JP4593176B2 - Bonding apparatus and bonding tool - Google Patents

Bonding apparatus and bonding tool Download PDF

Info

Publication number
JP4593176B2
JP4593176B2 JP2004165285A JP2004165285A JP4593176B2 JP 4593176 B2 JP4593176 B2 JP 4593176B2 JP 2004165285 A JP2004165285 A JP 2004165285A JP 2004165285 A JP2004165285 A JP 2004165285A JP 4593176 B2 JP4593176 B2 JP 4593176B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
horn
bonding
vibrator
vibration
heating means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004165285A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005347507A (en
Inventor
雅史 檜作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2004165285A priority Critical patent/JP4593176B2/en
Publication of JP2005347507A publication Critical patent/JP2005347507A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4593176B2 publication Critical patent/JP4593176B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75343Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure by ultrasonic vibrations
    • H01L2224/75353Ultrasonic horns
    • H01L2224/75355Design, e.g. of the wave guide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01019Potassium [K]

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

本発明は、電子部品などの接合対象物を基板の電極などの被接合面にボンディングする電子部品のボンディング装置およびボンディングツールに関するものである。   The present invention relates to an electronic component bonding apparatus and a bonding tool for bonding an object to be bonded such as an electronic component to a surface to be bonded such as an electrode of a substrate.

電子部品などの接合対象物を基板の電極などの被接合面にボンディングする方法として超音波圧接が知られている。この方法は、電子部品を被接合面に対して押圧しながら電子部品に超音波振動を与え、接合面を微小に振動させて密着させるものである。超音波圧接に用いられるボンディングツールは、振動発生源の振動を電子部品に伝達させる細長形状のホーンを有しており、このホーンに設けられた接合作用部によって電子部品に荷重と振動を作用させながら、電子部品を被接合面に圧着してボンディングする。   As a method for bonding an object to be bonded such as an electronic component to a surface to be bonded such as an electrode of a substrate, ultrasonic pressure welding is known. This method applies ultrasonic vibration to the electronic component while pressing the electronic component against the surface to be bonded, and causes the bonding surface to vibrate minutely to adhere. A bonding tool used for ultrasonic pressure welding has an elongated horn that transmits vibration of a vibration generation source to an electronic component, and a load and vibration are applied to the electronic component by a joint acting portion provided on the horn. However, the electronic component is bonded to the surface to be bonded by pressure bonding.

このようなボンディングツールとして、ホーンにヒータを内蔵したものが知られている(たとえば特許文献1参照)。これにより、ボンディング時に接合作用部を介して電子部品を加熱することができ、ボンディング効率を向上させることができるという利点がある。
特開2000−200961号公報(図3)
As such a bonding tool, one having a built-in heater in a horn is known (for example, see Patent Document 1). Thereby, an electronic component can be heated via a joining action part at the time of bonding, and there exists an advantage that bonding efficiency can be improved.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-200961 (FIG. 3)

ところでホーンにヒータを内蔵したボンディングツールにおいては、ヒータによる加熱作用に加えて振動子自体の発熱のため振動子の温度が上昇し、振動特性が変動する傾向がある。このような振動特性の変動を防止するために、ボンディングツールに振動子冷却機能を備えることが考えられる。この場合、振動子がホーンの片側のみに装着されている場合には、ホーンは振動子側のみが振動子冷却機能によって冷却される。   By the way, in a bonding tool in which a heater is incorporated in a horn, the temperature of the vibrator increases due to the heat generated by the vibrator itself in addition to the heating action of the heater, and the vibration characteristics tend to fluctuate. In order to prevent such fluctuations in vibration characteristics, it is conceivable that the bonding tool has a vibrator cooling function. In this case, when the vibrator is mounted only on one side of the horn, only the vibrator side is cooled by the vibrator cooling function.

ところがこの振動子冷却機能を前述のようにホーン内部にヒータを内蔵したタイプのボンディングツールに設けると、次のような不都合が生じる。すなわち振動子冷却機能は振動子を冷却するのみならず、接合作用部を加熱するために内蔵されたヒータからホーンに伝達される熱を奪う作用を有する。このためホーン内部の温度分布が対称とならず振動子装着側の温度が反対側よりも低くなり、ボンディングツールに温度勾配が生じる。そしてこの温度勾配によるボンディングツールの熱変形によりボンディング品質の低下を招く結果となっていた。   However, when this vibrator cooling function is provided in a bonding tool of a type in which a heater is built in the horn as described above, the following inconvenience occurs. In other words, the vibrator cooling function not only cools the vibrator but also has an action of taking heat transferred from the built-in heater to the horn to heat the bonding operation portion. For this reason, the temperature distribution inside the horn is not symmetric, the temperature on the vibrator mounting side is lower than the opposite side, and a temperature gradient is generated in the bonding tool. The bonding tool deteriorates due to thermal deformation of the bonding tool due to the temperature gradient.

そこで本発明は、ボンディングツール内の温度分布を均一に保ち、高いボンディング品質を確保することができるボンディング装置およびボンディングツールを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a bonding apparatus and a bonding tool that can maintain a uniform temperature distribution in the bonding tool and ensure high bonding quality.

本発明のボンディング装置は、接合対象物に荷重と振動を作用させながらこの接合対象物を被接合面に圧着するボンディング装置であって、前記接合対象物に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記接合対象物に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに対してホーンの長手方向に沿った第1方向に縦振動を付与する振動子と、前記ホーンの前記第1方向の中央部から前記第1方向と略直交する第2方向に突出して設けられた凸状部と、この凸状部の端部に設けられ前記接合対象物に当接する接合作用部と、前記ホーンの第1方向に設けられた装着孔に挿入された加熱手段と、前記加熱手段と振動子との間に設けられ前記振動子を冷却する冷却手段とを備え、前記加熱手段を前記接合作用部の中心よりも前記振動子寄りに配置した。 A bonding apparatus according to the present invention is a bonding apparatus that presses a bonding target against a surface to be bonded while applying a load and vibration to the bonding target, the bonding tool contacting the bonding target, and the bonding tool. The bonding tool includes a horizontally long horn, a vibrator that applies longitudinal vibration to the horn in a first direction along a longitudinal direction of the horn, and the horn. A convex portion provided so as to protrude from a central portion of the first direction in a second direction substantially orthogonal to the first direction, and a bonding action provided at an end portion of the convex portion and contacting the object to be joined A heating means inserted into a mounting hole provided in the first direction of the horn, and a cooling means provided between the heating means and the vibrator for cooling the vibrator. It was placed on the vibrator closer than the center of the bonding working portion.

本発明のボンディングツールは、接合対象物に荷重と振動を作用させながらこの接合対象物を被接合面に圧着するボンディングツールであって、横長のホーンと、このホーンに対してホーンの長手方向に沿った第1方向に縦振動を付与する振動子と、前記ホーンの前記第1方向の中央部から前記第1方向と略直交する第2方向に突出して設けられた凸状部と、この凸状部の端部に設けられ前記接合対象物に当接する接合作用部と、前記ホーンの第1方向に設けられた装着孔に挿入された加熱手段と、前記加熱手段と振動子との間に設けられ前記振動子を冷却する冷却手段とを備え、前記加熱手段を前記接合作用部の中心よりも前記振動子寄りに配置した。 A bonding tool according to the present invention is a bonding tool for pressing a bonding target object on a surface to be bonded while applying a load and vibration to the bonding target object, and a horizontally long horn and a longitudinal direction of the horn with respect to the horn. A vibrator that imparts longitudinal vibration in a first direction along the projection, a convex portion that projects from a central portion of the horn in the first direction in a second direction substantially orthogonal to the first direction, and the convex portion A joining action portion that is provided at an end portion of the shaped portion and contacts the object to be joined, a heating means inserted in a mounting hole provided in the first direction of the horn, and between the heating means and the vibrator Provided with a cooling means for cooling the vibrator, and the heating means is disposed closer to the vibrator than the center of the bonding operation portion.

本発明によれば、接合作用部を介して電子部品を加熱する加熱手段と振動子を冷却するための冷却手段とを備えた構成のボンディングツールにおいて、加熱手段の長手方向の加熱分布の中心位置を接合作用部の中心位置よりも振動子寄りに配置すること等により、ボンディングツール内の温度分布を均一に保ち、高いボンディング精度を確保することができる。   According to the present invention, in a bonding tool having a configuration including a heating unit that heats an electronic component via a bonding unit and a cooling unit that cools a vibrator, the central position of the heating distribution in the longitudinal direction of the heating unit Is disposed closer to the vibrator than the center position of the bonding operation portion, the temperature distribution in the bonding tool can be kept uniform, and high bonding accuracy can be ensured.

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は本発明の一実施の形態のボンディングツールの正面図、図3は本発明の一実施の形態のボンディングツールの平面図、図4は本発明の一実施の形態のボンディングツールの部分断面図、図5は本発明の一実施の形態のボンディングツールの側面図、図6は本発明の一実施の形態のボンディングツールにおける加熱状態の説明図、図7は本発明の一実施の形態のボンディングツールにおける振動子の装着状態の説明図、図8は本発明の一実施の形態のボンディングツールにおける板状部材の結合状態の説明図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a front view of a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a bonding tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of the bonding tool according to an embodiment of the present invention. 4 is a partial cross-sectional view of a bonding tool according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a side view of the bonding tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a bonding tool according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory view of the heating state, FIG. 7 is an explanatory view of the mounting state of the vibrator in the bonding tool according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a state of coupling of the plate-like members in the bonding tool of the embodiment of the present invention. It is explanatory drawing.

まず図1を参照して、ボンディング装置の構造を説明する。このボンディング装置は、接合対象物である半導体チップに荷重と振動を作用させながらこの半導体チップを被接合面である基板に圧着して接合する機能を有するものである。図1において、位置決めテーブル1の上面に設けられた基板保持部2には、基板3が保持されている。基板3には下面に複数のバンプ4aが設けられた半導体チップ4が、超音波ボンディングにより圧着される。   First, the structure of the bonding apparatus will be described with reference to FIG. This bonding apparatus has a function of pressing and bonding a semiconductor chip to a substrate as a bonded surface while applying a load and vibration to the semiconductor chip as a bonding target. In FIG. 1, a substrate 3 is held by a substrate holder 2 provided on the upper surface of the positioning table 1. A semiconductor chip 4 having a plurality of bumps 4a provided on the lower surface thereof is pressed onto the substrate 3 by ultrasonic bonding.

位置決めテーブル1の上方にはボンディング機構が配設されている。ボンディング機構は、昇降押圧機構5によって昇降動作を行う昇降ブロック6の下面に、ボンディングツール7を装着して構成されている。ボンディングツール7は横長の棒状部材であるホーン8を主体としており、ホーン8の1方側の端部には振動子11が装着されている。ホーン8の下面8aの中央部には凸状部9aが設けられており、凸状部9aの端部には接合作用部10が固着されている。接合作用部10の下面は接合対象の半導体チップ4に当接する当接面10aとなっている。   A bonding mechanism is disposed above the positioning table 1. The bonding mechanism is configured by attaching a bonding tool 7 to the lower surface of an elevating block 6 that elevates by an elevating and pressing mechanism 5. The bonding tool 7 is mainly composed of a horn 8 that is a horizontally long rod-like member, and a vibrator 11 is mounted on one end of the horn 8. A convex portion 9 a is provided at the center of the lower surface 8 a of the horn 8, and the bonding action portion 10 is fixed to the end of the convex portion 9 a. The lower surface of the bonding operation portion 10 is an abutting surface 10 a that abuts on the semiconductor chip 4 to be bonded.

ボンディングツール7の当接面10aに半導体チップ4を保持させた状態で、昇降押圧機構5によってボンディングツール7を下降させることにより、半導体チップ4は基板3に対して押圧される。この状態で振動子11を駆動することにより半導体チップ4にはホーン8および接合作用部10を介して荷重と振動が作用し、これにより半導体チップ4は基板3に接合される。したがって、昇降押圧機構5はボンディングツール7を半導体チップ4に押圧する押圧手段となっている。   The semiconductor chip 4 is pressed against the substrate 3 by lowering the bonding tool 7 by the lifting / lowering pressing mechanism 5 in a state where the semiconductor chip 4 is held on the contact surface 10 a of the bonding tool 7. When the vibrator 11 is driven in this state, a load and vibration are applied to the semiconductor chip 4 via the horn 8 and the bonding operation part 10, whereby the semiconductor chip 4 is bonded to the substrate 3. Therefore, the elevation pressing mechanism 5 is a pressing means for pressing the bonding tool 7 against the semiconductor chip 4.

以下、図2、図3、図4、図5を参照してボンディングツール7の構造について説明す
る。ボンディングツール7のホーン8は金属材料(例えばステンレス、アルミニウム、チタン等)等から成り、矩形断面を有する棒状体である。図2に示すように、ホーン8の下面8aにはホーン8の長手方向(第1方向)と直交する第2方向に突出して凸状部9aが設けられている。
Hereinafter, the structure of the bonding tool 7 will be described with reference to FIGS. 2, 3, 4, and 5. The horn 8 of the bonding tool 7 is made of a metal material (for example, stainless steel, aluminum, titanium, etc.) and the like, and is a rod-shaped body having a rectangular cross section. As shown in FIG. 2, the lower surface 8 a of the horn 8 is provided with a convex portion 9 a that protrudes in a second direction orthogonal to the longitudinal direction (first direction) of the horn 8.

ホーン8の一方側の側端部には振動子11がスペーサ12を介してボルト締結されており、振動子11は側面に突出した電極11aを介して振動子駆動部13に接続されている。スペーサ12の機能については後述する。振動子駆動部13によって振動子11を駆動することにより、ホーン8の長手方向に沿った第1方向に縦振動が付与される。したがって振動子11は、ホーン8の長手方向に沿った第1方向に振動を付与する振動付与手段となっている。なおスペーサ12は必須のものではない。   A vibrator 11 is bolted to a side end portion of one side of the horn 8 via a spacer 12, and the vibrator 11 is connected to the vibrator driving unit 13 via an electrode 11 a protruding on the side surface. The function of the spacer 12 will be described later. By driving the vibrator 11 by the vibrator driving unit 13, longitudinal vibration is applied in the first direction along the longitudinal direction of the horn 8. Therefore, the vibrator 11 is a vibration applying unit that applies vibration in the first direction along the longitudinal direction of the horn 8. The spacer 12 is not essential.

図3に示すように、ホーン8の両側の側面8dには、それぞれホーン取り付け用のリブ8cがホーン8から外側に突出して設けられており、リブ8cに設けられた取付穴にボルト(図示省略)を挿入して昇降ブロック6に締結することにより、ホーン8は昇降ブロック6に両持ち支持状態で固定される。昇降ブロック6は、押圧手段である昇降押圧機構5にボンディングツール7を取り付ける取り付け部材となっている。   As shown in FIG. 3, ribs 8c for horn attachment are provided on the side surfaces 8d on both sides of the horn 8 so as to protrude outward from the horn 8, and bolts (not shown) are provided in attachment holes provided in the rib 8c. ) Is fastened to the lifting block 6 and the horn 8 is fixed to the lifting block 6 in a both-end supported state. The raising / lowering block 6 is an attachment member for attaching the bonding tool 7 to the raising / lowering pressing mechanism 5 which is a pressing means.

リブ8cは凸状部9aを中心とした中心振り分位置に配置されており、2つのリブ8cの間の寸法は、振動部分を固定することによる振動の減衰を極小にするために、図2に示すように、振動子11によって付与される縦振動の半波長(L/2)に等しくなるように設定される。なお、当該寸法は振動の減衰が許容できる範囲であればよく、必ずしもL/2に等しくなくてもよい。   The rib 8c is disposed at the center distribution position with the convex portion 9a as the center, and the dimension between the two ribs 8c is shown in FIG. 2 in order to minimize the vibration attenuation caused by fixing the vibration portion. As shown in FIG. 4, the length is set to be equal to the half wavelength (L / 2) of the longitudinal vibration applied by the vibrator 11. In addition, the said dimension should just be the range which can attenuate | dampen a vibration, and does not necessarily need to be equal to L / 2.

図2には、ボンディングツール7の正面図とともに、振動子11によってホーン8に誘起される定在波振動の振幅のグラフを示しており、振動子11をホーン8に応じた適切な周波数で駆動してホーン8に第1方向の縦振動を付与して共振状態を作り出すことにより、ホーン8には図2のグラフに示すような定在波振動が発生する。ホーン8の定在波振動において、リブ8cの位置は水平方向の変位がほとんどない節となり、リブ8cの中心に位置する凸状部9aの位置は水平方向の振幅が最大となる腹に相当する。すなわち、昇降押圧機構5にボンディングツール7を取り付ける昇降ブロック6は、ホーン8に誘起される定在波振動の節を介してホーン8に連結される。そして凸状部9aの振動は当接面10aを介して半導体チップ4に伝達される。   FIG. 2 shows a graph of the amplitude of standing wave vibration induced on the horn 8 by the vibrator 11 together with a front view of the bonding tool 7. The vibrator 11 is driven at an appropriate frequency according to the horn 8. Then, by applying a longitudinal vibration in the first direction to the horn 8 to create a resonance state, a standing wave vibration as shown in the graph of FIG. In the standing wave vibration of the horn 8, the position of the rib 8c is a node with little horizontal displacement, and the position of the convex portion 9a located at the center of the rib 8c corresponds to the antinode where the horizontal amplitude is maximum. . That is, the lifting block 6 for attaching the bonding tool 7 to the lifting and pressing mechanism 5 is connected to the horn 8 via a node of standing wave vibration induced in the horn 8. The vibration of the convex portion 9a is transmitted to the semiconductor chip 4 through the contact surface 10a.

ホーン8において凸状部9aの反対側(第1方向の中心軸に関して対称方向)には、凸状部9aとほぼ同一形状で凸出した振動バランス部9bが設けられている。振動バランス部9bは、ボンディングツール7において、主として質量バランスを保つことによりホーン8の上下の振動バランスを保つために設けられており、この振動バランス部9bにより、ホーン8の振動分布および質量分布は第1方向の中心軸に対してほぼ対称となり、均一な振動伝達が確保される。   On the opposite side of the convex portion 9a in the horn 8 (a symmetric direction with respect to the central axis in the first direction), a vibration balance portion 9b protruding substantially in the same shape as the convex portion 9a is provided. The vibration balance portion 9b is provided in the bonding tool 7 in order to maintain the vibration balance of the horn 8 mainly by maintaining the mass balance. The vibration balance portion 9b allows the vibration distribution and the mass distribution of the horn 8 to be maintained. It becomes almost symmetrical with respect to the central axis in the first direction, and uniform vibration transmission is ensured.

ホーン8の内部にはホーン上面に開孔した吸引孔8bが設けられている。吸引孔8bの一端部はホーン8の右端に設けられた埋め栓18によって閉塞され、他端部は凸状部9aに設けられた内部空間9cに連通している(図5参照)。更に内部空間9cは接合作用部10に設けられた吸着孔10bに連通している。吸引孔8bはホーン8の上面に当接したパッド14を介して真空吸引源15に接続されており、真空吸引源15を駆動することにより吸着孔10bから真空吸引し、これにより当接面10aに当接した半導体チップ4は当接面10aに真空吸着により保持される。   Inside the horn 8, there is provided a suction hole 8b opened on the top surface of the horn. One end of the suction hole 8b is closed by a plug 18 provided at the right end of the horn 8, and the other end communicates with an internal space 9c provided in the convex portion 9a (see FIG. 5). Further, the internal space 9 c communicates with the suction hole 10 b provided in the bonding operation portion 10. The suction hole 8b is connected to a vacuum suction source 15 via a pad 14 that is in contact with the upper surface of the horn 8. By driving the vacuum suction source 15, vacuum suction is performed from the suction hole 10b, and thereby the contact surface 10a. The semiconductor chip 4 that is in contact with is held on the contact surface 10a by vacuum suction.

ホーン8に振動子11が結合された左端面近傍には、複数のスリット8eが長手方向に
直交する水平方向(図2において紙面に垂直方向)に設けられている。各スリット8eは、ホーン8に垂直に設けられたエア流路孔8fおよびホーン8の上面に当接したパッド16を介してエア供給源17に接続されている。エア供給源17を駆動することによりスリット8eからエアが噴出され、これによりスリット8e近傍のホーン8は空冷作用により冷却される。なお、パッド16はシリコーン樹脂などの柔軟な樹脂からなっているので、ボンディングツール7の振動を阻害しにくい。
In the vicinity of the left end surface where the vibrator 11 is coupled to the horn 8, a plurality of slits 8 e are provided in a horizontal direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 2) perpendicular to the longitudinal direction. Each slit 8 e is connected to an air supply source 17 through an air flow path hole 8 f provided perpendicular to the horn 8 and a pad 16 in contact with the upper surface of the horn 8. Driving the air supply source 17 causes air to be ejected from the slit 8e, whereby the horn 8 in the vicinity of the slit 8e is cooled by air cooling. Since the pad 16 is made of a flexible resin such as a silicone resin, it is difficult to hinder the vibration of the bonding tool 7.

そしてこの冷却効果により、以下に説明する加熱手段によってホーン8を加熱する際に、加熱手段からの伝熱による振動子11の昇温が防止され、振動子11の温度変動による振動特性の変動を防止することができるようになっている。スリット8e、エア流路孔8fおよびエア供給源17は、加熱手段と振動子11との間に設けられ振動子11を冷却する冷却手段となっている。   Due to this cooling effect, when the horn 8 is heated by the heating means described below, the temperature rise of the vibrator 11 due to heat transfer from the heating means is prevented, and fluctuations in vibration characteristics due to temperature fluctuations of the vibrator 11 are prevented. It can be prevented. The slit 8e, the air flow path hole 8f, and the air supply source 17 are provided between the heating unit and the vibrator 11, and serve as a cooling unit that cools the vibrator 11.

次に、ホーン8の内部に設けられた加熱手段および測温手段について説明する。図2に示すように、ホーン8の内部には、右端面からリード線22、23が第1方向に挿入されている。リード線22、23はそれぞれ電気部品であるヒータ19、熱電対20を外部の加熱電源部25と接続するための電気配線であり、樹脂製のクッション24を介してブラケット26に結合されている。ブラケット26は金属の薄い板部材であり、ボルト28によって昇降ブロック6に締結されている。昇降ブロック6とブラケット26との間には、ワッシャ27が介在しており、昇降ブロック6とブラケット26との直接の接触を防止するようにしている。   Next, heating means and temperature measuring means provided in the horn 8 will be described. As shown in FIG. 2, lead wires 22 and 23 are inserted into the horn 8 from the right end surface in the first direction. The lead wires 22 and 23 are electric wirings for connecting the heater 19 and the thermocouple 20, which are electric components, to the external heating power supply unit 25, respectively, and are coupled to the bracket 26 via a resin cushion 24. The bracket 26 is a thin metal plate member and is fastened to the elevating block 6 by bolts 28. A washer 27 is interposed between the lifting block 6 and the bracket 26 to prevent direct contact between the lifting block 6 and the bracket 26.

図4に示すように、ヒータ19、熱電対20はそれぞれホーン8の右半部にホーン8の長手方向(第1方向)に沿って設けられた円形断面の装着孔8g、8h内に挿入されている。図5に示すように、装着孔8g、8hはいずれもホーン8の第1方向に直交する断面内において、吸引孔8bと重ならない位置に設けられている。なお図4においてハッチングで示す断面は、図5における折れ線aに沿った断面を示している。   As shown in FIG. 4, the heater 19 and the thermocouple 20 are respectively inserted into mounting holes 8g and 8h having a circular cross section provided in the right half of the horn 8 along the longitudinal direction (first direction) of the horn 8. ing. As shown in FIG. 5, the mounting holes 8g and 8h are provided at positions that do not overlap with the suction hole 8b in the cross section perpendicular to the first direction of the horn 8. Note that a cross section indicated by hatching in FIG. 4 indicates a cross section along the broken line a in FIG.

装着孔8g内に第1方向に挿入されたヒータ19は棒状の加熱手段であり、ヒータ19を作動させることによりホーン8が加熱され、これにより接合作用部10の当接面10aを介して半導体チップ4が加熱される。この加熱により、ボンディング動作において半導体チップ4の基板3への圧着を短時間で効率よく行うことができる。   The heater 19 inserted in the first direction into the mounting hole 8g is a rod-shaped heating means, and the horn 8 is heated by operating the heater 19, whereby the semiconductor is connected via the contact surface 10a of the joining portion 10. The chip 4 is heated. By this heating, it is possible to efficiently perform the pressure bonding of the semiconductor chip 4 to the substrate 3 in a bonding operation in a short time.

ヒータ19を連続して作動させると、ヒータ19から発生した熱はホーン8を伝わって振動子11に伝達され、振動子11を昇温させる。振動子11の昇温は振動特性の変動を招く要因となることから、振動子11への伝熱はできるだけ抑制することが望ましい。このため、本実施の形態に示すホーン8においては、前述のように振動子11の伝熱方向の手前側にスリット8eを設け、パッド16を介して供給されたエアをスリット8eから吹き出させることにより、ホーン8を介して伝達される熱をスリット8eによって放散して、振動子11への伝熱量を極力少なくするようにしている。   When the heater 19 is continuously operated, the heat generated from the heater 19 is transmitted to the vibrator 11 through the horn 8 and raises the temperature of the vibrator 11. Since the temperature rise of the vibrator 11 causes a variation in vibration characteristics, it is desirable to suppress heat transfer to the vibrator 11 as much as possible. For this reason, in the horn 8 shown in the present embodiment, as described above, the slit 8e is provided on the near side in the heat transfer direction of the vibrator 11, and the air supplied through the pad 16 is blown out from the slit 8e. Thus, the heat transmitted through the horn 8 is dissipated by the slit 8e so that the amount of heat transferred to the vibrator 11 is minimized.

装着孔8h内に第1方向に挿入された熱電対20は棒状の測温手段であり、ヒータ19による加熱時に接合作用部10の温度を測定する。この温度測定は、接合作用部10の直近位置においてホーン8内部の温度を測定することにより行われる。熱電対20によって測定された温度信号はリード線23を介して加熱電源部25(図2)の温調ユニットにフィードバックされ、ヒータ19はこの温度測定結果に基づいてフィードバック制御される。これにより、接合作用部10の温度は設定温度に保持され、半導体チップ4は当接面10aを介しての伝熱によって所定温度まで加熱される。   The thermocouple 20 inserted in the mounting hole 8h in the first direction is a rod-shaped temperature measuring means, and measures the temperature of the bonding portion 10 when heated by the heater 19. This temperature measurement is performed by measuring the temperature inside the horn 8 at the closest position of the bonding operation portion 10. The temperature signal measured by the thermocouple 20 is fed back to the temperature control unit of the heating power supply unit 25 (FIG. 2) via the lead wire 23, and the heater 19 is feedback-controlled based on the temperature measurement result. Thereby, the temperature of the joining action part 10 is hold | maintained at preset temperature, and the semiconductor chip 4 is heated to predetermined temperature by the heat transfer via the contact surface 10a.

この温度測定において、熱電対20はホーン8内部の接合作用部10の直近位置に配設
されていることから、接合対象となる半導体チップ4の加熱制御のための温度測定を精細に行うことができ、ホーンの表面温度を非接触で検出する従来技術と比較して、高い温度調節精度を確保することが可能となっている。さらに、測温手段である熱電対20をホーン8の内部に装着する構成を採用していることから、ボンディングツール7の全体構成のコンパクト化・低コスト化を図ることができる。
In this temperature measurement, since the thermocouple 20 is disposed in the immediate vicinity of the bonding operation part 10 inside the horn 8, it is possible to precisely perform temperature measurement for heating control of the semiconductor chip 4 to be bonded. Therefore, it is possible to ensure high temperature control accuracy as compared with the prior art in which the surface temperature of the horn is detected without contact. Furthermore, since the structure which mounts the thermocouple 20 which is a temperature measuring means inside the horn 8 is employ | adopted, the compact structure and cost reduction of the whole structure of the bonding tool 7 can be achieved.

次にヒータ19および熱電対20のホーン8への装着方法について説明する。装着孔8
gの内径はヒータ19の外径よりも僅かに大きく設定されており、ヒータ19を装着孔8g内に挿入して装着した状態において、ヒータ19の外面と装着孔8gの内面との間に僅かな隙間G1が確保される。装着孔8hは長手方向の位置によって内径が異なる段付き形状となっている。なお、この段付き形状は必須のものではない。熱電対20の測温部が挿入される先端孔8h*の内径は測温部の外径よりも僅かに大きく設定されており、測温部を先端孔8h*内に挿入して装着した状態において、測温部の外面と先端孔8h*の内面との間に僅かな隙間G2が確保される。すなわち、ヒータ19および熱電対20は、ホーン8に固着されずにそれぞれの装着孔内において移動可能な状態、すなわちルーズな取り付け状態で装着されるようになっている。
Next, a method for attaching the heater 19 and the thermocouple 20 to the horn 8 will be described. Mounting hole 8
The inner diameter of g is set slightly larger than the outer diameter of the heater 19, and in a state where the heater 19 is inserted into the mounting hole 8g and mounted, it is slightly between the outer surface of the heater 19 and the inner surface of the mounting hole 8g. A gap G1 is secured. The mounting hole 8h has a stepped shape with different inner diameters depending on the position in the longitudinal direction. This stepped shape is not essential. The inner diameter of the tip hole 8h * into which the temperature measuring part of the thermocouple 20 is inserted is set slightly larger than the outer diameter of the temperature measuring part, and the temperature measuring part is inserted into the tip hole 8h * and attached. , A slight gap G2 is secured between the outer surface of the temperature measuring unit and the inner surface of the tip hole 8h *. That is, the heater 19 and the thermocouple 20 are mounted in a state in which they can move within each mounting hole without being fixed to the horn 8, that is, in a loose mounting state.

そしてこのようにルーズな取り付け状態で装着されたヒータ19、熱電対20がホーン8から脱落しないように、本実施の形態においては以下に示す方法によってヒータ19、熱電対20を保持している。まず図4に示すように、リード線22,23をホーン8への挿入端の外側においてL字状に屈曲させる。そして屈曲されたリード線22、23を樹脂製のクッション24を介してブラケット26によって保持する。これによりヒータ19、熱電対20は、リード線22、23の剛性によってヒータ19、熱電対20の長手方向への変位が緩く拘束され、ホーン8からの抜け落ちが防止される。また熱電対20については、装着孔8hの開孔端においてリード線23をシリコーン樹脂等の軟性の樹脂で製作されたパイプ状の部材であるプラグ21によってホーン8へ弾性支持するようにしている。これにより、リード線23は装着孔8hの略中心位置に保持され、熱電対20の測温部を先端孔8h*内に無理なく挿入することができる。なお、プラグ21は必須のものではない。 In this embodiment, the heater 19 and the thermocouple 20 are held by the following method so that the heater 19 and the thermocouple 20 mounted in such a loosely attached state do not fall off the horn 8. First, as shown in FIG. 4, the lead wires 22 and 23 are bent in an L shape outside the insertion end of the horn 8. The bent lead wires 22 and 23 are held by a bracket 26 via a resin cushion 24. As a result, the heater 19 and the thermocouple 20 are restrained loosely in the longitudinal direction of the heater 19 and the thermocouple 20 by the rigidity of the lead wires 22 and 23, and are prevented from coming off from the horn 8. As for the thermocouple 20, the lead wire 23 is elastically supported on the horn 8 by a plug 21 which is a pipe-like member made of a soft resin such as silicone resin at the opening end of the mounting hole 8h. Thereby, the lead wire 23 is held at a substantially central position of the mounting hole 8h, and the temperature measuring part of the thermocouple 20 can be inserted into the tip hole 8h * without difficulty. The plug 21 is not essential.

ここでブラケット26は、ホーン8と定在波振動の節の位置において連結された昇降ブロック6に結合されていることから、ホーン8から昇降ブロック6に伝達される振動は極小となり、したがってリード線22、23に過大な振動を付与することなくブラケット26によってリード線22、23を安定して保持することが可能となっている。なおリード線22、リード線23は必ずしもL字状に屈曲させる必要はなく、昇降ブロック6とホーン8の相対配置に応じてリード線22、23を保持する位置や保持形態を適宜選択すればよい。   Here, since the bracket 26 is coupled to the elevating block 6 connected to the horn 8 at the node of the standing wave vibration, the vibration transmitted from the horn 8 to the elevating block 6 is minimized, and therefore the lead wire. The lead wires 22 and 23 can be stably held by the bracket 26 without applying excessive vibration to the wires 22 and 23. The lead wire 22 and the lead wire 23 do not necessarily have to be bent in an L shape, and the position and holding form for holding the lead wires 22 and 23 may be appropriately selected according to the relative arrangement of the elevating block 6 and the horn 8. .

上記構成においてヒータ19および熱電対20は、ホーン8に設けられた装着孔8g、8hの内面との間に隙間を保って装着され、電気配線であるリード線22,23によって外部と接続された電気部品であり、取り付け部材である昇降ブロック6に設けられたブラケット26に、リード線22,23を保持させることによりリード線22,23自体の剛性によって装着孔8g、8hからのヒータ19および熱電対20の脱落を防止するようにしている。   In the above configuration, the heater 19 and the thermocouple 20 are mounted with a gap between the inner surfaces of the mounting holes 8g and 8h provided in the horn 8, and are connected to the outside by lead wires 22 and 23 which are electric wirings. By holding the lead wires 22 and 23 on a bracket 26 provided on the elevating block 6 which is an electrical component and an attachment member, the heaters 19 and the thermoelectrics from the mounting holes 8g and 8h are caused by the rigidity of the lead wires 22 and 23 themselves. The pair 20 is prevented from falling off.

このように、ヒータ19、熱電対20の装着をルーズな取り付け状態とし、さらにリード線22,23の剛性によって保持する構成を採用することにより、ヒータ19や熱電対20をそれぞれの装着孔8g、8hの内面に押し付ける接触圧が発生しない。このため温度変化によるホーン8の膨張・収縮が生じた場合においても装着状態が変動することなく、常に一定の装着状態が保たれる。したがって、ボンディング作業を反復して実行する過
程においてホーン8全体の剛性分布の変動が発生せず、安定した振動特性が保たれる。またヒータ19、熱電対20はホーン8に強固には固定されないことから、ヒータ19、熱電対20には超音波振動が直接伝達されない。このためヒータ19、熱電対20には振動に起因する破損が生じにくく、ヒータ19、熱電対20の部品寿命を延長することができる。
In this way, by adopting a configuration in which the mounting of the heater 19 and the thermocouple 20 is loosely attached and is held by the rigidity of the lead wires 22 and 23, the heater 19 and the thermocouple 20 are attached to the respective mounting holes 8g, No contact pressure is pressed against the inner surface of 8h. For this reason, even when expansion / contraction of the horn 8 occurs due to a temperature change, the mounting state does not change, and a constant mounting state is always maintained. Therefore, the rigidity distribution of the entire horn 8 does not change in the process of repeatedly performing the bonding operation, and stable vibration characteristics are maintained. Further, since the heater 19 and the thermocouple 20 are not firmly fixed to the horn 8, the ultrasonic vibration is not directly transmitted to the heater 19 and the thermocouple 20. For this reason, the heater 19 and the thermocouple 20 are less likely to be damaged due to vibration, and the life of the parts of the heater 19 and the thermocouple 20 can be extended.

なお、ヒータ19、熱電対20のホーン8への保持方法として、ホーン取付け用のリブ8cの位置、すなわち振動子11によってホーン8に誘起される定在波振動の節の位置において、ヒータ19、熱電対20をセットボルトによってホーン8に固定するようにしてもよい。この方法によればヒータ19、熱電対20は定在波振動の振幅が極小となる位置においてホーン8と接触することから、ヒータ19や熱電対20への超音波振動の伝達を極力抑制することができる。   As a method for holding the heater 19 and the thermocouple 20 to the horn 8, at the position of the rib 8c for mounting the horn, that is, at the position of the node of standing wave vibration induced in the horn 8 by the vibrator 11, the heater 19, The thermocouple 20 may be fixed to the horn 8 with a set bolt. According to this method, since the heater 19 and the thermocouple 20 are in contact with the horn 8 at a position where the amplitude of the standing wave vibration is minimized, transmission of ultrasonic vibration to the heater 19 and the thermocouple 20 is suppressed as much as possible. Can do.

次に図6を参照して、ホーン8におけるヒータ19の長手方向配置について説明する。図6において、曲線bは接合作用部10が設けられた凸状部9aの長手方向の温度分布を定性的に示すグラフである。すなわち、ホーン8において接合作用部10の中心から左側はスリット8eから吹き出すエアによって冷却されるため、ホーン8の温度分布は長手方向に沿って一様な温度分布とはならず、曲線bのように左側の温度が右側の温度よりも低くなる傾向を示す。   Next, the longitudinal arrangement of the heater 19 in the horn 8 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, a curve b is a graph qualitatively showing the temperature distribution in the longitudinal direction of the convex portion 9 a provided with the bonding action portion 10. That is, in the horn 8, the left side from the center of the bonding portion 10 is cooled by the air blown from the slit 8 e, so that the temperature distribution of the horn 8 does not become a uniform temperature distribution along the longitudinal direction, and is like a curve b. The temperature on the left side tends to be lower than the temperature on the right side.

このようにホーン8に温度勾配が生じると、ホーン8の熱変形は長手方向に均一とはならず、凸状部9aがわずかに傾斜するような熱変形挙動を示す。この結果接合作用部10は正しく水平とならず、ボンディング動作において半導体チップ4と当接面10aとが均一に接触しない片当たりを生じやすく、押圧姿勢不良に起因する接合品質の低下を招く。したがってホーン8の温度分布は、長手方向に沿って極力均一であることが求められる。   When a temperature gradient is generated in the horn 8 in this way, the thermal deformation of the horn 8 is not uniform in the longitudinal direction, and exhibits a thermal deformation behavior in which the convex portion 9a is slightly inclined. As a result, the bonding operation portion 10 is not correctly leveled, and the semiconductor chip 4 and the contact surface 10a are likely to come into contact with each other in the bonding operation, resulting in a deterioration in bonding quality due to a poor pressing posture. Therefore, the temperature distribution of the horn 8 is required to be as uniform as possible along the longitudinal direction.

このため本実施の形態においては、ホーン8におけるヒータ19の長手方向の配置を、図6に示すように、接合作用部10の長手方向の中心を示す中心線CLから左側(スリット8e側)に偏倚させるようにしている。すなわち、ヒータ19を中心線CLよりも振動子11寄りに偏倚して配置し、ヒータ19の長手方向の加熱分布を示す曲線cの中心位置(加熱中心19c)が中心線CLよりも振動子11寄りに位置するようにヒータ19を偏らせて配置する。これによりヒータ19の作動時において、ヒータ19による加熱は中心線CLの左側に偏って行われる。この結果、スリット8eの冷却作用に起因するホーン8の温度勾配が補正され、加熱時において接合作用部10の当接面10aを極力水平に保つことができる。   For this reason, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the arrangement of the heater 19 in the horn 8 in the longitudinal direction is on the left side (slit 8e side) from the center line CL indicating the center in the longitudinal direction of the bonding action portion 10. I try to bias it. That is, the heater 19 is arranged so as to be biased closer to the vibrator 11 than the center line CL, and the center position (heating center 19c) of the curve c indicating the heating distribution in the longitudinal direction of the heater 19 is more than the center line CL. The heaters 19 are biased so as to be located closer to each other. Thereby, when the heater 19 is operated, the heating by the heater 19 is performed biased to the left side of the center line CL. As a result, the temperature gradient of the horn 8 caused by the cooling action of the slit 8e is corrected, and the contact surface 10a of the joining action part 10 can be kept as horizontal as possible during heating.

なお、加熱手段を中心線CLに対してほぼ対称に配置した場合であっても、加熱手段の冷却手段寄りの部分をそれ以外の部分よりも大きな出力で加熱することによって、スリット8eの冷却作用に起因するホーン8の温度勾配を補正することができる。この場合、加熱手段としてのヒータ19を複数(例えば2つ)用いると、温度制御が容易になるので望ましい。   Even when the heating means is arranged substantially symmetrically with respect to the center line CL, the cooling action of the slit 8e is achieved by heating the portion near the cooling means of the heating means with a larger output than the other parts. The temperature gradient of the horn 8 due to the above can be corrected. In this case, it is desirable to use a plurality of (for example, two) heaters 19 as heating means because temperature control becomes easy.

次に図7を参照して、振動子11の装着について説明する。前述のように、振動子11はホーン8の端部にスペーサ12を介してボルト締結される。すなわち図7(a)に示すように、振動子11の雄ねじ部11bを、ホーン8の端面に設けられた雌ねじ部8iに螺合させて締結する。このとき、図7(b)に示すように、振動子11の側面に突出した接続用の電極11aが極力水平方向に突出するように、スペーサ12の厚さtを設定する。   Next, the mounting of the vibrator 11 will be described with reference to FIG. As described above, the vibrator 11 is bolted to the end of the horn 8 via the spacer 12. That is, as shown in FIG. 7A, the male screw portion 11 b of the vibrator 11 is screwed to the female screw portion 8 i provided on the end face of the horn 8 and fastened. At this time, as shown in FIG. 7B, the thickness t of the spacer 12 is set so that the connection electrode 11a protruding from the side surface of the vibrator 11 protrudes in the horizontal direction as much as possible.

すなわち、振動子11とホーン8は別個に製作されるものであるため、雄ねじ部11bを雌ねじ部8iに螺合させて必要な締結トルクで締め付けた状態において電極11aが必
ずしも図7に示す状態になるとは限らず、図7(c)に示すように、電極11aが上下方向に突出した姿勢で振動子11がホーン8に締結される場合がある。このような場合には、ボンディング動作時に電極11aが基板3に干渉する不具合が生じ、正常なボンディング動作を行うことができない。
That is, since the vibrator 11 and the horn 8 are manufactured separately, the electrode 11a is not necessarily in the state shown in FIG. 7 in a state where the male screw portion 11b is screwed into the female screw portion 8i and tightened with a necessary fastening torque. As shown in FIG. 7C, the vibrator 11 may be fastened to the horn 8 with the electrode 11a protruding in the vertical direction. In such a case, there is a problem that the electrode 11a interferes with the substrate 3 during the bonding operation, and a normal bonding operation cannot be performed.

このため、本実施の形態のボンディングツール7の組立においては、個々の振動子11とホーン8の組み合わせに応じて、スペーサ12の厚さtを決定するようにしている。具体的には、厚さtの異なる複数種類のスペーサ12を予め準備しておき、雄ねじ部11bを雌ねじ部8iに所要トルクで締結した状態で電極11aが水平方向に突出した姿勢となるような厚さのスペーサ12を選定する。これにより、電極11aが基板3と干渉する不具合を確実に防止することができる。   For this reason, in assembling the bonding tool 7 of the present embodiment, the thickness t of the spacer 12 is determined according to the combination of the individual vibrators 11 and the horns 8. Specifically, a plurality of types of spacers 12 having different thicknesses t are prepared in advance, and the electrode 11a protrudes in the horizontal direction in a state where the male screw portion 11b is fastened to the female screw portion 8i with a required torque. A spacer 12 having a thickness is selected. Thereby, the malfunction that the electrode 11a interferes with the board | substrate 3 can be prevented reliably.

次に図8を参照して、ブラケット26などの薄板部材を昇降ブロック6やホーン8などのブロック状部材に結合する場合の結合方法について説明する。ボンディングツール7においては、前述のリード線22、23やその他の配線類を保持する目的で、図8(a)に示すように、ブラケット26など薄板部材を昇降ブロック6やホーン8に固定する必要がある。   Next, with reference to FIG. 8, the coupling | bonding method in the case of couple | bonding thin plate members, such as the bracket 26, with block-shaped members, such as the raising / lowering block 6 and the horn 8, is demonstrated. In the bonding tool 7, it is necessary to fix a thin plate member such as a bracket 26 to the elevating block 6 or the horn 8 as shown in FIG. 8A in order to hold the above-described lead wires 22 and 23 and other wirings. There is.

図8(a)は、昇降ブロック6にブラケット26をボルト28によってねじ締結する例を示している。このとき、超音波振動が伝達されるこれらの部材に薄板部材を結合すると、薄板部材が共振して異常振動音(いわゆる「ビビリ音」)を発生するなどの振動伝達に起因する不具合が生じる場合がある。本実施の形態のボンディングツール7においては、このような不具合を防止するため、図8(b)に示すような結合方法を採用している。すなわち、昇降ブロック6とブラケット26との間にワッシャ27を介在させ、ワッシャ27以外の部分でブラケット26が昇降ブロック6に直接接触することがないようにしている。   FIG. 8A shows an example in which the bracket 26 is screwed to the elevating block 6 with bolts 28. At this time, when a thin plate member is coupled to these members to which ultrasonic vibrations are transmitted, the thin plate member resonates and an abnormal vibration sound (so-called “billing sound”) is generated. There is. In the bonding tool 7 of the present embodiment, a bonding method as shown in FIG. 8B is employed to prevent such a problem. That is, the washer 27 is interposed between the lifting block 6 and the bracket 26 so that the bracket 26 does not directly contact the lifting block 6 at a portion other than the washer 27.

そして望ましくは、ボルト28によるねじ締結位置の中間部分に、薄い樹脂膜などの緩衝材29を挟み込むようにする。これにより、ボルト28を締め込んでブラケット26を昇降ブロック6に固定した状態において、昇降ブロック6から振動が直接ブラケット26に伝達されて共振することがなく、異常振動音の発生を防止することができる。このような結合方法は、ホーン8に薄板部材を直接結合する場合においても採用される。   Desirably, a buffer material 29 such as a thin resin film is sandwiched in the middle portion of the screw fastening position by the bolt 28. Thus, in a state where the bolt 28 is tightened and the bracket 26 is fixed to the lifting block 6, vibration is not directly transmitted from the lifting block 6 to the bracket 26 and resonates, thereby preventing the occurrence of abnormal vibration noise. it can. Such a coupling method is also employed when a thin plate member is directly coupled to the horn 8.

本発明のボンディング装置およびボンディングツールは、ボンディングツール内の温度分布を均一に保ち、高いボンディング精度を確保することができるという効果を有し、半導体素子などの接合対象物を被接合面としての基板にボンディングにより圧着する用途に有用である。   The bonding apparatus and the bonding tool of the present invention have an effect of maintaining a uniform temperature distribution in the bonding tool and ensuring high bonding accuracy, and a substrate having a bonding target such as a semiconductor element as a bonded surface. It is useful for applications in which pressure bonding is performed by bonding.

本発明の一実施の形態のボンディング装置の正面図The front view of the bonding apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態のボンディングツールの正面図The front view of the bonding tool of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態のボンディングツールの平面図The top view of the bonding tool of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態のボンディングツールの部分断面図The fragmentary sectional view of the bonding tool of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態のボンディングツールの側面図The side view of the bonding tool of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態のボンディングツールにおける加熱状態の説明図Explanatory drawing of the heating state in the bonding tool of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態のボンディングツールにおける振動子の装着状態の説明図Explanatory drawing of the mounting state of the vibrator in the bonding tool of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態のボンディングツールにおける板状部材の結合状態の説明図Explanatory drawing of the combined state of the plate-shaped member in the bonding tool of one embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

3 基板
4 半導体チップ
5 昇降押圧機構
6 昇降ブロック
7 ボンディングツール
8 ホーン
8e スリット
8g、8h 装着孔
9a 凸状部
10 接合作用部
11 振動子
19 ヒータ
20 熱電対
22,23 リード線
26 ブラケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Board | substrate 4 Semiconductor chip 5 Elevating / lowering press mechanism 6 Elevating / lowering block 7 Bonding tool 8 Horn 8e Slit 8g, 8h Mounting hole 9a Convex part 10 Joining action part 11 Vibrator 19 Heater 20 Thermocouple 22, 23 Lead wire 26 Bracket

Claims (6)

接合対象物に荷重と振動を作用させながらこの接合対象物を被接合面に圧着するボンディング装置であって、前記接合対象物に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記接合対象物に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに対してホーンの長手方向に沿った第1方向に縦振動を付与する振動子と、前記ホーンの前記第1方向の中央部から前記第1方向と略直交する第2方向に突出して設けられた凸状部と、この凸状部の端部に設けられ前記接合対象物に当接する接合作用部と、前記ホーンの第1方向に設けられた装着孔に挿入された加熱手段と、前記加熱手段と振動子との間に設けられ前記振動子を冷却する冷却手段とを備え、前記加熱手段を前記接合作用部の中心よりも前記振動子寄りに配置したことを特徴とするボンディング装置。 A bonding apparatus for pressing a bonding target to a surface to be bonded while applying a load and vibration to the bonding target, a bonding tool that contacts the bonding target, and pressing the bonding tool against the bonding target The bonding tool includes a horizontally long horn, a vibrator that applies longitudinal vibration to the horn in a first direction along a longitudinal direction of the horn , and a center of the horn in the first direction. a convex portion which protrudes in a second direction substantially orthogonal to the first direction from a section, and a bonding working portion which abuts the bonding target provided at an end portion of the convex portion, the first of said horn A heating means inserted in a mounting hole provided in one direction; and a cooling means provided between the heating means and the vibrator for cooling the vibrator, wherein the heating means is arranged at the center of the joining action portion. Than Bonding apparatus characterized by being arranged in the vibrator closer. 接合対象物に荷重と振動を作用させながらこの接合対象物を被接合面に圧着するボンディング装置であって、前記接合対象物に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記接合対象物に押圧する押圧手段とを備え、前記ボンディングツールは、横長のホーンと、このホーンに対してホーンの長手方向に沿った第1方向に縦振動を付与する振動子と、前記ホーンの前記第1方向の中央部から前記第1方向と略直交する第2方向に突出して設けられた凸状部と、この凸状部の端部に設けられ前記接合対象物に当接する接合作用部と、前記ホーンの第1方向に設けられた装着孔に挿入された加熱手段と、前記加熱手段と振動子との間に設けられ前記振動子を冷却する冷却手段とを備え、前記加熱手段の前記振動子よりの部分をそれ以外の部分より大きな出力で加熱することを特徴とするボンディング装置。 A bonding apparatus for pressing a bonding target to a surface to be bonded while applying a load and vibration to the bonding target, a bonding tool that contacts the bonding target, and pressing the bonding tool against the bonding target The bonding tool includes a horizontally long horn, a vibrator that applies longitudinal vibration to the horn in a first direction along a longitudinal direction of the horn , and a center of the horn in the first direction. a convex portion which protrudes in a second direction substantially orthogonal to the first direction from a section, and a bonding working portion which abuts the bonding target provided at an end portion of the convex portion, the first of said horn A heating means inserted in a mounting hole provided in one direction; and a cooling means provided between the heating means and the vibrator for cooling the vibrator, the portion of the heating means from the vibrator The Bonding apparatus characterized by heating at greater output than the portion other than the. 前記加熱手段は、前記振動子によってホーンに誘起される定在波振動の節の位置においてホーンに固定されることを特徴とする請求項1または2記載のボンディング装置。   The bonding apparatus according to claim 1, wherein the heating unit is fixed to the horn at a position of a node of standing wave vibration induced in the horn by the vibrator. 接合対象物に荷重と振動を作用させながらこの接合対象物を被接合面に圧着するボンディングツールであって、横長のホーンと、このホーンに対してホーンの長手方向に沿った第1方向に縦振動を付与する振動子と、前記ホーンの前記第1方向の中央部から前記第1方向と略直交する第2方向に突出して設けられた凸状部と、この凸状部の端部に設けられ前記接合対象物に当接する接合作用部と、前記ホーンの第1方向に設けられた装着孔に挿入された加熱手段と、前記加熱手段と振動子との間に設けられ前記振動子を冷却する冷却手段とを備え、前記加熱手段を前記接合作用部の中心よりも前記振動子寄りに配置したことを特徴とするボンディングツール。 A bonding tool for pressing a bonding target object onto a surface to be bonded while applying a load and vibration to the bonding target object, the horizontal horn and a vertical direction in a first direction along the longitudinal direction of the horn with respect to the horn A vibrator that imparts vibration, a convex portion that protrudes from a central portion of the horn in the first direction in a second direction substantially orthogonal to the first direction, and an end portion of the convex portion A joint acting portion that comes into contact with the object to be joined, a heating means inserted in a mounting hole provided in the first direction of the horn, and a cooling means provided between the heating means and the vibrator. A bonding tool, wherein the heating means is disposed closer to the vibrator than the center of the bonding operation portion. 接合対象物に荷重と振動を作用させながらこの接合対象物を被接合面に圧着するボンディングツールであって、横長のホーンと、このホーンに対してホーンの長手方向に沿った第1方向に縦振動を付与する振動子と、前記ホーンの前記第1方向の中央部から前記第1方向と略直交する第2方向に突出して設けられた凸状部と、この凸状部の端部に設けられ前記接合対象物に当接する接合作用部と、前記ホーンの第1方向に設けられた装着孔に挿入された加熱手段と、前記加熱手段と振動子との間に設けられ前記振動子を冷却する冷却手段とを備え、前記加熱手段を前記加熱手段の前記振動子よりの部分をそれ以外の部分より大きな出力で加熱することを特徴とするボンディングツール。 A bonding tool for pressing a bonding target object onto a surface to be bonded while applying a load and vibration to the bonding target object, the horizontal horn and a vertical direction in a first direction along the longitudinal direction of the horn with respect to the horn A vibrator that imparts vibration, a convex portion that protrudes from a central portion of the horn in the first direction in a second direction substantially orthogonal to the first direction, and an end portion of the convex portion A joint acting portion that comes into contact with the object to be joined, a heating means inserted in a mounting hole provided in the first direction of the horn, and a cooling means provided between the heating means and the vibrator. A bonding tool, wherein the heating means heats the part of the heating means from the vibrator with a larger output than the other parts. 前記加熱手段は、前記振動子によってホーンに誘起される定在波振動の節の位置においてホーンに固定されることを特徴とする請求項4または5記載のボンディングツール。   6. The bonding tool according to claim 4, wherein the heating means is fixed to the horn at a position of a node of standing wave vibration induced in the horn by the vibrator.
JP2004165285A 2004-06-03 2004-06-03 Bonding apparatus and bonding tool Expired - Fee Related JP4593176B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004165285A JP4593176B2 (en) 2004-06-03 2004-06-03 Bonding apparatus and bonding tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004165285A JP4593176B2 (en) 2004-06-03 2004-06-03 Bonding apparatus and bonding tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005347507A JP2005347507A (en) 2005-12-15
JP4593176B2 true JP4593176B2 (en) 2010-12-08

Family

ID=35499601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004165285A Expired - Fee Related JP4593176B2 (en) 2004-06-03 2004-06-03 Bonding apparatus and bonding tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4593176B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4884936B2 (en) * 2006-11-21 2012-02-29 アスリートFa株式会社 Ultrasonic vibration bonding equipment
JP4683100B2 (en) * 2008-09-17 2011-05-11 パナソニック株式会社 Bonding apparatus and bonding tool
JP5296722B2 (en) * 2009-03-02 2013-09-25 パナソニック株式会社 Bonding tool, electronic component mounting apparatus, and electronic component mounting method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005347507A (en) 2005-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8104660B2 (en) Transducer and method for mounting the same
US8328066B2 (en) Bonding tool and electronic component mounting apparatus and method
TWI430727B (en) Bonding tool, electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method
JP3966217B2 (en) Bonding apparatus and bonding tool
JP5583179B2 (en) Bonding equipment
JP2009295962A (en) Electronic component mounting apparatus, and electronic component mounting method
JP2007329167A (en) Semiconductor device
JP4258438B2 (en) Bonding apparatus and bonding tool
JP4593176B2 (en) Bonding apparatus and bonding tool
JP5243802B2 (en) Ultrasonic bar transducer
JP4175294B2 (en) Bonding apparatus and bonding tool
JP2010118606A (en) Installing structure of cooling member
JP4683100B2 (en) Bonding apparatus and bonding tool
JPH11330564A (en) Optical module
JP2001251099A (en) Jig for holding board for electronic component mounting device
JP2012039032A (en) Capillary for wire bonding device and ultrasonic transducer
JP2002067162A (en) Bonding head, and bonding device equipped with the same
JP5675213B2 (en) Electronic component mounting equipment
JP3882792B2 (en) Joining device and joining tool
JP3722112B2 (en) Bonding apparatus and bonding tool
JP4270277B2 (en) Laser oscillator and laser processing machine
WO2011093028A1 (en) Piezoelectric excitor
JP2003338654A (en) Semiconductor laser module
JP2005224821A (en) Ultrasonic welding equipment
JP2005140868A (en) Temperature controller and microscopic base

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060405

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060512

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080408

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080527

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080729

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100721

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100915

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4593176

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees