JPH07123129B2 - ボンディング装置 - Google Patents
ボンディング装置Info
- Publication number
- JPH07123129B2 JPH07123129B2 JP2202829A JP20282990A JPH07123129B2 JP H07123129 B2 JPH07123129 B2 JP H07123129B2 JP 2202829 A JP2202829 A JP 2202829A JP 20282990 A JP20282990 A JP 20282990A JP H07123129 B2 JPH07123129 B2 JP H07123129B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- chip
- pressing
- bonding tool
- mounting table
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- H01L2224/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
ド等との接合を行う際に使用されるボンディング装置に
関するものである。
採用されている。
て接続する方法もあるが、ICチップの電極とリードとの
間に微細金属片(以下バンプと称する。)を挟んで熱圧
着する方法も広く行われるようになっている。
注目されている技術である。この方法は、予めICチップ
の電極か、もしくはTABテープ上のリード先端部のいず
れかにバンプを形成しておき、次にICチップの電極とリ
ードを有するTABテープとをバンプを介して重ね合わせ
て両者を接合するものである。TAB法においては、多数
の電極とリードとを一括して接合できるため、迅速なボ
ンディング作業が可能となる。
を均一かつ正確に接合するには、接合の際にこれらを押
圧するボンディングツールの加圧面をICチップの電極の
表面を含む平面(以下、接合面と称する。)に平行に当
接しなければならない。しかし、実際には、ICチップの
傾きや載置台の載置面とボンディングツールの加圧面と
の平行からのずれなどがあるため、ボンディングツール
の加圧面とICチップの接合面とを常に平行に保つことは
困難である。市販されているボンディング装置の中には
この平行度を調節する手段を有するものもあるが、この
調節作業をたびたび行わなければならないため、調節作
業に時間がかかり、全体の作業能率が低下するという問
題がある。
(発明の名称「チップボンディング方法」)公報におい
て、ICチップを、球面軸受を介して回動自在に支持され
た載置台上に載置してボンディングを行う方法が提案さ
れている。この方法によれば、接合時にICチップ又はボ
ンディングツールが傾いて、ボンディングツールがICチ
ップの一部のみに片当りした場合でも、ボンディングツ
ールの押圧力によって載置台は球面軸受を介して自在に
回転する。これによってICチップの接合面がボンディン
グツールの加圧面に倣い、自動的にボンディングツール
の加圧面と平行になるというものである。
な不都合がある。
程度であるが、ICチップ自体がせいぜい1cm角という大
きさのために、ボンディングツールICチップに片当りし
た時に載置台を回転させるのに働くモーメントはそれほ
ど大きくない。一方、球面軸受には一般にかなりの摺動
抵抗があり、球面軸受を介して載置台を回転するには、
この摺動抵抗以上の力を加える必要がある。
片当りしたときに載置台が速やかに回転するとは限らな
い。しかも、ICチップが全てのバンプにボンディングさ
れたとしても、ICチップの接合面に加わる荷重が均一で
ないために接合が不十分となり、後に不良発生の原因と
なる可能性がある。
能率の向上を図るとともに、接合を確実に行い、歩留り
を向上させることができるボンディング装置を提供する
ことを目的とするものである。
押圧手段の加圧面に対向して配置されており且つ被押圧
体を載置する載置台とを有するボンディング装置におい
て、前記押圧手段を保持するための保持手段を設け、前
記押圧手段の加圧面と前記被押圧体の接合面との平行を
維持する内部に流体を充填した変形可能な環状チューブ
である弾性部材を、前記押圧手段と前記保持手段との間
に介装したことを特徴とするものである。
手段の加圧面とが平行からずれているときは、先ず、押
圧手段の下降にともない押圧手段の加圧面は被押圧体の
一部分に当接する。押圧手段がさらに下降するとその押
圧力に反作用によって弾性部材が弾性変形することによ
り、自動的に押圧手段の加圧面が被押圧体の接合面と平
行になるように角度を変える。押圧手段が更に下降を続
けると、押圧手段の加圧面と被押圧体の接合面とが平行
のままの状態で被押圧体に荷重が加えられる。
プリングを使用することによって、押圧時に押圧面の角
度が変化することよる各スプリング間の縮み量の差(こ
の値は被押圧体の平行度のずれに等しい。)は、各スプ
リングの縮み量に対して無視できる程度の小さな量にお
さえることができる。これにより、被押圧体に均一の力
が加わって確実に接合が行われる。
変形可能の環状チューブを使用することにより、押圧時
における環状チューブの変形により押圧手段の加圧面と
被押圧体の接合面とが平行となるよう押圧面の角度が変
化する。更に押圧手段を下降させれば環状チューブ内の
圧力は一定であるため、被押圧体に均一な力を加えるこ
とができる。
つつ説明する。第1図は本発明の第1実施例であるICチ
ップ用のボンディング装置のボンディングツールの概略
斜視図、第2図はこのボンディング装置によるボンディ
ング動作を説明するための概略断面図、第3図はこのボ
ンディング装置によって平行度のずれを補正する様子を
示した図である。本実施例においては、微細金属球(以
下バンプと称する。)がリード先端部に熱圧着されたTA
BテープとICチップとの接合を行う場合について説明す
る。
であるボンディングツール2と、ボンディングツール2
を保持する加圧ヘッド4と、ICチップ22を載置する載置
台6とを備えるものである。ボンディングツール2は対
称な位置にあるフランジ部18に設けた4本のスプリング
12a,12b,12c,12dを介して加圧ヘッド4に懸架されてい
る。このスプリング12は全て同じバネ定数を有するもの
を使用している。一般にスプリング12はコイルやエアー
バネ等でもよい。また、ボンディングツール2には先端
部を500℃前後の温度に加熱するためのヒータ(不図
示)が内蔵されている。ボンディングツール2の加圧面
2aに対向して載置台6があり、この上にICチップ22が載
置される。このICチップ22の上方には水平方向に移動す
るTABテープ24が配置されている。
するには、第2図に示すように加圧ヘッド4を下降さ
せ、ボンディングツール2によりバンプ28を介してICチ
ップ22の電極23とTABテープ24のリード26とを熱圧着す
る。こうして、TABテープ24の一つのフレームに設けら
れた多数のリード26とICチップ22の電極23とが一括して
ボンディングされる。一つのICチップ22がボンディング
されると、TABテープ送り機構(不図示)によって次のT
ABテープのフレームがボンディングツール2の真下に移
動するとともに、別のICチップが移送手段(不図示)に
よって載置台6上に運ばれ、次のボンディング動作が行
われる。
ングツールの加圧面との平行からのずれ(これらをまと
めて「平行度のずれ」と称する。)などがあると、加圧
ヘッド4を下降させてボンディングを行うときに、最初
に加圧面2aがICチップ22の一部のみに当接してしまうこ
とがある。この状態は第3図に誇張して示される。
初は加圧ヘッド4の下降にともないボンディングツール
2の加圧面2aはICチップ22の一部分に当接するが、加圧
ヘッド4がさらに下降すると、ボンディングツール2が
ICチップ22を押す力の反作用によってスプリング12が弾
性変形することにより、ボンディングツール2の加圧面
2aがICチップ22の接合面22aと互いに平行になるように
角度を変える。加圧ヘッド4が更に下降を続けると、加
圧面2aの角度はそのままの状態でICチップ22に荷重が加
えられる。
接合面にどのように働くかを考察する。載置台6上のIC
チップ22の接合面22aが加圧面2aに対して傾いており、
第3図に示すようにICチップ22の、スプリング12aが位
置する側の電極23がスプリング12cが位置する側の電極2
3に対してδだけずれが生じている場合を考える。尚、
ここでは特別な方向に平行度のずれが生じた場合を扱っ
ているが、これによって一般性を損なうものではない。
ボンディングツール2によってICチップ22を加圧したと
きのスプリング12a、12b、12c、12dの縮み(つりあいの
状態からの変位)をそれぞれxa、xb、xc、xdとし、これ
らに加わる力をそれぞれFa、Fb、Fc、Fdとすると次の関
係がある。
さいとすると(xa、xb、xc、xd≫δ)、 Fa/Fc=kxa/kxc =xa/xc =xa/(xa+δ) =(1+δ/xa)-1 =1−δ/xa+(δ/xa)2−・・・・ Fb/Fc=kxb/kxc =1−δ/2xb +(δ/2xb)2−・・・・ より、Fa≒Fb≒Fc≒Fdと考えることができる。したがっ
て、4つのスプリング12a,12b,12c,12dにはほぼ均一の
力が働き、ICチップ22の接合面22aには均一な荷重が加
わることになる。実際には、平行度のずれは20μm程度
であり、また、ボンディング時にICチップ22に加わる荷
重は約4kgfであるので、1kgfの荷重で約0.5mm縮むよう
なバネ定数を有するスプリングを使用することにより、
上記の力Fa、Fb、Fc、Fd間の各差は約1%となり、実質
的にも問題のない精度を有する。
合の際にはICチップとTABテープのリードはその平行度
が補償され、しかもICチップの各電極とバンプとの間に
加わる力は均一となるので、両者を確実に接合すること
ができる。したがって本実施例によれば接合時の歩留り
を向上させることができる。また、ボンディングツール
の加圧面と載置台の載置面の平行度を調整する必要がな
くなり、作業能率の向上を図ることができる。
装置の概略斜視図、同図(b)はそのボンディング装置
の概略断面図、第5図は本発明の第2実施例であるボン
ディング装置において平行度のずれの補償の仕方を説明
するための図である。ここで、第1図乃至第3図に示す
ものと同一の機能を有するものには同一の符号を付する
ことにより、その詳細な説明を省略する。
てスプリングの代わりに流体チューブを用いたことであ
る。第2実施例では、加圧ヘッド4の先端部のドーナツ
状部材14の内側に、流体を充填した環状の流体チューブ
16を保持し、これを弾性部材として使用している。この
流体チューブ16の材質としては変形可能な、例えばゴム
等を用い、また、流体チューブ16内に入れる流体として
は空気などの気体の他、液体を用いることができる。第
4図に示すようにドーナツ状部材14の下部にはリング状
部材14aが設けられている。これは加圧ヘッド4を上昇
させるときに、リング状部材14aをフランジ部18に引掛
けてボンディングツール2を持ち上げるためのものであ
る。ドーナツ状部材14を設けているのは、流体チューブ
16は横方向の剛性が小さいからである。
る。載置台6上のICチップ22が加圧面2aに対して傾いて
いる場合、加圧ヘッド4を下降させると、ボンディング
ツール2は最初にICチップ22の一部に当接する。これよ
り更にボンディングツール2を下降すると、流体チュー
ブ16の右側の部分16aが圧縮され、その分、左側16bが膨
張しようとする。このためボンディングツール2の加圧
面はICチップ22の接合面22aに倣うように角度を変え
る。これによりICチップ22の電極23とTABテープ24のリ
ード26はその平行度が補償される。更に加圧ヘッド4を
下降させても、流体チューブ16内の圧力は円周方向のど
の位置においても同じであるため、加圧面2aがICチップ
22の各部に与える圧力は力は均一となり、両者を確実に
接合することができる。したがって、接合の際の歩留り
の向上を図ることができる。
ブを用いているため、第1実施例のようにバネ定数が等
しい複数のスプリングを用意し、バネ定数を同一に合わ
せる調整が必要なくなる。
プが形成されたTABテープのリードとICチップの電極と
を接合する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、TABテープのリード先端部にバ
ンプとなる多数の微細金属球を一括して熱圧着する場合
も本装置を使用することができる。したがって、このボ
ンディング装置は、バンプ付きTABテープの製造工程及
びTABテープとICチップとを接合する工程において2度
にわたり使用することができる。また本装置が、ICチッ
プの電極側にバンプの形成されている場合のTABテープ
との接合に対しても使用できるものであることはいうま
でもない。
接合面と押圧手段の加圧面とが平行でなくとも、調整作
業を行わずに被押圧体の接合面に均一な荷重を加えるこ
とができるので、たとえばICチップとTABテープとをバ
ンプを介して接合する際に確実な接合を行うことがで
き、接合の際の歩留りの向上及び作業能率の向上を図る
ことができるボンディング装置を提供することができ
る。
グ装置のボンディングツールの概略斜視図、第2図はこ
のボンディング装置によるボンディング動作を説明する
ための概略断面図、第3図はこのボンディング装置によ
って平行度のずれを補正する様子を示した図、第4図
(a)は本発明の第2実施例であるボンディング装置の
概略斜視図、同図(b)はそのボンディング装置の概略
断面図、第5図は本発明の第2実施例であるボンディン
グ装置において平行度のずれの補償の仕方を説明するた
めの図である。 2……ボンディングツール、2a……加圧面、4……加圧
ヘッド、6……載置台、 12a,12b,12c,12d……スプリング、 14……ドーナツ状部材、 14a……リング状部材、 16……流体チューブ、18……フランジ部、 22……ICチップ、23……電極、 24……TABテープ、26……リード、 28……バンプ。
Claims (1)
- 【請求項1】押圧手段と、該押圧手段の加圧面に対向し
て配置されており且つ被押圧体を載置する載置台とを有
するボンディング装置において、前記押圧手段を保持す
るための保持手段を設け、前記押圧手段の加圧面と前記
被押圧体の接合面との平行を維持する内部に流体を充填
した変形可能な環状チューブである弾性部材を、前記押
圧手段と前記保持手段との間に介装したことを特徴とす
るボンディング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2202829A JPH07123129B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2202829A JPH07123129B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ボンディング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0487345A JPH0487345A (ja) | 1992-03-19 |
JPH07123129B2 true JPH07123129B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=16463883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2202829A Expired - Lifetime JPH07123129B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ボンディング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07123129B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5491889A (en) * | 1993-09-24 | 1996-02-20 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Apparatus for achieving printed circuit board planarity |
JP4701953B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-06-15 | パナソニック株式会社 | 押圧装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5360576A (en) * | 1976-11-11 | 1978-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Flip chip bonding device |
JPS63169731A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Shinkawa Ltd | ボンダ−用ツ−ル保持機構 |
JPH0671031B2 (ja) * | 1987-03-18 | 1994-09-07 | 三菱電機株式会社 | ボンディング装置 |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP2202829A patent/JPH07123129B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0487345A (ja) | 1992-03-19 |
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