JPH07326619A - 超音波熱圧着装置 - Google Patents

超音波熱圧着装置

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JPH07326619A JP6120986A JP12098694A JPH07326619A JP H07326619 A JPH07326619 A JP H07326619A JP 6120986 A JP6120986 A JP 6120986A JP 12098694 A JP12098694 A JP 12098694A JP H07326619 A JPH07326619 A JP H07326619A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】超音波熱圧着装置に係り、特に半導体チップに
バンプを形成する際に使用される超音波熱圧着装置に関
し、超音波ホーンの膨張を軽減させ、精度良いバンプ接
合を行わせることが出来る超音波熱圧着装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】導電性のワイヤ５を保持するキャピラリ３と、
該キャピラリ３に超音波を伝達する超音波ホーン４と、
該超音波ホーン４を移動させるモータ７とを有し、ヒー
タ１上に載置された半導体チップ２にバンプを形成する
超音波熱圧着装置において、前記超音波ホーン４を冷却
する冷却機構６を設けるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波熱圧着装置に係
り、特に半導体チップにバンプを形成する際に使用され
る超音波熱圧着装置に関するものである。
【０００２】近年のパーソナル商品の小型化，軽量化に
伴い、高密度実装技術の開発が求められている。このた
め、プリント基板へ半導体チップを直接実装するベアチ
ップ実装が開発されているが，ベアチップ自体の多ピン
化が発展し、ベアチップランドか狭ピッチとなり、その
対応が必要となってきている。そのため、接続精度を向
上させる技術が求められている。
【０００３】
【従来の技術】まず、プリント基板に半導体チップをベ
アチップ実装する工程について図３を用いて説明する。
【０００４】最初に半導体チップ３０がプリント基板と
電気的接続を行うためのバンプ３１を形成する。このバ
ンプ３１は導電性のワイヤーが内部に通されたキャピラ
リ３２を所定の位置に移動させて超音波を伝導させるこ
とで、そのワイヤーの先端にバンプ３１を形成しそのバ
ンプ３１を半導体チップ３０に接合する。
【０００５】このバンプ３１の高さにバラツキがあるた
め、ガラス平板３３に押しつけてレベリングを行い各バ
ンプの高さを揃える。続いて、予めガラス平板３５（先
のガラス平板３３と同じものであってもよい）上に導電
性接着剤３４が薄くスキージングされており、この導電
性接着剤３４に各バンプ３１を押しつけて付着させる転
写が行われる。
【０００６】一方、搭載される半導体チップ３０のバン
プ３１の数に対応してパッド３６か形成されたプリント
基板３８上に、スクリーン印刷法により補強用として熱
硬化性の絶縁性接着剤３７が塗布される。このプリント
基板３８の上方に図示しないボンディングヘッドで吸着
された上記半導体チップ３０が移送される。
【０００７】そして、プリント基板のパッド３６と半導
体チップ３０のバンプ３１とをアライメントし、ボンデ
ィングヘッドにより加圧，加熱して半導体チップ３０を
プリント基板３８にフリップチップ接合と実装を同時に
行うものである。
【０００８】以上半導体チップの実装工程の中で説明し
たように、半導体チップ接合されるバンプを形成する際
に超音波熱圧着装置が用いられている。この超音波熱圧
着装置にはワイヤーの先端にバンプを形成するために使
用されるキャピラリに超音波を伝達するために超音波ホ
ーンが設けられている。
【０００９】一方、バンプを接合されている時の半導体
チップの背面には、そのバンプの付着を良好にするため
にヒータが位置づけされており、よって予備加熱を行い
ながら半導体チップにバンプが接合されるようになって
いる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】半導体チップにバンプ
を形成する場合にはヒータを用いて予備加熱を行いなが
ら実施していたことと、超音波を伝達する超音波ホーン
が金属体で製造されていたため、ヒータからの放射熱に
より半導体チップをボンディングしながら移動する超音
波ホーンが膨張してしまい、ボンディング作業中に位置
ズレが生じ狭ピッチへのボンディングが困難になる問題
があった。
【００１１】つまり、図４を用いて具体的に説明する
と、複数の半導体チップ２ａ〜２ｄはヒータ１の上に載
置され、（実際はトレーの上に載置され、そのトレーの
下にヒータが存在している）図中左から右へと流れてい
る。一方、それら半導体チップ２ａ〜２ｄにバンプを接
合する超音波ホーン４は逆に図中右から左へと移動して
いる。即ち、１つの半導体チップ２ａに所定数のバンプ
を接合した後、次の半導体チップ２ｂへというふうに移
動する。
【００１２】本来、この超音波ホーン４は長さＬである
が、ヒータ１からの放射熱によってＬ＋ΔＬに膨張す
る。例えば超音波ホーン４の膨張が一点破線で示すもの
であると、半導体チップ２ａについては接合対象のパッ
ドのほぼ中心にバンプを接合することができるが、半導
体チップ２ｄにおいては接合対象のパッドの中心とズレ
た位置にバンプが接合されることとなる。
【００１３】従って，本発明は超音波ホーンの膨張を軽
減させ、精度良いバンプ接合を行わせることが出来る超
音波熱圧着装置を提供することを目的とするものであ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、導電性のワ
イヤ５を保持するキャピラリ３と、該キャピラリ３に超
音波を伝達する超音波ホーン４と、該超音波ホーン４を
移動させるモータ７とを有し、ヒータ１上に載置された
半導体チップ２にバンプを形成する超音波熱圧着装置に
おいて、前記超音波ホーン４を冷却する冷却機構６を設
けたことを特徴とする超音波熱圧着装置によって、また
は前記冷却機構６に防風板６ｃを設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の超音波熱圧着装置によって達成する
ことができる。
【００１５】
【作用】即ち、本発明によれば超音波ホーン自体を冷却
するようにしているため、仮に超音波ホーンがヒータか
らの放射熱によって膨張しようとしても、その膨張を抑
えることができる。よって精度良いバンプ接合を実現す
ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の望ましい実施例について図面
を用いて説明する。図１は本発明の実施例を示す図であ
る。
【００１７】図２は図１における正面図である。尚、図
１および図２を通じて同一符号を付したものは同一対象
物をそれぞれ示すものである。
【００１８】バンプが形成される半導体チップ２はヒー
タ１上に載置され（実際はヒータ１の上に半導体チップ
２は直接載置されず図示しないトレーの上に載置されて
いる）、バンプの接合を良好に行うためにヒータ１より
予備加熱されている。
【００１９】一方、バンプを形成する超音波熱圧着装置
は、その先端に導電性のワイヤー５がその内部に収納さ
れたキャピラリ３が接続されており、そのキャピラリ３
を保持すると共に、キャピラリ３の先端にバンプを形成
するための超音波を伝達する超音波ホーン４を有してい
る。またこの超音波ホーンを移動させるためのモータ７
も接続されており、よって超音波熱圧着装置を自由に移
動させることができる。
【００２０】ヒータ１が予備加熱を行うことによりその
放射熱が超音波ホーン４を膨張させようとするが、その
超音波ホーン４を空冷にて冷却する冷却機構６を設ける
ことによって、その膨張を抑えることができる。この冷
却機構６は、図示しない冷風供給装置からパイプ６ａを
介して冷風が供給され、ノズル６ｂから超音波ホーン４
に対して冷風が噴射される。その結果、超音波ホーン４
が冷却される。
【００２１】冷風を供給することが超音波ホーン４の膨
張を抑えることができるが、超音波ホーン４を冷却した
風がキャピラリ３の方向に移動すると、ワイヤー５が振
動させ、精度良いバンプ形成を行えなくなる恐れがあ
る。
【００２２】このため、キャピラリ３方向に冷風が移動
しないように冷却機構６の先端に防風板６ｃを設けるこ
とが望ましい。この防風板６ｃの位置関係について図２
を用いて説明すると、冷風を噴射するノズル６ｂと一部
オーパーラップした状態で防風板６ｃを半導体チップ２
のバンプ形成面に対して垂直方向に設ける。すると、ノ
ズル６ｂから噴射された冷風は防風板６ｃによって直接
キャピラリ３方向およびワイヤー５方向に衝突すること
がなくなり、精度よくバンプを形成することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波ホーンの熱膨張を抑えることができ、狭ピッチベア
チップの接続が行えるので製品の小型化・狭ピッチ化の
向上に効果を奏し、それに伴い製品の小型・軽量化がで
き、パーソナル製品の性能向上に寄与するところが大き
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】図１における正面図である。
【図３】半導体チップの実装工程を示す図である。
【図４】課題を示す図である。
【符号の説明】
１ ヒータ， ２ 半導体チップ， ３ キャピラリ， ４ 超音波ホーン， ５ ワイヤー， ６ 冷却機構， ７ モータ，

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導電性のワイヤ（５）を保持するキャピ
    ラリ（３）と、 該キャピラリ（３）に超音波を伝達する超音波ホーン
    （４）と、 該超音波ホーン（４）を移動させるモータ（７）とを有
    し、 ヒータ（１）上に載置された半導体チップ（２）にバン
    プを形成する超音波熱圧着装置において、 前記超音波ホーン（４）を冷却する冷却機構（６）を設
    けたことを特徴とする超音波熱圧着装置。
  2. 【請求項２】 前記冷却機構（６）に防風板（６ｃ）を
    設けたことを特徴とする請求項１に記載の超音波熱圧着
    装置。
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