JPH07161770A - 半導体素子の実装装置および実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 捨てボンディングを行わなくとも精度良く半
導体素子の実装を行うことができる実装装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 半導体素子５を押圧面２１ａに吸着保持する
ボンディングツ−ル２１と、このボンディングツ−ル２
１を下部位置Ｂにおいて下降駆動することで、上記半導
体素子５をプリント基板１に対して加圧するボ−ルねじ
機構２５と、このボンディングツ−ル２１による上記半
導体素子５の加圧力を検出する加圧力センサ３０と、こ
の加圧力センサ３０からの加圧力検出信号に基づき、上
記ボンディングツ−ル２１による上記半導体素子５の加
圧終了前に真空装置２４を停止させ上記ボンディングツ
−ル２１による上記半導体素子５の吸着保持力を解除す
る制御部３２とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子の電極形
成面をプリント基板に対向させ、この半導体素子をフェ
−スダウン方式でこのプリント基板に実装（ボンディン
グ）する半導体素子の実装装置および実装方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶モジュ−ルや感熱印字ヘッ
ド、および、メモリカ−ドのように半導体素子（ＩＣや
ＬＳＩ等）を複数個用いるデバイスが増加している。そ
して、これらにおいては、いずれの場合も複数個の半導
体素子を高密度でかつ薄型に基板に実装する必要があ
る。

【０００３】このような条件を満足する半導体素子の実
装方式には、ハンダや異方性導電接着剤などの接合材を
用いて半導体素子の電極と基板の配線パタ−ンとを直接
的に接続するフェ−スダウンボンディング方式がある。

【０００４】このフェ−スダウンボンディングを行う場
合、図３（ａ）に示すように、プリント基板１の表面に
設けられた各配線パタ−ン２にはあらかじめ異方性導電
膜３が貼着される。この異方性導電膜３は微細な導電粒
子４…を均一に分散させたフィルム状の熱硬化性の接着
剤である。

【０００５】図３（ｂ）に示すように、半導体素子５
は、電極パッド６が形成された面（電極形成面）を上記
プリント基板１の表面に対向させた状態（フェ−スダウ
ン状態）で、図に７で示すボンディングツ−ルの下面に
吸着保持される。なお、上記半導体素子５の電極パッド
６には、あらかじめバンプ８と呼ばれる突起電極が突設
されている。

【０００６】ついで、上記ボンディングツ−ル７は、上
記半導体素子５のバンプ８と上記プリント基板１の配線
パタ−ン２とを位置合わせしたのち、下降駆動されこの
半導体素子５を上記異方性導電膜３を介して上記プリン
ト基板１の配線パタ−ン２に対して押し付ける。なお、
このとき図示しない加熱装置によって上記異方性導電膜
３の接着剤要素は加熱され軟化する。

【０００７】このことで、上記異方性導電膜３のうち上
記配線パタ−ン６とバンプ３とに押し潰された部分は複
数の導電粒子８…が互いに密着して電気的に接続され
る。一方、それ以外の部分は、上記配線パタ−ン６とバ
ンプ３との隙間に比べ広いので、上記異方性導電膜３が
押し潰されるということはない。したがって、対向する
上記半導体素子１のバンプ３と配線パタ−ン６だけが電
気的に接続される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の技術
には、以下に説明する解決すべき課題がある。第１に、
従来のボンディング装置は、接合時に上記半導体素子５
とプリント基板１とがずれてしまうことを防止するため
に、上記ボンディングツ−ル７で上記半導体素子５を加
圧している最中にも上記ボンディングツ−ル７の吸引孔
７ａ内に真空力を発生させ、この半導体素子５を吸着保
持している。

【０００９】しかし、上記半導体素子５を上記プリント
基板１に押し付ける際、相当の加圧力を加えるために、
図に矢印（ロ）で示す方向にボンディングツ−ル７やプ
リント基板１に機械的なたわみや歪みが生じることがあ
る。

【００１０】そして、これに伴い上記ボンディングツ−
ル７の下端に保持された半導体素子５のバンプ８とプリ
ント基板１の配線パタ−ン２との間に位置ずれが生じる
ことがあった。

【００１１】第２に、このボンディングツ−ル７による
加圧力は、この半導体素子５とプリント基板１との接続
に用いる接合材の種類によってかなり異なる。例えば、
接合材として上述したように異方性導電膜を用いた場合
には加圧力は３０Ｋｇであり、ハンダ材を用いた場合に
は１０Ｋｇである。

【００１２】従来は、それらの加圧力により生じるずれ
量を、あらかじめ「捨てボンディング」と称される実験
により求めておき、そのずれ量に基づいて、ボンディン
グ動作開始前に上記プリント基板と半導体素子の位置合
わせを修正していた。

【００１３】しかし、この方法ではあらかじめ上述した
実験を行わなければならず、また、上記ずれ量が経時的
に変化した場合には上記実験を再度行わなければならな
いということがある。

【００１４】第３に、このようなフェ−スダウンボンデ
ィングの場合には、上記半導体素子のバンプと上記プリ
ント基板の配線パタ−ンとの接合部が半導体素子の裏側
に隠れてしまうために、接合時に両者を直接的に位置合
わせすることができない。

【００１５】このため、半導体素子のバンプと基板とを
別々のカメラで認識し、それらの認識信号に基づき、上
記半導体素子とプリント基板とを位置決めし実装を行っ
ていた。

【００１６】しかし、上記半導体素子と上記プリント基
板とを対向位置決めする位置決め機構には、通常機械的
な位置決め誤差があることから、この誤差を補正するた
めに一度実際に上記半導体素子の実装（捨てボンディン
グ）を行いその誤差を求める必要がある。

【００１７】したがって、いずれにしても、前述したよ
うに捨てボンディングを行わなければならず、作業が面
倒であった。この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたもので、フェ−スダウンボンディングという特殊な
実装方法において、捨てボンディングを行わなくとも、
正確な実装を行える半導体素子の実装装置および実装方
法を提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の手段
は、半導体素子の電極形成面をプリント基板に対向させ
た状態でこの半導体素子を保持し、この半導体素子をプ
リント基板の所定の実装位置に対して接合材を介して加
圧することで、上記半導体素子を上記プリント基板に実
装する半導体素子の実装装置において、上記半導体素子
を吸着保持するボンディングツ−ルと、このボンディン
グツ−ルを駆動することで、上記半導体素子をプリント
基板に対して加圧するボンディングツ−ル駆動手段と、
このボンディングツ−ルによる上記半導体素子の加圧力
を検出する加圧力検出手段と、この加圧力検出手段から
の加圧力検出信号に基づき、上記ボンディングツ−ルに
よる上記半導体素子の加圧終了前に、上記ボンディング
ツ−ルによる上記半導体素子の吸着保持力を制御する制
御手段とを具備することを特徴とするものである。

【００１９】第２の手段は、半導体素子をボンディング
ツ−ルの加圧面に移動不能に吸着保持し、このボンディ
ングツ−ルを駆動することで、上記半導体素子の電極形
成面を接合材を介してプリント基板の所定の実装位置に
対して加圧する第１の工程と、上記ボンディングツ−ル
による上記半導体素子の加圧力が所定の第１の加圧力に
達したのに基づき、上記ボンディングツ−ルによる上記
半導体素子の吸着保持力を制御し、上記半導体素子をこ
のボンディングツ−ルに対して移動可能にする第２の工
程と、上記ボンディングツ−ルによる上記半導体素子の
加圧力が上記第１の加圧力よりも高い所定の第２の加圧
力に達したのに基づき、上記ボンディングツ−ルによる
加圧動作を停止する第３の工程とを具備することを特徴
とするものである。

【００２０】第３の手段は、上記第２の手段の半導体素
子の実装方法において、上記第１の加圧力は、上記ボン
ディングツ−ルやプリント基板やテ−ブル装置に機械的
な撓みや歪みが生じはじめる加圧力よりも小さいもので
あることを特徴とするものである。

【００２１】第４の手段は、半導体素子をボンディング
ツ−ルの加圧面に保持し、このボンディングツ−ルを駆
動することで、上記半導体素子の電極形成面を接合材を
介してプリント基板の所定の実装位置に対して加圧し、
この半導体素子を上記プリント基板に実装する半導体素
子の実装装置において、上記ボンディングツ−ルの加圧
面に保持された半導体素子を撮像する第１の撮像手段
と、上記プリント基板を撮像する第２の撮像手段と、上
記ボンディングツ−ルを駆動することで、上記半導体素
子を所定のボンディング位置に移送するボンディングツ
−ル移送手段と、上記プリント基板を保持すると共に、
このプリント基板を位置決め駆動するテ−ブル装置と、
このテ−ブル装置に設けられ、上記プリント基板ととも
に位置決め駆動されると共に、上記ボンディング位置に
移送された半導体素子を撮像する第３の撮像手段と、こ
の第３の撮像手段と上記第１の撮像手段からの認識信号
とを比較することで上記ボンディングツ−ル移送手段の
上記半導体素子の移送誤差を算出し、それと上記第２の
撮像手段からのプリント基板の撮像認識信号とに基づい
て上記テ−ブル装置を作動させ、上記ボンディング位置
に移送された半導体素子と上記プリント基板の所定の実
装位置とを対向位置決めさせる制御手段とを具備するこ
とを特徴とするものである。

【００２２】

【作用】第１、第２、第３の手段によれば、半導体素子
の加圧中にボンディングツ−ルに機械的な撓みが生じて
も、上記ボンディングツ−ルによる半導体素子の吸着保
持力は弱められているからこの半導体素子はプリント基
板に対して位置ずれすることは少ない。

【００２３】第４の手段によれば、ボンディングツ−ル
移送手段に移送誤差が生じても、この移送誤差により半
導体素子とプリント基板との位置決めがずれてしまうこ
とは少ない。

【００２４】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。なお、従来例の項で説明した構成要素には同
一符号を付してその説明は省略する。図１中１０は、こ
の発明の実装装置の架台である。

【００２５】この架台１０の上面には、プリント基板１
を保持しこのプリント基板１を位置決め駆動するテ−ブ
ル装置１１が設けられている。このテ−ブル装置１１
は、上記架台１０の上面に固定されたＸＹθ駆動装置１
２と、ＸＹθ駆動装置１２に取着され上面を略平坦な保
持面とするテ−ブル本体１３とからなる。

【００２６】したがって、上記プリント基板１は、この
テ−ブル本体１３の保持面上に保持され、上記ＸＹθ駆
動装置１２が作動することで、ＸＹθ方向に位置決め駆
動されるようになっている。

【００２７】上記架台１０の一端部には、前面１６ａを
上記テ−ブル装置１１の上方に延出させた本体１６が立
設されている。そして、この本体１６には、ボンディン
グツ−ル移送手段としての反転装置１７が設けられてい
る。

【００２８】この反転装置１７は、上記本体１６の前面
１６ａから略水平に突出すると共に図示しない駆動モ−
タにより水平軸線まわりに１８０°ずつ回動駆動される
水平駆動軸１９と、この水平駆動軸１９と軸線を直交さ
せて設けられると共に長さ方向中央部をこの水平駆動軸
１９の先端部に固定された棒状のア−ム２０とからな
る。

【００２９】この反転装置１７のア−ム２０の両端部
（上端部および下端部）には、それぞれ従来例と略同様
の構成を有するボンディングツ−ル２１が、それぞれス
ライド機構２２によって上下移動自在に取着されてい
る。このボンディングツ−ル２１は、通常は、図示しな
いスプリング機構によって上記ア−ム２０の中央部方向
に付勢されている。

【００３０】それぞれのボンディングツ−ル２１の押圧
面２１ａ（加圧面）は、略平坦かつ平滑に形成されてい
る。また、このボンディングツ−ル２１内には、このボ
ンディングツ−ル２１の押圧面２１ａに開放する吸引孔
２３が設けられている。

【００３１】この吸引孔２３は、このボンディングツ−
ル２１の側面から取り出され、真空装置２４に接続され
ている。したがって、上記ボンディングツ−ル２１の押
圧面２１ａには、この真空装置２４が作動することで所
定の吸引力が発生するようになっている。

【００３２】したがって、上記各ボンディングツ−ル２
１は、上記反転装置１７が作動し上記ア−ム２０が１８
０°ずつ回動駆動されることで、上記本体１６の上部位
置Ａおよび下部位置Ｂに交互に位置決めされる。そし
て、上記吸引孔２２が開口する押圧面２１ａを、上部位
置Ａでは上方に向け、下部位置Ｂでは下方に向けるよう
になっている。

【００３３】上記本体１６には、上記下部位置Ｂに位置
決めされたボンディングツ−ル２１を下降駆動するボン
ディングツ−ル駆動手段としてのボ−ルねじ機構２５が
設けられている。このボ−ルねじ機構２５は、上記本体
１６に軸線を垂直にして回転自在に支持されたボ−ルね
じ２５ａと、このボ−ルねじ２５ａを駆動する回転駆動
モ−タ２７と、上記ボ−ルねじ２５ａに螺着されたナッ
ト２５ｂに取着されこのナット２５ｂの駆動力を上記ボ
ンディングツ−ル２１に伝達する駆動体２８とを具備す
る。

【００３４】この駆動体２８の先端部は、上記下部位置
Ｂに位置決めされたボンディングツ−ル２１の上端面の
上方に延出されている。そして、この駆動体２８の先端
部位の下面側には加圧力センサ３０（加圧力検出手段）
が固定されている。

【００３５】したがって、上記ボ−ルねじ機構２５が作
動することで、上記駆動体２８は上記加圧力センサ３０
を介して上記ボンディングツ−ル２１を下降駆動するよ
うになっている。

【００３６】なお、上記回転駆動モ−タ２７はドライブ
回路３１を介して図に３２で示す制御部（制御手段）に
接続され、上記加圧力センサ３０は加圧力検出回路３３
を介して同じく制御部３２に接続されている。また、上
記ボンディングツ−ル２１の下面に吸着力を生じさせる
真空装置２４もこの制御部３２に接続され、この制御部
３２からの信号により作動するようになっている。

【００３７】一方、上記本体１６の上端部には、上記上
部位置Ａに位置決めされたボンディングツ−ル２１の押
圧面２１ａ上に半導体素子５を供給する部品供給手段３
４が設けられている。

【００３８】この部品供給手段３４は、図にＣで示す部
品供給位置に上記半導体素子５を順次供給する部品搬送
機構３５と、この部品供給位置Ｃから上記半導体素子５
をピックアップし、上記上部位置Ａに位置決めされた上
記ボンディングツ−ル２１の押圧面２１ａに移送するピ
ックアップアンドトレ−スユニット３６とを具備する。

【００３９】一方、この半導体素子の実装装置には、図
に３７〜３９で示す第１〜第３の撮像カメラ（第１〜第
３の撮像手段）が設けられている。上記第１の撮像カメ
ラ３７は、上記上部位置Ａの上方に、撮像面をこの位置
Ａに位置決めされたボンディングツ−ル２１の押圧面２
１ａに対向させた状態で設置されている。そして、この
第１の撮像カメラ３７は上記部品供給手段３４によって
このボンディングツ−ル２１の押圧面２１ａ上に供給さ
れた半導体素子５を撮像することができるようになって
いる。

【００４０】第２の撮像カメラ３８は、上記本体１６の
下面に、撮像面を下方に向けた状態で設置されている。
そして、この第２の撮像カメラ３８は、上記テ−ブル装
置１１に保持されたプリント基板１を撮像することがで
きるようになっている。

【００４１】第３の撮像カメラ３９は、上記テ−ブル装
置１１のテ−ブル本体１３の外縁部に撮像面を上方に向
けた状態で固定されている。したがって、この第３の撮
像カメラ３９は、上記テ−ブル装置１１が作動すること
で、このテ−ブル装置１１に保持されたプリント基板１
と一緒に駆動され、上記下部位置Ｂに移送された半導体
素子６を撮像することができるようになっている。

【００４２】なお、これら第１〜第３の撮像カメラ３７
〜３９は図示しない画像処理装置を介して上記制御部３
２に接続されていると共に、この第１〜第３の撮像カメ
ラ３７〜３９により撮像された画像はモニタ−３９に映
し出されるようになっている。

【００４３】次に、この装置の動作について説明する。
まず、接合材として異方性導電膜（図３を引用して示す
３）を用い、この異方性導電膜３を介して上記半導体素
子５を上記プリント基板１に表面実装する場合の動作に
ついて説明する。

【００４４】上記架台１０上に設けられたテ−ブル装置
１１のテ−ブル本体１３上にはプリント基板１が配線２
（図３に示す）が形成された面（搭載面）を上方に向け
た状態で供給され、このテ−ブル本体３上に固定され
る。このプリント基板１の搭載面に設けられた各配線２
上には従来例（図３）と同様に予め異方性導電膜３が貼
付されている。

【００４５】一方、上記部品供給手段３４は、ピックア
ップアンドトレ−スユニットを用いて上記部品搬送機構
３５により部品供給位置Ｃに供給された半導体素子５を
ピックアップし、この半導体素子５を上記上部位置Ａに
停止されたボンディングツ−ル２１の押圧面２１ａ上に
供給する。

【００４６】上記ボンディングツ−ル２１は、上記真空
装置２４が作動することで、供給された半導体素子５を
上記押圧面２１ａ上に吸着し、移動不能に保持する。そ
して、上記第１の撮像カメラ３７は、このボンディング
ツ−ル２１に吸着保持された半導体素子５のバンプ８が
形成された上面（電極形成面）を撮像する。

【００４７】ついで、上記反転装置１７が作動し、上記
ボンディングツ−ル２１を１８０°反転させる。このこ
とで、このボンディングツ−ル２１に吸着保持された半
導体素子５は上記下部位置Ｂ（ボンディング位置）に移
送されると共に、上記バンプ８が形成されてなる電極形
成面を上記テ−ブル装置１１に保持されたプリント基板
１の搭載面に対向させる。

【００４８】一方、上記テ−ブル装置１１は、上記プリ
ント基板１を上記第２の撮像カメラ３８に対向させ、こ
の第２の撮像カメラ３８によって上記半導体素子５が実
装される位置（実装位置）を撮像認識させる。

【００４９】また、この半導体素子５の実装がこの装置
起動後の最初の実装作業である場合に場合には、上記テ
−ブル装置１１は上記第３の撮像カメラ３８を上記下部
位置Ｂの下方に駆動し上記半導体素子５の電極形成面に
対向させることでこの半導体素子５を撮像認識させる。

【００５０】上記第１〜第３の撮像カメラ３７〜３９に
よる撮像信号は、上記制御部３２に送られ、この制御部
３２は以下のような処理を行う。まず、上記制御部３２
は、上記第１の撮像カメラ３７による上記上部位置Ａで
の半導体素子５の撮像信号と上記第３の撮像カメラ３９
による下部位置Ｂでの半導体素子５の撮像信号とを比較
する。このことで、この第１の撮像カメラ３７により撮
像された映像内での上記半導体素子５の座標と、上記第
２の撮像カメラ３９により撮像された映像内での上記半
導体素子５の座標との相対ずれ量を求める。

【００５１】両者に相対ずれがある場合は、上記反転装
置１７による上部位置Ａと下部位置Ｂにおける位置決め
に機械的誤差があるということである。この場合には、
上記上部位置Ａにおいて上記第１の撮像カメラ３７によ
り撮像認識された上記半導体素子５の座標に上記相対ず
れ量を加えた座標が、上記下部位置Ｂにおける上記半導
体素子５の座標ということになる。

【００５２】上記半導体素子５の実装を行う際には、上
記制御部３２は、上記第１の撮像カメラ３７による上記
半導体素子５の認識座標に上記相対ずれ量を加えた座標
に基づいて、上記テ−ブル装置１１をＸＹθ方向に作動
させる。このことで第２の撮像カメラ３８により撮像認
識された上記プリント基板１の所定の実装位置を上記下
部位置Ｂに移送された半導体素子５に対向位置決めす
る。

【００５３】このことで、上記プリント基板１の所定の
実装位置は、上記下部位置Ｂに移送された半導体素子５
に正確に対向することとなる。なお、２回目以降の実装
の際には、第３の撮像カメラ３９を用いた上記半導体素
子５の撮像は行わず、上記第１、第２の撮像カメラ３
７、３８による撮像認識と上記相対ずれ量を用いて上記
半導体素子５とプリント基板１との位置決めを行う。

【００５４】ただし、周囲の環境等により、上記反転装
置１７による移送精度が経時的に変化する恐れのある場
合には、上記第３の撮像カメラ３９を用いた上記相対ず
れ量の算出を例えば一枚のプリント基板１についての実
装が終了する毎に行う等、定期的に行って上記相対ずれ
量を更新するようにしても良い。

【００５５】次に、上記半導体素子５の実装動作につい
て図２に示すタイミングチャ−トを参照して説明する。
上述したような動作により、上記半導体素子５と上記プ
リント基板１の所定の実装位置の対向位置決めがなされ
たならば、上記制御部３２は、上記ドライブ回路３１を
介して上記ボ−ルねじ機構２５を作動させる。なお、こ
のとき上記真空装置２４が作動していて、上記ボンディ
ングツ−ル２１の押圧面２１ａには上記半導体素子５が
吸着保持されている。

【００５６】ついで、上記ボンディングツ−ル２１の上
端面に上記ボ−ルねじ機構２５によって駆動された駆動
体２８が上記加圧力センサ３０を介して当接すると、上
記この加圧力センサ３０により検出される上記ボンディ
ングツ−ル２１の加圧力が若干上昇する。（時間Ｔ1 ） ついで、このボンディングツ−ル２１が下降駆動される
ことで、上記半導体素子５の電極形成面は、上記異方性
導電膜３を介して上記プリント基板１に押し付けられ、
上記加圧力センサ３０により検出される上記ボンディン
グツ−ル２１の加圧力は上昇を開始する。（時間Ｔ2 ） ついで、上記ボンディングツ−ル２１の加圧力が第１の
加圧力Ｐ1 ＝３Ｋｇに達したならば、上記制御部３２は
上記真空装置２４の作動を停止させる。このことで、上
記ボンディングツ−ル２１による上記半導体素子５の吸
着保持力が解除され、上記半導体素子５はこのボンディ
ングツ−ル２１に対して横方向に移動可能になる。

【００５７】さらに、上記ボ−ルねじ機構２５は上記ボ
ンディングツ−ル２１を下降方向に駆動する。このこと
で上記加圧力センサ３０により検知される上記ボンディ
ングツ−ル２１の加圧力は上昇を続ける。そして、加圧
力が第２の加圧力Ｔ2 ＝１０Ｋｇに達したならば上記制
御部３２は上記ボ−ルねじ機構２５の作動を停止させ
る。

【００５８】このことで、図３を引用して示すように、
上記半導体素子５の電極形成面に形成されたバンプ８
は、上記プリント基板１の配線２と異方性導電膜３内に
混入された導電粒子を介して電気的に接合されることと
なる。このことで、この半導体素子５の実装は終了す
る。

【００５９】次に、接合材としてハンダ材を使用し上記
半導体素子５をプリント基板１に実装する場合の動作に
ついて説明する。なお、この動作については図示しな
い。この場合には、上記プリント基板１の搭載面に形成
された配線２上には、予め、例えばメッキ等の方法によ
り上記ハンダ材が供給される。

【００６０】この装置は、上記異方性導電膜３の場合と
同様の方法で、上記ボンディングツ−ル２１の押圧面２
１ａに上記半導体素子５を吸着保持し、この半導体素子
５の電極形成面に設けられたバンプ８と上記プリント基
板１の搭載面に設けられた各配線２…とを対向位置決め
する。

【００６１】ついで、上記制御部３２は、上記ボ−ルね
じ機構２５を作動させボンディングツ−ル２１を下降さ
せることで、この半導体素子５を上記プリント基板１に
対して加圧（加熱）する。上記制御部３２は、上記加圧
力センサ３０により検知された上記ボンディングツ−ル
２１による加圧力が第１の加圧力Ｐ1 ＝３Ｋｇに達した
ならば、上記真空装置２４を停止させ、このボンディン
グツ−ル２１による上記半導体素子％の吸着保持力を解
除する。

【００６２】一方、上記ボンディングツ−ル２１は、こ
の後も上記半導体素子５の加圧を継続し、上記加圧セン
サ３０により検知される加圧力が第２の加圧力Ｐ1 ＝５
Ｋｇに達したならば、上記ボ−ルねじ機構２５の作動を
停止させる。

【００６３】このことで、上記半導体素子５に設けられ
た各バンプ８と上記プリント基板１に設けられた各配線
２とはハンダ材により接続され、この半導体素子５の実
装は終了する。このような構成によれば、以下に説明す
る効果がある。

【００６４】第１に、まず、上記ボンディングツ−ル２
１による加圧力が、このボンディングツ−ル２１やプリ
ント基板１やこのプリント基板１を保持するテ−ブル装
置１１に機械的な撓みや歪みが生じる前の第１の加圧力
Ｐ1 ＝３Ｋｇに達するまでは、上記半導体素子５をボン
ディングツ−ル２１の押圧面２１ａに吸着保持し、異方
性導電膜３やハンダ材等の接合材を介して上記プリント
基板１に押し付けるようにした。

【００６５】このことで、半導体素子５は上記プリント
基板１に対して位置ずれない状態で所定の接合力により
装着される。ついで、第１の加圧力Ｐ1 ＝３Ｋｇに達し
た時点において、上記ボンディングツ−ル２１による半
導体素子５の吸着保持力は解除するようにした。したが
って、この第１の加圧力以降、上述したようにボンディ
ングツ−ル２１やプリント基板１やこのプリント基板１
を保持するテ−ブル装置１１に機械的な撓みや歪みが生
じても、上記半導体素子５の上面と上記ボンディングツ
−ル２１の押圧面２１ａとの間に滑りが生じるのみで、
上記半導体素子５と上記プリント基板１とが位置ずれす
ることは少ない。

【００６６】また、ボンディングツ−ル２１による吸着
保持力が解除されても、上記ボンディングツ−ル２１に
よる垂直方向の加圧力は上記半導体素子５に伝達される
から、上記半導体素子５とプリント基板１との接合は確
実に行われる。

【００６７】したがって、従来例のように「捨てボンデ
ィング」を行う必要がなく、作業製が向上すると共に、
実装の際の位置ずれも有効に防止できる効果がある。第
２に、上記半導体素子５を上部位置Ａから下部位置Ｂに
移送する反転装置１７に機械的な移送誤差がある場合で
あっても、第１回目のボンディングを行う際およびその
後定期的に、第３の撮像カメラ３９を用いて下部位置Ｂ
に移送された半導体素子５を認識し、これを用いて上記
上部位置Ａに設けられた第１の撮像カメラ３７による上
記半導体素子の認識座標を補正するようにした。

【００６８】このことで、フェ−スダウンボンディング
のように上記半導体素子５とプリント基板１とを直接的
に位置合わせすることができない場合であっても、捨て
ボンディングを行うことなく、上記プリント基板１に対
してこの半導体素子５を正確に実装することができる効
果がある。

【００６９】また、周囲の温度変化等により経時的に生
じる位置決め誤差も、上記第３の撮像カメラ３９による
上記半導体素子５の定期的な撮像によって有効に補正す
ることができ、上記フェ−スダンウンボンディングの精
度が向上する効果がある。

【００７０】なお、この発明は、上記一実施例に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々
変形可能である。上記一実施例では、プリント基板１に
対して上記半導体素子５を実装していたが、これに限定
されるものではなく、液晶硝子基板に対して実装するよ
うにしても良い。

【００７１】また、上記一実施例では、ボンディングツ
−ル搬送機構として反転装置１７を用いたが、これに限
定されるものではない。反転させる構成でなくとも、水
平方向に移動させることで、上記ボンディングツ−ル２
１を移動させる機構であっても良い。

【００７２】さらに、上記一実施例では、第１の加圧力
は３Ｋｇであり、第２の加圧力は１０Ｋｇであったが、
この値は、実装に用いる機械の強度等によって変化する
ものであり特に限定されるものではない。

【００７３】また、上記ボンディングツ−ル２１を下降
駆動する機構はボ−ルねじ機構２５であったが、これに
限定されるものではなく、例えば油圧シリンダなどであ
っても良い。

【００７４】さらに、上記一実施例では、上記第１の撮
像カメラ３７と第２の撮像カメラ３９で上記ボンディン
グツ−ル２１に吸着保持された半導体素子５を撮像する
ことで、上記反転装置１７の機械的位置決め誤差を求め
ていたが、上記ボンディングツ−ル２１の押圧面２１ａ
を撮像することで、上記誤差を求めるようにしても良
い。要は、上記上部位置Ａと下部位置Ｂでのボンディン
グツ−ル２１の位置が認識できれば良い。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたことから明らかなように、こ
の発明によれば、半導体素子の電極形成面をプリント基
板に対向させて、この半導体素子の電極形成面を直接的
にプリント基板に接合するという特殊な実装方法におい
て、捨てボンディングを行わなくとも精度良く半導体素
子の実装を行う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を示す概略構成図。

【図２】同じく、動作を示すタイムチャ−ト。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、一般的なフェ−スダウ
ンボンディングの工程を示す工程図。

【符号の説明】

１…プリント基板、３…異方性導電膜（接合材）、５…
半導体素子、１１…テ−ブル装置、１７…反転装置（ボ
ンディングツ−ル移送手段）、２１…ボンディングツ−
ル、２１ａ…押圧面（加圧面）、２５…ボ−ルねじ機構
（ボンディングツ−ル駆動手段）、３０…加圧力センサ
（加圧力検出手段）、３２…制御部（制御手段）、３７
…第１の撮像カメラ（第１の撮像手段）、３８…第２の
撮像カメラ（第２の撮像手段）、３９…第３の撮像カメ
ラ（第３の撮像手段）、Ｐ1 …第１の加圧力、Ｐ2 …第
２の加圧力。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子の電極形成面をプリント基板
   に対向させた状態でこの半導体素子を保持し、この半導
   体素子をプリント基板の所定の実装位置に対して接合材
   を介して加圧することで、上記半導体素子を上記プリン
   ト基板に実装する半導体素子の実装装置において、 上記半導体素子を吸着保持するボンディングツ−ルと、 このボンディングツ−ルを駆動することで、上記半導体
   素子をプリント基板に対して加圧するボンディングツ−
   ル駆動手段と、 このボンディングツ−ルによる上記半導体素子の加圧力
   を検出する加圧力検出手段と、 この加圧力検出手段からの加圧力検出信号に基づき、上
   記ボンディングツ−ルによる上記半導体素子の加圧終了
   前に、上記ボンディングツ−ルによる上記半導体素子の
   吸着保持力を制御する制御手段とを具備することを特徴
   とする半導体素子の実装装置。
2. 【請求項２】 半導体素子をボンディングツ−ルの加圧
   面に移動不能に吸着保持し、このボンディングツ−ルを
   駆動することで、上記半導体素子の電極形成面を接合材
   を介して所定のテ−ブル装置に保持されたプリント基板
   の所定の実装位置に対して加圧する第１の工程と、 上記ボンディングツ−ルによる上記半導体素子の加圧力
   が所定の第１の加圧力に達したのに基づき、上記ボンデ
   ィングツ−ルによる上記半導体素子の吸着保持力を制御
   し、上記半導体素子をこのボンディングツ−ルに対して
   移動可能にする第２の工程と、 上記ボンディングツ−ルによる上記半導体素子の加圧力
   が上記第１の加圧力よりも高い所定の第２の加圧力に達
   したのに基づき、上記ボンディングツ−ルによる加圧動
   作を停止する第３の工程と、 を具備することを特徴とする半導体素子の実装方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の半導体素子の実装方法に
   おいて、上記第１の加圧力は、上記ボンディングツ−ル
   やプリント基板やテ−ブル装置に機械的な撓みや歪みが
   生じはじめる加圧力よりも小さいものであることを特徴
   とする半導体素子の実装方法。
4. 【請求項４】 半導体素子をボンディングツ−ルの加圧
   面に保持し、このボンディングツ−ルを駆動すること
   で、上記半導体素子の電極形成面を接合材を介してプリ
   ント基板の所定の実装位置に対して加圧し、この半導体
   素子を上記プリント基板に実装する半導体素子の実装装
   置において、 上記ボンディングツ−ルの加圧面に保持された半導体素
   子を撮像する第１の撮像手段と、 上記プリント基板を撮像する第２の撮像手段と、 上記ボンディングツ−ルを駆動することで、上記半導体
   素子を所定のボンディング位置に移送するボンディング
   ツ−ル移送手段と、 上記プリント基板を保持すると共に、このプリント基板
   を位置決め駆動するテ−ブル装置と、 このテ−ブル装置に設けられ、上記プリント基板ととも
   に位置決め駆動されると共に、上記ボンディング位置に
   移送された半導体素子を撮像する第３の撮像手段と、 この第３の撮像手段と上記第１の撮像手段からの認識信
   号とを比較することで上記ボンディングツ−ル移送手段
   の上記半導体素子の移送誤差を算出し、それと上記第２
   の撮像手段からのプリント基板の撮像認識信号とに基づ
   いて上記テ−ブル装置を作動させ、上記ボンディング位
   置に移送された半導体素子と上記プリント基板の所定の
   実装位置とを対向位置決めさせる制御手段とを具備する
   ことを特徴とする半導体素子の実装装置。