JP3648668B2 - ボンディングツール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボンディング対象の半導体チップ等を加熱及び加圧して回路基板等に接合するボンディング装置におけるボンディングツールの改良に関するものであり、詳しくは複数に分岐させた電力供給手段から直接電力が供給され加熱されるボンディングツールへの熱電対の取付手段に特徴を有するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりボンディングツールの温度制御を行うため、熱電対をボンディングツールに取り付けるものが知られている。一般的にはボンディングツールに一つの熱電対を使用するのが通常であるが、公開実用新案公報(実開平1−58937号)記載のように複数のヒータを使用するものについては2つの熱電対を接続するものも知られている。
【0003】
上記のように二つの熱電対を使用する場合の熱電対21,22の接続位置は図9に示すように片側に設定するのが一般的である。
【0004】
ところで近年ボンディングツールの加熱手段として別設のヒータを用いずボンディングツール自体に直接電力を供給し、ボンディングツール自体を発熱させるものが用いられるようになっている。熱圧着用セラミックヒートツールと称されるものもかようなボンディングツールである。このような加熱手段をとる場合にボンディングツールの温度分布のばらつきを抑えるため電力供給ケーブルを幾つかに分岐させることが考えられる。
【0005】
例えば、電力供給ケーブルを二股に分岐させた場合、各二線接続となり、第一乃至第四の電極が存在することになる。例えば図9のように接続された場合、二つの熱電対21、22を第三の電極13と第四の電極14側に取り付けてあると、第一の電極11又は第二の電極12が接続不良を起こしたときに、2つの熱電対21、22を利用していたとしても、加熱不良が検知できない。逆に熱電対21、22を第一の電極11と第二の電極12側に取り付けると第三の電極13又は第四の電極14の接触不良による加熱不良が検知できないという問題点が生じる。
【0006】
第一乃至第四の電極の中で、例えば第一の電極11が接触不良の場合、ヒータ通電を行なうと第一の電極11付近のヒータ面が、他の面と比べ、温度が低くなりヒータ面全体の均一温度分布がくずれることになる。そしてこのまま使用を継続することはボンディングツールを損傷するおそれがあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、如上のような問題点を熱電対の取付位置により解決し、熱電対の起電力差から表面温度の不均一を判定して、熱圧着半導体等の基板等への接合不良をも検知し、さらにはボンディングツール自体の損傷を未然に防ごうとするボンディングツールを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、ボンディング対象チップを加熱及び加圧して基板等に接合するボンディングツールにおいて、複数に分岐させた電力供給手段からボンディングツールに直接電力を供給してボンディングツール自体を加熱する手段と、対になった熱電対からなり、対の一方の熱電対をボンディングツールの所望位置に取り付けると同時に他の熱電対をそれと反対側に取り付けてなる温度検知手段とを採用した。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施例とともに本発明の実施の形態について説明する。図1が、本発明に係るボンディングツールを有するボンディング装置の概要を示す斜視図であり、該ボンディング装置は、ボンディング対象チップである半導体チップ3を、加熱及び加圧して基板2に接合するボンディングツール1、ボンディングツール1の先端に装着され、半導体チップ3を吸着保持するツールヘッド4を有する。
【0010】
ボンディングツール1は、図示されていないZ軸駆動機構及びΘ軸駆動機構により、基板2に対して上下方向の移動及び水平方向の角度調整可能とされている。尚、基板2は、図示されていない基板ステージにてXY軸方向に移動可能とされている。
【0011】
本実施例において、ボンディングツール1は、電気抵抗の大きい炭化珪素の熱圧着用セラミックからなるものを利用している。この素材は電気抵抗が非常に大きく、小さな電圧で大きな熱量を得られるため選定されているが、ボンディングツール1の素材は加熱に適する素材であればよく、セラミック以外の材質のボンディングツールでもよい。尚、ツールヘッド4は半導体チップ3に対応して交換可能なもので、従来より利用されているものである。
【0012】
ボンディングツール1には、複数に分岐させた電力供給手段であるケーブル5からボンディングツール1に直接電力を供給してボンディングツール1自体を加熱する。図1に従って説明すれば、ボンディングツール1には、加熱電力供給用のケーブル5が、図1中左右より接続されている。更に、ボンディングツール1には、図1中左右両側より熱電対21、22が接続されている。
【0013】
温度検知手段は、対になった熱電対からなり、対の一方の熱電対をボンディングツール1の所望位置に取り付けると同時に他の熱電対をそれと反対側に取り付けてなる。第一の熱電対と第二の熱電対をともに温度フィードバックとして制御に用い、第一の熱電対と第二の熱電対の起電力の差に閾値を設けるような比較回路を追加することにより加熱不良を検出する。
【0014】
図2は、第一実施例に係るボンディングツール1を下面より観察した状態の説明図であり、電源6から図中左右に分かれたケーブル5は、ボンディングツール1手前で二股に分岐し、ボンディングツール1の左右の側面の端近くに設けられた四つの電極、すなわち第1の電極11、第二の電極12、第三の電極13、及び第四の電極14に接続されている。
【0015】
図2では電極11,12,13,14は、ボンディングツール1の側面(図1中左右の側面)に設けられているが、図7に示す第六実施例のようにボンディングツール1の先端面に設けられていても良く、図示されていないが、ボンディングツール1の前後側面に設けられていても良い。
【0016】
そして、図2の例では熱電対は二つ用いられており、第一の電極11と第二の電極12の中間位置のボンディングツール1側面に第一の熱電対21が取り付けられており、反対側の面となる第三の電極13と第四の電極14との中間位置に第二の熱電対22が取り付けられている。これにより第一の熱電対21により第一の電極11と第二の電極12の接続不良が検出可能となり、第二の熱電対22により第三の電極13と第四の電極14の接続不良が検出可能となる。
【0017】
図3は、第二実施例に係るボンディングツール1を下面より観察した状態の説明図であり、第一実施例との差は、熱電対21、22の取付位置の相違である。すなわち、熱電対は二つ用いられており、第一の電極11と第三の電極13との中間位置のボンディングツール1側面に第一の熱電対21が取り付けられており、反対側の面となる第二の電極12と第三の電極13との中間位置に第二の熱電対22が取り付けられている。これにより第一の熱電対21により第一の電極11と第三の電極13の接続不良が検出可能となり、第二の熱電対22により第二の電極12と第四の電極14の接続不良が検出可能となる
【0018】
図4は、第三実施例を示す説明図であり、この実施例では4つの熱電対21,22,23,24が用いられており、第一の熱電対21は、第一の電極11の近くに、第二の熱電対22は第二の電極12の近くに、第三の熱電対23は第三の電極13の近くに、第四の熱電対24は第四の電極14の近くに取り付けられている。各電極11、12、13、14に対応した熱電対21、22、23、24が、それらの接続不良を検出する。
【0019】
図5は、第四実施例に係るボンディングツール1を下面より観察した状態の説明図であり、熱電対は4つ用いられており、第一の電極11と第二の電極12の中間位置のボンディングツール1側面に第一の熱電対21が取り付けられており、反対側の面となる第三の電極13と第四の電極14との中間位置に第二の熱電対22が取り付けられている。更に、第一の電極11と第三の電極13との中間位置のボンディングツール1側面に第三の熱電対23が取り付けられており、反対側の面となる第二の電極12と第三の電極13との中間位置に第四の熱電対24が取り付けられている。
【0020】
図6は第五実施例を示す説明図であり、図4に示される第三実施例の変形である。この実施例では4つの熱電対21,22,23,24が、4つの電極11,12,13,14の近くに取り付けられている点は図4の例と同じであるが、図4の実施例が、電極11,12,13,14と熱電対21、22,23,24が、同一側面に存在するが、図6の実施例では、これらが異なる側面に存在する点で異なっている。各電極11、12、13、14に対応した熱電対21、22、23、24が、それらの接続不良を検出する。
【0021】
【発明の効果】
本発明は、ボンディング対象チップを加熱及び加圧して基板等に接合するボンディングツールにおいて、複数に分岐させた電力供給手段からボンディングツールに直接電力を供給してボンディングツール自体を加熱する手段を採用したとしても、一方の熱電対をボンディングツールの所望位置に取り付けると同時に他の熱電対をそれと反対側に取り付けてなるので、熱電対の起電力の差より表面温度の不均一を判定可能となった。
【0022】
その結果、熱圧着半導体チップの接合不良が検知でき、更に、直接加熱されるボンディングツールの損傷を未然に防止できるものとなった。
【0023】
尚、実施例の効果ではあるが、第三の熱電対、第四の熱電対を追加し、平衡回路を組むことにより温度分布の不均一場所を推定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ボンディング装置の概要を示す斜視図
【図2】第一実施例を下面より観察した状態の説明図
【図3】第二実施例を下面より観察した状態の説明図
【図4】第三実施例を下面より観察した状態の説明図
【図5】第四実施例を下面より観察した状態の説明図
【図6】第五実施例を下面より観察した状態の説明図
【図7】第六実施例を下面より観察した状態の説明図
【図8】従来のボンディング装置の概要を示す斜視図
【図9】従来のボンディングツールを下面より観察した状態の説明図
【符号の説明】
1....ボンディングツール
2....基板
3....半導体チップ
4....ツールヘッド
5....ケーブル
6....電源
11....第一の電極
12....第二の電極
13....第三の電極
14....第四の電極
21....第一の熱電対
22....第二の熱電対
23....第三の熱電対
24....第四の熱電対
Claims (1)
- ボンディング対象チップを加熱及び加圧して基板等に接合するボンディングツールにおいて、複数に分岐させた電力供給手段からボンディングツールに直接電力を供給してボンディングツール自体を加熱する手段と、対になった熱電対からなり、対の一方の熱電対をボンディングツールの所望位置に取り付けると同時に他の熱電対をそれと反対側に取り付けてなる温度検知手段を有することを特徴とするボンディングツール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28287497A JP3648668B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ボンディングツール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28287497A JP3648668B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ボンディングツール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11111786A JPH11111786A (ja) | 1999-04-23 |
JP3648668B2 true JP3648668B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=17658211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28287497A Expired - Fee Related JP3648668B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ボンディングツール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3648668B2 (ja) |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP28287497A patent/JP3648668B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11111786A (ja) | 1999-04-23 |
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