JPH04273454A - Bonding tool - Google Patents

Bonding tool

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Publication number
JPH04273454A
JPH04273454A JP3437691A JP3437691A JPH04273454A JP H04273454 A JPH04273454 A JP H04273454A JP 3437691 A JP3437691 A JP 3437691A JP 3437691 A JP3437691 A JP 3437691A JP H04273454 A JPH04273454 A JP H04273454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
bonding
shank
bonded
substrate
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.)
Pending
Application number
JP3437691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Kamimura
上村 俊一
Jiro Osedo
大施戸 治郎
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3437691A priority Critical patent/JPH04273454A/en
Publication of JPH04273454A publication Critical patent/JPH04273454A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform a stable bonding treatment by absorbing an inclination even if there is the inclination on the side of a bonding tool or on the side of a material to be bonded. CONSTITUTION:A tool-holding hole 7 is provided in a shank 1 and a tool material 3 is held in this tool-holding hole in a movable manner with respect to the shank. By the usual way towards a parallel condition with respect to the side of a tool material to be bonded which is held in a movable manner with respect to this shank, a positioning shift of a parallel degree between the both is absorbed and mitigated. Thus, a uniform pressurizing heating condition ranging over the entire area to be bonded is obtained, whereby a stable bonding treatment can be performed.

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、半導体製造装置におい
てたとえばテープオートメイテッドボンディング(以下
TABという)などのような一括ボンディング処理を行
なうために使用して好適なボンディング工具の改良に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a bonding tool suitable for use in semiconductor manufacturing equipment to perform batch bonding processing such as tape automated bonding (hereinafter referred to as TAB).

【0002】0002

【従来の技術】従来のボンディング工具を図4に示して
おり、同図において符号1はたとえばステンレス鋼等の
ような金属材料によって形成されているシャンク、1a
はこのシャンク1に空けられた穴であって熱を加えるた
めにカートリッジヒータ等を差し込むためのヒータホー
ルである。2はボンディング工具をボンダに固定するた
めに用いられかつシャンクと接合または一体である柄、
3は被ボンディング材である半導体素子とリードフレー
ムまたはキャリアテープのリードとを接着するために加
熱加圧するためのツール材である。さらに、図5、図6
は上述した図4に示したボンディング工具の動作状態を
示すためのものであり、これらの図において、4は半導
体素子として用いられるシリコン基板(以下Si基板と
いう)、5はSi基板4上に設けられた突起電極、6は
リードフレームまたはキャリアテープのリードである。
2. Description of the Related Art A conventional bonding tool is shown in FIG.
is a hole made in this shank 1, and is a heater hole into which a cartridge heater or the like is inserted in order to apply heat. 2 is a handle used for fixing the bonding tool to the bonder and is joined or integrated with the shank;
Reference numeral 3 denotes a tool material for applying heat and pressure to bond the semiconductor element to be bonded to the lead frame or the lead of the carrier tape. Furthermore, Figures 5 and 6
4 is for showing the operating state of the bonding tool shown in FIG. The protruding electrodes 6 are leads of a lead frame or a carrier tape.

【0003】このような構成によるボンディング工具に
おいて、まず、このボンディング工具をボンダに固定し
、かつカートリッジヒータをヒータホール1aに差し込
んで固定する。このとき、温度は図示しない熱電対(ボ
ンディング工具に差し込み固定されている)によってモ
ニタリングされ、温調器によって設定温度に保たれてい
る。そして、加熱してから充分に時間を置き、装置が熱
的に安定した後に、ツール材3の表面と半導体素子のS
i基板4とが平行戸なるようにボンディング工具を調整
する。この調整の確認方法としては、耐熱性のある粘着
テープを厚さ一定である隙間ゲージ等に貼り付け、そこ
に実際にボンディングしてツール材3の圧痕を見て全面
に均等に押し付けられているかどうかで、平行状態とな
っているか否かを確認する。平行状態であることが確認
されたら実際に、突起電極5とリード6とを位置合わせ
し、加熱加圧によってボンディングし、全ピン接合され
たことを確認し、接合されていれば引き続きボンディン
グを行なう。勿論、全ピン接合されていない場合は、さ
らに調整を行なうとよい。なお、シャンク1とツール材
3とは、ろう材によって接着されており、そのろう材の
融点は、ボンディングツールの加熱温度よりも高いため
、シャンク1とツール材3とは常に固定されている。
[0003] In the bonding tool having such a structure, first, the bonding tool is fixed to the bonder, and the cartridge heater is inserted and fixed into the heater hole 1a. At this time, the temperature is monitored by a thermocouple (not shown) (inserted and fixed to the bonding tool), and maintained at a set temperature by a temperature controller. Then, after a sufficient period of time has passed after heating and the device has become thermally stable, the surface of the tool material 3 and the S of the semiconductor element are heated.
Adjust the bonding tool so that the i-board 4 and the board are parallel to each other. To check this adjustment, attach a heat-resistant adhesive tape to a gap gauge, etc. with a constant thickness, and then actually bond to it and check the indentation of the tool material 3 to see if it is pressed evenly over the entire surface. Check to see if they are in a parallel state. Once it is confirmed that they are in a parallel state, the protruding electrodes 5 and leads 6 are actually aligned and bonded using heat and pressure. It is confirmed that all pins are bonded. If they are bonded, continue bonding. . Of course, if all pins are not connected, further adjustment may be necessary. Note that the shank 1 and the tool material 3 are bonded together by a brazing material, and since the melting point of the brazing material is higher than the heating temperature of the bonding tool, the shank 1 and the tool material 3 are always fixed.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】従来のボンディング工
具は以上の構成となっているため、突起電極5とリード
6とをどのようなICサイズでも全ピン接合しようとす
ると、Si基板4とツール材3の表面との平行度を良く
することが必要となり、その調整に要する時間も多くか
かり、またシャンク1の材料とツール材3の材料の熱膨
張係数の差異によって、加熱するとツール材表面に高低
差が生じ、図6に示すように、突起電極5とリードとが
接触しなかったり、また逆にツール材3の低いところで
は、突起電極5がリード6に押し潰されるといった、同
じ平面内でもモードの違う不具合が生じる問題点を有し
ていた。本発明はこのような事情に鑑み、ボンディング
工具あるいは被ボンディング側であるSi基板側に傾き
があっても、その傾きを吸収し得るボンディング工具を
得ることを目的としている。
[Problem to be Solved by the Invention] Since the conventional bonding tool has the above-described configuration, when attempting to bond all the pins of the protruding electrode 5 and the lead 6 for any IC size, the Si substrate 4 and the tool material It is necessary to improve the parallelism with the surface of the tool material 3, and it takes a lot of time to adjust it. Also, due to the difference in thermal expansion coefficient between the material of the shank 1 and the material of the tool material 3, when heated, the surface of the tool material will have high and low heights. As shown in FIG. 6, the protruding electrode 5 and the lead may not come into contact with each other, or conversely, the protruding electrode 5 may be crushed by the lead 6 at a lower part of the tool material 3, even within the same plane. This had the problem of causing problems with different modes. In view of these circumstances, it is an object of the present invention to provide a bonding tool that can absorb the tilt even if the bonding tool or the Si substrate side to be bonded has a tilt.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係るボンディン
グ工具は、ボンディングシャンク内にツール保持孔を設
け、このツール保持孔によってツール材をシャンクに対
し上下動可能に保持させるようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] A bonding tool according to the present invention is such that a tool holding hole is provided in a bonding shank, and the tool material is held by the tool holding hole so as to be movable up and down with respect to the shank. .

【0006】[0006]

【作用】本発明によれば、シャンクに対し上下動可能に
保持されているツール材が、被ボンディング側のSi基
板側にならい、このツール材あるいはSi基板側での傾
きをボンディング時に緩和、吸収し、ツール材表面から
Si基板上に均等に加圧加熱することが可能で、これに
より安定したボンディング処理を行える。
[Operation] According to the present invention, the tool material held movably up and down with respect to the shank follows the side of the Si substrate to be bonded, and alleviates and absorbs the inclination of the tool material or the Si substrate side during bonding. However, it is possible to apply pressure and heat evenly onto the Si substrate from the surface of the tool material, thereby making it possible to perform stable bonding processing.

【0007】[0007]

【実施例】図1ないし図3は本発明に係るボンディング
工具の一実施例を示すものであり、これらの図において
前述した図4以下と同一または相当する部分には同一番
号を付してその説明は省略する。さて、本発明に係るボ
ンディング工具によれば、ボンディングシャンク1内に
ツール材3を保持する機能とボンディング工具がSi基
板4を加圧したときのツール材3の逃げ部を形成する機
能とを有するツール保持孔7を設け、このツール保持孔
7によってツール材3を、シャンク1に対し上下動可能
な状態で保持させ得るように構成したところに特徴を有
している。このような構成によれば、ボンディング工具
をボンダに取付け固定し、ヒータホール1aにカートリ
ッジヒータを取付け固定し、ボンディング工具を加熱さ
せる。そして、加熱してから充分に時間を置き、装置が
熱的に安定してから、ツール材3の表面と半導体素子で
あるSi基板4とが平行になるようにボンディング工具
を調整する。この調整方法は、従来のボンディング工具
と同一であるが、本発明によれば、ツール材3が自由度
を持っているため、Si基板4に対してシャンク1のツ
ール材3側の表面が完全に平行ではなく多少傾いていた
り、あるいはSi基板4側がシャンク1に対して平行で
はなく傾いていたりしてもよいものである。すなわち、
シャンク1に上下動可能に保持されているツール材3が
、被ボンディング側であるSi基板4側にならうように
可動し、その結果としてこのツール材3あるいはSi基
板4側での傾きを緩和、吸収し、図3に示したように、
ツール材3表面からSi基板4上に均等に加圧加熱する
ことができる。したがって、このような本発明によるボ
ンディング工具では、安定したボンディング処理を行え
るものである。さらに、このような構成によれば、従来
問題となっていたツール材3表面の被ボンディング側へ
の片当たり、加熱、加圧の片寄りによるSi基板4のマ
イクロクラック、傾きによるボンディング不良は皆無と
なった。また、ボンディング工具の平行出し、Si基板
4の平行出し時間を削減でき、作業性の面で効果を発揮
させ得るものである。
[Embodiment] Figures 1 to 3 show an embodiment of the bonding tool according to the present invention, and in these figures, parts that are the same as or corresponding to those in Figure 4 and subsequent figures described above are designated by the same numbers. Explanation will be omitted. Now, according to the bonding tool according to the present invention, it has the function of holding the tool material 3 within the bonding shank 1 and the function of forming a relief part for the tool material 3 when the bonding tool pressurizes the Si substrate 4. A feature is that a tool holding hole 7 is provided, and the tool material 3 is held in a vertically movable state with respect to the shank 1 through the tool holding hole 7. According to such a configuration, the bonding tool is attached and fixed to the bonder, the cartridge heater is attached and fixed to the heater hole 1a, and the bonding tool is heated. Then, after a sufficient period of time has elapsed after heating and the device has become thermally stable, the bonding tool is adjusted so that the surface of the tool material 3 and the Si substrate 4, which is a semiconductor element, are parallel to each other. This adjustment method is the same as that of conventional bonding tools, but according to the present invention, since the tool material 3 has a degree of freedom, the surface of the shank 1 on the tool material 3 side with respect to the Si substrate 4 is completely The Si substrate 4 side may not be parallel to the shank 1 but may be inclined to some extent. That is,
The tool material 3 held by the shank 1 in a vertically movable manner moves to follow the side of the Si substrate 4 which is the side to be bonded, and as a result, the inclination on the tool material 3 or the Si substrate 4 side is alleviated. , and as shown in Figure 3,
It is possible to apply pressure and heat evenly onto the Si substrate 4 from the surface of the tool material 3. Therefore, the bonding tool according to the present invention allows stable bonding processing. Furthermore, with this configuration, there are no bonding defects due to uneven contact of the surface of the tool material 3 to the bonding target side, microcracks in the Si substrate 4 due to uneven heating or pressure, and tilting, which have been problems in the past. It became. Further, the time required for parallelizing the bonding tool and for parallelizing the Si substrate 4 can be reduced, which is effective in terms of workability.

【0008】[0008]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るボンデ
ィング工具によれば、シャンク内にツール保持孔を設け
、このツール保持孔によってツール材をシャンクに対し
上下動可能に保持させることで自由度を持たせるように
構成したので、簡単な構成にもかかわらず、ツール材表
面と被ボンディング側であるSi基板等との平行度が完
全に調整されていなくても、ツール材の上下動によって
、該ツール材表面がSi基板等にならって可動し、これ
によりSi基板、突起電極、リード等の被ボンディング
側での均等した加圧加熱を行え、安定したボンディング
処理を行えるという種々優れた効果がある。また、本発
明によれば、均等に加圧できるために、傾き等によって
ツール材表面が片当たりしたりする等の問題はなくなり
、このような加圧の片寄りによるSi基板等への悪影響
はなくなり、ボンディング不良を削減し、信頼性を向上
させ得るという利点がある。さらに、本発明によれば、
ボンディング工具や被ボンディング側での平行出しとい
った作業時間を短縮でき、作業性を向上させるうえで効
果を発揮させ得るものである。
As explained above, according to the bonding tool according to the present invention, a tool holding hole is provided in the shank, and the tool holding hole holds the tool material so that it can move up and down with respect to the shank. Despite the simple structure, even if the parallelism between the surface of the tool material and the Si substrate, etc. to be bonded, is not completely adjusted, the vertical movement of the tool material will cause The surface of the tool material moves in accordance with the Si substrate, etc., and as a result, uniform pressure and heating can be performed on the bonding target side of the Si substrate, protruding electrodes, leads, etc., and various excellent effects such as stable bonding processing can be achieved. be. Furthermore, according to the present invention, since pressure can be applied evenly, there is no problem such as uneven contact of the surface of the tool material due to inclination, etc., and there is no adverse effect on the Si substrate etc. due to uneven pressure. This has the advantage of reducing bonding defects and improving reliability. Furthermore, according to the present invention,
It is possible to shorten the work time for parallelizing the bonding tool and the side to be bonded, and it can be effective in improving work efficiency.

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

【図1】本発明に係るボンディング工具の一実施例を示
す部分正面図である。
FIG. 1 is a partial front view showing an embodiment of a bonding tool according to the present invention.

【図2】図1の部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1;

【図3】図1のボンディング工具の動作状態を示す部分
断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the operating state of the bonding tool of FIG. 1;

【図4】従来のボンディング工具を示す部分正面図であ
る。
FIG. 4 is a partial front view showing a conventional bonding tool.

【図5】図4のボンディング工具の動作状態を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operating state of the bonding tool of FIG. 4;

【図6】図4のボンディング工具の動作状態を示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operating state of the bonding tool of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    シャンク 1a  ヒータホール 2    柄 3    ツール材 4    シリコン基板(Si基板) 5    突起電極 6    リード 7    ツール保持孔 1 Shank 1a Heater hole 2 Pattern 3 Tool material 4 Silicon substrate (Si substrate) 5 Protruding electrode 6 Lead 7 Tool holding hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  一括ボンディング処理に使用されるボ
ンディング工具において、被ボンディング側への加熱、
加圧を行なうツール材を有するボンディングシャンクを
備えてなり、このシャンク内にツール保持孔を設け、か
つこのツール保持孔によって前記ツール材を、シャンク
に対し上下動可能な状態で保持させたことを特徴とする
ボンディング工具。
Claim 1: In a bonding tool used for batch bonding processing, heating the side to be bonded,
A bonding shank having a tool material for applying pressure is provided, a tool holding hole is provided in the shank, and the tool material is held by the tool holding hole in a vertically movable state with respect to the shank. Featured bonding tools.
JP3437691A 1991-02-28 1991-02-28 Bonding tool Pending JPH04273454A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3437691A JPH04273454A (en) 1991-02-28 1991-02-28 Bonding tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3437691A JPH04273454A (en) 1991-02-28 1991-02-28 Bonding tool

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JPH04273454A true JPH04273454A (en) 1992-09-29

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ID=12412452

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JP3437691A Pending JPH04273454A (en) 1991-02-28 1991-02-28 Bonding tool

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