JPH0618433A - ボンディング装置及び方法 - Google Patents

ボンディング装置及び方法

Info

Publication number
JPH0618433A
JPH0618433A JP4172891A JP17289192A JPH0618433A JP H0618433 A JPH0618433 A JP H0618433A JP 4172891 A JP4172891 A JP 4172891A JP 17289192 A JP17289192 A JP 17289192A JP H0618433 A JPH0618433 A JP H0618433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bonding
laser beam
bonded
bump
lead terminal
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
JP4172891A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Hotta
学 堀田
Masaharu Yoshida
正治 吉田
Katsunao Takehara
克尚 竹原
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 JP4172891A priority Critical patent/JPH0618433A/ja
Priority to US08/082,500 priority patent/US5500502A/en
Priority to DE4321593A priority patent/DE4321593C2/de
Publication of JPH0618433A publication Critical patent/JPH0618433A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917—Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/27—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing element responsive to radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/759—Means for monitoring the connection process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—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
    • H01L2224/81—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
    • H01L2224/812—Applying energy for connecting
    • H01L2224/8122—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/81224—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—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
    • H01L2224/81—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
    • H01L2224/818—Bonding techniques
    • H01L2224/81801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—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
    • H01L2224/86—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 tape automated bonding [TAB]
    • H01L2224/862—Applying energy for connecting
    • H01L2224/8621—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/86214—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01077—Iridium [Ir]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12042—LASER

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ光線により被接合部同士のボンディン
グを確実に行うとともに、ボンディング終了後直ちに接
合の良否を判定し、作業効率を改善する。 【構成】 リード端子９や半導体チップのバンプ２Ａ等
の被接合部同士をレーザ光線１１によりボンディング
し、このようにしてボンディングされた被接合部の温度
を赤外線センサ等の温度センサ１３により検出し、この
検出値からコンピュータ２１等の判別手段により被接合
部のボンデングの良否を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体等の被接合部
をレーザによりボンデングするとともに、ボンデングの
良否を判別し得るボンデング装置及び方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図４は、例えば特開昭５８ー１５１４６
４号公報に記載された従来のボンデング装置の一例［図
示例では、ＴＡＢ（テープ・オートメイテッド・ボンデ
ィング）装置］を示す側面断面図である。この図におい
て、符号１０１は受け台で、この受け台１０１の上部に
は、略半球面状の係合面を有する倣いボール受け１０３
が嵌合され、この倣いボール受け１０３の半球状係合面
には、略同一形状、すなわち半球状の倣いボール１０５
が回転自在に収容、係合されている。この倣いボール１
０５の平坦面には、断熱材よりなる支持台１０７が固着
され、この支持台１０７上には、被接合部としての複数
のバンプ１１１Ａを有する半導体チップ１１１が、固定
して支持され得るようになっている。支持台１０７の上
方には、これに相対向するとともに上下方向に進退し得
るようにボンディングツール１１３が配置されている。
また、支持台１０７上には、半導体チップ１１１が固
定、配置されるともに、複数のリード端子１１５Ａを有
するリードフレーム１１５が該半導体チップ１１１に近
接して配置される。
【０００３】次にこの従来例の作用について説明する
と、半導体チップ１１１のバンプ１１１Ａを有する一面
を上方に向けて該半導体チップ１１１を支持台１０７に
固定し、その上に、リードフレーム１１５を、その表面
の保護テープ１１７の一部を剥がして露出させたリード
端子１１５Ａの端縁部を半導体チップ１１１のバンプ１
１１Ａに当接させた状態で配置し、ボンディングツール
１１３を降下させてその先端部によりリード端子１１５
Ａをバンプ１１１Ａに押圧して密着させてから、ボンデ
ィングツール１１３の先端部を加熱して、複数のリード
端子１１５Ａを、対応するバンプ１１１Ａに一挙に溶着
させる。この際、リードフレーム１１５が半導体チップ
１１１の上面に対して完全に平行ではなく、多少傾い
て、複数のリード端子１１５Ａと複数のバンプ１１１Ａ
との間に一部隙間が生じたりして、それらの密着状態が
良好でない場合には、ボンディングツール１１３による
押圧時に、略半球状の倣いボール１０５が倣いボール受
け１０３に対して適度に回動して、リードフレーム１１
５と半導体チップ１１１の上面とを略平行にしてリード
端子１１５Ａをバンプ１１１Ａに倣わせて密着させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のボンディング装
置は以上のように構成され、複数のリード端子１１５Ａ
を複数のバンプ１１１Ａに一括して接合しているので、
接続すべきリード端子１１５Ａの数が多くなればなる
程、譬え倣いバール受け１０３及び倣いボール１０５か
らなる倣い機構によりリードフレーム１１５と半導体チ
ップ１１１との間の平行度を調節したとしても、総ての
リード端子１１５Ａを対応するバンプ１１１Ａに密着さ
せることはできず、従って、それらの間の総ての接合を
良好に行うことは極めて困難であった。
【０００５】また、上記従来のボンディング装置は接合
状態を検査する機能を有していなかったため、接合後
に、リード端子１１５Ａを接合された半導体チップ１１
５を、検査装置が設置してある他の場所に移動してか
ら、ボンディング装置とは別個の検査装置により接合状
態の良否を判別せざるを得ず、接合状態の判別に手間が
かかり、能率が悪いという問題点があった。
【０００６】そこで、この発明は、上記従来のボンディ
ング装置の問題点を解消しようとするもので、ボンディ
ングツールの代わりにレーザ光線を使用して、リード端
子とバンプとを個別に接合して、総ての接合を、確実に
且つ効率良く行い得ると共に、接合後直ちにその良否を
効率良く判定し得るボンディング装置及び方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係るボンディ
ング装置は、被接合部同士をレーザ光線によりボンディ
ングするレーザ照射手段と、そのレーザ照射手段により
ボンデングされた前記被接合部の温度を検出する温度セ
ンサと、この温度センサの検出値に基づき前記被接合部
のボンデングの良否を判別する判別手段とを備える。
【０００８】また、この発明に係るボンディング方法
は、被接合部同士をレーザ光線によりボンディングする
工程と、このようにしてボンデングされた被接合部の温
度を検出する工程と、この検出温度から被接合部のボン
デングの良否を判別する工程とを備える。
【０００９】
【作用】この発明におけるボンディング装置では、半導
体チップのバンプやリードフレームのリード端子等の被
接合部同士をレーザ照射手段のレーザ光線によりボンデ
ィングし、このようにしてボンディングされた被接合部
の温度を検出して、判別手段によりその検出温度からボ
ンディングの良否を判別する。
【００１０】この発明におけるボンディング方法では、
半導体チップのバンプやリードフレームのリード端子等
の被接合部同士をレーザ光線により個別に確実にボンデ
ィングし、このようにしてボンディングされた被接合部
の温度を検出し、その検出温度からボンディングの良否
を判別する。
【００１１】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図１は本発明の第１実施例によるボンディング
装置の概略構成を示すブロック図で、図２は、そのボン
ディング装置を、リード端子の内側端を半導体チップ等
に接合するためのインナーリードボンディング（ＩＬ
Ｂ）装置に適用した場合の動作を示す、要部の部分拡大
側面図である。
【００１２】図１において、符号１は、上部に、半導体
チップ２等の被処理物を載置するための平坦な支持面１
Ａを備えた受け台で、この受け台１は、例えば、略水平
な面すなわちＸ−Ｙ平面に沿って精密に水平に移動しう
るＸ−Ｙテーブル等よりなる。受け台１の上方には、レ
ーザ照射手段３が配置され、そのレーザ照射手段３と受
け台１の支持面１Ａとの間には、ダイクロイックミラー
等よりなる分光機能を有する選択透光性の反射鏡５が設
けられている。反射鏡５と受け台１との間には、集光レ
ンズ７が配置され、この集光レンズ７により、反射鏡５
により反射されたレーザ光線が集光されて、半導体チッ
プ２のバンプ２Ａやリードフレームのリード端子９等の
被接合部に照射される。
【００１３】受け台１の支持面１Ａには、一面に、被接
合部としてのバンプ等を備えた半導体チップ２が載置さ
れうるようになっており、この半導体チップ２の上方に
は、被接合部としての複数のリード端子９を備えたリー
ドフレームが配置されるようになっている。この際、絶
縁テープ１０を剥がされて露出されたリード端子９の先
端部が半導体チップ２のバンプ２Ａに当接するように配
置される。
【００１４】反射鏡５は、レーザ照射手段３から発射さ
れるレーザ光線１１の光軸に対して一定角度傾斜して配
置されており、レーザ照射手段３から発射されたレーザ
光線１１が、反射鏡５により反射されて集光レンズ７に
より集光されて受け台１上のリード端子９に照射され
る。レーザ光線１１の照射により加熱されたリード端子
９から放射された赤外線のみを、反射鏡５により選択的
に分光、通過させて、赤外線センサ等の温度センサ１３
により受光する。
【００１５】温度センサ１３は、受光量に応じた温度を
表す出力電圧等の電気信号を発生し、この出力信号は増
幅器１５により増幅されてから、ローパスフィルタ等よ
りなる公知のフィルタ回路１７によりノイズ成分である
高周波成分を濾波して平滑化され、アナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）変換器１９によりアナログ信号からデジタル
信号に変換されてコンピュータ２１に入力される。
【００１６】コンピュータ２１は、Ａ／Ｄ変換器１９か
らの入力信号に基づいて、リード端子９とバンプ２Ａと
の接触状態を判定するとともに、それらの間の接合状態
の良否をも判定し、これらの判定結果は、ＣＲＴ等より
なる表示装置２３に表示される。
【００１７】また、レーザ照射手段３と反射鏡５との間
には、レーザ光線１１をカットするためのシャッター２
５が設けれており、このシャッター２５はコンピュータ
２１からの指令により開閉制御される。
【００１８】次にこの実施例の作用について説明する。
まず、受け台１の支持面１Ａに、一面にバンプ２Ａを有
する半導体チップ２を載せて固定し、その上にリードフ
レームを配置して、そのリードフレームの、絶縁テープ
が剥がされて露出されたリード端子９を半導体チップ２
のバンプ２Ａに当接させた状態で固定する。この状態
で、受け台１を適当に移動させてリード端子９とバンプ
２Ａとの接触部を集光レンズ７の焦点位置に配置させ
る。次いで、リード端子９とバンプ２Ａとの接触状態を
調べるため、シャッター２５を開放してからレーザ照射
手段３を作動させて弱いレーザ光線１１を発射させる
と、レーザ光線１１は反射鏡５により反射されて、集光
レンズ７を通って集光されてリード端子９とバンプ２Ａ
との接触部に当たり、そのエネルギーにより該接触部を
加熱する。このとき、レーザ照射手段３により発生され
るレーザ光線１１のエネルギーはリード端子９とバンプ
２Ａとの接触状態を調べるために必要なだけの強さであ
り、それらを溶着させるために必要な最低のエネルギー
強度より低く(好ましくは５０％以下に）設定されてい
るため、リード端子９とバンプ２Ａとの溶着が生じない
ばかりでなく、リード端子９がバンプ２Ａから浮き上が
って離れている等接触不良であっても、レーザ光線１１
によりリード端子９が異常に高温に加熱されて損傷され
るようなことはない。また、レーザ光線１１により加熱
されたリード端子９とバンプ２Ａとの接触部から赤外線
が放射され、この赤外線の一部は集光レンズ７を介して
反射鏡５に達する。反射鏡５は、この赤外線を選択的に
透過させ、前記接触部から反射されるレーザ光線やその
他の可視光線等を反射する。反射鏡５を透過した赤外線
は温度センサ１３により補足され、受光量（すなわち検
出温度）に応じた大きさの電気信号（電圧等）に変換さ
れる。温度センサ１３の出力信号は、増幅器１５により
増幅されてフィルタ回路１７へ入力され、ここで主とし
てノイズに起因する高周波成分を除去された後、Ａ／Ｄ
変換器１９によりアナログ／デジタル変換されてコンピ
ュータ２１へ入力される。コンピュータ２１は、例え
ば、レーザ光線照射後所定時間経過した時点のＡ／Ｄ変
換器１９の出力信号（あるいはレーザ光線照射開始時点
から所定時間経過後の時点までのＡ／Ｄ変換器１９の出
力信号の積分値）を所定の閾値と比較して、閾値よりも
小さければ、リード端子９とバンプ２Ａとの接触状態が
良好であると判定し、また閾値よりも大きければ、接触
状態が不良と判定する。この判定結果が表示装置２３の
画面に表示される。
【００１９】上記接触状態が良好であると判定された場
合には、再びレーザ照射手段３を作動させて、上記した
と同様に、レーザ光線１１をリード端子９とバンプ２Ａ
との接触部へ照射する。この場合、レーザ光線１１の強
度は、上述した接触状態の検出時よりも可成り大きく設
定される。レーザ光線１１の照射により、そのエネルギ
ーによってリード端子９とバンプ２Ａとの接触部が高温
に加熱されて溶着される。同時に、その接触部から放射
される赤外線が、上記と同様に、集光レンズ７及び反射
鏡５を通して温度センサ１３により検出され、その受光
量に応じた大きさの電気信号に変換されて増幅器１５、
フィルタ回路１７及びＡ／Ｄ変換器１９を介してコンピ
ュータ２１に入力される。コンピュータ２１は、この入
力信号すなわち検出温度に基づいて、次のようにリード
端子９とバンプ２Ａとの接合状態の良否を判定し、その
判定結果が表示装置２３に表示される。リード端子９と
バンプ２Ａとの接合状態の良否の判定は、温度センサ１
３による検出温度と、予め設定されてコンピュータ２１
に記憶されている、各種接合条件に基づく正常な接合状
態の閾値とを比較することにより行われる。例えば、リ
ード端子９がバンプ２Ａより浮いているような接合不良
の場合には、レーザ光線１１により加熱されたリード端
子９からの放熱が接合状態が良好な場合よりも遅くなる
ので、レーザ光線１１照射後の所定時間経過した時点で
の検出温度（あるいはレーザ光線照射開始時点から所定
時間経過後の時点までの検出温度の積分値）と閾値とを
比較し、閾値を越えていれば、接合状態が不良と判断さ
れる。また、その他の接合不良の場合には、接合部周辺
の温度を温度センサ１３により検出し、この検出値をコ
ンピュータ２１に取り込んで、熱源の大きさや位置をリ
ード端子９の大きさや位置と比較することにより良否の
判定が行える。
【００２０】また、リード端子９とバンプ２Ａとの接触
状態が不良であると判定された場合には、コンピュータ
２１によりシャッター２５を閉じるように制御してレー
ザ光線１１を遮断するか、あるいはレーザ照射手段３の
作動を停止させるように制御する。これにより、レーザ
光線１１の照射によるリード端子９の異常加熱を防止し
てその損傷を未然に防止することができる。
【００２１】また、上記実施例では、フィルタ回路１７
により、温度センサ１３の出力信号から、ノイズに起因
する高周波成分を濾波したが、ノイズの除去はフィルタ
回路１７でハード的に行う代わりに、公知の移動平均法
（所定の測定時刻の前後のサンプル値の平均を求めて、
その平均値を次のサンプル値とする）や最小二乗法等を
用いてコンピュータ２１でソフト的に行ってもよい。
【００２２】さらに、上記実施例では、レーザ光線１１
による接合後にも、接合状態の良否判定を行ったが、接
触状態が良好な場合にはレーザ光線１１による接合は概
ね良好な結果となるので、必要に応じて、接合状態の良
否判定を省略してもよい。
【００２３】上記実施例では、本発明を、リード端子９
の内端側を半導体チップ２のバンプ２Ａに接合するイン
ナーリードボンディング（ＩＬＢ）装置に実施した場合
について説明したが、本発明は、図３に示すように、半
導体チップ２’のリード端子９’の外端側を基板に接合
するアウターリードボンディング（ＯＬＢ）装置に適用
することもできる。この場合も、装置の基本的な構成及
び作用は、上述のインナーリードボンディング装置の場
合と略同様である。
【００２４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、レーザ
照射手段により発生されるレーザ光線により被接合部同
士をボンディングし、このようにボンディングされた被
接合部の温度を温度センサにより検出し、判別手段によ
り、この検出値に基づき被接合部のボンディングの良否
を判別するように構成したので、レーザ光線による高速
ボンディングが可能になるばかりでなく、レーザ光線に
より被接合部同士を１個づつ確実に接合することがで
き、従って、ボンディング品質の向上が図れる上、ボン
ディング終了後直ちに、温度センサにより被接合部の温
度を検出してボンディングの良否を判定することがで
き、作業能率を著しく改善することができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例によるボンディング装置を
示す概略構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施例をインナーリードボンディング装置
に適用した場合の動作を示す、要部の側面断面図であ
る。
【図３】上記実施例をアウターリードボンディング装置
に適用した場合の要部の側面断面図である。
【図４】従来のボンディング装置の概略側面図である。
【符号の説明】
２Ａ 被接合部としてのバンプ ３ レーザ照射手段 ９ 被接合部としてのリード端子 １３ 温度センサ ２１ 判別手段としてのコンピュータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年２月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】そこで、この発明は、上記従来のボンディ
ング装置の問題点を解消しようとするもので、ボンディ
ングツールの代わりにレーザ光線を使用して、リード端
子とバンプとを個別に接合して、総ての接合を、確実に
且つ効率良く行い得るボンディング装置及び方法を提供
することを目的とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】次にこの実施例の作用について説明する。
まず、受け台１の支持面１Ａに、一面にバンプ２Ａを有
する半導体チップ２を載せて固定し、その上にリードフ
レームを配置して、そのリードフレームの、絶縁テープ
が剥がされて露出されたリード端子９を半導体チップ２
のバンプ２Ａに当接させた状態で固定する。この状態
で、受け台１を適当に移動させてリード端子９とバンプ
２Ａとの接触部を集光レンズ７の焦点位置に配置させ
る。次いで、リード端子９とバンプ２Ａとの接触状態を
調べるため、シャッター２５を開放してからレーザ照射
手段３を作動させて弱いレーザ光線１１を発射させる
と、レーザ光線１１は反射鏡５により反射されて、集光
レンズ７を通って集光されてリード端子９とバンプ２Ａ
との接触部に当たり、そのエネルギーにより該接触部を
加熱する。このとき、レーザ照射手段３により発生され
るレーザ光線１１のエネルギーは、リード端子９とバン
プ２Ａとの接触状態を調べるために必要なだけの強さで
あり、すなわち接触状態が不良な場合にレーザ光線１１
を照射してもリード端子９が溶けないくらいの出力であ
るため、リード端子９とバンプ２Ａとの溶着が生じない
ばかりでなく、リード端子９がバンプ２Ａから浮き上が
って離れている等接触不良であっても、レーザ光線１１
によりリード端子９が異常に高温に加熱されて損傷され
るようなことはない。また、レーザ光線１１により加熱
されたリード端子９とバンプ２Ａとの接触部から赤外線
が放射され、この赤外線の一部は集光レンズ７を介して
反射鏡５に達する。反射鏡５は、この赤外線を選択的に
透過させ、前記接触部から反射されるレーザ光線やその
他の可視光線等を反射する。反射鏡５を透過した赤外線
は温度センサ１３により補足され、受光量（すなわち検
出温度）に応じた大きさの電気信号（電圧等）に変換さ
れる。温度センサ１３の出力信号は、増幅器１５により
増幅されてフィルタ回路１７へ入力され、ここで主とし
てノイズに起因する高周波成分を除去された後、Ａ／Ｄ
変換器１９によりアナログ／デジタル変換されてコンピ
ュータ２１へ入力される。コンピュータ２１は、例え
ば、レーザ光線照射時点のＡ／Ｄ変換器１９の出力信号
（あるいはレーザ光線照射開始時点から所定時間経過後
の時点までのＡ／Ｄ変換器１９の出力信号の積分値）を
所定の閾値と比較して、閾値よりも小さければ、リード
端子９とバンプ２Ａとの接触状態が良好であると判定
し、また閾値よりも大きければ、接触状態が不良と判定
する。この判定結果が表示装置２３の画面に表示され
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】上記接触状態が良好であると判定された場
合には、再びレーザ照射手段３を作動させて、上記した
と同様に、レーザ光線１１をリード端子９とバンプ２Ａ
との接触部へ照射する。この場合、レーザ光線１１の強
度は、上述した接触状態の検出時よりも可成り大きく設
定される。レーザ光線１１の照射により、そのエネルギ
ーによってリード端子９とバンプ２Ａとの接触部が高温
に加熱されて溶着される。同時に、その接触部から放射
される赤外線が、上記と同様に、集光レンズ７及び反射
鏡５を通して温度センサ１３により検出され、その受光
量に応じた大きさの電気信号に変換されて増幅器１５、
フィルタ回路１７及びＡ／Ｄ変換器１９を介してコンピ
ュータ２１に入力される。コンピュータ２１は、この入
力信号すなわち検出温度に基づいて、次のようにリード
端子９とバンプ２Ａとの接合状態の良否を判定し、その
判定結果が表示装置２３に表示される。リード端子９と
バンプ２Ａとの接合状態の良否の判定は、温度センサ１
３による検出温度と、予め設定されてコンピュータ２１
に記憶されている、各種接合条件に基づく正常な接合状
態の閾値とを比較することにより行われる。例えば、リ
ード端子９がバンプ２Ａより浮いているような接合不良
の場合には、レーザ光線１１により加熱されたリード端
子９からバンプ２Ａを伝わって熱がチップへ拡散でき
ず、その分だけ放熱が多くなるので、レーザ光線照射時
点での検出温度と閾値とを比較し、閾値を越えていれ
ば、接合状態が不良と判断される。また、その他の接合
不良の場合には、接合部周辺の温度を温度センサ１３に
より検出し、この検出値をコンピュータ２１に取り込ん
で、熱源の大きさや位置をリード端子９の大きさや位置
と比較することにより良否の判定が行える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】さらに、上記実施例では、レーザ光線１１
による接合時にも、接合状態の良否判定を行ったが、接
触状態が良好な場合にはレーザ光線１１による接合は概
ね良好な結果となるので、必要に応じて、接合状態の良
否判定を省略してもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、レーザ
照射手段により発生されるレーザ光線により被接合部同
士をボンディングし、このようにボンディングされた被
接合部の温度を温度センサにより検出し、判別手段によ
り、この検出値に基づき被接合部のボンディングの良否
を判別するように構成したので、レーザ光線による高速
ボンディングが可能になるばかりでなく、レーザ光線に
より被接合部同士を１個づつ確実に接合することがで
き、従って、ボンディング品質の向上が図れる上、ボン
ディング前に微弱レーザでリードとバンプとの接触状態
を判定でき、さらにボンディング時に、温度センサによ
り被接合部の温度を検出してボンディングの良否を判定
することができ、作業能率を著しく改善することができ
る効果がある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被接合部同士ををレーザ光線によりボン
    ディングするレーザ照射手段と、そのレーザ照射手段に
    よりボンディングされた前記被接合部の温度を検出する
    温度センサと、この温度センサの検出値に基づき前記接
    合部のボンディングの良否を判別する判別手段とを備え
    たボンデング装置。
  2. 【請求項２】 被接合部同士ををレーザ光線によりボン
    ディングする工程と、このようにしてボンディングされ
    た前記被接合部の温度を検出する工程と、この検出温度
    から前記被接合部のボンディングの良否を判別する工程
    とを備えたボンデング方法。
JP4172891A 1992-06-30 1992-06-30 ボンディング装置及び方法 Pending JPH0618433A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4172891A JPH0618433A (ja) 1992-06-30 1992-06-30 ボンディング装置及び方法
US08/082,500 US5500502A (en) 1992-06-30 1993-06-28 Bonding method and apparatus
DE4321593A DE4321593C2 (de) 1992-06-30 1993-06-29 Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden eines ersten Teils mit einem zweiten Teil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4172891A JPH0618433A (ja) 1992-06-30 1992-06-30 ボンディング装置及び方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0618433A true JPH0618433A (ja) 1994-01-25

Family

ID=15950248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4172891A Pending JPH0618433A (ja) 1992-06-30 1992-06-30 ボンディング装置及び方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5500502A (ja)
JP (1) JPH0618433A (ja)
DE (1) DE4321593C2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6062460A (en) * 1996-11-27 2000-05-16 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus for producing an electronic circuit
JP2009148835A (ja) * 2002-07-31 2009-07-09 Miyachi Technos Corp レーザ溶接モニタ装置及びレーザ溶接モニタ方法
CN105668703A (zh) * 2016-03-24 2016-06-15 太仓运权化工防腐设备有限公司 一种聚丙烯离子交换柱
JP2019202342A (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 株式会社アマダホールディングス 加工ヘッド

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3162254B2 (ja) * 1995-01-17 2001-04-25 三菱電機株式会社 レーザ加工装置
JP3285294B2 (ja) * 1995-08-08 2002-05-27 太陽誘電株式会社 回路モジュールの製造方法
DE59610424D1 (de) * 1996-08-03 2003-06-12 Inpro Innovations Gmbh Verfahren zum Härten von Werkstückoberflächen mittels Strahlen, insbesondere mittels Laserstrahlen, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US5823474A (en) * 1996-09-05 1998-10-20 Sunlase, Inc. Aircraft ice detection and de-icing using lasers
US5938952A (en) * 1997-01-22 1999-08-17 Equilasers, Inc. Laser-driven microwelding apparatus and process
US6071009A (en) * 1997-10-03 2000-06-06 Micron Technology, Inc. Semiconductor wirebond machine leadframe thermal map system
US6043454A (en) * 1998-05-27 2000-03-28 Beamworks Ltd. Apparatus and method for in-line soldering
US6072150A (en) * 1998-05-27 2000-06-06 Beamworks Ltd. Apparatus and method for in-line soldering
US6206325B1 (en) 1998-09-18 2001-03-27 Sunlase, Inc. Onboard aircraft de-icing using lasers
EP1308525A3 (en) * 2001-10-30 2004-01-28 Yamazaki Mazak Kabushiki Kaisha Method of controlling hardening with laser beam and laser beam hardening device
US7830936B2 (en) * 2003-01-10 2010-11-09 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Calibration of laser systems
JP2004243408A (ja) * 2003-02-17 2004-09-02 Yamazaki Mazak Corp レーザ加工機
KR101113850B1 (ko) * 2005-08-11 2012-02-29 삼성테크윈 주식회사 플립 칩 본딩 방법 및 이를 채택한 플립 칩 본딩 장치
FR2910621B1 (fr) * 2006-12-21 2009-02-06 Renault Sas Procede et dispositif de controle de la qualite d'un cordon de soudure
KR101165029B1 (ko) * 2007-04-24 2012-07-13 삼성테크윈 주식회사 칩 가열장치, 이를 구비한 플립 칩 본더 및 이를 이용한플립 칩 본딩 방법
JP5294916B2 (ja) * 2009-02-17 2013-09-18 パナソニック株式会社 レーザはんだ付け装置
CN103838273B (zh) * 2014-03-26 2016-04-06 徐云鹏 一种用于液体分析的温度控制系统
US10041842B2 (en) * 2014-11-06 2018-08-07 Applied Materials, Inc. Method for measuring temperature by refraction and change in velocity of waves with magnetic susceptibility

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696104A (en) * 1985-06-07 1987-09-29 Vanzetti Systems, Inc. Method and apparatus for placing and electrically connecting components on a printed circuit board
JPS6343785A (ja) * 1986-08-09 1988-02-24 Fujitsu Ltd レ−ザビ−ム接合装置
US4845335A (en) * 1988-01-28 1989-07-04 Microelectronics And Computer Technology Corporation Laser Bonding apparatus and method
JPH02278148A (ja) * 1989-04-19 1990-11-14 Nec Corp ハンダ付検査装置
JPH0356844A (ja) * 1989-07-25 1991-03-12 Hitachi Constr Mach Co Ltd レーザーによるハンダ付け装置
JPH04272122A (ja) * 1991-02-28 1992-09-28 Nissan Motor Co Ltd レーザ加工装置
US5283416A (en) * 1992-06-26 1994-02-01 Trw Inc. Laser process monitoring and evaluation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6062460A (en) * 1996-11-27 2000-05-16 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus for producing an electronic circuit
JP2009148835A (ja) * 2002-07-31 2009-07-09 Miyachi Technos Corp レーザ溶接モニタ装置及びレーザ溶接モニタ方法
CN105668703A (zh) * 2016-03-24 2016-06-15 太仓运权化工防腐设备有限公司 一种聚丙烯离子交换柱
JP2019202342A (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 株式会社アマダホールディングス 加工ヘッド
WO2019225174A1 (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 株式会社アマダホールディングス 加工ヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
US5500502A (en) 1996-03-19
DE4321593C2 (de) 1997-05-15
DE4321593A1 (de) 1994-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0618433A (ja) ボンディング装置及び方法
TWI403378B (zh) 接合裝置
US20060278831A1 (en) Infrared inspection apparatus, infrared inspecting method and manufacturing method of semiconductor wafer
JP2969403B2 (ja) ボンデイングワイヤ検査装置
JP2824499B2 (ja) 溶接良否判定方法及び装置
CN115684270A (zh) 高密度封装电路板焊点虚焊红外快速筛查系统和筛查方法
JP2897754B2 (ja) 半導体装置の検査方法
JPH0758448A (ja) レーザーボンディング装置及び方法
JPS626789A (ja) レ−ザ溶接機
US6151380A (en) Ball grid array re-work assembly with X-ray inspection system
JP4140860B1 (ja) 半田付け方法及び半田付け装置
US20120070917A1 (en) Apparatus and method for mounting semiconductor light emitting element
KR20050109131A (ko) 적층형 반도체 디바이스의 메탈 범프 리페어 장치 및 방법
JP3368494B2 (ja) ボンディング装置
JP2971658B2 (ja) バンプの接合状態検査方法及び装置
JP2849477B2 (ja) Ｉｃ部品の実装方法
JP2004214481A (ja) バンプ形成装置、バンプ形成方法、検査装置および検査方法
JP2596393B2 (ja) レーザ半田付け装置及び光出射装置
JP2997455B1 (ja) Ｐｍｔ異物検出装置
JPH077251A (ja) 半田付け装置及び半田付け制御方法
JPS63309371A (ja) ろう接方法
JPH05160229A (ja) ボンディングパッド検査装置
JP2960301B2 (ja) 回路素子接合部の検査方法
JP2518536B2 (ja) 半田接続装置及び方法
JPH06318624A (ja) 外観検査装置