JP3574941B2

JP3574941B2 - Light irradiation bonding head

Info

Publication number: JP3574941B2
Application number: JP35559796A
Authority: JP
Inventors: 康久松本; 浩之高木; 哲雄北口
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: JPH10189662A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体等のチップを基板等に実装するため紫外線（ＵＶ光）等の光により硬化する接着剤（光硬化性絶縁樹脂）を使用するボンディング装置において、ワークであるチップのハンドリング及びボンディングを行なうボンディングヘッドの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボンディング装置１には、図１０に示されるように、基板が載置固定されｘ軸及びｙ軸に移動可能なボンディングステージ２と、チップを吸着して基板へ移送し、ボンディングを行なうボンディングヘッド３が存在する。そしてボンディング方式として、基板とチップ間の接続箇所にスタッドバンプを配し、スタッドバンプ付近に光硬化性樹脂を塗布し、該光硬化性樹脂に紫外線を照射して樹脂を硬化させることにより基板にチップをボンディングする実装方式が存在した。
【０００３】
この光硬化性樹脂を利用する実装方式として、特公平６−８０７０４号特許公報記載のごとき装置が存在した。この装置では、図１１（Ａ）に示されるように、ボンディングステージ２上に基板６を載置し、基板６上面のスタッドバンプ８付近に光硬化性樹脂９を塗布し、上方より吸着ヘッド４に吸着されたチップ７を供給するものであった。
【０００４】
その後、図１１（Ｂ）に示すように吸着ヘッド４はチップ７を基板６上に残して退避し、加圧ヘッド５が上方よりチップ７を押さえ、他方ボンディングステージ２下方からは、従来方式の光照射装置１０が近接し、光を光硬化性樹脂９にあて硬化固定することによりチップ７を基板６に実装するものであった。
【０００５】
しかし、このような実装方式では、ボンディングステージ２は勿論のこと、基板６も透明でなければ、光照射装置１０からの光（図１１（Ｂ）の上向きの細い矢印）が光硬化性樹脂９に照射されず、基板７の種類、及びボンディングステージ２を限定するものであり、汎用性に欠ける装置であった。
【０００６】
又、光照射装置を下から当てるのではなく側方より照射する方法も考えられるが、その方法によれば、ボンディングステージ２や基板６に限定は加わらないものの別途光照射装置を配備し、それを移動、制御する必要が生じるものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決しようとするもので、ボンディングヘッド自体にチップの吸着や加圧の他、光照射装置の役割をも持たせ、紫外線等の光を半導体チップ等の真上から照射して光硬化性樹脂を硬化させる実装方式を採用したボンディンヘッドとし、これにより、チップのハンドリングとチップへの加圧と光硬化性樹脂への紫外線等の光の照射とを同じツールで行ない、ボンディングの動作工程を減少させ、ボンディングスピードの向上およびチップの搭載精度の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、課題を解決するため、チップを基板等に光硬化性樹脂を用いて実装するボンディング装置のボンディングヘッドにおいて、光源と接続された光ファイバケーブルの光出射方向側にチップ吸着孔を有するチップ吸着部を形成し、該チップ吸着部が光ファイバを束ねて構成され、束ねられた光ファイバ間に、吸引装置と接続され、チップ吸着孔に至る吸引通路を形成したことを特徴とする光照射用ボンディングヘッドを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態につき説明する。図１０は、本発明の一例が利用されたボンディング装置１の概略を示すもので、図１０中符号３がボンディングヘッドであり、ボンディングヘッド３は、上下動作を行なうためのＺ軸駆動機構３１及び紫外線供給装置３２を備えている。
【００１０】
ボンディングヘッド３は、図１のボンディングヘッドの概略断面図に示されるように光路となる光ファイバケーブル４０及び該光ファイバケーブル４０を保持するケーブル保持体４１、４２と、光ファイバケーブル４０の先端部分を金属製保持器１２で保持して構成されるボンディングツール部１１及びその加圧調整シャフト３３よりなり、これらは、図１０により明かなようにＺ軸駆動機構３１に装着されている。尚、光ファイバケーブル４０は、ケーブル支持体４１、４２に対しては摺動可能に保持されている。
【００１１】
光ファイバケーブル４０の一端は、紫外線供給装置３２の光源（図示されていない。）と接続されている。他端の出射口４３は、ケーブル保持体４１下端より突出し、ボンディングツール部１１を保持する加圧調整シャフト３３の空部２０を貫通し、ボンディングツール部１１を構成する金属製保持器１２に固定されて、チップ吸着部となるチップ吸着面２１を構成している。
【００１２】
チップ吸着部は、本実施例のように光ファイバケーブル４０の出射口４３そのもので形成することができるのは勿論のこととして、第二実施例（図４乃至図６）に示されるように光ファイバケーブル４０の先端に別個部材を取り付ける場合や、第三実施例（図７及び図８）のように光ファイバケーブル４０の出射口４３との間に間隙を有するものであっても、光ファイバケーブル４０の出射方向側に存在するという条件を具備すればよい。尚チップ吸着部も光路の一部であること勿論である。
【００１３】
尚、図１乃至図３に表れた実施例には示されていないが、チップ吸着面２１、すなわち光ファイバケーブル４０の出射口４３に、図４乃至図６の第二実施例に表れる通気孔の開けられた石英ガラス１３を装備させることにより、チップ吸着面２１の平面精度をあげることができるものである。この場合、石英ガラス１３も光路の一部を構成することとなる。
【００１４】
ボンディングツール部１１は、加圧調整シャフト３３下端に、ケーブル保持体４１、４２とは分離して、固定された金属製保持器１２をボディとして構成され、内部に光ファイバケーブル４０の出射口４３が、直下を照射するよう配置固定されている。光ファイバケーブル４０の光ファイバ１７間には図示されていない真空吸引装置と接続される通気パイプ１８が通されており、通気パイプ１８の先端がチップ吸着面２１の通気孔１９とされている。
【００１５】
図４乃至図６はボンディングツール部１１部分の第二実施例を示すもので、光ファイバケーブル４０の先端に、一体として接続されるチップ吸着部材となるツールヘッド１５が装備されているものである。ツールヘッド１５は、図５に示される通り金属製円筒１６の内部に細い光ファイバ１７を束ねて、接着剤で接着したもので埋め、中央に吸引通路としての通気パイプ１８が入れられている。
【００１６】
吸引通路はパイプのごとき部材を必要とするものではなく、図６に表れたような通気孔１９に通じる通気通路としての役割をまっとうできる穴であってもよい。尚、この場合光ファイバ１７の接着は真空を確保できるものでなければならない。このツールヘッド１５のチップ吸着面２１には図６に示すような中央に通気孔が開けられた石英ガラス１３が貼付されチップ吸着面２１の平面精度をあげることもできる。
【００１７】
この結果、別設の真空吸引装置により真空吸引されると減圧された通気パイプ１８より吸引され、通気パイプ１８の先端の通気孔１９に半導体チップ７を吸着保持するのである。
【００１８】
図７乃至図８は、ボンディングツール部１１部分の第三実施例を示すもので、光ファイバケーブル４０の一端は、紫外線供給装置３２の光源(図示されていない。)と接続されている。他端の出射口４３は、ケーブル保持体４１下端より突出し、ボンディングツール部１１の真空室５０の真上に設けられた加圧調整シャフト３３の空部２０に、出射光が、チップ吸着面２１に向かう方向性を持たして、挿入されている。
【００１９】
図７で明らかなように、ボンディングツール部１１は、加圧調整シャフト３３下端に、ケーブル保持体４１、４２とは分離して、固定された金属製保持器１２をボディとして構成され、内部に真空室５０が形成されている。真空室５０の上部で光ファイバケーブル４０の出射口４３直下には集光レンズ５２が配置されており、側面には真空配管用継手１４と連接する通気口５１が開口されており、真空配管用継手１４から図示されていない吸引装置により真空吸引される。
【００２０】
真空室５０の下部には、チップ吸着部材となるツールヘッド１５が装備されている。ツールヘッド１５は金属製円筒１６の内部に細い光ファイバ１７を束ねて、接着剤で接着したもので埋め、中央に吸引通路としての通気パイプ１８が入れられている。尚、第二実施例の場合と同じく、吸引通路はパイプのごとき部材を必要とするものではなく、吸引通路としての役割をまっとうできる穴であってもよく、光ファイバ１７の接着は真空室５０の真空を確保できるものでなければならない。
【００２１】
この結果、真空配管用継手１４から、真空吸引されると真空室５０内は、減圧され通気パイプ１８より吸引し、通気パイプ１８の先端の半導体チップ７を吸着保持するのである。
【００２２】
ボンディングヘッド３の上下動の基本は、Ｚ軸駆動機構３１によるが、ボンディングの際の、加圧力の調整は加圧調整シャフト３３に装着されたウエイト２２と加圧調整シャフト３３の保持部材２４に取り付けられたロードセル２５により行なわれる。この関係に付いて説明すると、ボンディングツール部１１を有する加圧調整シャフト３３は、保持部材２４に対し、スライドユニット２６、２７により上下動可能で、且つ、ロードセル２５のボール２８に乗った状態で配置されている。ここで、保持部材２４は、ケーブル保持体４１、４２と固定状態で、Ｚ軸駆動機構３１に従って上下動する。
【００２３】
ここで、Ｚ軸駆動機構３１の動作により、保持部材２４を下降させると、最初、加圧調整シャフト３３も共に下降し、吸着されたチップ７が基板６に当接した時点で加圧調整シャフト３３の下降は停止する。この時点から保持部材２４の下降を継続すると、ロードセル２５により検出される荷重は減少し、チップ７及び基板６にかかる荷重が増加する。ロードセル２５の検出値が０になったときチップ７及び基板６にウエイト２２を含む加圧調整シャフト３３の全荷重がかかったことになる。
【００２４】
これ以上の保持部材２４の下降は、加圧調整シャフト３３が、ロードセル２５のボール２８より離れてしまうため、荷重増加はない。従って、それ以上の荷重が必要な場合、ウエイト２２の重量を増加させることにより対応する。すなわち、加圧調整シャフト３３にウエイト２２を取り付けた全体の重量範囲で荷重を設定し、ロードセル２５により、現実の荷重値をフィードバックしなが保持部材２４の下降を制御するのである。尚、上限センサ２３は、設定ミス等により保持部２４が必要以上に下降することを防止するものである。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態であるボンディング装置１の動作について説明する。基板６を載置したボンディングステージ２がＸ軸およびＹ軸駆動機構により光硬化性樹脂供給装置の下方に移動し、基板６に光硬化性樹脂を塗布する。その後ボンディングステージ２は、ボンディング位置に移動する。
【００２６】
他方、ボンディングヘッド３はチップ供給位置で、チップ７へ下降近接し、吸引装置が動作する。真空吸引される。これによりチップ７は、ボンディングツール部１１の吸着面２１に吸着保持され、上方へ移動しボンディングステージ２の移動を待っている。尚、実施例でチップ７は、０．３ｍｍ角のチップを利用している。
【００２７】
ボンディングステージ２が、ボンディングヘッド３の下方に来ると、ボンディングヘッド３は、Ｚ軸駆動機構３１により下降し、チップ７が基板６に当接する。このとき紫外線供給装置３２が動作し、ＵＶ光源より、紫外線が光ファイバケーブル４０を通り、出射口４３より出射され、チップ７付近の光硬化性樹脂９に照射される。この状態を示すのが図９であり、同図中下向きの矢印が紫外線を示している。
【００２８】
この時、ボンディングには一定の加圧が必要であるので、ボンディングヘッド３は、Ｚ軸駆動機構３１により若干下降されている。この際、加圧が強すぎると基板６やチップ７の破壊、バンプの破壊による短絡等の不都合が生じる危険があるため、ボンディングのための加圧は、Ｚ軸駆動機構３１の下降動作に強制的に従うもので無く、装備されたウエイト２２を含む加圧調整シャフト３３の重さの範囲内でロードセル２５の荷重検出に従って調整され加圧されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を発揮する。
チップを基板等に光硬化性樹脂を用いて実装するボンディング装置のボンディングヘッドにおいて、光照射をボンディングヘッドのチップ吸着部材により、行なうものであるので、本発明に係る光照射用ボンディングヘッドは、一つのヘッドによりチップのハンドリング、チップへの加圧及び光硬化性樹脂への光照射の役割を果たすことができ、ボンディングの動作工程を減少させることができ、ボンディングスピードの向上およびチップの搭載精度の向上を図ることができるものとなった。
【００３０】
又、第二実施例の効果ではあるが、チップ吸着部材となるツールヘッド１５を装備し、該ツールヘッド１５を金属製円筒１６の内部に細い光ファイバ１７を束ねて接着剤で接着したもの埋め、中央に吸引通路としての通気パイプ１８が入れたものとすることにより、チップ吸着面２１に光硬化性樹脂が付着したような場合交換可能であり便利である。
【００３１】
また、第三実施例の効果であるが、レンズを配置しているため、集光レンズを用いれば、低出力の紫外線照射装置で高いパワー密度の紫外線照射を行うことができ、その結果、樹脂硬化時間を短くすることが可能であるばかりか、拡散レンズを使用すれば、照射エリアを広げることもできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボンディングヘッドの一実施例を示す概略断面図
【図２】同ボンディングツール部分の断面図
【図３】通気パイプと光ファイバの関係を示す説明図
【図４】ボンディングツール部分の第二実施例を示す断面図
【図５】第二実施例におけるツールヘッドを示す断面図
【図６】同ツールヘッドと光ファイバとの関係を示す断面図
【図７】ボンディングツール部分の第三実施例を示す断面図
【図８】同側面図
【図９】ボンディング方法を示す説明図
【図１０】ボンディング装置の概要を示す側面図
【図１１】従来の光硬化性絶縁樹脂による実装方式の動作説明図
【符号の説明】
１．．．．．．ボンディング装置
２．．．．．．ボンディングステージ
３．．．．．．ボンディングヘッド
４．．．．．．吸着ヘッド
５．．．．．．加圧ヘッド
６．．．．．．基板
７．．．．．．チップ
８．．．．．．バンプ
９．．．．．．光硬化性樹脂
１０．．．．．従来方式の光照射装置
１１．．．．．ボンディングツール部
１２．．．．．金属製保持器
１３．．．．．石英ガラス
１４．．．．．真空配管用継手
１５．．．．．ツールヘッド
１６．．．．．金属製円筒
１７．．．．．光ファイバ
１８．．．．．通気パイプ
１９．．．．．通気孔
２０．．．．．空部
２１．．．．．チップ吸着面
２２．．．．．ウエイト
２３．．．．．上限センサ
２４．．．．．保持部材
２５．．．．．ロードセル
２６、２７．．スライドユニット
２８．．．．．ボール
３１．．．．．Ｚ軸駆動機構
３２．．．．．紫外線供給装置
３３．．．．．加圧調整シャフト
４０．．．．．光ファイバケーブル
４１、４２．．ケーブル保持体
４３．．．．．出射口
５０．．．．．真空室
５１．．．．．通気口
５２．．．．．集光レンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bonding apparatus using an adhesive (photocurable insulating resin) that is cured by light such as ultraviolet light (UV light) to mount a chip such as a semiconductor on a substrate or the like, and to handle and bond the chip as a work. The present invention relates to an improvement of a bonding head for performing the following.
[0002]
[Prior art]
The bonding device 1, as shown in FIG. 10, the substrate and the bonding stage 2 which is movable in the mounting fixed x-axis and y-axis, and transferred to the substrate by suction tip, Bondi emissions Guheddo performing bonding There are three. Then, as a bonding method, stud bumps are arranged at the connection point between the substrate and the chip, a photocurable resin is applied near the stud bumps, and the resin is cured by irradiating the photocurable resin with ultraviolet rays. There was a mounting method for bonding chips.
[0003]
As a mounting method using this photocurable resin, there has been an apparatus described in Japanese Patent Publication No. 6-80704. In this apparatus, as shown in FIG. 11A, a substrate 6 is placed on a bonding stage 2, a photo-curable resin 9 is applied to the vicinity of stud bumps 8 on the upper surface of the substrate 6, and the suction head 4 is applied from above. To supply the chip 7 adsorbed to the substrate.
[0004]
Thereafter, as shown in FIG. 11B, the suction head 4 retreats while leaving the chip 7 on the substrate 6, and the pressing head 5 presses the chip 7 from above, while the conventional head moves from below the bonding stage 2. The chip 7 is mounted on the substrate 6 by bringing the light irradiating device 10 into close proximity and curing the light by irradiating the light onto the photocurable resin 9.
[0005]
However, in such a mounting method, if not only the bonding stage 2 but also the substrate 6 is not transparent, light from the light irradiation device 10 (upward thin arrow in FIG. The type of the substrate 7 and the bonding stage 2 were limited, and the device lacked versatility.
[0006]
Further, a method of irradiating the light irradiation device from the side rather than from below may be considered. According to this method, a light irradiation device is separately provided, although the bonding stage 2 and the substrate 6 are not limited. Need to be moved and controlled.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems. In addition to the suction and pressure of the chip, the bonding head itself also has a role of a light irradiation device, and emits light such as ultraviolet light from directly above the semiconductor chip or the like. The bonding head adopts a mounting method that irradiates and cures the photo-curable resin, so that handling of the chip, pressurization of the chip, and irradiation of light such as ultraviolet rays to the photo-curable resin can be performed with the same tool. It is an object of the present invention to reduce the number of bonding operation steps, improve bonding speed, and improve chip mounting accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the problems, the bonding head Bondi in g apparatus implemented using a photo-curable resin to a substrate such as a chip, the chip suction hole on the light emitting side of the optical fiber cable connected to the light source A chip suction unit having a chip suction unit, the chip suction unit is configured by bundling optical fibers , and a suction path connected to a suction device and formed to a chip suction hole is formed between the bundled optical fibers. To provide a bonding head for light irradiation.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 schematically shows a bonding apparatus 1 in which an example of the present invention is used. In FIG. 10, reference numeral 3 denotes a bonding head, and the bonding head 3 has a Z-axis driving mechanism 31 for performing an up-and-down operation. An ultraviolet light supply device 32 is provided.
[0010]
The bonding head 3 includes an optical fiber cable 40 serving as an optical path and cable holders 41 and 42 for holding the optical fiber cable 40, as shown in a schematic sectional view of the bonding head in FIG. Is held by a metal retainer 12 and a pressure adjusting shaft 33 thereof, and these are mounted on a Z-axis drive mechanism 31 as clearly shown in FIG. The optical fiber cable 40 is slidably held with respect to the cable supports 41 and 42.
[0011]
One end of the optical fiber cable 40 is connected to a light source (not shown) of the ultraviolet ray supply device 32. The emission port 43 at the other end protrudes from the lower end of the cable holder 41, penetrates the space 20 of the pressure adjusting shaft 33 that holds the bonding tool part 11, and is fixed to the metal holder 12 that constitutes the bonding tool part 11. Thus, a chip suction surface 21 serving as a chip suction unit is configured.
[0012]
Chip suction unit, as a matter of course can be formed at the exit port 43 itself of the optical fiber cable 40 as in this embodiment, the light as shown in the second embodiment (FIGS. 4-6) Even if a separate member is attached to the tip of the fiber cable 40, or if there is a gap between the fiber cable 40 and the exit port 43 as in the third embodiment (FIGS. 7 and 8), the optical fiber It suffices to satisfy the condition that it exists on the emission direction side of the cable 40. It is needless to say that the chip suction portion is also a part of the optical path.
[0013]
Although not shown in the embodiment appearing in FIGS. 1 to 3, the chip suction surface 21, i.e. the exit port 43 of the optical fiber cable 40, the vent holes appearing in the second embodiment of FIGS. 4 to 6 By equipping the quartz glass 13 with an opening, the planar accuracy of the chip suction surface 21 can be improved. In this case, the quartz glass 13 also forms a part of the optical path.
[0014]
The bonding tool part 11 is formed at the lower end of the pressure adjustment shaft 33 with the metal holder 12 fixed and separated from the cable holders 41 and 42 as a body. However, it is arranged and fixed so as to irradiate immediately below. A ventilation pipe 18 connected to a vacuum suction device (not shown) is passed between the optical fibers 17 of the optical fiber cable 40, and the tip of the ventilation pipe 18 is a ventilation hole 19 of the chip suction surface 21.
[0015]
4 to 6 show a second embodiment of the bonding tool 11 portion, the tip of the optical fiber cable 40, in which the tool head 15 to be a chip suction member connected integrally is equipped . As shown in FIG. 5, the tool head 15 has a thin optical fiber 17 bundled in a metal cylinder 16 and buried with an adhesive, and a ventilation pipe 18 as a suction passage is inserted in the center.
[0016]
The suction passage does not need a member such as a pipe, and may be a hole that can serve as a ventilation passage leading to the ventilation hole 19 as shown in FIG. In this case, the bonding of the optical fiber 17 must be able to secure a vacuum. A quartz glass 13 having a vent hole at the center as shown in FIG. 6 is adhered to the chip suction surface 21 of the tool head 15 so that the planar accuracy of the chip suction surface 21 can be improved.
[0017]
As a result, when vacuum suction is performed by a separate vacuum suction device, the vacuum suction is performed through the depressurized ventilation pipe 18, and the semiconductor chip 7 is sucked and held in the ventilation hole 19 at the tip of the ventilation pipe 18.
[0018]
7 through FIG. 8 shows a third embodiment of the bonding tool 11 portion, one end of the optical fiber cable 40 is connected to the light source of the ultraviolet ray supplying device 32 (not shown.). The emission port 43 at the other end protrudes from the lower end of the cable holder 41, and emits light to the empty space 20 of the pressure adjustment shaft 33 provided directly above the vacuum chamber 50 of the bonding tool unit 11, and the chip suction surface 21. It is inserted with a direction toward.
[0019]
As is clear from FIG. 7, the bonding tool part 11 is formed at the lower end of the pressure adjusting shaft 33 with the metal retainer 12 fixed and separated from the cable holders 41 and 42 as a body. A vacuum chamber 50 is formed. A condensing lens 52 is disposed above the vacuum chamber 50 and immediately below the exit port 43 of the optical fiber cable 40, and a vent port 51 connected to the joint 14 for vacuum piping is opened on the side surface. Vacuum suction is performed from the joint 14 by a suction device (not shown).
[0020]
A tool head 15 serving as a chip suction member is provided below the vacuum chamber 50. The tool head 15 is formed by bundling a thin optical fiber 17 in a metal cylinder 16 and filling it with an adhesive, and a ventilation pipe 18 as a suction passage is inserted in the center. As in the case of the second embodiment, the suction passage does not require a member such as a pipe, but may be a hole that can serve as a suction passage. Must be able to secure a vacuum.
[0021]
As a result, when vacuum suction is performed from the vacuum pipe joint 14, the inside of the vacuum chamber 50 is decompressed and sucked from the ventilation pipe 18 to suck and hold the semiconductor chip 7 at the tip of the ventilation pipe 18.
[0022]
The vertical movement of the bonding head 3 is basically performed by the Z-axis drive mechanism 31, but the adjustment of the pressing force during bonding is performed by the weight 22 mounted on the pressure adjustment shaft 33 and the holding member 24 of the pressure adjustment shaft 33. This is performed by the attached load cell 25. Explaining this relationship, the pressure adjusting shaft 33 having the bonding tool portion 11 can be moved up and down with respect to the holding member 24 by the slide units 26 and 27 and is mounted on the ball 28 of the load cell 25. Are located. Here, the holding member 24 moves up and down according to the Z-axis drive mechanism 31 in a fixed state with the cable holding bodies 41 and 42.
[0023]
Here, when the holding member 24 is lowered by the operation of the Z-axis drive mechanism 31, the pressure adjusting shaft 33 is also first lowered together, and when the sucked chip 7 comes into contact with the substrate 6, the pressure adjusting shaft 33 is lowered. The descent of 33 stops. When the holding member 24 continues to descend from this point, the load detected by the load cell 25 decreases, and the load applied to the chip 7 and the substrate 6 increases. When the detected value of the load cell 25 becomes 0, it means that the entire load of the pressure adjusting shaft 33 including the weight 22 has been applied to the chip 7 and the substrate 6.
[0024]
When the holding member 24 is further lowered, the pressure adjusting shaft 33 is separated from the ball 28 of the load cell 25, and thus the load does not increase. Therefore, when a higher load is required, the weight 22 is increased to increase the weight. That is, the load is set within the entire weight range in which the weight 22 is attached to the pressure adjusting shaft 33, and the lowering of the holding member 24 is controlled by the load cell 25 while feeding back the actual load value. The upper limit sensor 23 prevents the holding unit 24 from lowering unnecessarily due to a setting error or the like.
[0025]
Hereinafter, the operation of the bonding apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described. The bonding stage 2 on which the substrate 6 is mounted is moved below the photocurable resin supply device by the X-axis and Y-axis driving mechanisms, and applies the photocurable resin to the substrate 6. Thereafter, the bonding stage 2 moves to the bonding position.
[0026]
On the other hand, the bonding head 3 descends and approaches the chip 7 at the chip supply position, and the suction device operates. Vacuum suction is applied. As a result, the chip 7 is sucked and held on the suction surface 21 of the bonding tool unit 11, moves upward, and waits for the movement of the bonding stage 2. In the embodiment, the chip 7 is a 0.3 mm square chip.
[0027]
When the bonding stage 2 comes below the bonding head 3, the bonding head 3 is lowered by the Z-axis driving mechanism 31, and the chip 7 comes into contact with the substrate 6. At this time, the ultraviolet ray supply device 32 operates, and ultraviolet rays are emitted from the UV light source through the optical fiber cable 40, emitted from the emission port 43, and irradiated on the photocurable resin 9 near the chip 7. FIG. 9 shows this state, in which a downward arrow indicates ultraviolet light.
[0028]
At this time, since a certain pressure is required for bonding, the bonding head 3 is slightly lowered by the Z-axis drive mechanism 31. At this time, if the pressure is too strong, there is a risk of inconvenience such as breakage of the substrate 6 or the chip 7 or short-circuit due to the breakage of the bumps. The pressure is adjusted and pressurized according to the load detection of the load cell 25 within the range of the weight of the pressure adjusting shaft 33 including the weight 22 provided.
[0029]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
In bonding head Bondi in g apparatus implemented using a photo-curable resin to a substrate such as a chip, the chip suction members of the bonding head with light irradiation, since it performs light irradiation for bonding head according to the present invention One head can handle chip handling, pressurize the chip, and irradiate light to the photo-curable resin, reducing the number of bonding operations, improving bonding speed and mounting the chip. The accuracy can be improved.
[0030]
In addition, the effect of the second embodiment is that a tool head 15 serving as a chip suction member is provided, and the tool head 15 is bundled with a thin optical fiber 17 bundled in a metal cylinder 16 and adhered with an adhesive. By inserting a ventilation pipe 18 as a suction passage at the center, it is possible to exchange the photo-curable resin when the chip-adsorbing surface 21 adheres to the chip-adsorbing surface 21 and it is convenient.
[0031]
In addition, the effect of the third embodiment is that, since a lens is arranged, if a condenser lens is used, a low-power ultraviolet irradiation device can perform ultraviolet irradiation with high power density, and as a result, the resin Not only can the curing time be shortened, but the use of a diffusing lens can also increase the irradiation area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a bonding head. FIG. 2 is a sectional view of the bonding tool part. FIG. 3 is an explanatory view showing a relationship between a ventilation pipe and an optical fiber. FIG. FIG. 5 is a sectional view showing a tool head in a second embodiment. FIG. 6 is a sectional view showing the relationship between the tool head and an optical fiber. FIG. 7 is a third embodiment of a bonding tool portion. FIG. 8 is a side view showing an example. FIG. 8 is a side view showing the bonding method. FIG. 10 is an explanatory view showing a bonding method. FIG. 10 is a side view showing an outline of a bonding apparatus. Explanation diagram [Explanation of reference numerals]
1. . . . . . 1. Bonding device . . . . . 2. Bonding stage . . . . . 3. Bonding head . . . . . Suction head5. . . . . . Pressure head 6. . . . . . Substrate 7. . . . . . Chip 8. . . . . . Bump 9. . . . . . Photocurable resin 10. . . . . Light irradiation device of conventional type 11. . . . . Bonding tool unit 12. . . . . Metal cage 13. . . . . Quartz glass 14. . . . . 14. Fitting for vacuum piping . . . . Tool head16. . . . . Metal cylinder 17. . . . . Optical fiber 18. . . . . Ventilation pipe 19. . . . . Vent hole 20. . . . . Empty part 21. . . . . Chip suction surface 22. . . . . Weight23. . . . . Upper limit sensor 24. . . . . Holding member 25. . . . . Load cells 26, 27. . Slide unit 28. . . . . Ball 31. . . . . Z-axis drive mechanism 32. . . . . UV supply device 33. . . . . Pressure adjusting shaft 40. . . . . Optical fiber cables 41, 42. . Cable holder 43. . . . . Outlet 50. . . . . Vacuum chamber 51. . . . . Vent 52. . . . . Condenser lens

Claims

In bonding head Bondi in g apparatus implemented using a photo-curable resin to a substrate such as a chip, to form a chip suction unit having a chip suction hole on the light emitting side of the optical fiber cable connected to the light source, the A bonding head for light irradiation, wherein a chip suction portion is formed by bundling optical fibers , and a suction passage connected to a suction device and leading to a chip suction hole is formed between the bundled optical fibers .