼ
同じとなっており、幅方向断面は山形断面となってい
る。ボンディングに際しては、この電極４ａ上にバンプ
６ａを当接させ、押圧しながら振動が付与される。
【００１７】図５（ｂ）、（ｃ）は、この時の振動の方
向を示すものであり、図５（ｂ）は本実施の形態におけ
る振動付与の方向を示している。すなわち、バンプ６ａ
が電極４ａの上面に当接した状態で、振動は矢印ａに示
すように、細長形状の電極４ａの長手方向に付与され
る。電極４ａは、長手方向にほぼ一様な高さとなってい
るため、振動によってバンプ６ａが電極４ａに対して相
対的に変位しても、バンプ６ａが上下方向に変位するこ
とがなく、常に一定の接触状態を維持した状態で振動付
与が行われる。
向を示すものであり、図５（ｂ）は本実施の形態におけ
る振動付与の方向を示している。すなわち、バンプ６ａ
が電極４ａの上面に当接した状態で、振動は矢印ａに示
すように、細長形状の電極４ａの長手方向に付与され
る。電極４ａは、長手方向にほぼ一様な高さとなってい
るため、振動によってバンプ６ａが電極４ａに対して相
対的に変位しても、バンプ６ａが上下方向に変位するこ
とがなく、常に一定の接触状態を維持した状態で振動付
与が行われる。
【００１８】これに対し、図５（ｃ）に示すように電極
４ａの幅方向（矢印ｂ）に振動が付与された場合には、
バンプ６ａの下端部は電極４ａの山形状の断面の表面に
沿って変位する（矢印ｃ参照）こととなり、その結果バ
ンプ６ａは上下動を繰り返しながらボンディングが行わ
れる。すなわち、バンプ６ａの下端部と電極４ａとの接
触状態は大きな変動を繰り返し、押圧状態の強弱が発生
する結果、バンプ６ａと電極４ａ表面の摩擦は安定的に
行われず、ボンディング結果にばらつきを生ずる。本実
施の形態は、このような摩擦状態の不安定を防止するた
めに、バンプ６ａが電極４ａの幅方向に対して変位しな
いような振動方向、すなわち電極４ａの長手方向に振動
を付与するものである。
４ａの幅方向（矢印ｂ）に振動が付与された場合には、
バンプ６ａの下端部は電極４ａの山形状の断面の表面に
沿って変位する（矢印ｃ参照）こととなり、その結果バ
ンプ６ａは上下動を繰り返しながらボンディングが行わ
れる。すなわち、バンプ６ａの下端部と電極４ａとの接
触状態は大きな変動を繰り返し、押圧状態の強弱が発生
する結果、バンプ６ａと電極４ａ表面の摩擦は安定的に
行われず、ボンディング結果にばらつきを生ずる。本実
施の形態は、このような摩擦状態の不安定を防止するた
めに、バンプ６ａが電極４ａの幅方向に対して変位しな
いような振動方向、すなわち電極４ａの長手方向に振動
を付与するものである。
【００１９】上記説明したように、細長形状の電極への
バンプのボンディングに際し、電極の長手方向に振動を
付与することにより、安定したばらつきのないボンディ
ングを行ってバンプ付電子部品の実装体を製造すること
ができる。なお、多数の電極が一方方向のみならず異る
方向にも形成されていて、電極の長手方向を一意的に決
定することができない場合には、電極の長手方向の分布
が最も多い方向に振動を付与する。これにより、ボンデ
ィング結果のばらつきを極力抑制して全体の接合品質を
維持したバンプ付電子部品の実装体を得ることができ
る。
バンプのボンディングに際し、電極の長手方向に振動を
付与することにより、安定したばらつきのないボンディ
ングを行ってバンプ付電子部品の実装体を製造すること
ができる。なお、多数の電極が一方方向のみならず異る
方向にも形成されていて、電極の長手方向を一意的に決
定することができない場合には、電極の長手方向の分布
が最も多い方向に振動を付与する。これにより、ボンデ
ィング結果のばらつきを極力抑制して全体の接合品質を
維持したバンプ付電子部品の実装体を得ることができ
る。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、超音波圧接に際し細長
形状の電極の長手方向に振動を付与するようにしたの
で、バンプ押圧時にバンプと電極の接触状態のばらつき
を減少させることができ、したがって接合品質を安定さ
せることができる。
形状の電極の長手方向に振動を付与するようにしたの
で、バンプ押圧時にバンプと電極の接触状態のばらつき
を減少させることができ、したがって接合品質を安定さ
せることができる。
【図１】本発明の一実施の形態のボンディング装置の正
面図
面図
【図２】本発明の一実施の形態のボンディング装置の部
分平面図
分平面図
【図３】本発明の一実施の形態のボンディング装置の部
分平面図
分平面図
【図４】本発明の一実施の形態のボンディング対象のチ
ップおよびパッケージの斜視図
ップおよびパッケージの斜視図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態のバンプと電極の
拡大斜視図 （ｂ）本発明の一実施の形態のバンプと電極の断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態のバンプと電極の断面図
拡大斜視図 （ｂ）本発明の一実施の形態のバンプと電極の断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態のバンプと電極の断面図
４ パッケージ
４ａ 電極
６ チップ
６ａ バンプ
１０ ボンディングヘッド
１１ ボンディングツール
１３ 振動子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 桧作 雅史
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５−136205（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−99219（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−127534（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−52742（ＪＰ，Ａ)
実開 昭64−16664（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】複数のバンプが形成されたバンプ付電子部
品を幅方向断面が山形断面である細長形状の電極が設け
られた基板に実装するバンプ付電子部品の実装方法であ
って、前記バンプ付電子部品のバンプをボンディングツ
ールによって前記電極に押圧するとともに、前記ボンデ
ィングツールに装着された振動子を駆動することによ
り、前記バンプが前記電極の上面に当接した状態で、前
記ボンディングツールを介して前記バンプ付電子部品に
対し前記電極の長手方向に振動を付与することを特徴と
するバンプ付電子部品の実装方法。 - 【請求項２】前記請求項１記載の実装方法により製造さ
れたことを特徴とするバンプ付電子部品の実装体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24806498A JP3478734B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | バンプ付電子部品の実装方法および実装体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24806498A JP3478734B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | バンプ付電子部品の実装方法および実装体 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002132671A Division JP3407742B2 (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | バンプ付電子部品の実装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077485A JP2000077485A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3478734B2 true JP3478734B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=17172679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24806498A Expired - Fee Related JP3478734B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | バンプ付電子部品の実装方法および実装体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3478734B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4551013B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2010-09-22 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP4517860B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2010-08-04 | パナソニック株式会社 | 超音波ボンディング装置 |
-
1998
- 1998-09-02 JP JP24806498A patent/JP3478734B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000077485A (ja) | 2000-03-14 |
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