JPH05343474A - Bonding apparatus - Google Patents
Bonding apparatusInfo
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- JPH05343474A JPH05343474A JP14936392A JP14936392A JPH05343474A JP H05343474 A JPH05343474 A JP H05343474A JP 14936392 A JP14936392 A JP 14936392A JP 14936392 A JP14936392 A JP 14936392A JP H05343474 A JPH05343474 A JP H05343474A
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- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
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- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップのパッド
電極に一端を接続したリードの他端を基板の配線パター
ンに接続するボンディング装置、特にそれぞれのリード
を配線パターンに同じ圧力で押圧できるボンディング装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding apparatus for connecting one end to a pad electrode of a semiconductor chip and the other end of the lead to a wiring pattern on a substrate, and more particularly to a bonding device capable of pressing each lead against the wiring pattern with the same pressure. Regarding the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】次に、従来のボンディング装置について
図２を参照して説明する。図２は、従来のボンディング
装置の説明図であって、同図(a) はボンディング装置の
模式的な要部側断面図、同図(b) はボンディング装置の
模式的な正面要部拡大図、同図(c) はボンディング後の
リードの要部拡大断面図である。従来のボンディング装
置は、同図(a) に示すように、基板を載置するステージ
21と、所定温度に加熱されて鉛直方向に移動するリード
押圧ツール22とを含んで構成されていた。2. Description of the Related Art Next, a conventional bonding apparatus will be described with reference to FIG. 2A and 2B are explanatory views of a conventional bonding apparatus. FIG. 2A is a schematic side sectional view of a main part of the bonding apparatus, and FIG. 2B is a schematic enlarged front view of a main part of the bonding apparatus. FIG. 3C is an enlarged cross-sectional view of the main part of the lead after bonding. As shown in Fig. 1 (a), the conventional bonding equipment uses a stage for mounting the substrate.
21 and a lead pressing tool 22 that is heated to a predetermined temperature and moves in the vertical direction.
【０００３】このボンディング装置により、半導体チッ
プ11のパッド電極11a に一端を接続したリード12の他端
を、基板13の配線パターン13a に一括してボンディング
するには、まず基板13をステージ21の基板載置面21a に
載置するとともに、この基板13上に半導体チップ11をセ
ットした後、予め所定温度に加熱されているリード押圧
ツール22を鉛直方向に下降し、そのリード押圧面22a で
配線パターン13a にリード12を所定時間押圧することに
より行なっていた。In order to collectively bond the other end of the lead 12 whose one end is connected to the pad electrode 11a of the semiconductor chip 11 to the wiring pattern 13a of the substrate 13 by this bonding apparatus, first, the substrate 13 is mounted on the substrate of the stage 21. After placing the semiconductor chip 11 on the mounting surface 21a and setting the semiconductor chip 11 on the substrate 13, the lead pressing tool 22 which has been heated to a predetermined temperature is lowered in the vertical direction, and the wiring pattern is formed on the lead pressing surface 22a. This is done by pressing the lead 12 against the 13a for a predetermined time.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のボン
ディング装置においてはリード押圧ツール22のリード押
圧面22a とステージ21の基板載置面21a とを平行に保持
することは極めて困難であり、通常は同図(b) に示すよ
うにリード押圧面22a と基板載置面21a とが或る交角θ
を持つこととなる。However, in the conventional bonding apparatus, it is extremely difficult to keep the lead pressing surface 22a of the lead pressing tool 22 and the substrate mounting surface 21a of the stage 21 parallel to each other. As shown in FIG. 6B, the lead pressing surface 22a and the substrate mounting surface 21a have an intersection angle θ.
Will have.
【０００５】このようにリード押圧面22a と基板載置面
21a とが或る交角θを持っている場合においてはリード
12の、リード押圧ツール22のリード押圧面22a が押圧し
た部分の断面は、同図(c) に示すように一方の端部（紙
面左側）では過剰変形12a 、他方の端部（紙面右側）で
は過少変形12b の状態となっている。In this way, the lead pressing surface 22a and the substrate mounting surface are
21a has a certain intersection angle θ and leads
The cross section of the part 12 of the lead pressing tool 22 pressed by the lead pressing surface 22a has excessive deformation 12a at one end (left side of the drawing) and the other end (right side of the drawing) as shown in FIG. In the state of underdeformation 12b.
【０００６】したがって、過剰変形12a を有するリード
12においては断線の危険性が、また過少変形12b を有す
るリード12においては基板13の配線パターン13a との剥
離の危険性が発生することとなる。Therefore, a lead having excessive deformation 12a
There is a risk of disconnection at 12 and a risk of separation from the wiring pattern 13a of the substrate 13 at the lead 12 having the excessive deformation 12b.
【０００７】本発明は、このような問題を解消するため
になされたものであって、その目的はそれぞれのリード
を配線パターンに同じ圧力で押圧できるボンディング装
置の提供にある。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object thereof is to provide a bonding apparatus capable of pressing respective leads against a wiring pattern with the same pressure.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的は、図１に示す
ように、半導体チップ11のパッド電極11a に一端を接続
したリード12の他端を、基板13の配線パターン13a に接
続するボンディング装置において、基板13を着脱自在に
セットする基板載置面31a を有するステージ31と、この
ステージ31の上方への移動を規制し、ステージ31の基板
載置面31a を水平にする押さえ板32と、支持ボール34を
係止し、この支持ボール34の頂点を介してステージ31を
その裏面から支持するピストン33と、このピストン33及
び支持ボール34とを介してステージ31を上方向に付勢す
る付勢手段35と、加熱されて基板載置面31a 上を自在に
昇降し、この基板載置面31a にセットされた基板13の配
線パターン13a に、下降時にリード押圧面38a によりリ
ード12だけを押圧するリード押圧ツール38とを含んでな
ることを特徴とするボンディング装置により達成され
る。As shown in FIG. 1, a bonding apparatus for connecting the other end of a lead 12, one end of which is connected to a pad electrode 11a of a semiconductor chip 11, to a wiring pattern 13a of a substrate 13, as shown in FIG. , A stage 31 having a substrate mounting surface 31a on which the substrate 13 is detachably set, and a pressing plate 32 which regulates the upward movement of the stage 31 and makes the substrate mounting surface 31a of the stage 31 horizontal. A piston 33 that locks the support ball 34 and supports the stage 31 from its back surface via the apex of the support ball 34, and urges the stage 31 upward through the piston 33 and the support ball 34. Only the lead 12 is pressed by the biasing means 35 and the wiring pattern 13a of the substrate 13 set on the substrate mounting surface 31a, which is heated and freely moved up and down on the substrate mounting surface 31a, by the lead pressing surface 38a when descending. With lead pressing tool 38 It is achieved by a bonding apparatus characterized by including.
【０００９】[0009]
【作用】本発明のボンディング装置においては、そのリ
ード押圧ツール38のリード押圧面38a により押圧されて
下降したステージ31は、その底面を支持する支持ボール
34の頂点を支点として上下方向に自在に傾斜できる。In the bonding apparatus of the present invention, the stage 31 pressed down by the lead pressing surface 38a of the lead pressing tool 38 and lowered is a support ball for supporting the bottom surface thereof.
It can be tilted freely in the vertical direction with 34 vertices as fulcrums.
【００１０】このため、初期状態においては基板載置面
31a とリード押圧面38a とが平行でなくとも、上記のよ
うにステージ31は支持ボール34の頂点を支点として上下
方向に自在に傾斜し、その基板載置面31a をリード押圧
面38a に平行にする。Therefore, in the initial state, the substrate mounting surface is
Even if 31a and the lead pressing surface 38a are not parallel to each other, as described above, the stage 31 freely tilts in the vertical direction with the apex of the support ball 34 as a fulcrum, and its substrate mounting surface 31a is parallel to the lead pressing surface 38a. To do.
【００１１】したがって、ステージ31の基板載置面31a
上の基板13にセットした半導体チップ11に接続したリー
ド12を介して、このステージ31をリード押圧ツール38に
より押圧して下降しても基板載置面31a とリード押圧面
38a とは平行となる。Therefore, the substrate mounting surface 31a of the stage 31
Via the leads 12 connected to the semiconductor chip 11 set on the upper substrate 13, even if the stage 31 is pushed down by the lead pushing tool 38 and lowered, the substrate mounting surface 31a and the lead pushing surface
It is parallel to 38a.
【００１２】斯くして、このような状態において、加圧
室37に圧搾空気14を導入して付勢手段、例えばダイヤフ
ラム35を変形し、ピストン33、支持ボール34及びステー
ジ31及び基板13を微小距離だけ押し上げると、この基板
13の配線パターン13a とリード押圧ツール38とに挟まれ
た全リード12には均一な圧力が加わることとなる。Thus, in such a state, the compressed air 14 is introduced into the pressurizing chamber 37 to deform the biasing means, for example, the diaphragm 35, and the piston 33, the support ball 34, the stage 31, and the substrate 13 are finely moved. If you push it up a distance, this board
A uniform pressure is applied to all the leads 12 sandwiched between the wiring pattern 13a of 13 and the lead pressing tool 38.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の一実施例のボンディング装置
について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明
の一実施例のボンディング装置の説明図であって、同図
(a) 及び同図(b) はボンディング装置の要部側断面図で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A bonding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory view of a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, which is the same as FIG.
(a) and (b) are side sectional views of a main part of the bonding apparatus.
【００１４】なお、本明細書においては、同一部品、同
一材料等に対しては全図をとおして同じ符号を付与して
ある。本発明の一実施例のボンディング装置は、同図
(a),(b) で示すように、基板13を着脱自在にセットする
平らな基板載置面31a を有するステージ31と、このステ
ージ31の上方への移動を規制し、ステージ31の基板載置
面31a を水平にする押さえ板32と、支持ボール34を係止
し、この支持ボール34の頂点を介してステージ31をその
裏面から支持するピストン33と、テーブル36の表面に設
けた凹陥部36a と圧力室37を構成し、この圧力室37への
圧力流体14の導入により変形してピストン33及び支持ボ
ール34とを介してステージ31を上昇させるダイヤフラム
35と、所定温度に加熱されて基板載置面31a 上を自在に
昇降し、この基板載置面31a にセットされた基板13の配
線パターン13a に、下降時にリード押圧面38a によりリ
ード12だけを押圧するリード押圧ツール38とを含ませて
構成したものである。In the present specification, the same parts, the same materials and the like are designated by the same reference numerals throughout the drawings. The bonding apparatus of one embodiment of the present invention is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), the stage 31 having a flat substrate mounting surface 31a on which the substrate 13 is detachably set, and the upward movement of the stage 31 are restricted so that the stage 31 is mounted on the substrate. A holding plate 32 for leveling the placing surface 31a, a support ball 34, and a piston 33 for supporting the stage 31 from its rear surface via the apex of the support ball 34, and a concave portion provided on the surface of the table 36. 36a and a pressure chamber 37, which is deformed by the introduction of the pressure fluid 14 into the pressure chamber 37 and is elevated to raise the stage 31 via the piston 33 and the support ball 34.
35, and the wiring pattern 13a of the substrate 13 set on the substrate mounting surface 31a is freely moved up and down by being heated to a predetermined temperature, and only the lead 12 is lowered by the lead pressing surface 38a when descending. The lead pressing tool 38 for pressing is included.
【００１５】次に、半導体チップ11のパッド電極11a に
一端を接続したリード12の他端を基板13の配線パターン
13a に本発明の一実施例のボンディング装置により接続
する方法を同図(a) 及び同図(b) を参照して述べること
により、このボンディング装置の詳細な構成と作用とを
説明する。Next, the other end of the lead 12 whose one end is connected to the pad electrode 11a of the semiconductor chip 11 is connected to the wiring pattern of the substrate 13.
A method of connecting to the bonding apparatus 13a by the bonding apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B, and the detailed configuration and operation of the bonding apparatus will be described.
【００１６】まず、初期状態においてはステージ31の水
平な基板載置面31a に基板13をセットするとともに、リ
ード12を接続した半導体チップ11を基板13にセットす
る。基板13への半導体チップ11のセットは、半導体チッ
プ11のパッド電極11a に一端を接続したリード12の他端
が基板13の配線パターン13a に一致されることは勿論で
ある。First, in the initial state, the substrate 13 is set on the horizontal substrate mounting surface 31a of the stage 31, and the semiconductor chip 11 to which the leads 12 are connected is set on the substrate 13. When the semiconductor chip 11 is set on the substrate 13, it goes without saying that the other end of the lead 12 whose one end is connected to the pad electrode 11a of the semiconductor chip 11 is aligned with the wiring pattern 13a of the substrate 13.
【００１７】この後、所定温度に加熱されているリード
押圧ツール38を鉛直方向、すなわち同図(a) に示すよう
に矢印Ｄ方向に下降し、そのリード押圧面38a でリード
12を介してステージ31を押圧する。After that, the lead pressing tool 38 heated to a predetermined temperature is lowered in the vertical direction, that is, in the direction of arrow D as shown in FIG.
The stage 31 is pressed via 12.
【００１８】そして、このような状態においてリード押
圧ツール38の下降を継続するとステージ31も下降し、ス
テージ31の外周段差部31b の表面に点在させた三つ以上
の円錐溝31c にそれぞれ嵌着した複数の位置決めボール
39が押さえ板32の裏面に点在させて設けた円錐溝32a か
ら外れる。When the lead pressing tool 38 continues to descend in such a state, the stage 31 also descends and is fitted into three or more conical grooves 31c scattered on the surface of the outer peripheral step 31b of the stage 31, respectively. Multiple positioning balls
39 is disengaged from the conical grooves 32a provided on the back surface of the pressing plate 32 in a scattered manner.
【００１９】このため、ステージ31は、ピストン33の表
面中央の切り株状の突起33a 表面の円錐溝33b に嵌着し
た支持ボール34の頂点を支点として上下方向に自在に傾
きを変えて、その基板載置面31a とリード押圧ツール38
のリード押圧面38a とが平行となる。For this reason, the stage 31 freely changes its inclination in the vertical direction with the apex of the support ball 34 fitted in the conical groove 33b on the surface of the stump-shaped projection 33a at the center of the surface of the piston 33 as the fulcrum, and its substrate Mounting surface 31a and lead pressing tool 38
Are parallel to the lead pressing surface 38a.
【００２０】かかる状態において、ダイヤフラム35とテ
ーブル36の表面に設けた凹陥部36aとで構成される加圧
室37に高圧流体、例えば圧搾空気14を送り込むとダイヤ
フラム35が上方に膨らむように僅かに変形してピストン
33、支持ボール34及びステージ31を微小距離だけ押し上
げ、基板13とリード押圧ツール38とに挟まれた全リード
12に均一な圧力が加わり、それぞれのリード12は基板13
の配線パターン13a にボンディングされることとなる。In such a state, when a high-pressure fluid, for example, compressed air 14, is fed into the pressure chamber 37 constituted by the diaphragm 35 and the concave portion 36a provided on the surface of the table 36, the diaphragm 35 slightly expands upward. Deform and piston
33, the support ball 34, and the stage 31 are pushed up by a minute distance, and all the leads sandwiched between the substrate 13 and the lead pressing tool 38
Even pressure is applied to 12 and each lead 12
Will be bonded to the wiring pattern 13a.
【００２１】この後、リード押圧ツール38を初期位置に
戻すべく上昇させるとピストン33、支持ボール34、ステ
ージ31も上昇し、位置決めボール39が押さえ板32の円錐
溝32a に滑らかに嵌まり込んで、ステージ31は位置決め
ボール39を介して基板載置面31a を水平にする。After that, when the lead pressing tool 38 is raised to return to the initial position, the piston 33, the support ball 34, and the stage 31 are also raised, and the positioning ball 39 is smoothly fitted into the conical groove 32a of the pressing plate 32. The stage 31 makes the substrate mounting surface 31a horizontal via the positioning balls 39.
【００２２】しかる後、加圧室37の圧力を減圧して元の
圧力（但し１気圧以上）に戻すととともに、リード12を
介して半導体チップ11を搭載した基板13をステージ31か
らリセットすると、本発明の一実施例のボンディング装
置は次のボンディング作業を開始できる状態となる。Thereafter, the pressure in the pressurizing chamber 37 is reduced to the original pressure (however, 1 atm or more), and the substrate 13 on which the semiconductor chip 11 is mounted is reset from the stage 31 via the leads 12. The bonding apparatus of one embodiment of the present invention is ready to start the next bonding operation.
【００２３】以上説明したように、本発明の一実施例の
ボンディング装置においては、ステージ31の基板載置面
31a にセットした基板13の配線パターン13a とリード押
圧ツール38のリード押圧面38a と平行な状態の下で半導
体チップ11に接続したリード12を配線パターン13a にボ
ンディングしている。As described above, in the bonding apparatus of the embodiment of the present invention, the substrate mounting surface of the stage 31 is used.
The leads 12 connected to the semiconductor chip 11 are bonded to the wiring pattern 13a in a state in which the wiring pattern 13a of the substrate 13 set on the substrate 31a and the lead pressing surface 38a of the lead pressing tool 38 are parallel to each other.
【００２４】このため、リード12に、図２(c) に示すよ
うな、過剰変形12a や過少変形12bが発生することがな
いから、リード12の断線の危険性やリード12の配線パタ
ーン13a からの剥離の危険性を回避できる。Therefore, the lead 12 does not undergo excessive deformation 12a or underdeformation 12b as shown in FIG. 2 (c), so that there is a risk of disconnection of the lead 12 and the wiring pattern 13a of the lead 12. The risk of peeling can be avoided.
【００２５】なお、上述した本発明の一実施例のボンデ
ィング装置は、基板13の配線パターン13a に半導体チッ
プ11に接続したリード12をボンディングするものである
が、リード押圧ツール38さえ交換すれば半導体チップ11
のパッド電極11a にテープキャリヤのリード（図示せ
ず）をボンディングするボンディング装置として使用で
きることは勿論である。The above-described bonding apparatus according to one embodiment of the present invention bonds the leads 12 connected to the semiconductor chip 11 to the wiring pattern 13a of the substrate 13. Chip 11
Of course, it can be used as a bonding device for bonding the lead (not shown) of the tape carrier to the pad electrode 11a.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、それぞれ
のリードを配線パターンに同じ圧力で押圧できるボンデ
ィング装置の提供を可能にする。As described above, the present invention makes it possible to provide a bonding apparatus that can press each lead against a wiring pattern with the same pressure.
【図１】は、本発明の一実施例のボンディング装置の説
明図、FIG. 1 is an explanatory view of a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention,
【図２】は、従来のボンディング装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional bonding apparatus.
【符号の説明】 11は、半導体チップ、12は、リード、13は、基板、14
は、圧搾空気 (圧力流体) 、21は、ステージ、22は、リ
ード押圧ツール、31は、ステージ、32は、押さえ板、33
は、ピストン、34は、支持ボール、35は、ダイヤフラ
ム、36は、テーブル、37は、加圧室、38は、リード押圧
ツール、39は、位置決めボールをそれぞれ示す。[Explanation of symbols] 11 is a semiconductor chip, 12 is a lead, 13 is a substrate, 14
Is compressed air (pressure fluid), 21 is a stage, 22 is a lead pressing tool, 31 is a stage, 32 is a holding plate, 33
Is a piston, 34 is a support ball, 35 is a diaphragm, 36 is a table, 37 is a pressure chamber, 38 is a lead pressing tool, and 39 is a positioning ball.
Claims (2)
一端を接続したリード(12)の他端を、基板(13)の配線パ
ターン(13a) に接続するボンディング装置において、 前記基板(13)を着脱自在にセットする基板載置面(31a)
を有するステージ(31)と、 前記ステージ(31)の上方への移動を規制し、このステー
ジ(31)の基板載置面(31a) を水平にする押さえ板(32)
と、 支持ボール(34)を係止し、この支持ボール(34)の頂点を
介して前記ステージ(31)をその裏面から支持するピスト
ン(33)と、 前記ピストン(33)及び前記支持ボール(34)とを介して前
記ステージ(31)を上方向に付勢する付勢手段(35)と、 加熱されて前記ステージ(31)の基板載置面(31a) 上を自
在に昇降し、前記基板載置面(31a) にセットされた前記
基板(13)の配線パターン(13a) に、下降時にリード押圧
面(38a) により前記リード(12)だけを押圧するリード押
圧ツール(38)とを含んでなることを特徴とするボンディ
ング装置。1. A bonding apparatus for connecting the other end of a lead (12), one end of which is connected to a pad electrode (11a) of a semiconductor chip (11), to a wiring pattern (13a) of a substrate (13). Substrate mounting surface (31a) for detachably setting 13)
And a pressing plate (32) for restricting upward movement of the stage (31) and for leveling the substrate mounting surface (31a) of the stage (31).
A piston (33) that locks the support ball (34) and supports the stage (31) from its back surface via the apex of the support ball (34), the piston (33) and the support ball ( 34) and a biasing means (35) for biasing the stage (31) in an upward direction, and is heated to freely move up and down on the substrate mounting surface (31a) of the stage (31), On the wiring pattern (13a) of the substrate (13) set on the substrate mounting surface (31a), a lead pressing tool (38) for pressing only the lead (12) by the lead pressing surface (38a) when descending. A bonding apparatus comprising.
ル(36)の表面に設けた凹陥部(36a) とで構成した圧力室
(37)への圧力流体(14)の導入により変形し、前記ピスト
ン(33)及び前記支持ボール(34)とを介して前記ステージ
(31)を上方に付勢するダイヤフラム(35)であることを特
徴とするボンディング装置。2. A pressure chamber in which the urging means (35) according to claim 1 comprises a recess (36a) provided on the surface of the table (36).
(37) is deformed by the introduction of the pressure fluid (14), the stage through the piston (33) and the support ball (34)
A bonding apparatus comprising a diaphragm (35) for urging the (31) upward.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14936392A JP3197945B2 (en) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Bonding equipment |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197945B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100715453B1 (en) * | 2000-12-30 | 2007-05-09 | 현대엘씨디주식회사 | Movable Type Bonding Apparatus |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP14936392A patent/JP3197945B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100715453B1 (en) * | 2000-12-30 | 2007-05-09 | 현대엘씨디주식회사 | Movable Type Bonding Apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3197945B2 (en) | 2001-08-13 |
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