JPH04263436A - Diebonding device - Google Patents

Diebonding device

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JPH04263436A
JPH04263436A JP4401291A JP4401291A JPH04263436A JP H04263436 A JPH04263436 A JP H04263436A JP 4401291 A JP4401291 A JP 4401291A JP 4401291 A JP4401291 A JP 4401291A JP H04263436 A JPH04263436 A JP H04263436A
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JP
Japan
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case
wiring board
chip element
die bonding
die
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Masakaze Hosoya
細矢 正風
Mitsue Kumaki
熊木 みつ江
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • 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
    • H01L2224/75301Bonding head
    • H01L2224/75302Shape
    • H01L2224/75303Shape of the pressing surface

Abstract

PURPOSE:To precisely diebond a chip element mounted on a small-sized flexible wiring board used in a high-frequency region onto a case or the other wiring board while shortening the sliding stroke on the chip element and the bottom surface in the case within the title diebonding device. CONSTITUTION:The heating stage arranged beneath an upper mechanism 2 is composed of a vibration board 5, a hot plate 6, a Z-axial movable mechanism 6', an ultrasonic horn 7, an ultrasonic oscillator 8, a rotating mechanism 9 and X and Y axial movable mechanism 10. The vibration board 5 whereon a case 4 is support-fixed is horizontally connected to the ultrasonic oscillator 8 by the ultrasonic horn 7 so as to be vibrated in the horizontal direction by the ultrasonic horn 7 due to the ultrasonic vibration generated a by the ultrasonic oscillator 8. On the other hand, the hot plate 6 shifted by the Z-axial movable mechanism 6' comes into contact with the vibration board 5 so as to heat the vibration board 5.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ベアチップ半導体素子
やその他の表面実装用回路素子等のチップ素子をケース
または他の配線板にダイボンディングするために、チッ
プ素子を保持固定するための上部機構と、その下部に配
置された、チップ素子をダイボンディングするケースま
たは他の配線板を保持固定するための機構を有する加熱
ステージとを備えたダイボンディング装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention provides an upper mechanism for holding and fixing chip elements such as bare chip semiconductor elements and other surface-mounted circuit elements for die bonding to a case or other wiring board. The present invention relates to a die bonding apparatus including a heating stage disposed below the heating stage and having a mechanism for holding and fixing a case for die bonding chip elements or another wiring board.

【0002】0002

【従来の技術】一般に使用されているダイボンディング
装置は、図4に示すように、チップ素子を吸着固定する
、ダイコレット1と呼ばれるツールが取付けられた上部
機構12と、その下部に配置された加熱ステージ13と
で構成されている。
2. Description of the Related Art A commonly used die bonding apparatus, as shown in FIG. 4, includes an upper mechanism 12 to which a tool called a die collet 1 is attached, which fixes a chip element by suction, and an upper mechanism 12 disposed below the upper mechanism 12. It is composed of a heating stage 13.

【0003】上部機構12はダイコレット1を摺動させ
るとともにダイコレット1を介してチップ素子を予備加
熱する機能を有し、また加熱ステージ13はケース4ま
たは他の配線板を熱板14上に支持固定する構造となっ
ている。
The upper mechanism 12 has the function of sliding the die collet 1 and preheating the chip element via the die collet 1, and the heating stage 13 has the function of sliding the die collet 1 and preheating the chip element through the die collet 1. Also, the heating stage 13 has the function of sliding the die collet 1 and preheating the chip element through the die collet 1. It has a structure that supports and fixes it.

【0004】図5は、図4のダイボンディング装置によ
ってケース4にチップ素子3をダイボンディングする様
子を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view showing how the chip element 3 is die-bonded to the case 4 using the die-bonding apparatus shown in FIG.

【0005】ダイボンディングの手順は、金錫はんだ、
錫鉛はんだ等のろう材を使用する場合には、まず加熱ス
テージ13の熱板14上に配置されたケース4の内底面
にろう材11を溶融コーティングし、引続いてチップ素
子3を吸着させたダイコレット1を降下させ、ケース4
の内底面の溶融したろう材11に接触させた上で、上部
機構12によってダイコレット1を前後に摺動させてチ
ップ素子3をケース4の内底面に密着させ、その後に、
ダイコレット1をチップ素子3から取外し、ケース4を
加熱ステージ13の熱板14の上から降ろしてろう材1
1を徐冷硬化させる。
[0005] The die bonding procedure includes gold-tin solder,
When using a brazing material such as tin-lead solder, the brazing material 11 is first melted and coated on the inner bottom surface of the case 4 placed on the hot plate 14 of the heating stage 13, and then the chip element 3 is adsorbed. Lower the die collet 1 and press case 4.
The die collet 1 is slid back and forth by the upper mechanism 12 to bring the chip element 3 into close contact with the inner bottom surface of the case 4, and then,
Remove the die collet 1 from the chip element 3, lower the case 4 from above the heating plate 14 of the heating stage 13, and remove the brazing material 1.
1 is cured by slow cooling.

【0006】熱硬化型接着剤を使用してダイボンディン
グする場合には、接着剤があらかじめ塗布されたケース
4の底面にチップ素子3をダイコレット1によって密着
させた後に、熱板14を加熱して接着剤を硬化させる。
In the case of die bonding using a thermosetting adhesive, after the chip element 3 is brought into close contact with the bottom surface of the case 4 to which adhesive has been applied in advance using the die collet 1, the heating plate 14 is heated. to cure the adhesive.

【0007】他のダイボンディング装置としては、本発
明者等が先に出願した図6および図7に示すような位置
合せ兼用のダイボンディング装置(特願平2−9226
7号)がある。本装置は、高周波領域で用いられる形状
の小さなフレキシブル配線板に実装されたチップ素子を
ケースまたは他の配線板にダイボンディングするための
ものであり、図4の、ダイコレットを使用した装置では
、フレキシブル配線板が妨げになってダイコレットによ
るチップ素子の吸着固定ができないという欠点を解消し
た装置である。
As another die bonding device, a die bonding device for positioning as shown in FIGS. 6 and 7 previously filed by the present inventors (Japanese Patent Application No. 2-9226
No. 7). This device is for die bonding a chip element mounted on a small flexible wiring board used in a high frequency region to a case or another wiring board. This device eliminates the drawback of not being able to suction and fix chip elements using a die collet due to the obstruction of the flexible wiring board.

【0008】本装置によって、金錫はんだ、錫鉛はんだ
等のろう材11を使用してダイボンディングする場合の
手順は次のとおりである。まず、加熱ステージの熱板1
4に支持固定されたケース4の内底面にろう材11を溶
融コーティングし、次いでチップ素子3が実装されたフ
レキシブル配線板15をケース4内に収容する。フレキ
シブル配線板15は、左右に配置されたマイクロマニピ
ュレータ16から延長されたピン17によって支持固定
し、熱板14が取付けられた加熱ステージのX軸Y軸可
動機構18および回転機構19によって、フレキシブル
配線板15の外部リード20とケース4の電極端子21
との位置合せを行なう。さらに、ピン17によってフレ
キシブル配線板15を介して実装されたチップ素子3を
加圧し、チップ素子3とケース4内底面との密着を行な
う。その後に、ケース4を熱板14の上から降ろしてろ
う材11を徐冷硬化させる。
The procedure for die bonding using a brazing material 11 such as gold-tin solder or tin-lead solder using this apparatus is as follows. First, heat plate 1 of the heating stage
A brazing material 11 is fused and coated on the inner bottom surface of the case 4 supported and fixed to the case 4, and then the flexible wiring board 15 on which the chip element 3 is mounted is housed in the case 4. The flexible wiring board 15 is supported and fixed by pins 17 extended from micromanipulators 16 arranged on the left and right, and the flexible wiring is fixed by the X-axis and Y-axis movable mechanism 18 and rotation mechanism 19 of the heating stage to which the heating plate 14 is attached. External lead 20 of plate 15 and electrode terminal 21 of case 4
Perform alignment with Further, the chip element 3 mounted via the flexible wiring board 15 is pressurized by the pin 17, and the chip element 3 and the inner bottom surface of the case 4 are brought into close contact. Thereafter, the case 4 is lowered from above the hot plate 14, and the brazing filler metal 11 is slowly cooled and hardened.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】高周波チップ素子をケ
ース内にダイボンディングし、チップ素子の電極とケー
スの電極端子間をワイヤ接続する場合においては、ワイ
ヤのインダクタンス成分を小さくするためにワイヤ長を
極力短くすることが必要である。そのためには、電極端
子のあるケース内壁とチップ素子とを接近させてダイボ
ンディングしなければならない。しかしながら、従来の
図4に示すようなダイボンディング装置では、ダイコレ
ット1の摺動ストロークが 0.3〜1 mm程度と大
きいために、広い摺動スペースが必要となり、チップ素
子とケース内壁との距離を小さくできないという欠点が
ある。
[Problems to be Solved by the Invention] When die-bonding a high-frequency chip element into a case and connecting wires between the electrodes of the chip element and the electrode terminals of the case, it is necessary to increase the length of the wire in order to reduce the inductance component of the wire. It is necessary to keep it as short as possible. For this purpose, the inner wall of the case where the electrode terminals are located must be brought close to the chip element for die bonding. However, in the conventional die bonding apparatus as shown in FIG. 4, the sliding stroke of the die collet 1 is large, approximately 0.3 to 1 mm, so a wide sliding space is required, and the gap between the chip element and the inner wall of the case is large. The disadvantage is that the distance cannot be reduced.

【0010】また、高周波領域で用いられる形状の小さ
なフレキシブル配線板に実装されたチップ素子を、ケー
スまたは他の配線板にダイボンディングするために、本
発明者等が先に出願した図6および図7に示すような位
置合せ兼用のダイボンディング装置(特願平2−922
67号)では、フレキシブル配線板15に実装されたチ
ップ素子3をケース4内底面にダイボンディングさせる
ための操作が、マイクロマニピュレータ16から延長さ
れたピン17による静的加重のみであることから、チッ
プ素子3とケース4界面のろう材11内に空隙を生ずる
場合があり、確実に密着されずダイボンディングの信頼
性を損なうという欠点がある。接着剤を使用した場合で
も同様に空隙を生じ、高信頼なダイボンディングができ
ないという欠点がある。
In addition, in order to die bond a chip element mounted on a small-sized flexible wiring board used in a high frequency region to a case or another wiring board, the present inventors have applied the method of FIG. 6 and FIG. A die bonding device for positioning as shown in 7 (Japanese Patent Application No. 2-922)
No. 67), the only operation for die-bonding the chip element 3 mounted on the flexible wiring board 15 to the inner bottom surface of the case 4 is static loading using the pin 17 extended from the micromanipulator 16. A void may be formed in the brazing material 11 at the interface between the element 3 and the case 4, and there is a drawback that the reliability of die bonding is impaired because the bonding is not ensured. Even when an adhesive is used, voids are similarly generated, and highly reliable die bonding cannot be performed.

【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、チップ素子とケース内底面との
摺動ストロークが小さく、したがって狭い領域でのダイ
ボンディングが可能であるとともに、高周波領域で用い
られる形状の小さなフレキシブル配線板に実装されたチ
ップ素子を、ケースまたは他の配線板に高精度に、かつ
確実にダイボンディングするのに好適なダイボンディン
グ装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reduce the sliding stroke between the chip element and the inner bottom surface of the case, thereby making it possible to perform die bonding in a narrow area. It is an object of the present invention to provide a die bonding device suitable for highly precisely and reliably die bonding a chip element mounted on a small-sized flexible wiring board used in a region to a case or other wiring board.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本発明のダイボンディン
グ装置は、加熱ステージが、超音波発振源と、ケースま
たは配線板を上面に支持固定する振動板と、振動板を水
平に超音波発振源に接続し、超音波発振源で発生した超
音波振動によりケースまたは配線板を水平方向に振動さ
せる振動ホーンと、振動板の下方に配置され、振動板を
介してケースまたは配線板を加熱する熱板と、熱板を垂
直方向に移動させるZ軸可動機構と、超音波発振源およ
びZ軸可動機構を水平面内でそれぞれ回転、直線移動さ
せる回転機構およびX軸Y軸可動機構を含むことを特徴
とする。
[Means for Solving the Problems] The die bonding apparatus of the present invention includes a heating stage that includes an ultrasonic oscillation source, a diaphragm that supports and fixes a case or a wiring board on its upper surface, and a diaphragm that horizontally holds the diaphragm as an ultrasonic oscillation source. A vibration horn that is connected to the ultrasonic oscillation source and vibrates the case or wiring board horizontally using the ultrasonic vibrations generated by the ultrasonic oscillation source, and a vibration horn that is placed below the diaphragm and heats the case or wiring board through the diaphragm. A Z-axis movable mechanism that moves the plate and the hot plate in the vertical direction, and a rotation mechanism and an X-axis and Y-axis movable mechanism that rotate and linearly move the ultrasonic oscillation source and the Z-axis movable mechanism in a horizontal plane, respectively. shall be.

【0013】[0013]

【作用】本発明は、チップ素子を支持固定する上部機構
にはチップ素子を摺動させる機構を設けず、ケースまた
は他の配線板を支持固定し加熱する加熱ステージに、振
動板と、振動板を水平方向に振動させる超音波振動機構
を設ける構造としたものである。
[Operation] In the present invention, the upper mechanism for supporting and fixing the chip element is not provided with a mechanism for sliding the chip element, and the heating stage that supports and fixes the case or other wiring board and heats it is equipped with a diaphragm and a diaphragm. The structure is equipped with an ultrasonic vibration mechanism that vibrates horizontally.

【0014】このような構造とすることで、上部機構の
ダイコレットによって吸着固定されたチップ素子、ある
いはマイクロマニピュレータによって支持固定されたフ
レキシブル配線板に実装されたチップ素子の底面に対し
、加熱ステージの振動板に支持固定されたケースまたは
他の配線板のチップ素子取付け面が水平方向に超音波振
動するために、溶融ろう材あるいは接着剤がチップ素子
底面に均一に分散し、ろう材あるいは接着剤内に気泡・
空隙のない高信頼なダイボンディングが可能となる。
[0014] With this structure, the heat of the heating stage can be applied to the bottom surface of a chip element that is suctioned and fixed by the die collet of the upper mechanism or that is mounted on a flexible wiring board that is supported and fixed by a micromanipulator. Since the chip element mounting surface of the case or other wiring board supported and fixed on the diaphragm is vibrated horizontally by ultrasonic waves, the molten brazing filler metal or adhesive is uniformly distributed on the bottom surface of the chip element, causing the brazing filler metal or adhesive to Air bubbles inside
Highly reliable die bonding without voids is possible.

【0015】本構造においては、チップ素子を密着させ
る方法として超音波を用いており、摺動ストロークを数
十μm程度にまで小さくできるため、チップ素子とケー
ス内壁とを接近させることができるとともに、フレキシ
ブル配線板に実装されたチップ素子をダイボンディング
する場合でも、位置合せされたフレキシブル配線板の外
部リードとケースの電極端子とが位置ずれを起こす等の
悪影響を与えることなく、高精度にダイボンディングす
ることができる。
[0015] In this structure, ultrasonic waves are used as a method for bringing the chip element into close contact with each other, and since the sliding stroke can be reduced to about several tens of micrometers, the chip element and the inner wall of the case can be brought close to each other. Even when die bonding chip elements mounted on a flexible wiring board, die bonding can be performed with high precision without causing negative effects such as misalignment of the aligned external leads of the flexible wiring board and the electrode terminals of the case. can do.

【0016】[0016]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明の第1の実施例のダイボンデ
ィング装置の正面図、図2はその拡大断面図である。本
実施例のダイボンディング装置はダイコレットによって
チップ素子を吸着固定してダイボンディングする場合の
例である。
FIG. 1 is a front view of a die bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view thereof. The die bonding apparatus of this embodiment is an example in which die bonding is performed by sucking and fixing a chip element using a die collet.

【0018】ダイコレット1が取付けられている上部機
構2は、チップ素子をケース4の内底面に接触させ上部
より加圧する機能を有する。その下部に配置された加熱
ステージは、超音波発振源8と、ケース4または配線板
を上面に支持固定する、体積の小さな振動板5と、振動
板5を水平に超音波発振源8に接続し、超音波発振源8
で発生した超音波振動によりケース4または配線板を水
平方向に振動させる振動ホーン7と、振動板5の下方に
配置され、振動板5を介してケース4または配線板を加
熱する熱板6と、熱板6を垂直方向(Z軸方向)に移動
させるZ軸可動機構6’と、超音波発振源8およびZ軸
可動機構6’を水平面(XY平面)内でそれぞれ回転、
直線移動させる回転機構9およびX軸Y軸可動機構10
とで構成されている。このように振動板5は、熱板6を
分割して体積を小さくした構造としているため、比較的
小さな超音波パワーでケース4を効率的に振動させるこ
とができる。
The upper mechanism 2 to which the die collet 1 is attached has the function of bringing the chip element into contact with the inner bottom surface of the case 4 and applying pressure from above. The heating stage arranged at the bottom includes an ultrasonic oscillation source 8, a small-volume diaphragm 5 that supports and fixes the case 4 or the wiring board on the upper surface, and the diaphragm 5 is horizontally connected to the ultrasonic oscillation source 8. and ultrasonic oscillation source 8
a vibration horn 7 that vibrates the case 4 or the wiring board in the horizontal direction using ultrasonic vibrations generated by the vibration horn 7; , a Z-axis movable mechanism 6' that moves the hot plate 6 in the vertical direction (Z-axis direction), and a rotation of the ultrasonic oscillation source 8 and Z-axis movable mechanism 6' in a horizontal plane (XY plane),
Rotation mechanism 9 for linear movement and X-axis and Y-axis movable mechanism 10
It is made up of. In this way, since the diaphragm 5 has a structure in which the heat plate 6 is divided to reduce the volume, the case 4 can be efficiently vibrated with a relatively small ultrasonic power.

【0019】次に、本実施例の動作を、金錫はんだ、錫
鉛はんだ等のろう材11を使用した場合について説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be explained in the case where a brazing material 11 such as gold-tin solder or tin-lead solder is used.

【0020】まず、振動板5上にケース4を配置し、熱
板6をZ軸可動機構6’によりZ軸方向に移動させて振
動板5と接触させ振動板5を熱板6によって加熱した上
で、ケース4の内底面にろう材11を溶融コーティング
する。次いで、回転機構9およびX軸Y軸可動機構10
によってダイコレット1に吸着させたチップ素子3とケ
ース4との位置合せを行なう。引続きダイコレット1を
降下させてチップ素子3をケース4の内底面の溶融した
ろう材11に接触させ、同時に超音波発振源8を駆動し
て振動板5を振動させることによってチップ素子3とケ
ース4の内底面とを密着させる。その後に、ダイコレッ
ト1をチップ素子3から取外し、ケース4を振動板5の
上から降ろしてろう材11を徐冷硬化させる。
First, the case 4 was placed on the diaphragm 5, and the heating plate 6 was moved in the Z-axis direction by the Z-axis moving mechanism 6' to contact the diaphragm 5, and the diaphragm 5 was heated by the heating plate 6. Above, the inner bottom surface of the case 4 is melt-coated with the brazing material 11. Next, the rotation mechanism 9 and the X-axis and Y-axis movable mechanism 10
The chip element 3 adsorbed on the die collet 1 and the case 4 are aligned with each other. Subsequently, the die collet 1 is lowered to bring the chip element 3 into contact with the melted brazing filler metal 11 on the inner bottom surface of the case 4, and at the same time, the ultrasonic oscillation source 8 is driven to vibrate the diaphragm 5, thereby separating the chip element 3 and the case. Bring it into close contact with the inner bottom surface of No. 4. Thereafter, the die collet 1 is removed from the chip element 3, the case 4 is lowered from above the diaphragm 5, and the brazing material 11 is slowly cooled and hardened.

【0021】このように、上部機構2のダイコレット1
によって吸着固定されたチップ素子3の底面に対し、振
動板5に支持固定されたケース4の内底面を水平に超音
波振動させることで、溶融ろう材11がチップ素子3底
面に均一に分散し、ろう材11内に気泡・空隙を残さず
に高信頼なダイボンディングができる。
In this way, the die collet 1 of the upper mechanism 2
By horizontally ultrasonically vibrating the inner bottom surface of the case 4 supported and fixed on the diaphragm 5 against the bottom surface of the chip element 3 which is suctioned and fixed by the , highly reliable die bonding can be performed without leaving any bubbles or voids in the brazing filler metal 11.

【0022】これによって、従来のダイボンディング装
置よりも摺動ストロークを極めて小さくできるため、ダ
イコレット1がケース4の内壁に接触することなく、チ
ップ素子3とケース内壁とを接近させて高精度にダイボ
ンディングすることができる。
[0022] This allows the sliding stroke to be extremely smaller than that of conventional die bonding equipment, so that the die collet 1 does not come into contact with the inner wall of the case 4, and the chip element 3 and the inner wall of the case 4 are brought closer to each other with high precision. Can be die bonded.

【0023】図3は本発明の第2の実施例のダイボンデ
ィング装置の縦断面図である。本実施例は、フレキシブ
ル配線板に実装されたチップ素子をダイボンディングす
る場合の例である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a die bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which chip elements mounted on a flexible wiring board are die-bonded.

【0024】チップ素子の実装されたフレキシブル配線
板を支持固定する上部機構は図6と同じ構造であり、ま
た下部に配置されるステージは第1の実施例の場合と同
じ構造である。
The upper mechanism for supporting and fixing the flexible wiring board on which chip elements are mounted has the same structure as that shown in FIG. 6, and the stage disposed below has the same structure as in the first embodiment.

【0025】金錫はんだ、錫鉛はんだ等のろう材を使用
した場合のボンディング手順は以下の通りである。まず
、振動板5に支持固定されたケース4の内底面にろう材
11を溶融コーティングし、次いでチップ素子3が実装
されたフレキシブル配線板15をケース4内に収容する
。引続き、フレキシブル配線板15をマイクロマニピュ
レータ16から延長されたピン17によって支持固定し
、X軸Y軸可動機構10および回転機構9によって、フ
レキシブル配線板15の外部リード20とケース4の電
極端子21との位置合せを行ない、さらに、ピン17に
よりフレキシブル配線板15に実装されたチップ素子3
を加重するとともに、超音波発振源8を駆動して振動板
5を振動させることによってチップ素子3とケース4の
内底面とを密着させる。その後、ダイコレット1をチッ
プ素子3から取外し、ケース4を振動板5の上から降ろ
してろう材11を徐冷硬化させる。
The bonding procedure when using a brazing material such as gold-tin solder or tin-lead solder is as follows. First, the inner bottom surface of the case 4 supported and fixed to the diaphragm 5 is melt-coated with a brazing material 11, and then the flexible wiring board 15 on which the chip element 3 is mounted is housed in the case 4. Subsequently, the flexible wiring board 15 is supported and fixed by pins 17 extended from the micromanipulator 16, and the external leads 20 of the flexible wiring board 15 and the electrode terminals 21 of the case 4 are connected by the X-axis and Y-axis movable mechanism 10 and the rotation mechanism 9. Furthermore, the chip element 3 mounted on the flexible wiring board 15 using the pin 17 is aligned.
At the same time, the ultrasonic oscillation source 8 is driven to vibrate the diaphragm 5, thereby bringing the chip element 3 and the inner bottom surface of the case 4 into close contact with each other. Thereafter, the die collet 1 is removed from the chip element 3, the case 4 is lowered from above the diaphragm 5, and the brazing material 11 is slowly cooled and hardened.

【0026】図6に示した従来の位置合せ兼用のダイボ
ンディング装置では、チップ素子3とケース4の内底面
との密着をピン17の加重のみによっていたが、本実施
例のダイボンディング装置では、ケース4に対してその
内底面と平行方向に超音波振動を与えるため、第1の実
施例で述べたと同様に溶融ろう材11がチップ素子3底
面に均一に分散し、ろう材11内に気泡・空隙を残さず
に、高信頼でかつ高精度なダイボンディングができる。
In the conventional die bonding apparatus shown in FIG. 6, which also serves as positioning, the chip element 3 and the inner bottom surface of the case 4 are brought into close contact only by the weight of the pins 17, but in the die bonding apparatus of this embodiment, Since ultrasonic vibrations are applied to the case 4 in a direction parallel to its inner bottom surface, the molten brazing filler metal 11 is uniformly dispersed on the bottom surface of the chip element 3, as described in the first embodiment, and air bubbles are created in the brazing filler metal 11.・Highly reliable and highly accurate die bonding is possible without leaving any voids.

【0027】接着剤を用いた場合には、第1の実施例、
第2の実施例ともに、ケース4の内底面に接着剤をあら
かじめ塗布した上で、チップ素子3とケース4の電極端
子21とを位置合せし、超音波振動を印加しつつ密着さ
せた後に熱板6を上昇させて振動板5に接触させ、接着
剤を加熱硬化させればよい。
[0027] In the case of using an adhesive, the first embodiment,
In both of the second embodiments, after applying adhesive to the inner bottom surface of the case 4, the chip element 3 and the electrode terminals 21 of the case 4 are aligned, brought into close contact while applying ultrasonic vibration, and then heated. The plate 6 may be raised to contact the diaphragm 5, and the adhesive may be cured by heating.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、チップ素
子を支持固定する上部機構の下部に配置されたケースま
たは他の配線板を支持固定し加熱するための加熱ステー
ジに、ケースまたは他の配線板を支持固定する振動板と
、振動板を水平方向に超音波振動させるための超音波振
動機構(超音波発振源と超音波ホーン)を設けたことに
より、以下のような効果がある。 (1)上部機構のダイコレットによって吸着固定された
チップ素子、あるいはマイクロマニピュレータによって
支持固定されたフレキシブル配線板に実装されたチップ
素子の底面に対し、加熱ステージに支持固定されたケー
スまたは他の配線板のチップ素子取付け面が平行に超音
波振動するために、溶融ろう材あるいは接着剤がチップ
素子底面に均一に分散し、ろう材あるいは接着剤内に気
泡・空隙のない高信頼なダイボンディングが可能となる
。 (2)これによって、従来のダイコレットを使用したダ
イボンディング装置より、チップ素子を密着させるため
のチップ素子摺動ストロークを極めて小さくできるため
、チップ素子をケース内に実装する場合に、チップ素子
とケース内壁とを接近させてダイボンディングすること
ができ、従って、チップ素子を接続するワイヤ長を短く
することができる。すなわち、ワイヤによるインダクタ
ンス成分を小さくすることができ、高周波特性の改善に
極めて効果が大きい。 (3)また、フレキシブル配線板に実装されたチップ素
子をダイボンディングする場合でも、チップ素子摺動ス
トロークを極めて小さくできるため、位置合せされたフ
レキシブル配線板の外部リードとケースの電極端子とが
位置ずれを起こす等の問題を生ずることなく、高精度で
、かつ高信頼なダイボンディングを行なうことができる
Effects of the Invention As described above, the present invention provides a heating stage for supporting and fixing and heating a case or other wiring board disposed below an upper mechanism for supporting and fixing a chip element. By providing a diaphragm that supports and fixes the wiring board and an ultrasonic vibration mechanism (an ultrasonic oscillation source and an ultrasonic horn) that causes the diaphragm to vibrate ultrasonically in the horizontal direction, the following effects are achieved. (1) A case or other wiring that is supported and fixed on a heating stage is attached to the bottom surface of a chip element that is suctioned and fixed by the die collet of the upper mechanism, or a chip element that is mounted on a flexible wiring board that is supported and fixed by a micromanipulator. Because the chip element mounting surface of the plate vibrates in parallel with ultrasonic waves, the molten brazing filler metal or adhesive is evenly distributed on the bottom surface of the chip element, resulting in highly reliable die bonding with no bubbles or voids in the brazing filler metal or adhesive. It becomes possible. (2) This allows the chip element sliding stroke for making the chip elements to be in close contact to be extremely smaller than that of the conventional die bonding device using a die collet. Die bonding can be performed by bringing the chips close to the inner wall of the case, and therefore the length of wires for connecting chip elements can be shortened. That is, the inductance component due to the wire can be reduced, which is extremely effective in improving high frequency characteristics. (3) Furthermore, even when die bonding a chip element mounted on a flexible wiring board, the sliding stroke of the chip element can be made extremely small, so that the aligned external leads of the flexible wiring board and the electrode terminals of the case are aligned. Highly accurate and highly reliable die bonding can be performed without causing problems such as misalignment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の第1の実施例のダイボンディング装置
の正面図である。
FIG. 1 is a front view of a die bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】チップ素子3をケース4にダイボンディングす
る場合の図1の装置の詳細を説明する縦断面図である。
2 is a longitudinal sectional view illustrating details of the apparatus of FIG. 1 when die bonding a chip element 3 to a case 4; FIG.

【図3】本発明の第2の実施例のダイボンディング装置
の、ケース4にダイボンディングする場合の詳細を説明
する縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating details of die bonding to the case 4 of a die bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】ダイボンディング装置の従来例を示す側面図で
ある。
FIG. 4 is a side view showing a conventional example of a die bonding device.

【図5】図4の従来のダイボンディング装置によってチ
ップ素子3をケース4にダイボンディングする場合の詳
細を説明する縦断面図である。
5 is a longitudinal sectional view illustrating details of die bonding the chip element 3 to the case 4 using the conventional die bonding apparatus shown in FIG. 4. FIG.

【図6】本発明者等が先に出願した、フレキシブル配線
板の位置合せ装置兼ダイボンディング装置の構造例を示
す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a structural example of a flexible wiring board positioning device and die bonding device, which was previously filed by the present inventors.

【図7】本発明者等が先に出願した、フレキシブル配線
板の位置合せ装置兼ダイボンディング装置によるダイボ
ンディング方法を説明する断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a die bonding method using a flexible wiring board positioning device and die bonding device, which was previously filed by the present inventors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    ダイコレット 2    上部機構 3    チップ素子 4    ケース 5    振動板 6    熱板 6’  Z軸可動機構 7    超音波ホーン 8    超音波発振源 9    回転機構 10    X軸Y軸可動機構 11    ろう材 12    上部機構 13    加熱ステージ 14    熱板 15    フレキシブル配線板 16    マイクロマニピュレータ 17    ピン 18    X軸Y軸可動機構 19    回転機構 20    フレキシブル配線板15の外部リード21
    ケース4の電極端子
1 Die collet 2 Upper mechanism 3 Chip element 4 Case 5 Vibration plate 6 Heat plate 6' Z-axis movable mechanism 7 Ultrasonic horn 8 Ultrasonic oscillation source 9 Rotating mechanism 10 X-axis and Y-axis movable mechanism 11 Brazing material 12 Upper mechanism 13 Heating Stage 14 Heat plate 15 Flexible wiring board 16 Micromanipulator 17 Pin 18 X-axis and Y-axis movable mechanism 19 Rotation mechanism 20 External lead 21 of flexible wiring board 15
Case 4 electrode terminal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ベアチップ半導体素子やその他の表面
実装用回路素子等のチップ素子をケースまたは他の配線
板にダイボンディングするために、チップ素子を保持固
定するための上部機構と、その下部に配置された、チッ
プ素子をダイボンディングするケースまたは他の配線板
を保持固定するための機構を有する加熱ステージとを備
えたダイボンディング装置において、前記加熱ステージ
が、超音波発振源と、前記ケースまたは配線板を上面に
支持固定する振動板と、前記振動板を水平に前記超音波
発振源に接続し、前記超音波発振源で発生した超音波振
動により前記ケースまたは配線板を水平方向に振動させ
る振動ホーンと、前記振動板の下方に配置され、前記振
動板を介して前記ケースまたは配線板を加熱する熱板と
、前記熱板を垂直方向に移動させるZ軸可動機構と、前
記超音波発振源および前記Z軸可動機構を水平面内でそ
れぞれ回転、直線移動させる回転機構およびX軸Y軸可
動機構を含むことを特徴とするダイボンディング装置。
1. In order to die-bond a chip element such as a bare chip semiconductor element or other surface mount circuit element to a case or other wiring board, an upper mechanism for holding and fixing the chip element, and an upper mechanism arranged at the lower part thereof. A die bonding apparatus comprising a case for die bonding chip elements or a heating stage having a mechanism for holding and fixing another wiring board, wherein the heating stage includes an ultrasonic oscillation source and a case or wiring board for die bonding the chip element. A vibration plate that supports and fixes a plate on an upper surface, and a vibration that horizontally connects the vibration plate to the ultrasonic oscillation source and vibrates the case or wiring board in the horizontal direction by the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic oscillation source. a horn, a hot plate that is arranged below the diaphragm and heats the case or wiring board via the diaphragm, a Z-axis moving mechanism that moves the hot plate in a vertical direction, and an ultrasonic oscillation source. and a die bonding apparatus comprising a rotation mechanism and an X-axis and Y-axis movable mechanism that respectively rotate and linearly move the Z-axis movable mechanism within a horizontal plane.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110880464A (en) * 2019-11-18 2020-03-13 苏州新米特电子科技有限公司 Chip unloading device for semiconductor packaging process

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