JPH07221138A

JPH07221138A - ボンディング装置及びボンディング方法

Info

Publication number: JPH07221138A
Application number: JP1372294A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Kadowaki; 徹二門脇
Original assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はチップ部品を基板上にボンディング
を行うボンディング装置及びボンディング方法に関し、
加圧制御による高精度のボンディングを行い、装置の小
型化、低コスト化を図ることを目的とする。【構成】モータ３８で上下動する第２の可動部３６と
スプリング３７を介して連結される第１の可動部３５を
チップ５０方向に一直線上に配置する。チップ５０の基
板４８への当接をスイッチセンサ４２で検出し、検出後
に第２の可動部３６を設定した所定量で移動させてスプ
リング３７の付勢力でボンディングヘッド３５_aにより
チップ５０及び基板４８を加圧する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チップ部品を基板上に
ボンディングを行うボンディング装置及びボンディング
方法に関する。

【０００２】近年、コンピュータ等の高速化、小型化の
要求に伴い、１枚の基板上に複数のチップを搭載する高
集積基板が採用されてきている。基板の高集積化を図る
ために、搭載するチップにバンプを形成し、基板上で加
圧しながらバンプを熱溶着させるフリップチップボンデ
ィングが行われる。

【０００３】このようなフリップチップボンディングで
は、高精度に行われることが要求されると共に、小型、
低コスト化が望まれている。そのため、基板へのチップ
の加圧力を高精度に制御する必要がある。

【０００４】

【従来の技術】図６に従来のボンディング装置における
ヘッド部分の説明図を示す。図６において、支持部１１
の上方に加圧機構１２が設けられる。この加圧機構１２
は、例えばモータ１３の軸にボールネジ１４が取り付け
られ、ボールネジ１４が可動部１５内に螺合する。可動
部１５は支持部１１に設けられたガイド部１６によりガ
イドされる。

【０００５】可動部１５内にはバネ１７及び歪ゲージ１
８を介して吸着部１９が取り付けられている。吸着部１
９は加熱部２０を備えている。

【０００６】吸着部１９は真空吸着を行うもので、先端
の吸着口１９_aより内部の孔を介して真空源（図示せ
ず）に連結される。吸着口１９_aは、バンプ２１ａが形
成されたチップ２１を真空吸着し、載置台２２上の基板
２３にボンディングを行う。

【０００７】すなわち、吸着部１９の吸着口１９_aに吸
着したチップ２１を、加圧機構１２におけるモータ１３
を駆動し、ボールネジ１４により可動部１５を介して下
降させて基板２３上に所定圧力で接触加圧する。そし
て、加熱部２０を駆動して所定温度に加熱することによ
り、バンプ２１_aが溶融し、冷却により基板２３上にチ
ップ２１がボンディングされるものである。

【０００８】この場合、チップ２１の基板２３への圧力
は、伸縮するバネ１７の付勢力により加えられるもの
で、歪ゲージ１８からの歪信号によるフィードバック制
御方式でモータ１３を制御することによって行われる。
すなわち、モータ１３に対して回転位置制御を行い、歪
信号よりモータ１３に供給する電流を制御してモータ出
力トルクを制御することによって加圧制御するものであ
る。

【０００９】一般に、フリップチップのボンディング装
置は、バンプの個数やバンプ形成材料により、加圧力
０．５〜８０ｋｇ、モータ分解能０．０１ｋｇ、温度３
００〜５００℃、加圧精度５μｍという範囲内でそれぞ
れ高精度の制御が要求されており、上述のようにモータ
１３を制御して加圧力を制御する。

【００１０】一方、チップ２１の基板２３への加圧を制
御するものとして、特開昭６２−２５０６４９号公報に
記載されるものがある。これは、バンプ２１_aの押しつ
ぶし量を基板２３の高さとして直接に接触センサにより
検出して加圧制御を行うものである。

【００１１】また、特開平５−４７８５８号公報に記載
されているものは、チップを板カム機構により基板上に
搭載し、上記モータに代えてエアシリンダにより加圧さ
せている。エアシリンダによる加圧制御には言及されて
いないが、エアシリンダの機構上圧力の精密制御が困難
であり、バネの付勢力による加圧であって、エアシリン
ダの一定量の駆動で加圧するものと考えられる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６に示すよ
うなボンディング装置による加圧制御は、歪ゲージ１８
の信号によるモータ制御と、モータ回転位置制御とを行
わなければならず、制御が複雑となり、コスト的に不利
となる。また、熱による精度及び調整上の影響を生じ、
最大加圧発生時に圧力伝送機構によっては加圧面への歪
みや撓み等で精度悪化が発生する場合があるという問題
がある。

【００１３】また、上述の基板の高さで加圧制御するも
のは、センサを配置するためのエリアを確保する必要が
あり、装置が大型化し、またマルチチップモジュールの
ような基板ではエリアを確保することができないという
問題がある。

【００１４】さらに、エアシリンダを用いて加圧する方
法では、チップ搭載に板カム機構を用いることからチッ
プの厚さが異なるとエアシリンダの一定量による加圧で
は当接してからの移動量の異なり、加圧力への影響を制
御することができないという問題がある。

【００１５】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、圧力制御による高精度のボンディングを行い、
装置の小型化、低コスト化を図るボンディング装置及び
ボンディング方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１では、ボンディングヘッドによりチップを
基板上に押圧する工程を含んでボンディングを行うボン
ディング装置において、前記チップを前記基板上のボン
ディング位置に搬送する搬送手段と、該チップを押圧す
る前記ボンディングヘッドを備える第１の可動手段と、
該第１の可動手段と伸縮自在の付勢部材で連結される第
２の可動手段と、該第２の可動手段を、該ボンディング
ヘッドの該チップ方向に移動させる駆動手段と、該駆動
手段による該第２の可動手段と連結されて移動される第
１の可動手段の、該ボンディングヘッドの押圧による該
チップの該基板への当接を検出する検出手段と、該検出
手段の検出後に、該ボンディングヘッドにより該チップ
を押圧させるために該駆動手段により該第２の可動手段
を定められた移動量で移動させるための該移動量が記憶
される記憶手段と、を有して構成する。

【００１７】また、一態様として請求項５では、前記記
憶手段は、前記第２の可動手段の初期位置より前記チッ
プの前記基板への当接位置の近傍までの第１の移動の固
定された移動量と、該近傍位置より該当接位置までの第
２の移動の可変自在な移動量と、前記検出手段の検出後
の移動量とを記憶するものであり、該第２の移動におけ
る移動量を計数して該記憶手段における該第２の移動の
移動量を更新して次回の第２の移動の移動情報とさせる
ための計数手段が設けられる構成とする。

【００１８】また、請求項７では、ボンディングヘッド
によりチップを基板上に押圧する工程を含んでボンディ
ングを行うボンディング方法において、前記チップ方向
に移動される第２の可動手段と付勢部材で連結された前
記ボンディングヘッドを、初期位置より前記チップの前
記基板への当接位置の近傍まで移動させる第１の移動を
行わせるステップと、該第２の可動手段及びボンディン
グヘッドを、該近傍位置より該当接位置まで該基板への
該チップの位置決めを行いつつ移動させる第２の移動を
行わせるステップと、該第２の可動手段を、該当接位置
より定められた所定量移動させる第３の移動を行わせ、
該ボンディングヘッドにより当接した該チップ及び基板
を加圧させるステップと、を含んで構成する。

【００１９】また、一態様として、請求項８では、前記
第１の移動の移動量、前記第２の移動の移動量、及び前
記第３の移動の移動量を記憶させ、該記憶された移動量
で該第１及び第３の移動を行わせると共に、該第２の移
動量を計数して更新し、次回における第２の移動の移動
量とする構成とする。

【００２０】

【作用】上述のように、請求項１及び７の発明では、駆
動手段により第２の可動手段及び第１の可動手段のボン
ディングヘッドをチップの基板への当接位置まで移動さ
せ、さらに当接位置より第２の可動手段を定められた所
定量移動させる。この第２の可動手段の移動でボンディ
ングヘッドが付勢手段の付勢力によりチップ及び基板を
加圧する。

【００２１】すなわち、チップの基板への当接位置を基
準にして第２の可動手段を所定量移動させることで、チ
ップの厚さに拘らず、常に一定の加圧を行うことが可能
となり、高精度なボンディングが可能となる。また、従
来のように加圧による高さ検出等を行う必要がないこと
から小型が図られると共に、駆動手段の駆動位置検出を
行う必要もなく低コスト化を図ることがが可能となる。

【００２２】また、請求項５及び８の発明では、第２の
可動手段及び第１の可動手段のボンディングヘッドを、
チップの基板への当接位置までの移動量にあたり、まず
当接位置の近傍まで移動させ、近傍位置より当接位置ま
で移動させる。この近傍位置までの移動量と近傍位置か
らの移動量と、該当接位置からの押圧のための移動量と
を記憶させ、該近傍位置からの移動量を計数して記憶を
更新し、次回の移動量とする。

【００２３】これにより、ボンディングヘッドの該当接
位置までの移動時間を短縮させることが可能となる。

【００２４】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図１において、ボンディング装置３１は、設置される所
定形状の固定支持部３２に、第１及び第２のガイド部３
３，３４がガイド方向に直線上で配置される。第１のガ
イド部３３にはボンディングヘッド３５_aを備える第１
の可動部３５が係合され、第２のガイド部３３には第２
の可動部３６が係合される。第１及び第２の可動部３
３，３４の機構は後述する。

【００２５】第１の可動部３５は伸縮自在の付勢部材で
あるスプリング３７を介して第２の可動部３６と連結さ
れる。第２の可動部３６は、固定支持部３２に固着され
た駆動手段であるサーボモータ等のモータ３８の回転軸
に取り付けられたボールネジ３８_aと係合する。すなわ
ち、モータ３８の回転がボールネジ３８_aを介して第２
の可動部３６を第２のカイド部３４にガイドされて直線
移動される。このとき、スプリング３７で連結された第
１の可動部３３も第１のガイド部３３にカイドされて直
線移動する。

【００２６】このように、第１の可動部３５（ボンディ
ングヘッド３５_a）、第２の可動部３６、及びモータ３
８は、後述するチップに対して一直線上に配置される。

【００２７】また、固定支持部３２の第２の可動部３６
の上方に、該第２の可動部３６の初期位置（最初の高さ
位置）を検出する初期位置センサ３９が設けられる。固
定支持部３２の所定位置にマイクロメータヘッド４０が
取り付けられる。このマイクロメータヘッド４０は、例
えば差動マイクロメータが使用され、サブミクロン単位
で設定が可能となっている。

【００２８】一方、第１の可動部３５より延出させた支
持部材３５_bには第１の調整手段を構成するマイクロメ
ータヘッド４１及び検出手段を構成するマイクロメータ
ヘッド４２が取り付けられる。また、支持部材３５_bに
おける上記マイクロメータヘッド４０と対応する位置
に、上下動自在に遊嵌されたストッパ４３、及びストッ
パ４３上方に第２の検出手段であるスイッチセンサ４４
が配置される。

【００２９】また、第２の可動部３６における、上記マ
イクロメータヘッド４１に対応する位置に調整手段であ
るストッパ４５が設けられる。また上記マイクロメータ
ヘッド４２に対応する位置に検出手段であるセンサスイ
ッチ４６が設けられる。ストッパ４５はスプリング３７
の初期長を設定するために使用されるものである。スイ
ッチセンサ４４，４６は、例えば繰り返し精度±０．１
μｍのものが使用され、これによるチップ５０への加圧
力の誤差を０．００２１ｋｇとすることができる（後述
する）。

【００３０】なお、スプリング３７付近には空冷のため
のファン４７が設けられる。

【００３１】また、第１の可動部３５（ボンディングヘ
ッド３５_a）の下方にはボンディングが行われるための
所定パターンが形成された基板４８が配置されるもの
で、該基板４８上に搬送手段であるチップ搬送ヘッド４
９によりチップ５０が搬送される。チップ５０には、ボ
ンディング部材としてバンプ電極（図示せず）が形成さ
れている。

【００３２】一方、モータ３８は駆動手段を構成するド
ライバ５１により回転制御されるもので、ドライバ５１
には記憶手段であるメモリ５２が接続される。またドラ
イバ５１には計数手段であるカウンタ５３が設けられる
と共に、センサスイッチ４６の検出信号が入力するよう
に配線される。

【００３３】ここで、図２に図１の主要部分の構成図を
示すと共に、図３に図２の側面図を示し、また図４に図
２の部分図を示す。図２及び図３において、第１の可動
部３５は、先端のボンディングヘッド３５_a内に３つの
カートリッジヒータ６１_a〜６１_c、及びこの温度制御
するための温度センサ６２が設けられる（図４
（Ａ））。

【００３４】ボンディングヘッド３５_aは、押圧軸６３
の周囲に設けられたヒートシンク６４と、図４（Ｂ）に
示すようにセラミック等の断熱部材６５により連結され
ている。この断熱部材６５の外側には放熱のための複数
の溝（図に表われず）が形成される。また、第１のガイ
ド部３３に係合する第１のブロック６６内には支点軸６
７と調整軸６８が設けられており、該第１のブロック６
６とヒートシンク６４とが連結部材６９及び調整ネジ７
０を介して取り付けられる。なお、押圧軸６３に直交す
る方向に支点軸７１が設けられる。この調整ネジ７０は
ヒートシンク６４（ボンディングヘッド３５_a）を、支
点軸７１を支点として図２上の左右方向に初期の傾斜調
整を行うためのものである。

【００３５】また、図４（Ｃ）に示すように、調整軸６
８に対して、調整ネジ７２_a，７２ _bが設けられる。こ
の調整ねじ７２_a，７２_bによりヒートシンク６４（ボ
ンディングヘッド３５_a）が支点軸６７を支点として、
図２上手前から奥方向に初期の傾斜調整を行う。

【００３６】さらに、ヒートシンク６４を貫く押圧軸６
３の上方には歪ゲージ７３が取り付けられ、歪ゲージ７
３に温度センサ７４が設けられる。この歪ゲージ７３に
スプリング７３の一端が取り付けられる。

【００３７】一方、第２の可動部３６は、ボールネジ３
８_aと螺合すると共に、第２のブロック７５を介して第
２のガイド部３４と係合する。そして、スプリング３７
の他端が取り付けられ、第１の可動部３５と連結され
る。また、第１及び第２のブロック６６，７５間で２つ
のスプリング７６_a，７６_bにより連結されている。こ
のスプリング７６_a，７６_bにより第１の可動部３５の
自重によるチップ５０の加圧の影響を軽減する。

【００３８】ところで、このようなボンディング装置３
１は、初期において、図１に示すようにマイクロメータ
ヘッド４０でボンディングヘッド３５_aの下限位置を設
定し、またマイクロメータヘッド４１でスプリング３７
の初期長を調整して設定し、マイクロメータヘッド４２
でスイッチセンサ４６の検出位置を調整して設定する。
なお、スイッチセンサ４６はボンディングヘッド３５_a
がチップ５０を加圧するまではマイクロメータヘッド４
２により押された状態であり、加圧開始で開放された状
態（信号発生）となる。

【００３９】そこで、ボンディング装置３１の動作を説
明すると、モータ３８がドライバ５１により指令された
回転量動作することでボールネジ３８_aが回転し、第２
の可動部３６を下方（チップ５０方向）に第２のガイド
部３４をガイドとして移動させると共に、スプリング３
７を介して第１の可動部３５（ボンディングヘッド３５
_a）を周方向に第１のガイド部３３をガイドとして移動
させる。

【００４０】なお、ボンディングヘッド３５_aは温度セ
ンサ６２で温度制御されてカートリッジヒータ６１_a〜
６１_cにより所定温度に加熱される。この熱は、断熱部
材６５によりヒートシンク６４との接触面積を最小にす
ることにより、またヒートシンク６４により、さらにフ
ァン４７により歪ゲージ７３及びスプリング３７に伝達
されることを防止している。

【００４１】そして、第１及び第２の可動部３５，３６
の移動でボンディングヘッド３５_aにより、基板４８上
に搬送されたチップ５０に対して加圧する（加圧制御に
ついては後述する）。

【００４２】ここで、図２において代表的な加圧力の作
用、反作用が発生する点Ｐ１〜Ｐ３を示すと、Ｐ１が発
生した圧力の反作用力を発生する点、Ｐ２が回転を推進
力に変換するボールネジ３８_aの圧力作用点、Ｐ３が発
生した圧力をチップ５０に伝達する点である。すなわ
ち、モータ３８、第１及び第２の可動部３５，３６を一
直線上に配置することでＰ１〜Ｐ３を結んだ線が直線と
なり、圧力発生に伴う回転モーメントが発生せずに総て
の圧力がＰ１とＰ３で発生するものである。

【００４３】また、第１及び第２のガイド部３４，３５
はボンディング面精度を保障するものであり、移動軌跡
がＰ１〜Ｐ３を結んだ線と平行となることから、該第１
及び第２のガイド部３４，３５には不要な力は加わらな
いものである。

【００４４】次に、上述の構成におけるボンディング装
置３１のボンディングヘッド３５_aによるチップ５０へ
の荷重（加圧）Ｐについて説明する。ここで、スプリン
グ３７のバネ定数をＫ（例えば１ｋｇ／ｍｍ）、ボール
ネジ３８_aのリードｒ（例えば２ｍｍ／１回転）、モー
タ３８の分解能（１パルス当りの回転量）、Ｓ（例えば
１／１０００）、カウンタ５３による荷重パルス数ｎ、
初期荷重Ｐ₁、第２の可動部３５の総自重Ｐ₂（例えば
２ｋｇ）、スプリング７６_a，７６_bのバネ定数Ｋ
₁（例えば０．０５ｋｇ／ｍｍ）、スプリング７６_a，
７６_bの初期長さＬ（例えば８０ｍｍ）、第１及び第２
のガイド部３３，３４間の初期距離ｄ（例えば１００ｍ
ｍ）とする。従って、荷重Ｐは、Ｐ＝Ｐ₁＋｛Ｐ₂−２Ｋ₁（ｄ−Ｌ）｝＋ｒｓｍ（ｋ＋Ｋ₁） …（１）で表わされる。

【００４５】（１）式における第２項目はスプリング７
６_a，７６_bで補正される荷重であり、第３項目の（Ｋ
＋Ｋ₁）は総合バネ定数、第３項目のｒｓｍはスプリン
グ３７に作用する移動量となる。

【００４６】例えば、Ｐ₁＝０，ｍ＝５００とすると、
荷重Ｐは１０．５ｋｇとなる。この場合、前述のように
センサスインチ４２，４４の繰り返し精度±１μｍは
（１）式のｒｓｍに影響を与えるものであり、０．００
２１ｋｇの誤差を与えるに過ぎないものである。

【００４７】続いて、ボンディングヘッド３５_aにおけ
るカートリッジヒータ６１_a〜６１ _cによる他機構の熱
の影響について説明する。図２に示すように歪ゲージ７
３に取り付けられた温度センサ７４はファン（図１参
照）４７により温度を略一定に保たれる。この場合、歪
ゲージ７３の温度変化による温度センサ７４の感度変化
はＳ＝０．０２％ＦＳ×δ_cで表わされる。

【００４８】ここで、ＦＳ（歪ゲージ７３の最大検出荷
重）を例えば４０ｋｇとし、δ_c（検出時の温度ばらつ
き）を例えば２００℃（１００〜３００℃）とすると、
δ_t＝０．０２％×４０ｋｇ×２００＝１．６ｋｇとな
る。従って、温度ばらつきをコントロールすることによ
り高精度なボンディングを行うことができる。

【００４９】また、スプリング３７に対する熱の影響
は、前述のように、断熱部材６５及びヒートシンク６４
により低減させている。

【００５０】次に、図５に、本発明の加圧制御の動作フ
ローチャートを示す。ここで、図１に示すように、位置
Ａが第１の可動部３６の下端の初期位置（原点）を示
し、位置Ｂがボンディングヘッド３５_aによるチップ５
０が基板４８に当接する位置を示し、位置Ｃが加圧させ
るための移動位置を示している。なお、位置ｂは位置Ａ
からの移動に対する位置Ｂの近傍位置として示してい
る。そして、第１の可動部３６の位置Ａから位置ｂまで
の移動を第１の移動ｘ₁、位置ｂから位置Ｂまでの移動
を当接のための第２の移動ｘ₂、位置Ｂから位置Ｃまで
の移動を加圧のための第３の移動ｘ₃とする。また、第
１及び第２の移動ｘ₁，ｘ₂の移動量第１の移動ｘ₁に
おける移動量は固定及び第３の移動ｘ₃の移動量がメモ
リ５２（図１）に予め設定されている。この場合、第２
の移動ｘ₂の移動量は随時更新されて使用される。

【００５１】図５において、ボンディング装置３１でボ
ンディングが開始されると（ステップＳＴ１）、第２の
可動部３４（第１の可動部３３）が原点位置Ａに位置さ
れているか否かが初期位置センサ３９により判断される
（ＳＴ２）。原点位置Ａに位置されていなければ、移動
させる（ＳＴ３）。

【００５２】第１の可動部３４が原点位置Ａに位置され
る場合、チップ５０が基板４８の上方にチップ搬送ヘッ
ド４９により搬送されたか否かが判断され（ＳＴ４）、
搬送されていなければチップ搬送を行う（ＳＴ５）。

【００５３】そこで、ボンディングが初回か否かが判断
され（ＳＴ６）、初回であれば、Ｚ ₀（移動量であって
実行毎に更新される）＝Ｄ（第１の移動ｘ₁の固定され
た移動量）をメモリ５２より読み出し、位置ｂま移動量
Ｚ₁（＝Ｄ）で高速移動される（ＳＴ７）。位置ｂから
は低速で下降され（ＳＴ８）、スイッチセンサ４６がオ
ン状態（スイッチセンサ４６がマイクロメータヘッド４
２より離間）となるまで、すなわち、チップ５０が基板
４８に当接するまで下降が続けられ、第２の移動が行わ
れる。

【００５４】ところで、第２の移動は、精度向上のため
に１μｍごとにスイッチセンサ４２をチェックして行わ
れるもので、例えば位置ｂから位置Ｂまでの距離を３０
０μｍとするとスイッチセンサ４２のチェックを３００
回繰り返して行う。これは、前述のように従来も同様で
あり、従来の装置ではこれがボンディングごとに行われ
る。

【００５５】そこで、上述の第２の移動ｘ₂をカウンタ
５３により時間Ｃを計測し（ＳＴ１０）、この計数値Ｃ
に基づいて算出される第１及び第２の移動ｘ₁＋ｘ₂の
移動量Ｚ₂＝Ｄ＋Ｃ−Ａがメモリ５２に記憶する（ＳＴ
１１）。ここで、Ａは予めメモリ５２に設定されたマイ
ナス（−）の移動量であり、位置Ｂまでの近傍位置を示
す。これにより、熱膨張等により位置Ｂを通過して移動
することが防止される。

【００５６】従って、ＳＴ６においてボンディングが２
回目以降の場合には、メモリ５２より位置Ｂ近傍まで高
速移動され（ＳＴ１２）、以降は初回移動と同じ処理が
なされる。これにより、位置Ｂ、すなちわチップ５０の
基板４８への当接する位置まで最短距離、最短時間で移
動させることができるものである。

【００５７】以後、ＳＴ１４からは第３の移動ｘ₃に進
む。スイッチセンサ４６が検出されると、モータ３８が
メモリ５２に設定されている所定の加圧力が発生する移
動量で第２の可動部３６を位置Ｃまで移動させる（ＳＴ
１４）。この場合の加圧力はスプリング３７の歪みで発
生するもので歪ゲージ７３により計測される。

【００５８】そして、加圧中にスイッチセンサ４６がオ
ン状態になると（ＳＴ１５）、チップ５０に対して過度
の圧力を加えたこととして異常終了（異常表示）する
（ＳＴ１６）。すなわち、スイッチセンサ４６は前述の
ように±１μｍの精度で検出することができることか
ら、高精度にボンディング状態を監視することができ
る。また、スイッチセンサ４６が作動しなければ正常終
了する（ＳＴ１７）。

【００５９】このように、チップ５０の基板４８への当
接位置を基準にして第２の可動部３６を所定量移動させ
て加圧することで、チップ５０の厚さに拘らず、常に一
定の加圧を行うことができ高精度なボンディングを行う
ことができる。

【００６０】また、従来のように加圧のための高さ検出
を行う必要がなく小型化することができると共に、モー
タ３８の回転位置を検出する必要がなく回転制御が容易
となって低コスト化を図ることができるものである。

【００６１】

【発明の効果】以上のように請求項１及び７の発明によ
れば、チップの基板への当接位置を基準にして第２の可
動手段を所定量移動させることにより、チップの厚さに
拘らず常に一定の加圧を行うことができ、高精度なボン
ディングを行うことができる。また、チップと基板間の
高さ検出を行う必要がなく小型化することができると共
に、駆動手段の駆動位置検出を行う必要がなく制御が容
易となって低コスト化することができる。

【００６２】また、請求項２の発明によれば、駆動手
段、第１及び第２の可動手段を一直線上に配置すること
により、回転モーメントが発生せず高精度にボンディン
グを行うことができる。

【００６３】また、請求項３の発明によれば、付勢手段
の長さ調整等を行う調整手段を設けることにより、容易
に初期調整を行うことができる。

【００６４】また、請求項４の発明によれば、チップへ
の加圧の微小変動を監視する第２の検出手段を設けるこ
とにより、高精度にボンディングを行うことができる。

【００６５】また請求項５及び８の発明によれば、チッ
プの基板への当接位置の近傍より該当接位置までの移動
量を計数して記憶させ、次回の移動量とすることによ
り、移動時間の短縮を図ることができる。

【００６６】そして、請求項６の発明によれば、第１の
可動手段の押圧軸と、ボンディングヘッドとの間に断熱
部材を介在させることにより、ボンディングヘッドの熱
の付勢部材等への伝達が軽減されて高精度にボンディン
グを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】図１の主要部分の構成図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図２の部分部である。

【図５】本発明の加圧制御の動作フローチャートであ
る。

【図６】従来のボンディング装置におけるヘッド部分の
説明図である。

【符号の説明】

３１ボンディング装置３２固定支持部３３第１のガイド部３４第２のガイド部３５第１の可動部３５_a ボンディングヘッド３６第２の可動部３７スプリング３８モータ３８_a ボールネジ３９初期位置センサ４０〜４２マイクロメータヘッド４３，４５ストッパ４４，４６スイッチセンサ４７ファン４８基板４９チップ搬送ヘッド５０チップ５１ドライバ５２メモリ５３カウンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボンディングヘッド（３５_a）によりチ
ップ（５０）を基板（４８）上に押圧する工程を含んで
ボンディングを行うボンディング装置において、前記チップ（５０）を前記基板（４８）上のボンディン
グ位置に搬送する搬送手段（４９）と、該チップ（５０）を押圧する前記ボンディングヘッド
（３５_a）を備える第１の可動手段（３５）と、該第１の可動手段（３５）と伸縮自在の付勢部材（３
７）で連結される第２の可動手段（３６）と、該第２の可動手段（３６）を、該ボンディングヘッド
（３５_a）の該チップ（５０）方向に移動させる駆動手
段（３８）と、該駆動手段（３８）による該第２の可動手段（３６）と
連結されて移動される第１の可動手段（３５）の、該ボ
ンディングヘッド（３５_a）の押圧による該チップ（５
０）の該基板（４８）への当接を検出する検出手段（４
６）と、該検出手段（４６）の検出後に、該ボンディングヘッド
（３５_a）により該チップ（５０）を押圧させるために
該駆動手段（３８）により該第２の可動手段（３６）を
定められた移動量で移動させるための該移動量が記憶さ
れる記憶手段（５２）と、を有することを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】前記駆動手段（３８）、前記第１の可動
手段（３５）、及び前記第２の可動手段（３６）が、前
記チップ（５０）に対して一直線上に配置されることを
特徴とする請求項１記載のボンディング装置。
【請求項３】前記付勢手段（３７）の長さを調整し、
これに伴う前記検出手段（４６）の検出位置調整を行う
調整手段（４１，４２）が設けられることを特徴とする
請求項１記載のボンディング装置。
【請求項４】前記ボンディングヘッド（３５_a）の前
記チップへの加圧の微小変動を監視する第２の検出手段
（４０，４３，４４）が設けられることを特徴とする請
求項１又は３記載のボンディング装置。
【請求項５】前記記憶手段（５２）は、前記第２の可
動手段（３６）の初期位置より前記チップ（５０）の前
記基板（４８）への当接位置の近傍までの第１の移動の
固定された移動量と、該近傍位置より該当接位置までの
第２の移動の可変自在な移動量と、前記検出手段（４
６）の検出後の移動量とを記憶するものであり、該第２の移動における移動量を計数して該記憶手段（５
２）における該第２の移動の移動量を更新して次回の第
２の移動の移動情報とさせるための計数手段（５２）が
設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のボン
ディング装置。
【請求項６】前記ボンディングヘッド（３５_a）には
加熱手段（６１_a〜６１_c）が設けられ、前記第１の可
動手段（３５）の押圧軸（６３）と該ボンディングヘッ
ド（３５_a）間に断熱部材（６５）が介在されることを
特徴とする請求項１又は２記載のボンディング装置。
【請求項７】ボンディングヘッド（３５_a）によりチ
ップ（５０）を基板（４８）上に押圧する工程を含んで
ボンディングを行うボンディング方法において、前記チップ方向に移動される第２の可動手段（３６）と
付勢部材（３７）で連結された前記ボンディングヘッド
（３５_a）を、初期位置より前記チップ（５０）の前記
基板（４８）への当接位置の近傍まで移動させる第１の
移動を行わせるステップと、該第２の可動手段（３６）及びボンディングヘッド（３
５_a）を、該近傍位置より該当接位置まで該基板（４
８）への該チップ（５０）の位置決めを行いつつ移動さ
せる第２の移動を行わせるステップと、該第２の可動手段（３６）を、該当接位置より定められ
た所定量移動させる第３の移動を行わせ、該ボンディン
グヘッド（３５_a）により当接した該チップ（５０）及
び基板（４８）を加圧させるステップと、を含むことを特徴とするボンディング方法。
【請求項８】前記第１の移動の移動量、前記第２の移
動の移動量、及び前記第３の移動の移動量を記憶させ、
該記憶された移動量で該第１及び第３の移動を行わせる
と共に、該第２の移動量を計数して更新し、次回におけ
る第２の移動の移動量とすることを特徴とする請求項７
記載のボンディング方法。