JP4176292B2 - シングルポイントボンディング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルポイントボンディング装置に係り、特にツールのクリーニング手段を備えたシングルポイントボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
シングルポイントボンディング装置として、例えば特開平4−24933号公報、特開平8−153748号公報、特許第2534132号公報等があげられる。このシングルポイントボンディング方法は、リード端部又はリードの切断部側端部をツールで押圧してパッドに個別に接続する。このため、ツール先端は125μm角以下と微細加工である。
【0003】
従来のシングルポイントボンデイング方法を図3により説明する。図3(a)に示すように、テープ50に設けられたリード51の上方よりツール14が下降し、リード51の端部51aに接触すると、図3(b)に示すように、ツール14は前記した下降より緩やかにリード51の先端を押し下げながら下降する。その後、図3(c)に示すように、圧着してボンデイングを行う。なお、図3中、53は回路基板、54はチップ、55はパッドを示す。
【0004】
従来、ツールのクリーニング手段を備えたボンディング装置として、例えば特開平2−248055号公報、特開平7−321143号公報等があげられる。しかし、これらはワイヤボンディング装置である。
【0005】
特開平2−248055号公報は、クリーニング手段として回転する研磨テープ又は砥石を用いている。そこで、ツールのクリーニングを行う場合には、研磨テープ又は砥石にツール先端を押し付けてクリーニングしている。
【0006】
特開平7−321143号公報は、クリーニング手段としてクリーニングステージに配設された洗浄液槽とエアノズルとを備えている。そこで、ツールのクリーニングを行う場合には、ツール先端部を洗浄液槽内の洗浄液に浸漬させ、ツールに超音波振動を与え、その後ツールがボンディングステージに移動する間にエアノズルから吹き出す空気によってツール先端部を拭うようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
特開平2−248055号公報及び特開平7−321143号公報は、ワイヤボンディング装置のツールであるが、研磨テープ又は砥石に押し付けると、ツールの先端が破損又は寿命を縮めてしまう。特に本願発明が対象とするシングルポイントボンディング装置のツールは、前記したように先端が125μm角以下と微細加工である。このため、研磨テープ又は砥石に圧接させたり、又は洗浄液に浸漬させてツールに超音波振動を与えたりすると、ツール先端が欠けてしまい、再度使用することができなくなる。また特開平7−321143号公報のように、ツールを洗浄液に浸漬させてツールに超音波振動を与える方法は、ツールに異物が軽く付着している場合には効果的である。しかし、異物がツールに強く付着している場合には、完全に除去することは困難であった。また、洗浄液を使用することは管理が大変であり、また空気によって拭うと液が飛散し、周りの機構部分に付着し、不具合を起こす要因となる。更に設備するためにもコストがかかり過ぎる。
【0008】
本発明の課題は、ツールへのダメージがなく、本来のツールライフサイクルまでツールを使用することができ、これによって装置稼働率の向上及びツール部材のコストダウンが図れるシングルポイントボンディング装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の第1の手段は、リード端部又はリードの切断部側端部をツールで押圧してパッドに個別に接続するシングルポイントボンディング装置において、前記ツールをクリーニングするためのクリーニングステージを設け、このクリーニングステージ上に製品半導体チップ又は製品半導体チップのパッド表面上処理と同等のチップのクリーニング用チップを固定させたことを特徴とする。
【0010】
上記課題を解決するための本発明の第2の手段は、上記第1の手段において、前記クリーニングステージは、前記リードが設けられたテープをガイドするガイドレールのボンディング装置側のガイドレールとヒートブロック間に設けられ、クリーニングステージの前記ヒートブロック側の上面には、窒素ガス等を噴出するガス噴出穴が設けられていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図1及び図2により説明する。図1に示すように、図示しないリードが設けられたテープ1の両側方をガイドするガイドレール2、3間には、テープ1を加熱するヒートブロック4が配設されている。一方のガイドレール2の外側には、周知の構造よりなるボンディング装置10が配設されている。
【0012】
ボンディング装置10は、概略次のような構成となっている。XY軸方向に駆動されるXYテーブル11上にボンディングヘッド12が搭載されている。ボンディングヘッド12にはボンディングアーム13が上下動可能に設けられ、ボンディングアーム13は図示しないZ軸駆動手段で上下動させられる。ボンディングアーム13の先端部にはツール14が固定されている。
【0013】
ヒートブロック4とガイドレール2間には、クリーニングステージ本体20と、該クリーニングステージ本体20に取付け取外し可能に固定されたクリーニングステージスペーサ21とからなるクリーニングステージ22が配設されている。クリーニングステージ22は、図2に示すように、クリーニング用チップ40を吸着保持するように、垂直にチップ吸着穴23が設けられ、このチップ吸着穴23に連通するように側面より横穴24が設けられている。横穴24にはパイプ接続継手25が固定され、パイプ接続継手25にはパイプ26の一端が接続されている。パイプ26の他端は、図示しないバルブ制御手段を介して図示しない真空ポンプに接続されている。
【0014】
クリーニングステージ22のヒートブロック4側の上面には、垂直にガス噴出穴30が設けられ、このガス噴出穴30に連通するように側面より横穴31が設けられている。横穴31にはパイプ接続継手32が固定され、パイプ接続継手32にはパイプ33の一端が接続されている。パイプ33の他端は、図示しないバルブ制御手段を介して図示しない窒素ガス等のガス供給源に接続されている。
【0015】
なお、前記クリーニング用チップ40は、製品半導体チップ又は製品半導体チップのパッド表面上処理と同等のミラーチップを流用する。
【0016】
次に作用について説明する。図3で説明したように、リード端部51a又はリード51の切断部側端部をツール14で押圧してパッド52に個別に接続するシングルポイントボンディングを行い、予めプログラムで設定された使用回数を越えた時、即ちツール14のクリーニングが必要となった場合には、次のような動作によってツール14のクリーニングが行われる。
【0017】
図1において、テープ1がクリーニングステージ22の上方にない状態で、XYテーブル11が駆動されてツール14はクリーニングステージ22のクリーニング用チップ40の上方に移動させられる。次に図示しないZ軸駆動手段が駆動してボンディングアーム13が下降し、ツール14がクリーニング用チップ40に軽く圧接する。この状態でボンディングアーム13に超音波を印加すると、ツール14の汚れはクリーニング用チップ40に付着し、ツール14はクリーニングされる。
【0018】
一般に、リードは銅箔に金メッキされており、ボンディング時にはリードの金メッキがツール14との摩擦により該ツール14に付着堆積して汚れとなる。このツール14の汚れ、即ち金の堆積は、クリーニング用チップ40との接着性が良いので、前記したようにツール14を軽くクリーニング用チップ40に圧接して超音波を印加すると、ツール14の汚れは容易にクリーニング用チップ40に付着し、ツール14はクリーニングされる。また同時に、ボンディング時に製品部材より排出されるその他の付着した塵も、前記したクリーニングした時に一緒に剥がれ落ちる。
【0019】
このように、クリーニングステージ22上に固定されたクリーニング用チップ40にツール14を軽く圧接して超音波を印加させてクリーニング動作を行うので、先端が125μm角以下と微細加工であっても、ツール14へのダメージがなく、本来のツールライフサイクルまでツール14を使用することができる。これによって装置稼働率の向上及びツール部材のコストダウンが図れる。また異物がツール14に強く付着している場合にも完全に除去することができる。
【0020】
ところで、クリーニングステージ22は、できるだけツール14の近傍に配置した方がクリーニング時におけるツール14の移動量が少なくて好ましい。そこで、本実施の形態は、クリーニングステージ22をヒートブロック4とガイドレール2間に配設した。クリーニング用チップ40は、長時間クリーニングステージ22上にあるので、ヒートブロック4の熱により酸化し易い。そこで、図示しないガス供給源よりパイプ33、パイプ接続継手32、横穴31を通してガス噴出穴30より窒素ガス等を噴出させる。図1(b)に示すように、クリーニング時にはクリーニング用チップ40の上方にテープ1があるので、ガス噴出穴30より噴出した窒素ガス等により、クリーニング用チップ40の上面はガス雰囲気が作られる。これにより、クリーニング用チップ40の酸化をできる限り防止することができる。
【0021】
本実施の形態においては、クリーニングステージ22をクリーニングステージ本体20とクリーニングステージスペーサ21の2体で構成したが、1体であってもよい。しかし、本実施の形態のように2体で構成すると、品種変更の際に製品の半導体チップ厚に合わせてクリーニングステージスペーサ21を交換することにより、製品のボンディングレベルと同等の高さにクリーニング用チップ40の高さを合わせることができる。これにより、製品と同様のボンドパラメータ設定によりクリーニング動作を行い、ツール14に必要以上の負荷を与えないでクリーニングが行える。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、リード端部又はリードの切断部側端部をツールで押圧してパッドに個別に接続するシングルポイントボンディング装置において、前記ツールをクリーニングするためのクリーニングステージを設け、このクリーニングステージ上に製品半導体チップ又は製品半導体チップのパッド表面上処理と同等のチップのクリーニング用チップを固定させたので、ツールへのダメージがなく、本来のツールライフサイクルまでツールを使用することができ、これによって装置稼働率の向上及びツール部材のコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシングルポイントボンディング装置の一実施の形態を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図2】クリーニングステージを示し、(a)は平面拡大図、(b)は(a)のA−A線断面図である。
【図3】従来のシングルポイントボンディング方法の1例を示す工程図である。
【符号の説明】
1 テープ
2、3 ガイドレール
4 ヒートブロック
10 ボンディング装置
11 XYテーブル
12 ボンディングヘッド
13 ボンディングアーム
14 ツール
22 クリーニングステージ
23 チップ吸着穴
30 ガス噴出穴
40 クリーニング用チップ
Claims (2)
- リード端部又はリードの切断部側端部をツールで押圧してパッドに個別に接続するシングルポイントボンディング装置において、前記ツールをクリーニングするためのクリーニングステージを設け、このクリーニングステージ上に製品半導体チップ又は製品半導体チップのパッド表面上処理と同等のチップのクリーニング用チップを固定させたことを特徴とするシングルポイントボンディング装置。
- 前記クリーニングステージは、前記リードが設けられたテープをガイドするガイドレールのボンディング装置側のガイドレールとヒートブロック間に設けられ、クリーニングステージの前記ヒートブロック側の上面には、窒素ガス等を噴出するガス噴出穴が設けられていることを特徴とする請求項1記載のシングルポイントボンディング装置。
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