JPH0437097A

JPH0437097A - フリップチップのボンディング装置

Info

Publication number: JPH0437097A
Application number: JP2143156A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Arita; 潔有田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-07
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JP2765190B2

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）本発明はフリップチップのボンディング装置に係り、バ
ンプを加圧整形してバンプ高を揃えたうえで、フリップ
チップを基板にボンディングするようにしたものである
。

（従来の技術）半導体の電極にバンプを形成したフリップチップは、基
板の高密度、高集積化に有利等の利点を有していること
から、その用途の拡大が期待されている。

半導体にバンプを形成する方法としては、（１）ウェハ
ー製造ラインにおいて、メツキ技術によってバンプを形
成する方法。

（２）ワイヤボンディング技術を応用して、バンプを形
成する方法。すなわち、半導体の電極に、キャピラリか
ら導出されたワイヤの下端部を押し付けてボンディング
し、次いでワイヤを切断することにより、バンプを形成
する方法、が知られている。

第４図は後者の方法により形成されたフリップチップＰ
を示すものである。Ｂはバンプであり、ワイヤの切れ残
りＢ゛が残存突出している。

（発明が解決しようとする課題）ところが、バンプＢからこのような切れ残りＢ゛が突出
していると、バンプ高がばらつき、すべてのバンプＢを
基板の電極に確実にボンディングしにくい問題があった
。このようなハンプ高のばらつきは、ワイヤボンディン
グ手段により形成されたバンプに限らず、メツキ手段な
どにより形成されたバンプにも見られるものである。

そこで本発明は、このような問題点を解消したフリップ
チップのボンディング手段を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段）このために本発明は、チップ供給部にバンプを表面側に
して配設されたフリップチップを吸着し、このフリップ
チップを上下反転させてバンプを下面側にする上下反転
装置と、上下反転されたフリップチップをティクアップ
し、位置ずれ補正ステージに移載するサブ移載ヘッドと
、ボンド供給部に備えられたボンドを、位置決め部に位
置決めされた基板に塗布するボンド塗布ヘッドと、上記
補正ステージで位置ずれが補正されたフリップチップを
、上記基板に塗布されたボンド上に搭載する移載ヘッド
と、フリップチップを上記チップ供給部から上記基板に
搭載する間において、フリップチップのバンプをプレー
トに押し付けることにより、バンプを押し潰し整形する
加圧装置とからフリップチップのボンディング装置を構
成している。

（作用）上記構成において、チップ供給部のフリップチップを、
位置決め部の基板に搭載する間において、フリップチッ
プを加圧装置によりプレートに押し付けることにより、
バンプを加圧整形してバンプ高を揃える。

（実施例）次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は、フリップチップのボンディング装置の正面図
である。この装置は、サブ移載ヘッド１と、移載ヘッド
２と、ボンド塗布ヘッド３の３つのヘッドを有しており
、各ヘッド１〜３は、それぞれ摺動板５，６．７に装着
されている。各摺動板５〜７は、結合部材４により連結
されており、水平ガイド９に沿って、横力向Ｎに摺動自
在となっている。

右側の摺動板７は、水平ロフト５１．揺動ロッド５２．
垂直ロッド５３を介して駆動部８に連結されており、こ
の駆動部８に駆動されて、各摺動板５〜７に装着された
３つのヘッド１〜３は、同時に横方向Ｎに往復動して、
後に詳述するように、サブ移載ヘッド１はチップ供給部
１１のフリ、ブチツブＰを補正ステージ１２に移載し、
また移載ヘッド２はステージ１２上のチップＰを基板１
０に移載し、ボンド塗布ヘッド３はボンド供給部１４の
ボンド１６を基板１０に塗布する。

３つのヘッド１〜３の下方には、チップ供給部１１と、
チップＰの位置ずれ補正ステージ１２と、基板１０の位
置決め部１３と、ボンド皿１５を備えたボンド供給部１
４が、間隔をおいて並設されている。ボンド皿１５には
、ＵＶ樹脂のような光硬化性絶縁樹脂により作られたボ
ンド１６が貯溜されている。勿論、ボンド１６は光硬化
性を有しない通常のボンドでもよい。

また上記各部１２〜１４の上方には、モータやカム等の
駆動手段（図外）に駆動されて上下方向に往復回動する
押圧レバー５４が配設されている。

ポンド塗布ヘッド３には、昇降子５６が連結されており
、レバー５４が下方に回動すると、昇降子５６の上端部
に軸着されたローラ５７は下方に押圧されて、ボンド塗
布ピン３３は下降し、また押圧状態が解除されると、塗
布ビン３３は、ばね材５５のばね力により上昇する。

チップ供給部１１には、フリップチップＰが貼着された
ウェハー２０と、このフリップチップＰを突き上げる突
き上げビン２１を備えたダイエジェクタ２２と、ウェハ
ー２０の支持板工８と、ウェハー２０をＸＹ方向に移動
させるＸＹ子テーブル９と、チップＰの上下反転装置２
３が設けられている。ダイエジェクタ２２は、駆動部７
０に駆動され、ビン２１が突没することにより、ウェハ
ー２０上のチップＰを突き上げる。

上下反転装置２３は、モータ２４に駆動されて１８０°
間欠回転するアーム２５を備えており、このアーム２５
の両端部には、チップ吸着部２６．２７が設けられてい
る。チップＰは、バンプＢを表面側にして、ウェハー２
０に貼着されており、ウェハー２０上のチップＰを吸着
し、アーム２５が１８０ｅ間欠回転することにより、こ
のチップＰを上下反転させてバンプＢを下面側にする。

５８はウェハー２０上のチップＰを観察するカメラであ
る。

サブ移載ヘッド１は、上下反転されたチップＰをそのノ
ズル３１に吸着してティクアップし、上述のように横方
向Ｎに往復動することにより、ステージ１２のプレート
１２ａ上に移送搭載する。プレート１２ａ上には、位置
補正爪３４があり、この補正爪３４がＸＹ方向に摺動し
てチップＰの側壁面に押当することにより、チップＰの
位置ずれを荒補正する。この荒補正は、移載ヘッド２の
コレット式ノズル３２が、チップＰ上に正しく着地して
、このチップＰを確実に吸着できるようにするために行
われるものである。

基板１０の位置決め部１３は、ＸＹ子テーブル３ａ、１
３ｂから成っている。Ｙテーブル１３ｂには、位置決め
部材３５が立設されており、この位置決め部材３５の上
端部に基板１０は位置決めされている。またＹテーブル
１３ｂ上には、第２のＸテーブル３６が配設されており
、その上に、ＵＶ光を照射する光照射装置４０が設けら
れている。この光照射装置４０は、基板１０の下方から
光を照射し、基板１０に塗布されたボンド１６を硬化さ
せる。この基板１０は、ガラスなどのＵＶ光を透過する
素材にて作られている。

３０はＹテーブル１３ｂの側部に装着されたカメラであ
り、Ｙテーブル１３ｂが右方に移動することにより（第
１図鎖線参照）、このカメラ３０は移載ヘッド２のノズ
ル３２に吸着された千ツブＰの下面のバンプＢを観察す
る。５９は位置決め部１３の上方に設けられた基板１０
の観察用カメラである。４２はチエッカ−であり、後に
詳述するように、プローブ４３が基板１０に形成された
電極部に接触し、チップＰのバンプＢと、ランドの接触
状態の良否を選別する。

サブ移載ヘッド１と移載ヘッド２は同構造であって、次
に第２図を参照しながら、その詳細な構造を説明する。

４５は摺動板５，６に配設されて、サブ移載へ７ド１及
び移載ヘッド２と一体的に往復動する加圧装置であって
、シリンダ４６と、シリンダ４６のロフト４７から側方
に延出するシャフト４８と、このシャフト４８の先端部
に装着されて、ノズル３２の上端部に結合された結合子
４９と、ノズル３２を下方に付勢するコイルばね５０か
ら成っている。この加圧装置４５はシリンダ４６がＯＦ
Ｆとなることにより、ばね５０のばね力によりノズル３
２に荷重を加える。

するとバンプＢはステージ１２のプレート１２ａに押し
付けられ、ハンプＢは加圧整形されて、ハンプ高は揃え
られる（第２図鎖線参照）。またシリンダ４６のロッド
４７が上方に突出すると、ノズル３２はばね５０のばね
力に抗して上昇する（同図実線参照）。

第３図は、チップＰを基板１０に搭載した状態を示すも
のであって、６０は基板１０の上面に形成されたランド
、６エはランド６０から導出するリード部、６２はリー
ド部６１の先端部に形成された電極部である。

本装置は上記のような構成より成り、次に全体の動作を
説明する。

第１図において、エジェクタビン２１が上昇して、ウェ
ハー２０上のチップＰを突き上げ、吸着部２６はチップ
Ｐを吸着する。次いでアーム２５は１８０６回転し、チ
ップＰを上下反転させる。次いでサブ移載ヘッド１のノ
ズル３２はこのチップＰを吸着してティクアップし、ス
テージ１２に移載する。このとき、シリンダ４６のロッ
ド４７を下降させることにより、バンプＢをステージ１
２のプレート１２ａに強く押し付け、すべてのバンプＢ
のバンプ高を揃える。

次いで位置補正爪３４はｘｙ方向に摺動し、チップＰの
位置ずれを荒補正する。

次いで移載ヘッド２のノズル３２はこのチップＰを吸着
してティクアップし、基板１０の位置決め部１３へ移送
する。このチップＰを基板１０に搭載する前に、Ｙテー
ブル１３ｂは側方へ移動して、カメラ３０により、ノズ
ル３２に吸着されたチップＰのバンプＢの位置ずれを下
方から観察する。またこれに先立ちカメラ５９により基
板工０のランド６０が予め観察されている。そこでチッ
プＰのバンプＢをランド６０に合致させるべく、ＸＹ子
テーブル３ａ、１３ｂを作動させる。次いで加圧装置４
５のシリンダ４６はＯＦＦとなり、ノズル３２はばね５
０のばね力により下降してチップＰを基板１０上に着地
させ、バンプＢをランド６０に押し付ける。

このランド６０には、ボンド塗布ヘッド３の塗布ピン３
３により、予めボンド１６が塗布されているが、上記の
ように加圧装置４５によりチップＰを基板１０に押圧す
ることにより、バンプＢをランド６０にしっかり接地さ
せる。

次いでチエッカ−４２のプローブ４３が、ランド６０か
ら導出したリード部６１の先端部の電極部６２に接触し
く第３図参照）、チップＰとランド６０の間を導通する
電流を検出して、バンプＢとランド６０の接触状態の良
否を判別する。

次いで判別結果が良であるならば、光照射装置４０が作
動し、ボンド１６に光を照射してボンド１６を硬化させ
る。ボンド１６は硬化収縮特性を有しており、したがっ
て硬化することにより、ハンプＢをランド６０にしっか
りと接合させる。

上記実施例では、補正ステージ１２のプレート１２ａを
加圧整形用のプレートとして兼用し、このプレート１２
ａにバンプＢを押し付けて加圧整形するようにしている
が、位置決め部に位置決めされた基板１０を加圧整形用
のプレートとして兼用し、基板１０にバンプＢを押し付
けて加圧整形するようにしてもよく、あるいはまた、サ
ブ移載ヘッド１のノズル３２により、アーム２５上のフ
リップチップＰをティクアップする際に、ノズル３２に
よりフリップチップＰを上方から加圧してアーム２５の
上面に押し付けることにより、バンプＢを加圧整形して
もよいものであり、要はフリップチップをチップ供給部
から基板に搭載する間において、バンプをプレートに押
し付けて加圧整形すればよい。しかしながら、上述した
ように、アーム２５、補正ステージ１２のプレート１２
ａ、基板１０を加圧整形用のプレートとして兼用すれば
、構造を簡単化でき、しかもサブ移載ヘッド１や移載ヘ
ッド２の通常の動作の中で、作業性よく加圧整形を行え
る利点がある。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、ハンプを加圧整形
してバンプ高を揃えたうえで、すべてのバンプを基板に
確実に着地させてボンディングすることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はボン
ディング装置の正面図、第２図は加圧装置の正面図、第
３図は基板の平面図、第４図はフリップチップの正面図
である。Ｂ・・・バンプＰ・・・フリップチップト・・サブ移載ヘッド２・・・移載ヘッド３・・・ポンド塗布ヘッド１０　・　・１１　・　・１２ａ。１３　・　・１４　・　・１６　・　・２３　・　・４５　・　・・基板・チップ供給部１０．２５・・・プレート・位置決め部・ボンド供給部・ポンド・上下反転装置・加圧装置

Claims

【特許請求の範囲】

　チップ供給部にバンプを表面側にして配設されたフリ
ップチップを吸着し、このフリップチップを上下反転さ
せてバンプを下面側にする上下反転装置と、上下反転さ
れたフリップチップをテイクアップし、位置ずれ補正ス
テージに移載するサブ移載ヘッドと、ボンド供給部に備
えられたボンドを、位置決め部に位置決めされた基板に
塗布するボンド塗布ヘッドと、上記補正ステージで位置
ずれが補正されたフリップチップを、上記基板に塗布さ
れたボンド上に搭載する移載ヘッドと、フリップチップ
を上記チップ供給部から上記基板に搭載する間において
、フリップチップのバンプをプレートに押し付けること
により、バンプを押し潰し整形する加圧装置とから成る
ことを特徴とするフリップチップのボンディング装置。