JP4935491B2 - Die bonding apparatus and die bonding method thereof - Google Patents

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Description

本発明はダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法に係り、スループット向上に適したダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法に関する。   The present invention relates to a die bonding apparatus and a die bonding method thereof, and more particularly to a die bonding apparatus suitable for improving throughput and a die bonding method thereof.

ダイボンディングとは半導体チップを所定の位置に実装する事である。一般に光半導体チップのダイボンディングは、光半導体チップをステムと呼ばれる金属部材に搭載させる事により行われる。実際に光半導体チップをステムに実装するためには前述のステムに付着されたはんだを溶融し、そこへ半導体チップを押し当て冷却する事により行われる事が多い。ダイボンディングを行う装置はダイボンディング装置と呼ばれる。   Die bonding refers to mounting a semiconductor chip at a predetermined position. In general, die bonding of an optical semiconductor chip is performed by mounting the optical semiconductor chip on a metal member called a stem. Actually, in order to actually mount the optical semiconductor chip on the stem, the solder attached to the stem is melted, and the semiconductor chip is pressed against it and cooled. An apparatus for performing die bonding is called a die bonding apparatus.

上述したようなはんだを用いたダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法は特許文献1に記載されている。特許文献1に開示されるダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法は、アライメント冶具を用いる方式を採用している。この方式はレーザー装置認識装置を用いて位置補正する工程を含む。また、ステム等に搭載するべきレーザー素子を実際に発光させることにより搭載位置の補正を行う工程を有している。アライメント冶具を用いる方式は、このように、処理工程がやや複雑ではあるが高精度で半導体チップをダイボンディングできるという利点を有する。
特開平6−283819号公報 特開2003−273139号公報 特開昭62−190891号公報
A die bonding apparatus and a die bonding method using solder as described above are described in Patent Document 1. The die bonding apparatus and the die bonding method disclosed in Patent Document 1 employ a method using an alignment jig. This method includes a step of correcting the position using a laser device recognition device. In addition, there is a step of correcting the mounting position by actually emitting light from a laser element to be mounted on the stem or the like. As described above, the method using the alignment jig has an advantage that the semiconductor chip can be die-bonded with high accuracy although the processing steps are somewhat complicated.
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-282819 JP 2003-273139 A Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-190891

DVD用光半導体素子等においては、製造の低コスト化のために歩留まりを低下させる事なくダイボンディングのスループットを向上させる事が要求される。しかしながら特許文献1に開示されるダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法では、処理が複雑であるし処理工程も多いことからスループットを高める事が困難である。そのため十分なスループットを実現でき無いという問題があった。   In DVD optical semiconductor elements and the like, it is required to improve die bonding throughput without reducing yield in order to reduce manufacturing costs. However, in the die bonding apparatus and the die bonding method disclosed in Patent Document 1, it is difficult to increase the throughput because the processing is complicated and there are many processing steps. Therefore, there is a problem that sufficient throughput cannot be realized.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ダイボンディングに要する時間を短縮できるダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法を提供する事を目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a die bonding apparatus and a die bonding method thereof that can shorten the time required for die bonding.

この発明によるダイボンディング装置は、半導体チップを保持してその位置決めを行うコレットと、前述の半導体チップを搭載するステムと、前述のステムに接し前述のステムに熱供給するヒートブロックと、前述の半導体チップの一端を接触させて前述のステムに対する前述の半導体チップの角度合わせを行う当て付け爪とを有し、前述の当て付け爪は、前述のステムと接する事無く、前述の当て付け爪と前述のステムとの相対位置を固定する場所に接する事を第一の特徴とする。 A die bonding apparatus according to the present invention includes a collet that holds and positions a semiconductor chip, a stem on which the semiconductor chip is mounted, a heat block that contacts the stem and supplies heat to the stem, and the semiconductor An abutment claw for adjusting the angle of the semiconductor chip with respect to the stem by contacting one end of the chip, and the abutment claw is not in contact with the stem and the abutment claw The first feature is that it touches a place where the relative position with respect to the stem is fixed.

また、この発明によるダイボンディング装置は、半導体チップを搭載するヒートシンクと、前述の半導体チップ又は前述のヒートシンクを保持してそれぞれの位置決めを行うコレットと、前述のヒートシンクを搭載するステムと、前述のステムに接し前述のステムに熱供給するヒートブロックと、前述の半導体チップの一端及び前述のヒートシンクの一端を接触させて、前述のステムに対する前述の半導体チップ及び前述のヒートシンクの角度合わせを行う当て付け爪とを有し、前述の当て付け爪は、前述のステムと接する事無く、前述の当て付け爪と前述のステムとの相対位置を固定する場所に接する事を第二の特徴とする。 The die bonding apparatus according to the present invention includes a heat sink on which a semiconductor chip is mounted, a collet that holds the above-described semiconductor chip or the above-described heat sink and positions each of the semiconductor chip, a stem on which the above-mentioned heat sink is mounted, and the above-described stem A heat block that contacts the stem and contacts one end of the semiconductor chip and the one end of the heat sink so that the angle of the semiconductor chip and the heat sink is adjusted with respect to the stem. The above-mentioned abutment claw has a second feature in that the abutment claw is in contact with a place where the relative position between the abutment claw and the stem is fixed without contacting the stem.

また、この発明によるダイボンディングの方法は、ヒートブロックをステムに接触させるヒートブロック接触工程と、当て付け爪を前述のステムに接触させることなく前述のヒートブロックに接触させる当て付け爪接触工程と、前述のヒートブロック接触工程と前述の当て付け爪接触工程の後に、前述の当て付け爪の一面を利用して前述のステムに搭載されるべき前述の半導体チップを前述のステムに対して角度合わせする角度合わせ工程と、前述の半導体チップの搭載位置を決める位置決め工程と、前述のヒートブロック接触工程後に前述のヒートブロックで前述のステムを加熱するステム加熱工程と、を有する事を第三の特徴とする。 In addition, the die bonding method according to the present invention includes a heat block contact step in which the heat block is brought into contact with the stem, and an abutment claw contact step in which the abutment claw is brought into contact with the heat block without being brought into contact with the stem. after the aforementioned heat block contacting step above abutting claws contacting step, aligning angle foregoing semiconductor chip to be mounted on the aforementioned stem by utilizing one surface abutting the nail described above with respect to the aforementioned stem Third feature is that it has an angle adjusting step, a positioning step for determining the mounting position of the semiconductor chip, and a stem heating step for heating the stem with the heat block after the heat block contact step. To do.

本発明によりダイボンディングを高速で行う事ができる。   According to the present invention, die bonding can be performed at high speed.

実施の形態1
図1は本実施形態の構成を説明するための図である。図1は正面図である。図2は図1のA−A矢示図である。本実施形態の構成要素は半導体チップを搭載すべき半導体素子とダイボンディング装置とを備える。以下に半導体素子とダイボンディング装置の構成をそれぞれ説明する。
Embodiment 1
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the present embodiment. FIG. 1 is a front view. FIG. 2 is an AA arrow view of FIG. The components of this embodiment include a semiconductor element on which a semiconductor chip is to be mounted and a die bonding apparatus. The configurations of the semiconductor element and the die bonding apparatus will be described below.

前述の半導体素子はステムベース10を有する。ステムベース10は金属部材であり平板状であれば良いが、本実施形態のステムベース10は円形平板状の形状である。半導体素子はさらにステムブロック12を有する。ステムブロック12も金属部材である。ステムブロック12は少なくともその一面がステムベース10と固定されている。ステムブロック12ははんだが塗布された面を有する。このはんだが塗布された面は、ダイボンディング工程において半導体チップ18が搭載される面である。ステムブロック12の形状としてはステムベース10との固定部分と、はんだが塗布された、半導体チップ18が搭載されるべき平面を有していれば良い。また、ステムベース10とステムブロック12は最初から一体となっているものもある。本実施形態では説明の便宜上ステムベース10とステムブロック12を総称してステムと呼ぶ事がある。ステムはNi/Auメッキされた放熱性の良い金属で形成されている。ステムに用いられる金属としてはCuやFeなどが用いられる事が多いが、放熱性が良好である限り限定されない。   The aforementioned semiconductor element has a stem base 10. The stem base 10 is a metal member and may have a flat plate shape, but the stem base 10 of the present embodiment has a circular flat plate shape. The semiconductor element further has a stem block 12. The stem block 12 is also a metal member. At least one surface of the stem block 12 is fixed to the stem base 10. The stem block 12 has a surface coated with solder. The surface to which the solder is applied is a surface on which the semiconductor chip 18 is mounted in the die bonding process. The shape of the stem block 12 may be a portion fixed to the stem base 10 and a flat surface on which the semiconductor chip 18 on which the solder is applied is to be mounted. In some cases, the stem base 10 and the stem block 12 are integrated from the beginning. In this embodiment, for convenience of explanation, the stem base 10 and the stem block 12 may be collectively referred to as a stem. The stem is made of Ni / Au plated metal with good heat dissipation. The metal used for the stem is often Cu or Fe, but is not limited as long as the heat dissipation is good.

半導体素子はさらに金属リード14を有する。金属リード14はガラス封止によりステムに接続されている。そしてリード14はAuワイア等により所定の場所と配線接続されている。   The semiconductor element further has a metal lead 14. The metal lead 14 is connected to the stem by glass sealing. The lead 14 is wire-connected to a predetermined place by an Au wire or the like.

一方、ダイボンボンディング装置の構成は以下の通りである。本実施形態のダイボンディング装置はセラミック系材料からなるコレット16を有する。コレット16は半導体チップを保持するための道具である。コレット16の形状は任意であるが本実施形態では先端が尖った細長い円柱状の形状を有する。また、コレット16はその先端に半導体チップ18を吸着するための吸着穴を有する。コレット16はこの吸着穴を半導体チップ18の一面に当てて真空吸着する事により半導体チップ18を保持する事ができる。コレット18は半導体チップ18を保持した状態で任意の場所に移動することができる。   On the other hand, the configuration of the die bonding apparatus is as follows. The die bonding apparatus of this embodiment has a collet 16 made of a ceramic material. The collet 16 is a tool for holding a semiconductor chip. The shape of the collet 16 is arbitrary, but in the present embodiment, it has an elongated cylindrical shape with a sharp tip. The collet 16 has a suction hole for sucking the semiconductor chip 18 at its tip. The collet 16 can hold the semiconductor chip 18 by applying this suction hole to one surface of the semiconductor chip 18 and vacuum-sucking it. The collet 18 can be moved to an arbitrary place while holding the semiconductor chip 18.

ダイボンディング装置はさらにヒートブロック22を有する。ヒートブロック22は温冷機能を有する。ヒートブロック22はダイボンディングの際ステムベース10と接触しステムベース10に熱供給する。そのため、ヒートブロック22の形状はステムベース10と接触しやすいように形成されている。ヒートブロック22の昇温の能力は、少なくともステムブロック12に塗布されたはんだを溶融できる程度以上である。図2から分かるように本実施形態のステムブロック22はステムベース10と3箇所で接触する構成としている。前述した3箇所はそれぞれがステムベース10の外周及び平面と接触するようになっている。ステムブロック22がステムベース10と接する箇所や面積は適宜決められる。また、ヒートブロック22はステムを加熱するために設置されるため、ステムのどの部分と接していても良い。   The die bonding apparatus further includes a heat block 22. The heat block 22 has a heating / cooling function. The heat block 22 contacts the stem base 10 during die bonding and supplies heat to the stem base 10. Therefore, the shape of the heat block 22 is formed so as to easily come into contact with the stem base 10. The ability of the heat block 22 to raise the temperature is at least enough to melt the solder applied to the stem block 12. As can be seen from FIG. 2, the stem block 22 of this embodiment is configured to contact the stem base 10 at three locations. Each of the three locations mentioned above comes into contact with the outer periphery and the flat surface of the stem base 10. The location and area where the stem block 22 contacts the stem base 10 is appropriately determined. Further, since the heat block 22 is installed to heat the stem, it may be in contact with any part of the stem.

ダイボンディング装置はさらに当て付け爪20を有する。当て付け爪20は半導体チップ18のステムへの搭載角度を定めるための部材である。すなわち当て付け爪20はステムと半導体チップ18との角度合わせに用いられる。当て付け爪20は、少なくとも半導体チップ18の側面を突き当ててその角度合わせを行うための面(以後、角度確定面と称する)と、ヒートブロック22に接触する面(以後、ヒートブロック接触面と称する)とを有している。前述のヒートブロック接触面をヒートブロック22に接触させると、前述の角度確定面の位置が確定する。そして位置の確定した角度確定面に半導体チップ18の側面を突き当てることにより、半導体チップのステムとの角度合わせが行われる。また、当て付け爪20はステムと接触することが無いように構成されている。ここで、当て付け爪20の材料は特に限定されないが本実施形態ではFeにより構成されている。   The die bonding apparatus further has an abutment claw 20. The abutment claw 20 is a member for determining the mounting angle of the semiconductor chip 18 on the stem. That is, the abutment claw 20 is used for angle alignment between the stem and the semiconductor chip 18. The abutment claw 20 abuts at least a side surface of the semiconductor chip 18 to adjust the angle (hereinafter referred to as an angle determination surface), and a surface that contacts the heat block 22 (hereinafter referred to as a heat block contact surface). It has). When the above-described heat block contact surface is brought into contact with the heat block 22, the position of the above-described angle determination surface is determined. Then, the side of the semiconductor chip 18 is abutted against the angle-determined surface whose position has been determined, so that the angle with the stem of the semiconductor chip is adjusted. Further, the abutment claw 20 is configured not to contact the stem. Here, the material of the abutment claw 20 is not particularly limited, but in this embodiment, it is made of Fe.

続いて、前述のダイボンディング装置により前述の半導体素子に半導体チップ18が搭載されるプロセスについて説明する。まず、ヒートブロック22をステムに接触させる。図1、図2に示す通りこの工程により、ヒートブロック22はステムベース10の外周の3箇所と接触する。次に当て付け爪20のヒートブロック接触面がヒートブロック22と接触される。当て付け爪20のヒートブロック接触面がヒートブロックと接触すると、当て付け爪20の角度確定面の場所が確定する。そして場所の確定した角度確定面に半導体チップ18の側面が突き当てられる。半導体チップ18はコレット16により真空吸着されている。そして半導体チップ18を真空吸着したコレット16がX方向に移動することにより、半導体チップ18の角度確定面への突き当てが行われる。   Next, a process for mounting the semiconductor chip 18 on the above-described semiconductor element by the above-described die bonding apparatus will be described. First, the heat block 22 is brought into contact with the stem. As shown in FIGS. 1 and 2, the heat block 22 comes into contact with three locations on the outer periphery of the stem base 10 by this process. Next, the heat block contact surface of the abutment claw 20 is brought into contact with the heat block 22. When the heat block contact surface of the abutment claw 20 comes into contact with the heat block, the location of the angle determination surface of the abutment claw 20 is determined. Then, the side surface of the semiconductor chip 18 is abutted against the angle-determined surface whose location is determined. The semiconductor chip 18 is vacuum-sucked by the collet 16. The collet 16 that vacuum-sucks the semiconductor chip 18 moves in the X direction, so that the semiconductor chip 18 is abutted against the angle determination plane.

なお、本実施形態ではヒートブロック22のステムへの接触後、当て付け爪20のヒートブロック接触面がヒートブロック22と接触されたが逆の順序でそれぞれの接触を行っても良い。   In addition, in this embodiment, after the contact of the heat block 22 to the stem, the heat block contact surface of the abutment claw 20 is contacted with the heat block 22, but each contact may be performed in the reverse order.

このようにして半導体素子へ搭載されるべき角度合わせが行われた半導体チップ18は次に、コレット16の移動により搭載位置が決められる。ここでコレット16は半導体チップ18を所定の位置に搭載するための位置決めを行う。そして角度合わせと位置決めの済んだ半導体チップ18はステムブロック12に搭載される。半導体チップ18のステムブロック12への搭載は、ステムブロック12に塗布されたはんだを溶融し、そこへコレット16で半導体チップ18を押し付ける事により行われる。ステムブロック12に塗布されたはんだの溶融は、ヒートブロック22から供給される熱がステムブロック12に伝導される事により行われる。そして半導体チップがステムブロック12に強固に固定されるためには、ステムは出来るだけ熱損失なしに昇温される構成となっている事が望ましい。   Thus, the mounting position of the semiconductor chip 18 that has been subjected to the angle adjustment to be mounted on the semiconductor element is determined by the movement of the collet 16. Here, the collet 16 performs positioning for mounting the semiconductor chip 18 at a predetermined position. Then, the semiconductor chip 18 that has undergone the angle alignment and positioning is mounted on the stem block 12. Mounting of the semiconductor chip 18 on the stem block 12 is performed by melting the solder applied to the stem block 12 and pressing the semiconductor chip 18 with the collet 16 there. The solder applied to the stem block 12 is melted by the heat supplied from the heat block 22 being conducted to the stem block 12. In order for the semiconductor chip to be firmly fixed to the stem block 12, it is desirable that the stem is heated to a temperature as low as possible.

半導体チップ18は上述のように搭載角度と搭載位置が決定された後にステムブロック12に搭載される。半導体チップ18搭載後の半導体素子の正面図は図3に示されている。また、図4は図3のB−B矢示図である。   The semiconductor chip 18 is mounted on the stem block 12 after the mounting angle and mounting position are determined as described above. A front view of the semiconductor element after the semiconductor chip 18 is mounted is shown in FIG. FIG. 4 is a view taken along the line BB in FIG.

続いて、本発明の特徴を説明する前に、本発明の比較例として図5、図6で表されるダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法について説明する。図5は比較例の正面図である。図6は図5のC−C矢示図である。比較例の構成は、当て付け爪24がヒートブロック接触面を有さずステムと接する面(以後、ステム接触面と称する)を有している点において図1図2で表される本実施形態の構成と異なる。そして、比較例のヒートブロック22は4箇所でステムベースと接触し、当て付け爪24のステム接触面がステムベース10と接触する部分を確保するような構成となっている。前述の通り比較例においては、当て付け爪24のステム接触面がステムと接触する事により、角度確定面の場所を確定している。さらに、本実施形態のコレット16はセラミック系材料で構成されているところ、比較例のコレット30は金属製である。当て付け爪24における角度確定面の場所が確定した後のダイボンディング方法は図1、2で表される本実施形態の方法と同様である。   Subsequently, before describing the features of the present invention, a die bonding apparatus and a die bonding method thereof shown in FIGS. 5 and 6 will be described as comparative examples of the present invention. FIG. 5 is a front view of a comparative example. FIG. 6 is a CC arrow view of FIG. The configuration of the comparative example is shown in FIG. 1 and FIG. 2 in that the abutment claw 24 does not have a heat block contact surface but has a surface in contact with the stem (hereinafter referred to as a stem contact surface). The configuration is different. The heat block 22 of the comparative example is configured to be in contact with the stem base at four locations, and to secure a portion where the stem contact surface of the abutting claw 24 is in contact with the stem base 10. As described above, in the comparative example, the position of the angle determination surface is determined by the contact of the stem contact surface of the abutment claw 24 with the stem. Furthermore, the collet 16 of the present embodiment is made of a ceramic material, while the collet 30 of the comparative example is made of metal. The die bonding method after the location of the angle determination surface in the abutting claw 24 is determined is the same as the method of the present embodiment shown in FIGS.

比較例で示される構成と方法によりダイボンディングを行うと、ヒートブロックによるステムの加熱が十分行われない事がある。これは、ステムを過熱する目的でヒートブロックからステムに供給された熱が、比較例の当て付け爪24のステム接触面を経由して当て付け爪24に逃げ出すからである。また比較例のコレットは金属製のため、半導体チップをステムに押し当てて溶着させる際にコレットを経由して熱が逃げ出す事があった。これにより半導体チップをステムに押し当てた後に追加の過熱を要する場合があった。   When die bonding is performed by the configuration and method shown in the comparative example, the stem may not be sufficiently heated by the heat block. This is because the heat supplied from the heat block to the stem for the purpose of overheating the stem escapes to the abutment claw 24 via the stem contact surface of the abutment claw 24 of the comparative example. Further, since the collet of the comparative example is made of metal, heat may escape through the collet when the semiconductor chip is pressed against the stem and welded. This sometimes required additional overheating after the semiconductor chip was pressed against the stem.

比較例においては、前述した熱損失の結果、ステムブロックに塗布されたはんだの溶融に時間がかかり、ダイボンディングに要する時間(以後、タクトタイムと称する)の短縮が困難となってしまう問題があった。同じくこの熱損失の結果として、はんだの溶融が不十分なために半導体チップのステムへの固定が脆弱になり、製品歩留まりの低下要因ともなっていた。一般にダイボンディングにおいては、高い水準の歩留まりを維持しながらタクトタイムを短縮した、高歩留まり高スループットが要求されている。しかしながら比較例のようなダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法では前述のような理由によりこの要求を満たす事が困難であった。   In the comparative example, as a result of the heat loss described above, there is a problem that it takes time to melt the solder applied to the stem block and it is difficult to shorten the time required for die bonding (hereinafter referred to as tact time). It was. Similarly, as a result of this heat loss, due to insufficient melting of the solder, the fixing of the semiconductor chip to the stem becomes fragile, which has been a factor in reducing the product yield. In general, in die bonding, a high yield and a high throughput are required in which the takt time is shortened while maintaining a high level of yield. However, it is difficult for the die bonding apparatus and the die bonding method as in the comparative example to satisfy this requirement for the reasons described above.

本実施形態のダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法によれば高歩留まり高スループットのダイボンディングを行う事ができる。本実施形態の当て付け爪20はステムと接することなく角度確定面の場所を確定するため、比較例のような当て付け爪を経由した熱損失が抑制されている。故に本発明の構成におけるステムはヒートブロック22からの加熱により速やかに温度上昇する。その結果、ステムブロック12に塗布されたはんだの溶融が速やかかつ十分に行われる。また、本実施形態のコレット16はセラミック系材料で構成されているため、半導体チップ18をステムに押し当てる際にコレット16を経由した熱損失を抑制できる。本実施形態の構成によれば、はんだが高速かつ十分に溶融した状態で半導体チップ18をステムに搭載できるから高歩留まり、高スループットのダイボンディングが可能である。   According to the die bonding apparatus and the die bonding method of the present embodiment, high yield and high throughput die bonding can be performed. Since the abutment claw 20 of this embodiment determines the location of the angle determination surface without contacting the stem, heat loss via the abutment claw as in the comparative example is suppressed. Therefore, the temperature of the stem in the configuration of the present invention rises quickly due to the heating from the heat block 22. As a result, the solder applied to the stem block 12 is quickly and sufficiently melted. Further, since the collet 16 of the present embodiment is made of a ceramic material, heat loss via the collet 16 can be suppressed when the semiconductor chip 18 is pressed against the stem. According to the configuration of this embodiment, the semiconductor chip 18 can be mounted on the stem in a state where the solder is melted at high speed and sufficiently, so that high yield and high throughput die bonding can be achieved.

また比較例においては、ステムベース10に、当て付け爪24のステム接触面が接触するためのスペースが必須である。このスペースの要求は半導体素子の小型化を妨げるものである。本実施形態の構成によれば、当て付け爪20はステム接触面に代えてヒートブロック接触面を有しステムと接する事は無いので、前述のスペースを要さない。従って半導体素子の小型化が可能である。   In the comparative example, a space for the stem base 10 to come into contact with the stem contact surface of the abutment claw 24 is essential. This space requirement hinders miniaturization of the semiconductor element. According to the configuration of the present embodiment, the abutment claw 20 has a heat block contact surface instead of the stem contact surface and does not contact the stem, so that the aforementioned space is not required. Therefore, the semiconductor element can be reduced in size.

本実施形態の当て付け爪20はヒートブロック接触面を有するが本発明では必須の構成要件ではない。すなわち、当て付け爪をステムに接しない構成とすれば本発明の効果は得られるから、角度確定面を固定できる限りにおいてはヒートブロック接触面に代えて他のステムに接しない接触面を用いてもよい。   Although the abutment claw 20 of this embodiment has a heat block contact surface, it is not an essential constituent requirement in the present invention. In other words, since the effect of the present invention can be obtained if the abutment claw is not in contact with the stem, a contact surface that does not contact the other stem is used instead of the heat block contact surface as long as the angle determination surface can be fixed. Also good.

実施の形態2
本実施形態は高歩留まり高スループットかつダイボンディングの容易性を高めたダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法に関する。図7図8は本実施形態のダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法を説明するための図である。図7は正面図である。図8は図7のD−D矢示図である。本実施形態の半導体素子及びダイボンディング装置の構成で実施形態1と異なる点は、本実施形態の半導体素子がヒートシンク26を備えている点である。ヒートシンク26は放熱性の良い金属材料で形成されている。本実施形態ではヒートシンク26はAlN又はSiCにより構成されている。ヒートシンク26の表面はTi、Pt、Auのいずれかからなる金属電極を備える。またステムブロック32にはんだが塗布されていない点も実施形態1のステムブロック12と異なる。
Embodiment 2
The present embodiment relates to a die bonding apparatus and a die bonding method for the same that have a high yield, a high throughput, and an easy die bonding. FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams for explaining the die bonding apparatus and the die bonding method of the present embodiment. FIG. 7 is a front view. FIG. 8 is a DD arrow view of FIG. The configuration of the semiconductor element and the die bonding apparatus of the present embodiment is different from the first embodiment in that the semiconductor element of the present embodiment includes a heat sink 26. The heat sink 26 is formed of a metal material with good heat dissipation. In the present embodiment, the heat sink 26 is made of AlN or SiC. The surface of the heat sink 26 includes a metal electrode made of Ti, Pt, or Au. The stem block 32 is also different from the stem block 12 of the first embodiment in that solder is not applied.

ヒートシンク26は少なくともステムブロック32と接する面と、半導体チップ18を搭載するべき面を有する形状となっている。ヒートシンク26が有するステムブロック32と接する面と、半導体チップ18を搭載するべき面にははんだが塗布されている。ヒートシンク26の他の部分の形状は製造容易性等により適宜定めれば良い。本実施形態のヒートシンク26の形状は直方体である。   The heat sink 26 has a shape having at least a surface in contact with the stem block 32 and a surface on which the semiconductor chip 18 is to be mounted. Solder is applied to the surface of the heat sink 26 that contacts the stem block 32 and the surface on which the semiconductor chip 18 is to be mounted. What is necessary is just to determine suitably the shape of the other part of the heat sink 26 by the ease of manufacture. The shape of the heat sink 26 of this embodiment is a rectangular parallelepiped.

次に本実施形態のダイボンディングの方法について説明する。当て付け爪20のヒートブロック接触面をヒートブロック22と接触させる。これにより、角度確定面の場所が決まる。そして角度確定面に、コレット16に保持されたヒートシンク26の一端が押し当てられ、ヒートシンク26の角度合わせが行われる。次いで、ヒートシンク26はコレットによって搭載位置が決めされる。搭載角度と搭載位置が決定されたヒートシンクはステムブロック32の所定位置に搭載される。その後、半導体チップ18もヒートシンクと同様にコレット16に保持されたまま搭載角度と搭載位置が決定される。搭載角度と搭載位置が決定された半導体チップ18はヒートシンク26の半導体チップ18を搭載すべき面に搭載される。ヒートシンク26のステムへの搭載と、半導体チップ18のヒートシンク26への搭載は、前述したヒートシンク26に塗布されたはんだの溶融により行われる。本実施形態のダイボンディングの方法は、本実施形態がヒートシンク26を有しているため、上述のような点において実施形態1と異なるが、他の点においては実施形態1と同様である。   Next, the die bonding method of this embodiment will be described. The heat block contact surface of the abutment claw 20 is brought into contact with the heat block 22. This determines the location of the angle determination plane. Then, one end of the heat sink 26 held by the collet 16 is pressed against the angle determination surface, and the angle of the heat sink 26 is adjusted. Next, the mounting position of the heat sink 26 is determined by a collet. The heat sink whose mounting angle and mounting position are determined is mounted at a predetermined position of the stem block 32. Thereafter, the mounting angle and the mounting position are determined while the semiconductor chip 18 is also held by the collet 16 like the heat sink. The semiconductor chip 18 whose mounting angle and mounting position are determined is mounted on the surface of the heat sink 26 where the semiconductor chip 18 is to be mounted. The mounting of the heat sink 26 on the stem and the mounting of the semiconductor chip 18 on the heat sink 26 are performed by melting the solder applied to the heat sink 26 described above. The die bonding method of the present embodiment is different from the first embodiment in the above-described points because the present embodiment has the heat sink 26, but is the same as the first embodiment in other points.

本実施形態のようにヒートシンク26を備える構成によれば、ステムブロックに直接はんだを塗布する工数を省略できる。この工程省略によりヒートブロックの設置を要するが、ステムブロックに直接はんだを塗布する工程と比較して作業が簡易になる。
故に本実施形態の構成によれば、ダイボンディングの容易化が可能である。
According to the configuration including the heat sink 26 as in the present embodiment, the man-hour for applying solder directly to the stem block can be omitted. By omitting this process, it is necessary to install a heat block, but the operation becomes simpler than the process of applying solder directly to the stem block.
Therefore, according to the configuration of the present embodiment, die bonding can be facilitated.

実施形態1のダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法を説明するための図。The figure for demonstrating the die-bonding apparatus of Embodiment 1, and its die-bonding method. 図1のA−A矢示図。FIG. 2 is an AA arrow view of FIG. 1. 実施形態1のダイボンディング後の半導体素子を説明する図。FIG. 4 illustrates a semiconductor element after die bonding according to the first embodiment. 図3のB−B矢示図。The BB arrow directional view of FIG. 比較例のダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法を説明するための図。The figure for demonstrating the die-bonding apparatus of the comparative example, and its die-bonding method. 図5のC−C矢示図。CC arrow figure of FIG. 実施形態2のダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法を説明するための図。The figure for demonstrating the die-bonding apparatus of Embodiment 2, and its die-bonding method. 図7のD−D矢示図。DD arrow figure of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 ステムベース
12 ステムブロック
16 コレット
18 半導体チップ
20 当て付け爪
22 ヒートブロック
26 ヒートシンク
10 stem base
12 stem block 16 collet 18 semiconductor chip 20 abutment claw 22 heat block 26 heat sink

Claims (5)

半導体チップを保持してその位置決めを行うコレットと、
前記半導体チップを搭載するステムと、
前記ステムに接し前記ステムに熱供給するヒートブロックと、
前記半導体チップの一端を接触させて前記ステムに対する前記半導体チップの角度合わせを行う当て付け爪とを有し、
前記当て付け爪は、
前記ステムと接する事無く、前記当て付け爪と前記ステムとの相対位置を固定する場所に接する事を特徴とするダイボンド装置。
A collet that holds and positions the semiconductor chip;
A stem on which the semiconductor chip is mounted;
A heat block for contacting the stem and supplying heat to the stem;
An abutment claw for bringing one end of the semiconductor chip into contact with each other and adjusting the angle of the semiconductor chip with respect to the stem ;
The abutment nail is
A die-bonding apparatus that contacts a place for fixing a relative position between the abutment claw and the stem without contacting the stem.
半導体チップを搭載するヒートシンクと、
前記半導体チップ又は前記ヒートシンクを保持してそれぞれの位置決めを行うコレットと、
前記ヒートシンクを搭載するステムと、
前記ステムに接し前記ステムに熱供給するヒートブロックと、
前記半導体チップの一端及び前記ヒートシンクの一端を接触させて、前記ステムに対する前記半導体チップ及び前記ヒートシンクの角度合わせを行う当て付け爪とを有し、
前記当て付け爪は、
前記ステムと接する事無く、前記当て付け爪と前記ステムとの相対位置を固定する場所に接する事を特徴とするダイボンド装置。
A heat sink to which a semiconductor chip is mounted;
A collet that holds the semiconductor chip or the heat sink and positions each of them;
A stem on which the heat sink is mounted;
A heat block for contacting the stem and supplying heat to the stem;
An abutting claw for bringing the one end of the semiconductor chip and one end of the heat sink into contact with each other and performing angle alignment of the semiconductor chip and the heat sink with respect to the stem ;
The abutment nail is
A die-bonding apparatus that contacts a place for fixing a relative position between the abutment claw and the stem without contacting the stem.
前記当て付け爪は、前記ヒートブロックと接する事を特徴とする請求項1又は2に記載のダイボンド装置。   The die bonding apparatus according to claim 1, wherein the abutting claw is in contact with the heat block. 前記コレットはセラミック系材料で形成される事を特徴とする請求項1−3のいずれかに記載のダイボンド装置。   The die-bonding apparatus according to claim 1, wherein the collet is formed of a ceramic material. ヒートブロックをステムに接触させるヒートブロック接触工程と、
当て付け爪を前記ステムに接触させることなく前記ヒートブロックに接触させる当て付け爪接触工程と、
前記ヒートブロック接触工程と前記当て付け爪接触工程の後に、前記当て付け爪の一面を利用して前記ステムに搭載されるべき前記半導体チップを前記ステムに対して角度合わせする角度合わせ工程と、
前記半導体チップの搭載位置を決める位置決め工程と、
前記ヒートブロック接触工程後に前記ヒートブロックで前記ステムを加熱するステム加熱工程と、
を有する事を特徴とするダイボンディング方法。
A heat block contact process for bringing the heat block into contact with the stem;
An abutment claw contact step of contacting the heat block without contacting the abutment claw with the stem;
After the heat block contact step and the abutting claw contact step, an angle adjusting step for adjusting the angle of the semiconductor chip to be mounted on the stem with respect to the stem using one surface of the abutting claw;
A positioning step for determining a mounting position of the semiconductor chip;
A stem heating step of heating the stem with the heat block after the heat block contact step;
A die bonding method characterized by comprising:
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