JPH03136343A - ボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本奪明は半導体組立の際に用いられるボンディング装置
に関する。

（従来の技術）　　　　　　　　　、 半導体の組立にあたっては、通常ζボンディング装置が
用いられている。しかして、ギゼンプボンディングは、
ボンディングツールの加圧力を、均等に与えることが安
定した接合のためのポイントであり、ツールと受は台の
平行管理が重要である。

従来は、基板受は台とツール下面の平行を出すため、す
り合わせ加工や、平行度を測定しながら調整を行ったり
していた。また、特開昭５７−３７８４２号に示される
ように、加圧時に受は台がツールにならうような、ボー
ルを利用したａｍも考えられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前者のものにおいては熱による、変形の
ために平行度を維持確保することが非常に難しく、また
、後者は、部品加工精度が必要であるのと、ならい機構
を設けた上で加熱することが難しいため、簡単にならい
効果を得ることができないといとう課題、があった。

本発明は上記のごとに鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは、均等な加圧力をかけることのできる
簡易構成のボンディング装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、加熱されたボンディングツールの加圧により
半導体チップを電気回路基板に接合するボンディング装
置において、 加熱ヘッド部と加圧駆動部とを空隙を介して分離すると
ともに加圧時に加熱ヘッド部の中心線上にて加圧ボール
を介し加熱ヘッド部が加圧駆動部に対し揺動自在に設け
られた構成とすることにより、上記目的を達成している
。

（作用） 上記のように加熱ヘッド部（５）が加圧ブロック（１）
に対し空隙を介し連結され、かつ加圧ボール０Ｄを支点
として揺動自在となっており、加圧に際して、ボンディ
ングツール６先端の加熱ヘッド（６ａ）が半導体チップ
０２）に接触すると、接触状態に応じ加熱ヘッド部（５
）が適宜揺動しつつ下降して加熱ヘッド（６ａ）が半導
体チップ０２１に接触してゆき、最終的に加熱ヘッド（
６ａ）は加圧ボール００の最下点１点で加圧され、均等
な加圧力を半導体チップ０２１全体に与えることができ
るようになっている。

（実施例） 第１図および第２図は本発明の一実施例を示す。

図中（１）は加圧ブロックで、この加圧ブロック（１）
は、加圧駆動部（図示せず）により、矢印で示すように
上下動可能となっている。しかして、下方向、すなわち
ボンディング動作方向に動作する場合には所定の加圧力
にて加圧される。

また、この加圧ブロック（１）には、３本のガイド用ピ
ン２が第２図で示す配置で設けられ、かつ上部に螺着さ
れたナツト（４）にて固定されたガイドピン固定板（３
）が取りつけられている。

（５）は加熱ヘッド部で、この加熱ヘッド部（５）は、
内部にヒータ（７）が内蔵され、かつ下方に位置するボ
ンディングツール（６）、その上部に設けられた断熱材
（８）、さらにその上部に位置するガイド板（９）から
構成され、ガイド板（９）がガイドピン固定板（３）と
空隙を介し対向配置してセットされている。

なお、ガイド板（９）の形状は第２図に示すように形成
され、このガイド板（９）の各頂部には上記の３本のガ
イド用ピン２が斜線で示すように貫設されている。この
場合、ガイド板（９）の各頂部には、ＡｌＢ、Ｃで示す
ように、それぞれ、ピン（２）の外径より少し大きい隙
間はめ合い程度の穴Ａ１幅方向がピン径より少し大きい
長穴Ｂ、ピン（２）に対して大きい穴Ｃの３つの穴が設
けられ、これらの穴Ａ１Ｂ、Ｃに各ピン（２）がそれぞ
れ挿通されている。

また、第１図に示すようにガイド板（９）と、ガイドピ
ン固定板（３）の間には圧縮バネ０Φがセットされてお
り、ガイド板（９）はガイド用ピン（２）の段付部（２
ａ）に押し付けられた形でセットされている。なお、ピ
ン（２）はガイド板（９）の下部からガイドピン固定板
（３）側に延び前述のようにナツト（４）にて止められ
ており、かつガイド板（９）の穴内に穴内周壁と接する
膨設部（２ｂ）が設けられている。

さらに、ガイドピン固定板３の中央部、すなわち、加熱
ヘッド部（５）の中心線上に加圧ボール０１）と略同径
の穴（３ａ）があけられており、球状の加圧ボールθ０
が穴（３ａ）内に収納可能となっており、加圧方向線上
、つまり図示の状態では路上下方向に自在に移動できる
ようになっている。

なお、第１図において、その他Ｑ２１はボンディングツ
ール（６）の略中央部にて下方に突設された加熱ヘッド
（６ａ）の先端に設けられた半導体チップ、（１２ａ）
はバンプ、０３１は電気回路基板で、基板受は台Ｑ４１
上に設けられ、かつその所定の位置上に半導体チップ０
りが設けられている。

しかして、以上のような構成により、加熱ヘッド部（５
）は加圧駆動部（１）と揺動叶竹゛に連結され、加圧時
には、加熱ヘッド部（５）の中心線上で加圧ボール０１
）を介して加圧されることで、ボンディングツール（６
）に吸引固定した半導体チップθ２を均等に電気回路基
板０３１に加圧、ボンディングすることができる。

第３図ないし第５図は加圧時におけるボンディング装置
の動きを示す、すなわち、先ず第３図はボンディング前
の状態を示す、この状態からボンディング装ｒｌｌ　（
Ａ）を下降すると半導体チップＱ２１と電気回路基板０
■とが接触し、第４図の状態になる。

この時、加圧ボール０１）と加圧ブロック（１）との間
には隙間Ｌ２　（Ｌ２＜Ｌｌ）があり、大きい穴Ｃに挿
通されたガイド用ピン（２）の段付部（２ａ）とガイド
板（９）の下面にはＬ３の隙間が発生している。

さらに、加圧ブロック（１）を下降すると第５図の状態
となり、ａで示すように、加圧ボール０υと加圧ブロッ
ク（１）間に隙間は略なくなり、加圧駆動部で予め設定
された加圧力が加熱ヘッド部（５）に伝達されることと
なる。この時、加熱ヘッド（８ａ）は加圧ボールＯＤの
最下点１点で加圧されるため、均等な加圧力を半導体チ
ップＱ２１全体に与えることができる。

第６図は時間に対するボンディング荷重のかかり方を表
したグラフを示す、すなわち、上記のような動作で加圧
されるため、まず、圧縮バネ０ωによる加圧力Ａがかか
った後、所定の加圧力Ｂが半導体チップ０りにかかるこ
とになる。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、加熱されたボンディン
グツールの加圧により半導体チップを電気回路基板に接
合するボンディング装置ど二おいて、加熱ヘッド部と加
圧駆動部とを空隙を介して分離するとともに加圧時に加
熱ヘッド部の中心線上にて加圧ボールを介し加熱ヘッド
部が加圧駆動部に対し揺動自在に設けられた構成とし、
加熱ヘッド部は加圧ブロックに対し揺動自在に連結され
、加圧時には加熱ヘッドの中心線上で、加圧ボールを介
して加圧することができ、その結果として、半導体チッ
プを電気回路基板に対し均等に加圧、ボンディングする
ことができる。

また、第６図に示した荷重曲線のように、先ず半導体チ
ップと電気回路基板面をなられせた後に、ボンディング
に必要な加圧を行うことができるため、安定した接合を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で、本発明装置の構成を示す
部分切欠き側面図、第２図は第１図中×−Ｘ線断面図、
第３図ないし第５図は本発明の動作説明図、第６図はボ
ンディング荷重のかかり方を示す説明図である。 ｌ・・・加圧ブロック ２・・・ピン ３・・・ガイドピン固定板 ４・・・ナツト ５・・・加熱ヘッド部 ６・・・ボンディングツール ６ａ・・加熱ヘッド ７・・・ヒータ ８・・・断熱板 ９・　・　・ガイド板 ｌＯ・・・圧縮バネ １１・・・加圧ボール １２・・・半導体チップ １２ａ　・・バンプ １３・・・電気回路基板 １４・・・基板受は台

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　加熱されたボンディングツールの加圧により半導体チ
   ップを電気回路基板に接合するボンディング装置におい
   て、 加熱ヘッド部と加圧駆動部とを空隙を介して分離すると
   ともに加圧時に加熱ヘッド部の中心線上にて加圧ボール
   を介し加熱ヘッド部が加圧駆動部に対し揺動自在に設け
   られたことを特徴とするボンディング装置。