JPH0316148A - 半導体素子接続装置 - Google Patents
半導体素子接続装置Info
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- JPH0316148A JPH0316148A JP1298239A JP29823989A JPH0316148A JP H0316148 A JPH0316148 A JP H0316148A JP 1298239 A JP1298239 A JP 1298239A JP 29823989 A JP29823989 A JP 29823989A JP H0316148 A JPH0316148 A JP H0316148A
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- H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
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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。
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
本発明{友 ゲートアレイやマイクロコンピュータ等の
多ビンで狭ピッチの電極を有するLSIチップ(半導体
素子}を配線基板に接続する装置に関するものである。
多ビンで狭ピッチの電極を有するLSIチップ(半導体
素子}を配線基板に接続する装置に関するものである。
従来の技術
従来の技術を第8図a,b,cとともに説明すもLSI
チップの接続装置として現在用いられているものに ワ
イヤボンダー,フリップチップボンダー,フィルムキャ
リャボンダー等があも 第8図aに ワイヤボンダーに
よる接続方式を示す。この方式1表 配線基板74ニ
ダイボンドされたLSIチップ71のAt電極85と
配線基板74の導体配線75とを、加圧及び超音波振動
が付加であるボンディングキャビラリー76を用〜z
Au,Al等のボンディングワイヤ70を1本1本接
続していくものであも 次に第8図bに示すのはフリッ
プチップボンダーによる接続方式であも この方式(よ
配線基板74の導体配線75に形成した半田ベデスタ
ル79とLSIチップ71の半田バンプ78を、加圧加
熱及びLSIチップの真空吸着が可能なボンディングッ
ール77にて接続し その後半田リフロ一を行うもので
あも 次に第8図Cに示す、フィルムキャリャボンダー
による接続方式を示す。この方式では、 フィルムキャ
リャ81のインナーリード82とLSIチップ7lのA
uバンプ83とをボンディングッール80により、熱圧
着接続するものであも 次!.QLSIチップをフェー
スダウンで光硬化性樹脂を用いて配線基板に固定す太
本出願人が開発したマイクロパンプボンディング方式に
ついて第8図とともに説明すも まず、第9図aに示す
様に 金属製の配線基板設置ステージ93に設置した配
線基板92ニ光硬化性絶縁樹脂90を塗布する。次に
第9図bに示す様+;LSIチップ96の突起電極97
と配線基板92の導体配線91を位置合わせL LS
Iチップ96を配線基板92に設置した後、シリンダー
加圧により、加圧ツール94をLSIチップ96に押し
当て、LSIチップ96を加圧すも このK LSI
チップ96の突起電極97と導体配線91間の光硬化性
絶縁樹脂90は周囲に押し広げられ 突起電極97を導
体配線91が接触すも この状態で、紫外線95を照射
し 光硬化性絶縁樹脂90を硬化すも 次に第9図Cに
示す様に加圧を解除する。この隊 光硬化性絶縁樹脂9
0の硬化収縮力が作用し 突起電極97と導体配線91
は常に圧接した状態が保持できるものであも 発明が解決しようとする課題 前述した従来の技術では次に示す欠点がある。
チップの接続装置として現在用いられているものに ワ
イヤボンダー,フリップチップボンダー,フィルムキャ
リャボンダー等があも 第8図aに ワイヤボンダーに
よる接続方式を示す。この方式1表 配線基板74ニ
ダイボンドされたLSIチップ71のAt電極85と
配線基板74の導体配線75とを、加圧及び超音波振動
が付加であるボンディングキャビラリー76を用〜z
Au,Al等のボンディングワイヤ70を1本1本接
続していくものであも 次に第8図bに示すのはフリッ
プチップボンダーによる接続方式であも この方式(よ
配線基板74の導体配線75に形成した半田ベデスタ
ル79とLSIチップ71の半田バンプ78を、加圧加
熱及びLSIチップの真空吸着が可能なボンディングッ
ール77にて接続し その後半田リフロ一を行うもので
あも 次に第8図Cに示す、フィルムキャリャボンダー
による接続方式を示す。この方式では、 フィルムキャ
リャ81のインナーリード82とLSIチップ7lのA
uバンプ83とをボンディングッール80により、熱圧
着接続するものであも 次!.QLSIチップをフェー
スダウンで光硬化性樹脂を用いて配線基板に固定す太
本出願人が開発したマイクロパンプボンディング方式に
ついて第8図とともに説明すも まず、第9図aに示す
様に 金属製の配線基板設置ステージ93に設置した配
線基板92ニ光硬化性絶縁樹脂90を塗布する。次に
第9図bに示す様+;LSIチップ96の突起電極97
と配線基板92の導体配線91を位置合わせL LS
Iチップ96を配線基板92に設置した後、シリンダー
加圧により、加圧ツール94をLSIチップ96に押し
当て、LSIチップ96を加圧すも このK LSI
チップ96の突起電極97と導体配線91間の光硬化性
絶縁樹脂90は周囲に押し広げられ 突起電極97を導
体配線91が接触すも この状態で、紫外線95を照射
し 光硬化性絶縁樹脂90を硬化すも 次に第9図Cに
示す様に加圧を解除する。この隊 光硬化性絶縁樹脂9
0の硬化収縮力が作用し 突起電極97と導体配線91
は常に圧接した状態が保持できるものであも 発明が解決しようとする課題 前述した従来の技術では次に示す欠点がある。
(1)ワイヤボンダーによる接続方式で(よ ボンディ
ングワイヤを1本1本接続する為多ピンの場合は 非常
に長い時間を要し コストの高いものである。また ボ
ンディングキャピラリー58は、ある程度の強度が必要
なA 寸帽を小さくできず接続ピッチは150μ程度と
、狭ピッチのLSIには適さなl,% (2)フリップチップボンダー及びフィルムキャリャボ
ンダーによる接続方式では、 ボンディングツール77
. 80を加熱する必要があるA LSIチップに熱
によるダメージをあたえも また 特にフィルムキャリ
ャボンダーでは300℃〜500℃の高温である為 ボ
ンディングッール80の寸法安定性を必要と改 ボンデ
ィングツール80の高価な材料を用いる為 非常にコス
トの高いものとなも(3)接続のピッチは、 フリップ
チップボンダーによる接続方式で250μm,フィルム
キャリャ方式によ・る接続方式で100μm程度が限界
であり、高密度接続には適さなt1 (4)また各方式に必要な設備として、ワイヤボンディ
ング方式では、 ダイボンダーとワイヤボンダー、フィ
ルムキャリャ方式では、 インナーリードボンダーとア
ウターリードボンダー.フリップチップ方式では、 フ
リップチップボンダーとりフロー炉というよう番ヘ
各々2台の設備を必要とし設備費が非常に高く、コスト
の高いものであも(5)また 本発明者らの検討による
と第9図に示したマイクロバンプボンディング方式にお
いては次に示す課題があることが判明し九(1)配線基
板設置ステージ93が金属製である為平面度が非常に悪
く、LSIチップ96を加圧した時ニLSIチップ96
と加圧ツール94の平行度が悪<LSIチップ突起電極
が均等に加圧されず接続不良が発生する。(2)LSI
チップの加圧をシリンダーで行っているA 設定できる
荷重の範囲は最小値から最大値で、約5倍程度と小さい
A LSIチップの電極数やチップサイズの変化に対
する対応性が悪〜1 ま?.LSIチップへの衝撃加重
をなくす方法としてカムを用いる力< LSIチップ
や配線基板の厚みが品種により変化した場合、カムを交
換する必要があり、生産性が低L1 加圧ツール94
は固定式である忍 配線基板や配線基板設置ステージの
平面度の影響で、LSIチップと加圧ツールの平行度が
ズレた場合i;;LSIチップの突起電極は均等に加圧
され哄 接続不良が発生する。
ングワイヤを1本1本接続する為多ピンの場合は 非常
に長い時間を要し コストの高いものである。また ボ
ンディングキャピラリー58は、ある程度の強度が必要
なA 寸帽を小さくできず接続ピッチは150μ程度と
、狭ピッチのLSIには適さなl,% (2)フリップチップボンダー及びフィルムキャリャボ
ンダーによる接続方式では、 ボンディングツール77
. 80を加熱する必要があるA LSIチップに熱
によるダメージをあたえも また 特にフィルムキャリ
ャボンダーでは300℃〜500℃の高温である為 ボ
ンディングッール80の寸法安定性を必要と改 ボンデ
ィングツール80の高価な材料を用いる為 非常にコス
トの高いものとなも(3)接続のピッチは、 フリップ
チップボンダーによる接続方式で250μm,フィルム
キャリャ方式によ・る接続方式で100μm程度が限界
であり、高密度接続には適さなt1 (4)また各方式に必要な設備として、ワイヤボンディ
ング方式では、 ダイボンダーとワイヤボンダー、フィ
ルムキャリャ方式では、 インナーリードボンダーとア
ウターリードボンダー.フリップチップ方式では、 フ
リップチップボンダーとりフロー炉というよう番ヘ
各々2台の設備を必要とし設備費が非常に高く、コスト
の高いものであも(5)また 本発明者らの検討による
と第9図に示したマイクロバンプボンディング方式にお
いては次に示す課題があることが判明し九(1)配線基
板設置ステージ93が金属製である為平面度が非常に悪
く、LSIチップ96を加圧した時ニLSIチップ96
と加圧ツール94の平行度が悪<LSIチップ突起電極
が均等に加圧されず接続不良が発生する。(2)LSI
チップの加圧をシリンダーで行っているA 設定できる
荷重の範囲は最小値から最大値で、約5倍程度と小さい
A LSIチップの電極数やチップサイズの変化に対
する対応性が悪〜1 ま?.LSIチップへの衝撃加重
をなくす方法としてカムを用いる力< LSIチップ
や配線基板の厚みが品種により変化した場合、カムを交
換する必要があり、生産性が低L1 加圧ツール94
は固定式である忍 配線基板や配線基板設置ステージの
平面度の影響で、LSIチップと加圧ツールの平行度が
ズレた場合i;;LSIチップの突起電極は均等に加圧
され哄 接続不良が発生する。
本発明(よ マイクロボンディング方式を用いるととも
に ゲートアレイやマイクロコンピュータ,LEDアレ
ー等の狭ピッチで多ビンのLSIチップの低コストな実
装を容易かつ確実に可能とする接続装置を提供すること
を目的とするものであん課題を解決するための手段 本発明(戴 前記課題を解決する為に 電極にバンプを
有したLSIチップをフェースダウンにより光硬化性絶
縁樹脂(UV樹脂)により配線基板に固着し 光硬化性
絶脂の収縮力により、LSIチップのバンブと配線基板
の導体配線を圧接により接続する前述したマイクロボン
ディングを用いた実装方式の接続装置であり、その構或
は次に示す通りであも 配線基板を設置する第1のステ
ージ.LSIチップを設置する第2のステージ,光硬化
性樹脂(UV樹脂)の収納容器.LSIチップを保持す
る為の真空コレット.LSIチップと回路基板の導体配
線を位置合わせする為のカメラとモニターテレビ.LS
Iチップを加圧する加圧ユニット.光照射機,これらを
制御する制御回路及び制御盤を有し 制御回路により、
第1,第2のステージの移動.カメラのX.Y方向の移
動を制御し さらに真空コレットのX,Y.Z.θ方向
の移動,加圧ユニットの加重,光照射機の照射時間を制
御することにより、前述した実装方式を実現するもので
ある。
に ゲートアレイやマイクロコンピュータ,LEDアレ
ー等の狭ピッチで多ビンのLSIチップの低コストな実
装を容易かつ確実に可能とする接続装置を提供すること
を目的とするものであん課題を解決するための手段 本発明(戴 前記課題を解決する為に 電極にバンプを
有したLSIチップをフェースダウンにより光硬化性絶
縁樹脂(UV樹脂)により配線基板に固着し 光硬化性
絶脂の収縮力により、LSIチップのバンブと配線基板
の導体配線を圧接により接続する前述したマイクロボン
ディングを用いた実装方式の接続装置であり、その構或
は次に示す通りであも 配線基板を設置する第1のステ
ージ.LSIチップを設置する第2のステージ,光硬化
性樹脂(UV樹脂)の収納容器.LSIチップを保持す
る為の真空コレット.LSIチップと回路基板の導体配
線を位置合わせする為のカメラとモニターテレビ.LS
Iチップを加圧する加圧ユニット.光照射機,これらを
制御する制御回路及び制御盤を有し 制御回路により、
第1,第2のステージの移動.カメラのX.Y方向の移
動を制御し さらに真空コレットのX,Y.Z.θ方向
の移動,加圧ユニットの加重,光照射機の照射時間を制
御することにより、前述した実装方式を実現するもので
ある。
また 本発明において、たとえば第1のステージは、
金属プレートの第1の主面に第1の凹部を有し 前記第
1の凹部の底部に溝及び前記第1の凹部より小さい面積
の貫通孔を有し 第2の主面には前記第1の凹部を含み
前記第1の凹部と同等以上の面積を有した第2の凹部を
有し 前記第1の凹部に前記溝と一致する位置に孔を有
した石英ガラス等の透明板を有したことを特徴とすも
まなたとえば加圧ユニットは、 ステッピングモー夕,
ボールねじ,第1,第2,第3のリニアガイド及びそれ
ぞれのしゅう動板,加圧ヘッド,加圧ばね,加圧ヘッド
つり上げ用ばねを(aL 前記ステッピングモータ及
び前記第1,第3のリニアガイドが本体に固定され 前
記第1のリニアガイドのしゅう動板に前記第2のリニア
ガイドが固定され 前記第2のリニアガイドのしゅう動
板の上部に第1のシャフト及びこの第1のシャフトには
め込まれた前記加圧ばねを有し 前記第3のリニアガイ
ドのしゅう動板の突出部に形成したガイド孔に前記加圧
ヘッドの上部に形成した先端部にばねどめを有した第2
のシャフトが挿入され 前記突出部と第2のシャフトの
ばねどめとの間に前記加圧ヘッドつり上げ用ばねを有し
前記ステッピングモータが駆動することにより、前記
ボールねじが回転下降し 前記第1のリニアガイドのし
ゅう動板,第2のリニアガイドのしゅう動板,第3のリ
ニアガイドのしゅう動板が第1から第3の順序で下降し
前記加圧ヘッドの下部が加圧物に接触し その後、前
記第1のリニアガイドのしゅう動板のみが下降し 前記
加圧ばねを縮めることにより、前記加圧物に加重を負荷
することを特徴とする。まな たとえば加圧ツールは、
半球状で平面部を加圧面としかつこの球面部に平面に
対し垂直方向にシャフトを有した加圧チップと、前記加
圧チップの半球部の半径より大きいほぼ半球の凹部を有
し この凹部の最底部に前記加圧チップのシャフトの径
より大きい貫通孔を有した加圧チップ受けを備え 前記
加圧チップのシャフトが前記加圧チップ受けの貫通孔に
挿入され 前記シャフトの前記貫通孔からの突出部にコ
イルばねがはめ込まれ 前記シャフトの先端部に 前記
コイルばねの径より大きい止め具を設置することにより
、前記加圧チップが前記加圧チップ受けに固定されたこ
とを特徴とすも さらにまた 加圧ツールは、 たとえ
ば半円柱状で十字状の平面部を加圧面としかつ丸みを有
した面に前記加圧面に対し垂直方向にシャフトを有した
加圧チップと、底部に貫通孔を有したV溝を有した加圧
チップ受けを備え 前記加圧チップのシャフトが前記加
圧チップ受けの貫通孔に挿入され 前記シャフトの前記
貫通孔からの突出部にコイルばねがはめ込まれ 前記シ
ャフトの先端部に 前記コイルばねの径より大きい止め
具を設置することにより、前記加圧チップが前記加圧チ
ップ受けに固定されたことを特徴とする。
金属プレートの第1の主面に第1の凹部を有し 前記第
1の凹部の底部に溝及び前記第1の凹部より小さい面積
の貫通孔を有し 第2の主面には前記第1の凹部を含み
前記第1の凹部と同等以上の面積を有した第2の凹部を
有し 前記第1の凹部に前記溝と一致する位置に孔を有
した石英ガラス等の透明板を有したことを特徴とすも
まなたとえば加圧ユニットは、 ステッピングモー夕,
ボールねじ,第1,第2,第3のリニアガイド及びそれ
ぞれのしゅう動板,加圧ヘッド,加圧ばね,加圧ヘッド
つり上げ用ばねを(aL 前記ステッピングモータ及
び前記第1,第3のリニアガイドが本体に固定され 前
記第1のリニアガイドのしゅう動板に前記第2のリニア
ガイドが固定され 前記第2のリニアガイドのしゅう動
板の上部に第1のシャフト及びこの第1のシャフトには
め込まれた前記加圧ばねを有し 前記第3のリニアガイ
ドのしゅう動板の突出部に形成したガイド孔に前記加圧
ヘッドの上部に形成した先端部にばねどめを有した第2
のシャフトが挿入され 前記突出部と第2のシャフトの
ばねどめとの間に前記加圧ヘッドつり上げ用ばねを有し
前記ステッピングモータが駆動することにより、前記
ボールねじが回転下降し 前記第1のリニアガイドのし
ゅう動板,第2のリニアガイドのしゅう動板,第3のリ
ニアガイドのしゅう動板が第1から第3の順序で下降し
前記加圧ヘッドの下部が加圧物に接触し その後、前
記第1のリニアガイドのしゅう動板のみが下降し 前記
加圧ばねを縮めることにより、前記加圧物に加重を負荷
することを特徴とする。まな たとえば加圧ツールは、
半球状で平面部を加圧面としかつこの球面部に平面に
対し垂直方向にシャフトを有した加圧チップと、前記加
圧チップの半球部の半径より大きいほぼ半球の凹部を有
し この凹部の最底部に前記加圧チップのシャフトの径
より大きい貫通孔を有した加圧チップ受けを備え 前記
加圧チップのシャフトが前記加圧チップ受けの貫通孔に
挿入され 前記シャフトの前記貫通孔からの突出部にコ
イルばねがはめ込まれ 前記シャフトの先端部に 前記
コイルばねの径より大きい止め具を設置することにより
、前記加圧チップが前記加圧チップ受けに固定されたこ
とを特徴とすも さらにまた 加圧ツールは、 たとえ
ば半円柱状で十字状の平面部を加圧面としかつ丸みを有
した面に前記加圧面に対し垂直方向にシャフトを有した
加圧チップと、底部に貫通孔を有したV溝を有した加圧
チップ受けを備え 前記加圧チップのシャフトが前記加
圧チップ受けの貫通孔に挿入され 前記シャフトの前記
貫通孔からの突出部にコイルばねがはめ込まれ 前記シ
ャフトの先端部に 前記コイルばねの径より大きい止め
具を設置することにより、前記加圧チップが前記加圧チ
ップ受けに固定されたことを特徴とする。
作用
本発明の半導体素子接続装置によれC;&LSIチップ
へのUV樹脂の塗布,LSIチップと回路基板の位置合
わせ.LSIチップへの加圧.UV樹脂の硬化までα
LSIチップの配線基板への一連の実装プロセスを1台
の装置でチップの変化に対して対応性がよく、接続不良
少なく実施でき、また 従来の様に加熱や超音波の機構
を有さない久安い設備費で多ピン,狭ピッチLSIの一
括ボンディングが実現出来るものである。
へのUV樹脂の塗布,LSIチップと回路基板の位置合
わせ.LSIチップへの加圧.UV樹脂の硬化までα
LSIチップの配線基板への一連の実装プロセスを1台
の装置でチップの変化に対して対応性がよく、接続不良
少なく実施でき、また 従来の様に加熱や超音波の機構
を有さない久安い設備費で多ピン,狭ピッチLSIの一
括ボンディングが実現出来るものである。
実施例
本発明の実施例を第1図〜第7図を用いて説明する。ま
ず第1図に示す接続装置全体図及び第2図に示す半導体
装置の工程別断面図を用いて説明する。まず、第2図a
のごとく、チップ供給ステージ15上のチップトレー2
に設置された半導体素子すなわちLSIチップ26を、
投入コレット3にて吸着し 投入コレット3を移動させ
、アライメントロボット4の上面に移し変える。この時
、アライメントロボット4は、 規制ツール17の位置
まで移動し 第3図に示す様に LSIチップ26の外
形を利用し一次アライメントを行う。この時、通常LS
Iチップ26の外形は±10μ程度である忍一次アライ
メントの精度は±l5μ程度となる。次に第2図b,c
,dに示す様に アライメントロボット4が上下方向に
反転し その後下降L. UV樹脂供給ユニット12
に設置されたUV樹脂28にLSIチップ26の表面を
接触させ、その眞 アライメントロボット4は上昇する
。このK LSIチップ26の表面にはUV樹脂28
が適量付着す&UV樹脂28のLSIチップ26表面へ
の付着量g1 UV樹脂供給ユニッ}12に設置した
UV樹脂28の量をコントロールすることにより、精度
よくコントロールすることができ、通!,UV樹脂量は
、 UV樹脂供給ユニット12底面からの厚みで10
〜50μ程度である。次に 石英ガラスよりなる配線基
板29が設置されたガラスステージ9がチップアライメ
ント用カメラ11が位置する部分まで移動すも同時に
アライメントロボット4k 配線基板29のLSIチッ
プ26搭載位置まで移動し その後下降する。このII
I, LSIチップ26と配線基板29のギャップは
50〜200μ程度である。この状態を第2図eに示す
。
ず第1図に示す接続装置全体図及び第2図に示す半導体
装置の工程別断面図を用いて説明する。まず、第2図a
のごとく、チップ供給ステージ15上のチップトレー2
に設置された半導体素子すなわちLSIチップ26を、
投入コレット3にて吸着し 投入コレット3を移動させ
、アライメントロボット4の上面に移し変える。この時
、アライメントロボット4は、 規制ツール17の位置
まで移動し 第3図に示す様に LSIチップ26の外
形を利用し一次アライメントを行う。この時、通常LS
Iチップ26の外形は±10μ程度である忍一次アライ
メントの精度は±l5μ程度となる。次に第2図b,c
,dに示す様に アライメントロボット4が上下方向に
反転し その後下降L. UV樹脂供給ユニット12
に設置されたUV樹脂28にLSIチップ26の表面を
接触させ、その眞 アライメントロボット4は上昇する
。このK LSIチップ26の表面にはUV樹脂28
が適量付着す&UV樹脂28のLSIチップ26表面へ
の付着量g1 UV樹脂供給ユニッ}12に設置した
UV樹脂28の量をコントロールすることにより、精度
よくコントロールすることができ、通!,UV樹脂量は
、 UV樹脂供給ユニット12底面からの厚みで10
〜50μ程度である。次に 石英ガラスよりなる配線基
板29が設置されたガラスステージ9がチップアライメ
ント用カメラ11が位置する部分まで移動すも同時に
アライメントロボット4k 配線基板29のLSIチッ
プ26搭載位置まで移動し その後下降する。このII
I, LSIチップ26と配線基板29のギャップは
50〜200μ程度である。この状態を第2図eに示す
。
またUV樹脂28(ヨ 第7図a,bに示すように配
線基板29のチップ設置部上にディスベンサーノズル1
00より滴下して塗布してもよ賎 この場合アライメン
トロポットは上下方向に反転したの坂チップにUV樹脂
28を付着させることなく配線基板29のチップ搭載位
置まで移動する。
線基板29のチップ設置部上にディスベンサーノズル1
00より滴下して塗布してもよ賎 この場合アライメン
トロポットは上下方向に反転したの坂チップにUV樹脂
28を付着させることなく配線基板29のチップ搭載位
置まで移動する。
ガラスステージ9ζよ ガラスステージ9が設置された
領域に 穴を有した金属製の配線基板設置ステージlg
上に設置されており、XYテーブルl9により移動すも
次にチップアライメント用カメラllにより、ガラス
ステージ9の下から配線基板29の導体配線30とLS
Iチップ26のバンブ27を、モニター1に映し出す。
領域に 穴を有した金属製の配線基板設置ステージlg
上に設置されており、XYテーブルl9により移動すも
次にチップアライメント用カメラllにより、ガラス
ステージ9の下から配線基板29の導体配線30とLS
Iチップ26のバンブ27を、モニター1に映し出す。
次に 操作パネル14に設けたマニュブレーク20を操
作し アライメントロボット4をx,y,θ方向に移動
させ、LSIチップ26のバンブ27と、配線基板29
の導体配線3oの位置合わせを行う。位置合わせが完了
した時点でLSIチップ26のバンプ27力曳 導体配
線3oに接触するまでアライメントロボット4が下降し
その後LSIチップ26の保持の為の真空を解除し
アライメントロボット4は上昇し 元の位置までもども
この隊 第2図fに示す様に LSIチップ26の表
面又は基板29上に塗布していたUVIl1脂281i
LsIチップ26の周囲にまで広がるとともにLSIチ
ップ26はUV樹脂28の粘性により、配線基板29に
仮固定される。次に 配線基板設置ステージ18(;t
, XYテーブル19の制御により移動し配線基板2
9上にあるLSIチップ26(ヨ 加圧ツール24の
真下まで移動する。この時、LSIチップ26と加圧ツ
ール24の位置精度ζ友 XYテーブル19の精度及び
LSIチップ26と配線基板29の位置合わせ精度が加
算されたものとなり、約士数μm程度であも 次にステ
ッピングモータ21を駆動させ、加圧ツール24の底面
がLSIチップ26の裏面に接触するまで下降させる。
作し アライメントロボット4をx,y,θ方向に移動
させ、LSIチップ26のバンブ27と、配線基板29
の導体配線3oの位置合わせを行う。位置合わせが完了
した時点でLSIチップ26のバンプ27力曳 導体配
線3oに接触するまでアライメントロボット4が下降し
その後LSIチップ26の保持の為の真空を解除し
アライメントロボット4は上昇し 元の位置までもども
この隊 第2図fに示す様に LSIチップ26の表
面又は基板29上に塗布していたUVIl1脂281i
LsIチップ26の周囲にまで広がるとともにLSIチ
ップ26はUV樹脂28の粘性により、配線基板29に
仮固定される。次に 配線基板設置ステージ18(;t
, XYテーブル19の制御により移動し配線基板2
9上にあるLSIチップ26(ヨ 加圧ツール24の
真下まで移動する。この時、LSIチップ26と加圧ツ
ール24の位置精度ζ友 XYテーブル19の精度及び
LSIチップ26と配線基板29の位置合わせ精度が加
算されたものとなり、約士数μm程度であも 次にステ
ッピングモータ21を駆動させ、加圧ツール24の底面
がLSIチップ26の裏面に接触するまで下降させる。
接触した後は 所定の加重がLSIチップ26に加わる
楓 更にステッピングモータを駆動させ加圧ばね22を
所定量縮めもこの時、第2図hに示す様?,,LSIチ
ップ26のバンブ27と導体配線30の間からUV樹脂
28は完全に排出されも 次に第2図hに示す様にLS
Iチップを加圧ツール24で加圧した状態n UV樹
脂28にUV線31を照射しUV樹脂28を硬化させる
。
楓 更にステッピングモータを駆動させ加圧ばね22を
所定量縮めもこの時、第2図hに示す様?,,LSIチ
ップ26のバンブ27と導体配線30の間からUV樹脂
28は完全に排出されも 次に第2図hに示す様にLS
Iチップを加圧ツール24で加圧した状態n UV樹
脂28にUV線31を照射しUV樹脂28を硬化させる
。
このK UV樹脂28には硬化収縮力が作用u 後に
加圧を取り去ってL LSIチップ26のバンプ27
と導体配線30は常に接触した状態を保持すんUV線3
1の照射&上 第1図に示すUV光源7で得たUV線を
光ファイバー23にてガラスステージ9の下側まで伝送
して行う。次に 第2図iに示す様K,UV線31の照
射が終了したと同時に 加圧ッール24が上昇L L
SIチップ26への加圧が解除さtl,LSIチップ2
6と配線基板29との接続が完了すも 以上の動作を、
自動で実施できる微制御回路により制御するものであり
、生産タクトを向上させる為に 投入コレット3(iL
sIチップ26をアライメントロボット4に 移し変え
た後はすぐに次に搭載するLSIチップを吸著Lアライ
メントロボット4にLSIチップを移し変える位置まで
移動すも また アライメントロボット4は、 配線基
板29にLSIチップ26を搭載した後はもとの位置ま
でもどり、投入コレット3が運んできたLSIチップ2
6を受けとり、後は、 同様の動作を行うものである。
加圧を取り去ってL LSIチップ26のバンプ27
と導体配線30は常に接触した状態を保持すんUV線3
1の照射&上 第1図に示すUV光源7で得たUV線を
光ファイバー23にてガラスステージ9の下側まで伝送
して行う。次に 第2図iに示す様K,UV線31の照
射が終了したと同時に 加圧ッール24が上昇L L
SIチップ26への加圧が解除さtl,LSIチップ2
6と配線基板29との接続が完了すも 以上の動作を、
自動で実施できる微制御回路により制御するものであり
、生産タクトを向上させる為に 投入コレット3(iL
sIチップ26をアライメントロボット4に 移し変え
た後はすぐに次に搭載するLSIチップを吸著Lアライ
メントロボット4にLSIチップを移し変える位置まで
移動すも また アライメントロボット4は、 配線基
板29にLSIチップ26を搭載した後はもとの位置ま
でもどり、投入コレット3が運んできたLSIチップ2
6を受けとり、後は、 同様の動作を行うものである。
また 本実施例でζよLSIチップlチップ毎に加圧を
行う方法について述べた力丈 複数のLSIチップ26
を配線基板29にUV樹脂の粘性により仮固定した後、
複数のLSIチップ26を同時に加圧改 UV照射する
ことも可能であも ま?QLSIチップ26と配線基板
29の位置合わせは、 自動認識装置を付加することに
より、自動で行うことができる。また 配線基板29の
ガラスステージへの設置及び取り出しk白動搬送装置を
付加することにより、容易に自動化ができも そして、
更に 配線基板29がセラミック等の不透明な場合Cヨ
光ファイバー23を加圧ツール24の付近に設置t
,,LSIチップ26の側面から光照射することにより
、容易にUV樹脂の硬化を行うことができも 次に 本
発明の接続装置の配線基板設置ステージ18,加圧ユニ
ット6,加圧ツール24の例について、第4図〜第6図
とともに説明する。まず、ガラスステージについて第4
図とともに説明すも 第4図は 第1図の接続装置全体
図で示したガラスステージ9及び配線基板設置ステージ
l8のa−a’断面図であも ステンレス等よりなる配
線基板設置ステージl8に光透過率が良好な石英よりな
るガラスステージ9を設置スる。
行う方法について述べた力丈 複数のLSIチップ26
を配線基板29にUV樹脂の粘性により仮固定した後、
複数のLSIチップ26を同時に加圧改 UV照射する
ことも可能であも ま?QLSIチップ26と配線基板
29の位置合わせは、 自動認識装置を付加することに
より、自動で行うことができる。また 配線基板29の
ガラスステージへの設置及び取り出しk白動搬送装置を
付加することにより、容易に自動化ができも そして、
更に 配線基板29がセラミック等の不透明な場合Cヨ
光ファイバー23を加圧ツール24の付近に設置t
,,LSIチップ26の側面から光照射することにより
、容易にUV樹脂の硬化を行うことができも 次に 本
発明の接続装置の配線基板設置ステージ18,加圧ユニ
ット6,加圧ツール24の例について、第4図〜第6図
とともに説明する。まず、ガラスステージについて第4
図とともに説明すも 第4図は 第1図の接続装置全体
図で示したガラスステージ9及び配線基板設置ステージ
l8のa−a’断面図であも ステンレス等よりなる配
線基板設置ステージl8に光透過率が良好な石英よりな
るガラスステージ9を設置スる。
ガラスステージ9は止め具60により配線基板設置ステ
ージ18に固定する。配線基板29は、 ガラスステ
ージ29に形成した真空孔33と配線基板設置ステージ
l8に形成した真空溝34を用いて真空により固定され
も 配線基板設置ステージ18;ヨ ガラスステージ
9を設置した部分と反対の部分18′でXYステージに
固定される。UV線の照射は配線基板設置ステージ18
に形成した照射孔35かふ ガラスステージ9を通して
配線基板29まで到達させる。次に 加圧ユニット(第
1図で示す6の部分)について第5図とともに説明する
。まずステッピングモータ2lが駆動されることにより
、ボールねじ37が回転レ ボールねじ37に固定され
た駆動ヘッド38が下降すも それに伴1,X.駆動ヘ
ッド38に連結された第1のしゅう動板43が本体36
に固定された第1のリニアガイド45に支持されながら
下降する。
ージ18に固定する。配線基板29は、 ガラスステ
ージ29に形成した真空孔33と配線基板設置ステージ
l8に形成した真空溝34を用いて真空により固定され
も 配線基板設置ステージ18;ヨ ガラスステージ
9を設置した部分と反対の部分18′でXYステージに
固定される。UV線の照射は配線基板設置ステージ18
に形成した照射孔35かふ ガラスステージ9を通して
配線基板29まで到達させる。次に 加圧ユニット(第
1図で示す6の部分)について第5図とともに説明する
。まずステッピングモータ2lが駆動されることにより
、ボールねじ37が回転レ ボールねじ37に固定され
た駆動ヘッド38が下降すも それに伴1,X.駆動ヘ
ッド38に連結された第1のしゅう動板43が本体36
に固定された第1のリニアガイド45に支持されながら
下降する。
次に 第1のしゅう動板43が下降することにより、加
圧爪39が受部40に接触し 第3のしゆう動板となる
加圧ヘッド5(よ 第3のリニアガイド4lに支持され
ながら下降し 加圧ツール24の下面It. LSI
チップ26の裏面に接触す凡 その眞 ステ、,ピング
モータ21が更に駆動されることにより、加圧ばね22
が圧縮され 加圧ばね22の反発力がLSIチップ26
に負荷され 所定の加重を加えも ステッピングモータ
21の回転数を制御することにより、LSIチップ26
に対する加重を任意にコントロールすることができ加重
範囲1;L0.1〜60Kg程度である。まな ステッ
ピングモータ21の回転スピードをコントロールし 加
圧ツール24がLSIチップ26に接触する直前までは
、 速いスピードで下降させ、その後ζよ 下降スピー
ドをゆるめることにより、LSIチップ26への衝撃加
重をなくすことができも 次番ヘ 加圧ツールを第6
図a,bとともに説明する。まf,LSIチップ26が
長方形の場合(よ 第5図aの加圧ツールを用L\ L
SIチップ26が正方形の場合は第5図bの加圧ツール
を用いる。ま哄 第5図aに示したものは超鋼等よりな
る加圧ステップ52のアールをもった面のほぼ中央にシ
ャフト48が固定され シャフト48は加圧チップ受け
50の孔51に挿入され つり上げばね47とはねどめ
46により、加圧チップ52が加圧チップ受け50に支
持されているもので、加圧チップ受け50の上面部49
が加圧ヘッド(第1図に示す5)に取付けられるもので
あも 加圧チップ52の下面部52’li LSIチ
ップ26と接触する部分でその反対面はアール状になっ
ており、アール状の部分は加圧チップ受け50と線で接
触してい4LSIチップ26の長辺方向の平行度が加圧
チップ52とずれている場合(よ 加圧チップ52がL
SIチップ26に接続した瞬間に加圧チップ52のアー
ル状の部分がローリングし 加圧チップ52の下面部5
2゜+iLSIチップ26の裏面に均等に接触L L
SIチツプ26のバンプ27は均等に加圧される。また
第5図bに示した加圧ツール(戴 半球状の加圧チッ
プ58の球面部分の中央にシャフト56が取り付けら札
加圧チップ受け53の孔57にシャフト56が挿入さ
れつり上げばね55とばねどめ54により、加圧チップ
58が加圧チップ受け57に支持されたもので、第5図
3で示した加圧ヘッドと同様に加圧チップ58の球面部
分がローリングL,LSIチップ26のバンプ27を均
等に加圧するものである。この様に 本発明にょム 接
続装置を用いることにより、一台の装置で回路基板のL
SIチップの実装ができ、設備費が非常に安く、低コス
トな実装を提供することができも 発明の効果 本発明による接続装置は次に示す効果があも(1)LS
Iチップを光硬化性の絶縁性樹脂(UV樹脂)のみで、
回路基板に接続する忍 接続ピッチを非常に小さくする
ことができ、か1 従来のように 加熱や超音波の機構
を必要としないA 構戊部品の劣化が少なく、また 設
備の価格を非常に安くした状態で高密度な実装ができも
(2)1台の設備玄 LSIチップの回路基板への実装
が可能であるA 実装に要する設備費が安く、低コスト
な実装が実現できも (3)本発明の接続装置で(よ 回路基板を設置するス
テージにガラスを用いることにより、平面度が非常に良
好となり、LSIチ、,ブの加圧の際+;LSIチップ
と加圧ツールの平行度が非常に良好となるA バンプは
均等に加圧され 歩留りが向上する。
圧爪39が受部40に接触し 第3のしゆう動板となる
加圧ヘッド5(よ 第3のリニアガイド4lに支持され
ながら下降し 加圧ツール24の下面It. LSI
チップ26の裏面に接触す凡 その眞 ステ、,ピング
モータ21が更に駆動されることにより、加圧ばね22
が圧縮され 加圧ばね22の反発力がLSIチップ26
に負荷され 所定の加重を加えも ステッピングモータ
21の回転数を制御することにより、LSIチップ26
に対する加重を任意にコントロールすることができ加重
範囲1;L0.1〜60Kg程度である。まな ステッ
ピングモータ21の回転スピードをコントロールし 加
圧ツール24がLSIチップ26に接触する直前までは
、 速いスピードで下降させ、その後ζよ 下降スピー
ドをゆるめることにより、LSIチップ26への衝撃加
重をなくすことができも 次番ヘ 加圧ツールを第6
図a,bとともに説明する。まf,LSIチップ26が
長方形の場合(よ 第5図aの加圧ツールを用L\ L
SIチップ26が正方形の場合は第5図bの加圧ツール
を用いる。ま哄 第5図aに示したものは超鋼等よりな
る加圧ステップ52のアールをもった面のほぼ中央にシ
ャフト48が固定され シャフト48は加圧チップ受け
50の孔51に挿入され つり上げばね47とはねどめ
46により、加圧チップ52が加圧チップ受け50に支
持されているもので、加圧チップ受け50の上面部49
が加圧ヘッド(第1図に示す5)に取付けられるもので
あも 加圧チップ52の下面部52’li LSIチ
ップ26と接触する部分でその反対面はアール状になっ
ており、アール状の部分は加圧チップ受け50と線で接
触してい4LSIチップ26の長辺方向の平行度が加圧
チップ52とずれている場合(よ 加圧チップ52がL
SIチップ26に接続した瞬間に加圧チップ52のアー
ル状の部分がローリングし 加圧チップ52の下面部5
2゜+iLSIチップ26の裏面に均等に接触L L
SIチツプ26のバンプ27は均等に加圧される。また
第5図bに示した加圧ツール(戴 半球状の加圧チッ
プ58の球面部分の中央にシャフト56が取り付けら札
加圧チップ受け53の孔57にシャフト56が挿入さ
れつり上げばね55とばねどめ54により、加圧チップ
58が加圧チップ受け57に支持されたもので、第5図
3で示した加圧ヘッドと同様に加圧チップ58の球面部
分がローリングL,LSIチップ26のバンプ27を均
等に加圧するものである。この様に 本発明にょム 接
続装置を用いることにより、一台の装置で回路基板のL
SIチップの実装ができ、設備費が非常に安く、低コス
トな実装を提供することができも 発明の効果 本発明による接続装置は次に示す効果があも(1)LS
Iチップを光硬化性の絶縁性樹脂(UV樹脂)のみで、
回路基板に接続する忍 接続ピッチを非常に小さくする
ことができ、か1 従来のように 加熱や超音波の機構
を必要としないA 構戊部品の劣化が少なく、また 設
備の価格を非常に安くした状態で高密度な実装ができも
(2)1台の設備玄 LSIチップの回路基板への実装
が可能であるA 実装に要する設備費が安く、低コスト
な実装が実現できも (3)本発明の接続装置で(よ 回路基板を設置するス
テージにガラスを用いることにより、平面度が非常に良
好となり、LSIチ、,ブの加圧の際+;LSIチップ
と加圧ツールの平行度が非常に良好となるA バンプは
均等に加圧され 歩留りが向上する。
(4)本発明の接続装置の加圧ユニット(よ ステッピ
ングモー夕と加圧ばねにより、LSIチップへの加圧を
行っている為 加圧ヘッドの下降スピードのコントロー
ル1よ ステッピングモータの回転数を制御盤の操作で
変えることにより容易に行うことができ、機種きりかえ
にともなうLSIチップや配線基板の厚みの変化に対し
て即座に対応でき、生産性が向上すも また 加重設定
の範囲を、最小値から最大値で約600倍と非常に大き
くとれるa 電極数の異なるLSIへの機種きりかえが
非常に容易になり生産性が大きく向上する。
ングモー夕と加圧ばねにより、LSIチップへの加圧を
行っている為 加圧ヘッドの下降スピードのコントロー
ル1よ ステッピングモータの回転数を制御盤の操作で
変えることにより容易に行うことができ、機種きりかえ
にともなうLSIチップや配線基板の厚みの変化に対し
て即座に対応でき、生産性が向上すも また 加重設定
の範囲を、最小値から最大値で約600倍と非常に大き
くとれるa 電極数の異なるLSIへの機種きりかえが
非常に容易になり生産性が大きく向上する。
(5)加圧ツールに ローリング機構を用いることがで
き、LSIチップへのバンプへの加重が常に均等に負荷
され非常に品質が安定する。以上のように本発明により
、高品質で高密度かつ低コストのLSI実装を実現でき
、LSI実装の工業的価値増大に寄与する。
き、LSIチップへのバンプへの加重が常に均等に負荷
され非常に品質が安定する。以上のように本発明により
、高品質で高密度かつ低コストのLSI実装を実現でき
、LSI実装の工業的価値増大に寄与する。
第1図は半導体素子接続装置の一実施例の全体概略は
第2図は本発明に基づく工程別断面は第3図は規制ツー
ル部の拡大斜視は 第4図は配線基板設置ステージ部の
詳細断面は 第5図は加圧ユニット部の詳細斜視は 第
6図は加圧ツール部の斜視図,断面は 第7図は本発明
において基板側に樹脂を塗布する場合の断面は 第8図
は従来のボンディング技術の断面は 第9図はマイクロ
バンプボンディング方式の工程断面図である。
第2図は本発明に基づく工程別断面は第3図は規制ツー
ル部の拡大斜視は 第4図は配線基板設置ステージ部の
詳細断面は 第5図は加圧ユニット部の詳細斜視は 第
6図は加圧ツール部の斜視図,断面は 第7図は本発明
において基板側に樹脂を塗布する場合の断面は 第8図
は従来のボンディング技術の断面は 第9図はマイクロ
バンプボンディング方式の工程断面図である。
Claims (6)
- (1)回路基板を設置する第1のステージ、半導体素子
を設置する第2のステージ、前記半導体素子の固着に用
いる光硬化性の絶縁性樹脂の収納容器、前記半導体素子
を真空吸着する為の真空コレット、前記半導体素子の電
極と前記回路基板の導体配線を位置合わせする為のカメ
ラとモニターテレビ、前記半導体素子を加圧する加圧ユ
ニット、前記絶縁性樹脂を硬化する光照射機構、これら
を制御する制御部を有し、前記制御部により前記第1の
ステージ、前記第2のステージ、前記カメラ、前記真空
コレットの移動、前記加圧ユニットの加重、前記光照射
機構の照射時間を制御することにより、前記半導体素子
を前記回路基板に前記絶縁性樹脂により固着し、前記半
導体素子の電極と前記回路基板の導体配線を電気的に接
続することを特徴とする半導体素子接続装置。 - (2)第1のステージは、金属プレートの第1の主面に
第1の凹部を有し、前記第1の凹部の底部に溝及び前記
第1の凹部より小さい面積の貫通孔を有し、第2の主面
には前記第1の凹部を含み前記第1の凹部と同等以上の
面積を有した第2の凹部を有し、前記第1の凹部に前記
溝と一致する位置に孔を有した透明板を有したことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体素子接続装
置 - (3)透明板が石英ガラスであることを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の半導体素子接続装置 - (4)加圧ユニットは、ステッピングモータ、ボールね
じ、第1、第2、第3のリニアガイド及びそれぞれのし
ゅう動板、加圧ヘッド、加圧ばね、加圧ヘッドつり上げ
用ばねを備え、前記ステッピングモータ及び前記第1、
第3のリニアガイドが本体に固定され 前記第1のリニ
アガイドのしゅう動板に前記第2のリニアガイドが固定
され 前記第2のリニアガイドのしゅう動板の上部に第
1のシャフト及びこの第1のシャフトにはめ込まれた前
記加圧ばねを有し、前記第3のリニアガイドのしゅう動
板の突出部に形成したガイド孔に前記加圧ヘッドの上部
に形成した先端部にばねどめを有した第2のシャフトが
挿入され 前記突出部と第2のシャフトのばねどめとの
間に前記加圧ヘッドつり上げ用ばねを有し、前記ステッ
ピングモータが駆動することにより、前記ボールねじが
回転下降し、前記第1のリニアガイドのしゅう動板、第
2のリニアガイドのしゅう動板、第3のリニアガイドの
しゅう動板が第1から第3の順序で下降し、前記加圧ヘ
ッドの下部が加圧物に接触し、その後、前記第1のリニ
アガイドのしゅう動板のみが下降し、前記加圧ばねを縮
めることにより、前記加圧物に加重を負荷することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体素子接続装
置。 - (5)加圧ツールは、半球状で平面部を加圧面としかつ
この球面部に平面に対し垂直方向にシャフトを有した加
圧チップと、前記加圧チップの半球部の半径より大きい
ほぼ半球の凹部を有し、この凹部の最底部に前記加圧チ
ップのシャフトの径より大きい貫通孔を有した加圧チッ
プ受けを備え前記加圧チップのシャフトが前記加圧チッ
プ受けの貫通孔に挿入され 前記シャフトの前記貫通孔
からの突出部にコイルばねがはめ込まれ 前記シャフト
の先端部に、前記コイルばねの径より大きい止め具を設
置することにより、前記加圧チップが前記加圧チップ受
けに固定されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体素子接続装置。 - (6)加圧ツールは、半円柱状で十字状の平面部を加圧
面としかつ丸みを有した面に、前記加圧面に対し垂直方
向にシャフトを有した加圧チップと、底部に貫通孔を有
したV溝を有した加圧チップ受けを備え、前記加圧チッ
プのシャフトが前記加圧チップ受けの貫通孔に挿入され
、前記シャフトの前記貫通孔からの突出部にコイルばね
がはめ込まれ、前記シャフトの先端部に、前記コイルば
ねの径より大きい止め具を設置することにより、前記加
圧チップが前記加圧チップ受けに固定されたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の半導体素子接続装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1298239A JPH0680704B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-11-16 | 半導体素子接続装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-77566 | 1989-03-28 | ||
JP7756689 | 1989-03-28 | ||
JP1298239A JPH0680704B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-11-16 | 半導体素子接続装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0316148A true JPH0316148A (ja) | 1991-01-24 |
JPH0680704B2 JPH0680704B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=26418644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1298239A Expired - Fee Related JPH0680704B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-11-16 | 半導体素子接続装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0680704B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0642157A1 (fr) * | 1993-09-06 | 1995-03-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Procédé d'assemblage de composants par collage |
-
1989
- 1989-11-16 JP JP1298239A patent/JPH0680704B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0642157A1 (fr) * | 1993-09-06 | 1995-03-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Procédé d'assemblage de composants par collage |
FR2709871A1 (fr) * | 1993-09-06 | 1995-03-17 | Commissariat Energie Atomique | Procédé d'assemblage de composants par hybridation et collage. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0680704B2 (ja) | 1994-10-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |