JPH07326636A - チップボンディング装置およびチップボンディング方法 - Google Patents
チップボンディング装置およびチップボンディング方法Info
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- JPH07326636A JPH07326636A JP6119198A JP11919894A JPH07326636A JP H07326636 A JPH07326636 A JP H07326636A JP 6119198 A JP6119198 A JP 6119198A JP 11919894 A JP11919894 A JP 11919894A JP H07326636 A JPH07326636 A JP H07326636A
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- chip
- bonded
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- positioning means
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- 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
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- 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
- H01L24/83—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 layer 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
- H01L2224/80—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
- H01L2224/83—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 layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 チップ自身の厚さや接合材の厚さのばらつき
に関係なく、被ボンディング材からチップ上面までの高
さを、高精度に保った状態にてチップボンディング可能
にする。 【構成】 被ボンディング材１５に接触したとき、該被
ボンディング材１５上でのチップ高さを規制するよう
に、ボンディングツール１のチップ吸着面６の周辺に一
定高さの位置決め手段３を突設する。
に関係なく、被ボンディング材からチップ上面までの高
さを、高精度に保った状態にてチップボンディング可能
にする。 【構成】 被ボンディング材１５に接触したとき、該被
ボンディング材１５上でのチップ高さを規制するよう
に、ボンディングツール１のチップ吸着面６の周辺に一
定高さの位置決め手段３を突設する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、リードフレーム，基
板等の被ボンディング材にチップを接合するチップボン
ディング装置およびチップボンディング方法に関するも
のである。
板等の被ボンディング材にチップを接合するチップボン
ディング装置およびチップボンディング方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は例えば実開昭６０−８５８４２
号公報に示された従来のチップボンディング装置を示す
断面図であり、図において、５１は被ボンディング材１
２を支持する載置台、５３はチップ６を被ボンディング
材１２に接合するためのチップボンディング装置であ
る。
号公報に示された従来のチップボンディング装置を示す
断面図であり、図において、５１は被ボンディング材１
２を支持する載置台、５３はチップ６を被ボンディング
材１２に接合するためのチップボンディング装置であ
る。
【０００３】また、このチップボンディング装置５３
は、Ｘ−Ｙテーブル５５に支持された本体５６と、この
本体５６にボールねじ５７を介して昇降自在に設けられ
た可動体５８と、この可動体５８に水平支軸５９を介し
て上下方向へ揺動自在に設けられ、かつ揺動端部にチッ
プ吸着用のボンディングツール１が設けられたボンディ
ングアーム６１とから構成されている。
は、Ｘ−Ｙテーブル５５に支持された本体５６と、この
本体５６にボールねじ５７を介して昇降自在に設けられ
た可動体５８と、この可動体５８に水平支軸５９を介し
て上下方向へ揺動自在に設けられ、かつ揺動端部にチッ
プ吸着用のボンディングツール１が設けられたボンディ
ングアーム６１とから構成されている。
【０００４】なお、上記ボールねじ５７は本体５６に対
し回転自在に支持されており、上端部にはＺ軸駆動モー
タ６２が連結されている。
し回転自在に支持されており、上端部にはＺ軸駆動モー
タ６２が連結されている。
【０００５】また、上記ボンディングアーム６１は、接
点ねじ６３によって反時計方向への回転が規制されて、
アーム本体６１ａが略水平になるように取り付けられて
おり、可動体５８との間には、このボンディングアーム
６１を反時計方向へ付勢するボンディング荷重用の圧縮
ばね６４が介装されている。
点ねじ６３によって反時計方向への回転が規制されて、
アーム本体６１ａが略水平になるように取り付けられて
おり、可動体５８との間には、このボンディングアーム
６１を反時計方向へ付勢するボンディング荷重用の圧縮
ばね６４が介装されている。
【０００６】すなわち、ボンディングアーム６１は、通
常（ボンディング動作中にチップ６が被ボンディング材
１２に当接される前）は、アーム本体６１ａを略水平と
した状態で可動体５８と共に移動されることになる。
常（ボンディング動作中にチップ６が被ボンディング材
１２に当接される前）は、アーム本体６１ａを略水平と
した状態で可動体５８と共に移動されることになる。
【０００７】そして、ボンディングツール１に吸着され
たチップ６が被ボンディング材１２に当接することによ
ってボンディングツール１の側端部が下降を阻止された
際には、水平支軸５９を中心として時計方向へ揺動され
る。
たチップ６が被ボンディング材１２に当接することによ
ってボンディングツール１の側端部が下降を阻止された
際には、水平支軸５９を中心として時計方向へ揺動され
る。
【０００８】この揺動時には、圧縮ばね６４の弾撥力に
よってチップ６が被ボンディング材１２に押し付けられ
ることになる。
よってチップ６が被ボンディング材１２に押し付けられ
ることになる。
【０００９】次に動作について説明する。まず、チップ
６をボンディングツール１に吸着させる。次いで、Ｘ−
Ｙテーブル５５により本体５６を移動させて、チップ６
を被ボンディング材１２の上方へ移送し、ボールねじ５
８の回転によって可動体５８を下降させる。
６をボンディングツール１に吸着させる。次いで、Ｘ−
Ｙテーブル５５により本体５６を移動させて、チップ６
を被ボンディング材１２の上方へ移送し、ボールねじ５
８の回転によって可動体５８を下降させる。
【００１０】こうして、チップ６が被ボンディング材１
２に当接すると、ボンディングアーム６１が時計方向へ
揺動し、圧縮ばね６４の弾撥力によるボンディング荷重
が加えられることになる。このように、従来のチップボ
ンディング装置では、圧縮ばね６４の弾撥力によるボン
ディング荷重をチップ６の上面に作用させてチップボン
ディングを行っている。
２に当接すると、ボンディングアーム６１が時計方向へ
揺動し、圧縮ばね６４の弾撥力によるボンディング荷重
が加えられることになる。このように、従来のチップボ
ンディング装置では、圧縮ばね６４の弾撥力によるボン
ディング荷重をチップ６の上面に作用させてチップボン
ディングを行っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来のチップボンディ
ング装置は以上のように構成されているので、チップ６
の上面をボンディングツール１で吸着し、そのままボン
ディング荷重をかけたまま被ボンディング材１２に接合
するため、チップ６の厚さのばらつきや接合層の不均一
さにより、被ボンディング材１２からチップ６上面まで
の高さがばらついたり、傾いたりするなどの問題点があ
った。
ング装置は以上のように構成されているので、チップ６
の上面をボンディングツール１で吸着し、そのままボン
ディング荷重をかけたまま被ボンディング材１２に接合
するため、チップ６の厚さのばらつきや接合層の不均一
さにより、被ボンディング材１２からチップ６上面まで
の高さがばらついたり、傾いたりするなどの問題点があ
った。
【００１２】また、そのため、例えば半導体チップの場
合、次のワイヤボンディング工程において、ボンディン
グ高さが変化するため、ボンディング時の衝撃荷重が変
化し、安定した接合が得られないばかりか、チップ位置
認識時に、カメラの焦点がずれて認識精度が落ち、ボン
ディング位置不良が発生したり、認識不能に陥るなどの
問題点があった。
合、次のワイヤボンディング工程において、ボンディン
グ高さが変化するため、ボンディング時の衝撃荷重が変
化し、安定した接合が得られないばかりか、チップ位置
認識時に、カメラの焦点がずれて認識精度が落ち、ボン
ディング位置不良が発生したり、認識不能に陥るなどの
問題点があった。
【００１３】また、上記のようなボンディング位置不良
などにより、例えばレーザダイオードチップの場合、レ
ーザ発光点の高さが変化し、半導体レーザ装置の光軸が
ずれたり、チップ６の上面に直接ボンディング荷重がか
かることによって、ボンディングツール１によりチップ
６の上面に傷をつけてしまうなどの問題点があった。
などにより、例えばレーザダイオードチップの場合、レ
ーザ発光点の高さが変化し、半導体レーザ装置の光軸が
ずれたり、チップ６の上面に直接ボンディング荷重がか
かることによって、ボンディングツール１によりチップ
６の上面に傷をつけてしまうなどの問題点があった。
【００１４】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、チップ自身の厚さや接合
材の厚さのばらつきに関係なく、被ボンディング材から
チップ上面までの高さを、ばらつきなく高精度に保った
状態にてチップボンディングすることができるチップボ
ンディング装置を得ることを目的とする。
消するためになされたもので、チップ自身の厚さや接合
材の厚さのばらつきに関係なく、被ボンディング材から
チップ上面までの高さを、ばらつきなく高精度に保った
状態にてチップボンディングすることができるチップボ
ンディング装置を得ることを目的とする。
【００１５】請求項２の発明はチップボンディング時に
チップおよび被ボンディング材間からはみ出す接合材が
ボンディングツールに付着するのを防止できるチップボ
ンディング装置を得ることを目的とする。
チップおよび被ボンディング材間からはみ出す接合材が
ボンディングツールに付着するのを防止できるチップボ
ンディング装置を得ることを目的とする。
【００１６】請求項３の発明は接合材を高エネルギにて
急速加熱して、ボンディング作業の能率を向上できるチ
ップボンディング装置を得ることを目的とする。
急速加熱して、ボンディング作業の能率を向上できるチ
ップボンディング装置を得ることを目的とする。
【００１７】請求項４の発明はボンディング時に加熱さ
れた接合材を急速に冷却してボンディング作業の能率を
向上できるチップボンディング装置を得ることを目的と
する。
れた接合材を急速に冷却してボンディング作業の能率を
向上できるチップボンディング装置を得ることを目的と
する。
【００１８】請求項５の発明は被ボンディング材からチ
ップ上面までの高さを規制された寸法内に高精度に維持
しながらチップボンディングを能率的に実施できるチッ
プボンディング方法を得ることを目的とする。
ップ上面までの高さを規制された寸法内に高精度に維持
しながらチップボンディングを能率的に実施できるチッ
プボンディング方法を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
チップボンディング装置は、ボンディングツールのチッ
プ吸着面の周辺に突設され、かつ被ボンディング材に接
触した際に、該被ボンディング材上でのチップ高さを規
制する一定高さの位置決め手段を設けたものである。
チップボンディング装置は、ボンディングツールのチッ
プ吸着面の周辺に突設され、かつ被ボンディング材に接
触した際に、該被ボンディング材上でのチップ高さを規
制する一定高さの位置決め手段を設けたものである。
【００２０】請求項２の発明にかかるチップボンディン
グ装置は、位置決め手段の内側面に接合材の逃げ部を設
けたものである。
グ装置は、位置決め手段の内側面に接合材の逃げ部を設
けたものである。
【００２１】請求項３の発明にかかるチップボンディン
グ装置は、載置台を、被ボンディング材を載置するとと
もに、パルス状の大電流により接合材を加熱するパルス
ヒートステージとしたものである。
グ装置は、載置台を、被ボンディング材を載置するとと
もに、パルス状の大電流により接合材を加熱するパルス
ヒートステージとしたものである。
【００２２】請求項４の発明にかかるチップボンディン
グ装置は、パルスヒートステージをヒートシンク上に設
置したものである。
グ装置は、パルスヒートステージをヒートシンク上に設
置したものである。
【００２３】請求項５の発明にかかるチップボンディン
グ方法は、ボンディングツールによりチップを吸着し
て、載置台に載置された被ボンディング材上に移動して
設置し、上記ボンディングツールのチップ吸着面周辺に
突設され、かつ上記チップの厚みより長い位置決め手段
を、上記被ボンディング材上に衝き当てながら、上記チ
ップ下面に予め設けられた接合材または外部からの接合
材ペレットを溶融させることにより、上記チップをその
接合材を介して上記被ボンディング材に接合させ、この
接合終了後に上記位置決め手段を被ボンディング材より
開離するようにしたものである。
グ方法は、ボンディングツールによりチップを吸着し
て、載置台に載置された被ボンディング材上に移動して
設置し、上記ボンディングツールのチップ吸着面周辺に
突設され、かつ上記チップの厚みより長い位置決め手段
を、上記被ボンディング材上に衝き当てながら、上記チ
ップ下面に予め設けられた接合材または外部からの接合
材ペレットを溶融させることにより、上記チップをその
接合材を介して上記被ボンディング材に接合させ、この
接合終了後に上記位置決め手段を被ボンディング材より
開離するようにしたものである。
【００２４】
【作用】請求項１の発明におけるチップボンディング装
置は、チップ吸着面およびその周辺に設けられたチップ
の最大厚みより長い位置決め手段とからなるボンディン
グツールと、この位置決め手段の長さとチップの最小厚
みとの差より厚い接合材を用い、ボンディングツールに
チップを吸着した後、これを被ボンディング材に押し付
け、接合完了までその状態を保持することにより、被ボ
ンディング材上面およびチップ上面間の長さが一定に保
たれた状態で接合され、このときチップ厚さのばらつき
は接合材の厚みで吸収される。また、チップ上面にはチ
ップの吸着力しか作用させないので、チップダメージの
ない信頼性の高いチップボンディングを実現可能にす
る。
置は、チップ吸着面およびその周辺に設けられたチップ
の最大厚みより長い位置決め手段とからなるボンディン
グツールと、この位置決め手段の長さとチップの最小厚
みとの差より厚い接合材を用い、ボンディングツールに
チップを吸着した後、これを被ボンディング材に押し付
け、接合完了までその状態を保持することにより、被ボ
ンディング材上面およびチップ上面間の長さが一定に保
たれた状態で接合され、このときチップ厚さのばらつき
は接合材の厚みで吸収される。また、チップ上面にはチ
ップの吸着力しか作用させないので、チップダメージの
ない信頼性の高いチップボンディングを実現可能にす
る。
【００２５】請求項２の発明におけるチップボンディン
グ装置は、ボンディングツールの位置決め手段に接合材
の逃げを設けることにより、例えば規定値よりチップ厚
が大きい場合の余分の接合材がはみ出した場合でも、そ
のはみ出した接合材がボンディングツールに付着するこ
とを防ぐ。
グ装置は、ボンディングツールの位置決め手段に接合材
の逃げを設けることにより、例えば規定値よりチップ厚
が大きい場合の余分の接合材がはみ出した場合でも、そ
のはみ出した接合材がボンディングツールに付着するこ
とを防ぐ。
【００２６】請求項３の発明におけるチップボンディン
グ装置は、被ボンディング材を搭載するパルスヒートス
テージにパルス状の大電流を流し、これを抵抗発熱によ
り加熱することにより、被ボンディング材上の接合材を
急速加熱して、ボンディング時間の短縮が図れるように
する。
グ装置は、被ボンディング材を搭載するパルスヒートス
テージにパルス状の大電流を流し、これを抵抗発熱によ
り加熱することにより、被ボンディング材上の接合材を
急速加熱して、ボンディング時間の短縮が図れるように
する。
【００２７】請求項４の発明におけるチップボンディン
グ装置は、パルスヒートステージをヒートシンク上に設
置したことにより、パルスヒートステージの加熱を解除
した際に、これの冷却速度を高め、接合材の固化を早め
て、ボンディング作業の効率化が図れるようにする。
グ装置は、パルスヒートステージをヒートシンク上に設
置したことにより、パルスヒートステージの加熱を解除
した際に、これの冷却速度を高め、接合材の固化を早め
て、ボンディング作業の効率化が図れるようにする。
【００２８】請求項５の発明におけるチップボンディン
グ方法は、チップ厚のばらつき量より厚い接合材を予め
チップに形成しておき、これをボンディングツールのチ
ップ吸着面に吸着させた状態にて、上記接合材とチップ
の各厚みの加算値より短い位置決め手段が被ボンディン
グ材に衝き当るまでのストローク内で、接合材を溶融し
ながら該被ボンディング材に接合させ、ボンディングさ
れた被ボンディング材の上面からチップ上面までの高さ
が一定の半導体装置などを大量，迅速に製造可能にす
る。上記接合材がペレットとして供給される場合も同様
である。
グ方法は、チップ厚のばらつき量より厚い接合材を予め
チップに形成しておき、これをボンディングツールのチ
ップ吸着面に吸着させた状態にて、上記接合材とチップ
の各厚みの加算値より短い位置決め手段が被ボンディン
グ材に衝き当るまでのストローク内で、接合材を溶融し
ながら該被ボンディング材に接合させ、ボンディングさ
れた被ボンディング材の上面からチップ上面までの高さ
が一定の半導体装置などを大量，迅速に製造可能にす
る。上記接合材がペレットとして供給される場合も同様
である。
【００２９】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１はボンディングツールで、これ
の先端部には水平部２と、これの左右端に垂下突設され
た位置決め手段としての一対の位置決め片３とが設けら
れている。なお、この位置決め片３は予め定められた等
しい一定の長さ、すなわちチップ７の最大厚みより長
く、チップ７の厚さとそれに付着する半田などの接合材
８の最小厚さを加算したものより短い寸法に設定されて
いる。
する。図１において、１はボンディングツールで、これ
の先端部には水平部２と、これの左右端に垂下突設され
た位置決め手段としての一対の位置決め片３とが設けら
れている。なお、この位置決め片３は予め定められた等
しい一定の長さ、すなわちチップ７の最大厚みより長
く、チップ７の厚さとそれに付着する半田などの接合材
８の最小厚さを加算したものより短い寸法に設定されて
いる。
【００３０】また、上記各位置決め片３の下端内側に
は、ボンディング時にはみ出した接合材が付着するのを
防止する切欠状の逃げ部４が形成されている。また、上
記水平部２の略中央部には、図２および図３に示すよう
に上下方向に貫通する真空吸引孔５が穿設されており、
この真空吸引孔５は真空ポンプなどにより任意に真空引
きできるようになっている。なお、水平部２の下面は平
坦なチップ吸着面６となっている。
は、ボンディング時にはみ出した接合材が付着するのを
防止する切欠状の逃げ部４が形成されている。また、上
記水平部２の略中央部には、図２および図３に示すよう
に上下方向に貫通する真空吸引孔５が穿設されており、
この真空吸引孔５は真空ポンプなどにより任意に真空引
きできるようになっている。なお、水平部２の下面は平
坦なチップ吸着面６となっている。
【００３１】さらに、７はチップであり、このチップ７
の下面には位置決め片３の高さ（深さ）とチップ７自体
の最小厚みとの差より厚く、このチップ７の厚さのばら
つき量より厚い半田などの接合材８が、予め形成されて
いる。
の下面には位置決め片３の高さ（深さ）とチップ７自体
の最小厚みとの差より厚く、このチップ７の厚さのばら
つき量より厚い半田などの接合材８が、予め形成されて
いる。
【００３２】一方、上記ボンディングツール１と独立し
て、チップボンディング部１１が設けられている。この
チップボンディング部１１において、１２は絶縁性のベ
ース部材で、このベース部材１２上にはヒートシンク１
３を介して、被ボンディング材を載置する載置台として
のパルスヒートステージ１４が設置されている。
て、チップボンディング部１１が設けられている。この
チップボンディング部１１において、１２は絶縁性のベ
ース部材で、このベース部材１２上にはヒートシンク１
３を介して、被ボンディング材を載置する載置台として
のパルスヒートステージ１４が設置されている。
【００３３】１５はこのパルスヒートステージ１４上に
載置され、上記チップ７が取り付けられるリードフレー
ムなどの被ボンディング材、１６はパルスヒートステー
ジ１４における上記被ボンディング材１５の載置部に上
下に貫通するように設けられた真空吸引孔で、これが真
空吸引パイプ１７に連結されている。
載置され、上記チップ７が取り付けられるリードフレー
ムなどの被ボンディング材、１６はパルスヒートステー
ジ１４における上記被ボンディング材１５の載置部に上
下に貫通するように設けられた真空吸引孔で、これが真
空吸引パイプ１７に連結されている。
【００３４】次に動作について説明する。まず、パルス
ヒートステージ１４の所定位置に被ボンディング材１５
を載置し、これを真空吸引孔１６を通じた真空引きによ
ってパルスヒートステージ１４上に吸着保持させる。
ヒートステージ１４の所定位置に被ボンディング材１５
を載置し、これを真空吸引孔１６を通じた真空引きによ
ってパルスヒートステージ１４上に吸着保持させる。
【００３５】次に、ボンディングツール１をトレイ９上
に移動し、真空吸引孔５を通じて真空引きを行うことに
より、チップ吸着面６にトレイ９上のチップ７を当接さ
せて、図４（ａ）に示すように、吸着保持させる。そし
て、ボンディングツール１を矢印Ａ方向に移動させて、
被ボンディング材１５上に位置させる。さらに、そのボ
ンディングツール１をその位置で下降させる。
に移動し、真空吸引孔５を通じて真空引きを行うことに
より、チップ吸着面６にトレイ９上のチップ７を当接さ
せて、図４（ａ）に示すように、吸着保持させる。そし
て、ボンディングツール１を矢印Ａ方向に移動させて、
被ボンディング材１５上に位置させる。さらに、そのボ
ンディングツール１をその位置で下降させる。
【００３６】これにより、位置決め片３より厚みの大き
い接合材８を持ったチップ７のうち、接合材８が、まず
被ボンディング材１５上に、図４（ｂ）に示すように載
置される。従って、このとき位置決め片３は被ボンディ
ング材１５上に接触していない。
い接合材８を持ったチップ７のうち、接合材８が、まず
被ボンディング材１５上に、図４（ｂ）に示すように載
置される。従って、このとき位置決め片３は被ボンディ
ング材１５上に接触していない。
【００３７】そこで、この状態にてパルスヒートステー
ジ１４にパルス状の大電流を通電して、被ボンディング
材１５をパルスヒートステージ１４の抵抗発熱により加
熱する。これにより、上記半田などの接合材８が溶融
し、従って、位置決め片３の下端が、図４（ｃ）に示す
ように上記被ボンディング材１５に接触し、ボンディン
グツール１の続く下降が阻止される。
ジ１４にパルス状の大電流を通電して、被ボンディング
材１５をパルスヒートステージ１４の抵抗発熱により加
熱する。これにより、上記半田などの接合材８が溶融
し、従って、位置決め片３の下端が、図４（ｃ）に示す
ように上記被ボンディング材１５に接触し、ボンディン
グツール１の続く下降が阻止される。
【００３８】すなわち、この時点では被ボンディング材
１５の上面からチップ７の上面までの厚みは、位置決め
片３により作られる凹所の深さ、すなわち被ボンディン
グ材１５の上面からチップ吸着面までの高さに等しくな
り、チップ７自身が持っていた厚みのばらつきが接合材
８により吸収されたことになる。
１５の上面からチップ７の上面までの厚みは、位置決め
片３により作られる凹所の深さ、すなわち被ボンディン
グ材１５の上面からチップ吸着面までの高さに等しくな
り、チップ７自身が持っていた厚みのばらつきが接合材
８により吸収されたことになる。
【００３９】この場合において、例えばチップ７の厚み
が比較的大きい場合などには、上記溶融した接合材８が
チップ７および被ボンディング材１５間からはみ出すこ
とがあるが、各位置決め片３には逃げ部４が形成されて
いるので、その接合材８が位置決め片に付着するのを防
止でき、以後の他のチップ吸収作業などが阻害されるの
を未然に回避できる。
が比較的大きい場合などには、上記溶融した接合材８が
チップ７および被ボンディング材１５間からはみ出すこ
とがあるが、各位置決め片３には逃げ部４が形成されて
いるので、その接合材８が位置決め片に付着するのを防
止でき、以後の他のチップ吸収作業などが阻害されるの
を未然に回避できる。
【００４０】次に、パルスヒートステージ１４への電流
供給を遮断して上記チップ接合作業を終了し、真空吸引
孔５における真空引きを停止する。これにより、チップ
７はチップ吸着面６から分離し、図４（ｄ）に示すよう
なチップ構造とすることができ、一方、ボンディングツ
ール１は上昇させて、再びトレー９上へ案内し、次のチ
ップ吸着工程に移る準備に入ることができる。なお、上
記動作では図４（ｂ）に示すように接合材８が被ボンデ
ィング材１５に接触してから加熱しているが、予めパル
スヒートステージ１４に通電して加熱しておいてから、
ボンディングツール１を下降させてもよい。
供給を遮断して上記チップ接合作業を終了し、真空吸引
孔５における真空引きを停止する。これにより、チップ
７はチップ吸着面６から分離し、図４（ｄ）に示すよう
なチップ構造とすることができ、一方、ボンディングツ
ール１は上昇させて、再びトレー９上へ案内し、次のチ
ップ吸着工程に移る準備に入ることができる。なお、上
記動作では図４（ｂ）に示すように接合材８が被ボンデ
ィング材１５に接触してから加熱しているが、予めパル
スヒートステージ１４に通電して加熱しておいてから、
ボンディングツール１を下降させてもよい。
【００４１】このようにすることで、チップ７自体の厚
みに拘らず、被ボンディング材１５上の接合材８を含む
チップ厚を常に一定にすることができ、高品位で特性に
ばらつきのない半導体素子などを容易に形成できる。
みに拘らず、被ボンディング材１５上の接合材８を含む
チップ厚を常に一定にすることができ、高品位で特性に
ばらつきのない半導体素子などを容易に形成できる。
【００４２】なお、実験によれば、図５に示すようなボ
ンディングツール１を使用し、各位置決め片３によりこ
れらの内側に作られる凹所の深さ（Ｌ）を、例えば３３
３．５μｍとし、チップ７の厚みが３２６±２μｍで、
これに形成される接合材８として厚みが１２±２．４μ
ｍの半田（ＡＵ８０％、Ｓｎ２０％）を用いた場合に
は、試料数２０について、チップ全体高さが平均３３
３．３μｍ、標準偏差０．３８μｍとなることが確認さ
れた。
ンディングツール１を使用し、各位置決め片３によりこ
れらの内側に作られる凹所の深さ（Ｌ）を、例えば３３
３．５μｍとし、チップ７の厚みが３２６±２μｍで、
これに形成される接合材８として厚みが１２±２．４μ
ｍの半田（ＡＵ８０％、Ｓｎ２０％）を用いた場合に
は、試料数２０について、チップ全体高さが平均３３
３．３μｍ、標準偏差０．３８μｍとなることが確認さ
れた。
【００４３】これにより、チップ７を上記凹所の深さに
等しい厚みにて、精度±１μｍで被ボンディング材１５
に接合できることが分かる。
等しい厚みにて、精度±１μｍで被ボンディング材１５
に接合できることが分かる。
【００４４】この場合において、チップ７の上面には上
記真空引きによる吸引力しか作用しないため、チップ７
へのダメージ発生を回避でき、信頼性を高めることがで
きるほか、チップ７の接合面側には予め接合材８が形成
してあるため、半田ペレットなどを供給する必要がなく
なり、生産性の向上に寄与できる。
記真空引きによる吸引力しか作用しないため、チップ７
へのダメージ発生を回避でき、信頼性を高めることがで
きるほか、チップ７の接合面側には予め接合材８が形成
してあるため、半田ペレットなどを供給する必要がなく
なり、生産性の向上に寄与できる。
【００４５】さらに、パルスヒートステージ１４による
接合材８の急速加熱による溶融および／または加熱終了
後のヒートシンク１３による接合材の急速冷却によっ
て、ボンディング作業の能率を大幅に向上することがで
きる。
接合材８の急速加熱による溶融および／または加熱終了
後のヒートシンク１３による接合材の急速冷却によっ
て、ボンディング作業の能率を大幅に向上することがで
きる。
【００４６】実施例２．図６および図７はこの発明にお
けるボンディングツール１の他の実施例を示す下面斜視
図および断面図である。これが図２および図３に示した
ものと異なるところは、チップ接合面６下面の周辺部
に、互いに等しい長さの複数（３本）の位置決め手段と
しての位置決め棒３Ａを突設したものである。これによ
れば、ボンディングツール１を安価かつ簡単に構成でき
るとともに、上記実施例と同様の効果が得られる。
けるボンディングツール１の他の実施例を示す下面斜視
図および断面図である。これが図２および図３に示した
ものと異なるところは、チップ接合面６下面の周辺部
に、互いに等しい長さの複数（３本）の位置決め手段と
しての位置決め棒３Ａを突設したものである。これによ
れば、ボンディングツール１を安価かつ簡単に構成でき
るとともに、上記実施例と同様の効果が得られる。
【００４７】実施例３．図８および図９はボンディング
ツール１のさらに他の実施例を示す。これは上記位置決
め片３や位置決め棒３Ａに代えて、チップ吸着面６を囲
むような位置決め手段としての箱形位置決め部材３Ｂを
設けたものである。これによれば上記接合時にチップ７
の全体を囲むことで、接合材８の急速加熱とチップ７の
チップ吸着面６への吸着をより効率的に実施できること
となる。
ツール１のさらに他の実施例を示す。これは上記位置決
め片３や位置決め棒３Ａに代えて、チップ吸着面６を囲
むような位置決め手段としての箱形位置決め部材３Ｂを
設けたものである。これによれば上記接合時にチップ７
の全体を囲むことで、接合材８の急速加熱とチップ７の
チップ吸着面６への吸着をより効率的に実施できること
となる。
【００４８】なお、上記実施例で用いる接合材８として
は、上記半田のほか、紫外線硬化性接着剤や熱硬化性接
着剤などの接着剤を用いることができる。
は、上記半田のほか、紫外線硬化性接着剤や熱硬化性接
着剤などの接着剤を用いることができる。
【００４９】また、上記実施例では接合材８をチップ７
に予め形成した場合の接合方法について説明したが、上
記ボンディングツール１を用いて接合材８のないチップ
７を、従来の半田ペレットなどを供給しながら被ボンデ
ィング材１５上に接合するようにしてもよい。
に予め形成した場合の接合方法について説明したが、上
記ボンディングツール１を用いて接合材８のないチップ
７を、従来の半田ペレットなどを供給しながら被ボンデ
ィング材１５上に接合するようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、ボンディングツールのチップ吸着面の周辺に突設さ
れ、かつ被ボンディング材に接触した際に、該被ボンデ
ィング材上でのチップ高さを規制する一定高さの位置決
め手段を設けるように構成したので、チップ自身の厚さ
や接合材の厚さのばらつきに関係なく、被ボンディング
材からチップ上面までの高さを、ばらつきなく高精度に
保った状態にてチップボンディングすることができるほ
か、このボンディング作業時にはチップ上面に吸着力し
か作用させないため、これのダメージを回避でき、信頼
性の高いチップボンディングを実現できるものが得られ
る効果がある。
ば、ボンディングツールのチップ吸着面の周辺に突設さ
れ、かつ被ボンディング材に接触した際に、該被ボンデ
ィング材上でのチップ高さを規制する一定高さの位置決
め手段を設けるように構成したので、チップ自身の厚さ
や接合材の厚さのばらつきに関係なく、被ボンディング
材からチップ上面までの高さを、ばらつきなく高精度に
保った状態にてチップボンディングすることができるほ
か、このボンディング作業時にはチップ上面に吸着力し
か作用させないため、これのダメージを回避でき、信頼
性の高いチップボンディングを実現できるものが得られ
る効果がある。
【００５１】請求項２の発明によれば、位置決め手段の
内側面に接合材の逃げ部を設けるように構成したので、
チップボンディング時にチップおよび被ボンディング材
間からはみ出す接合材がボンディングツールに付着する
のを防止できるものが得られる効果がある。
内側面に接合材の逃げ部を設けるように構成したので、
チップボンディング時にチップおよび被ボンディング材
間からはみ出す接合材がボンディングツールに付着する
のを防止できるものが得られる効果がある。
【００５２】請求項３の発明によれば、載置台を、被ボ
ンディング材を載置するとともに、パルス状の大電流に
より接合材を加熱するパルスヒートステージとするよう
に構成したので、接合材を高エネルギにて急速加熱し
て、ボンディング作業の能率を向上できるものが得られ
る効果がある。
ンディング材を載置するとともに、パルス状の大電流に
より接合材を加熱するパルスヒートステージとするよう
に構成したので、接合材を高エネルギにて急速加熱し
て、ボンディング作業の能率を向上できるものが得られ
る効果がある。
【００５３】請求項４の発明によれば、パルスヒートス
テージをヒートシンク上に設置するように構成したの
で、ボンディング時に加熱された接合材を急速に冷却し
てボンディング作業の能率を向上できるものが得られる
効果がある。
テージをヒートシンク上に設置するように構成したの
で、ボンディング時に加熱された接合材を急速に冷却し
てボンディング作業の能率を向上できるものが得られる
効果がある。
【００５４】請求項５の発明によれば、ボンディングツ
ールによりチップを吸着して、載置台に載置された被ボ
ンディング材上に移動して設置し、上記ボンディングツ
ールのチップ吸着面周辺に突設され、かつ上記チップの
厚みより長い位置決め手段を、上記被ボンディング材上
に衝き当てながら、上記チップ下面に予め設けられた接
合材または外部からの接合材ペレットを溶融させること
により、上記チップをその接合材を介して上記被ボンデ
ィング材に接合させ、この接合終了後に上記位置決め手
段を被ボンディング材より開離する被ボンディング材か
らチップ上面までの高さを規制された寸法内に高精度に
維持しながらチップボンディングを能率的に実施できる
ほか、チップの接合面側には予め接合材を形成しておく
ことで、必要とする量の接合材を用いて、被ボンディン
グ材に対する信頼性の高い接合を能率的に実施でき、生
産性の向上を図れるものが得られる効果がある。
ールによりチップを吸着して、載置台に載置された被ボ
ンディング材上に移動して設置し、上記ボンディングツ
ールのチップ吸着面周辺に突設され、かつ上記チップの
厚みより長い位置決め手段を、上記被ボンディング材上
に衝き当てながら、上記チップ下面に予め設けられた接
合材または外部からの接合材ペレットを溶融させること
により、上記チップをその接合材を介して上記被ボンデ
ィング材に接合させ、この接合終了後に上記位置決め手
段を被ボンディング材より開離する被ボンディング材か
らチップ上面までの高さを規制された寸法内に高精度に
維持しながらチップボンディングを能率的に実施できる
ほか、チップの接合面側には予め接合材を形成しておく
ことで、必要とする量の接合材を用いて、被ボンディン
グ材に対する信頼性の高い接合を能率的に実施でき、生
産性の向上を図れるものが得られる効果がある。
【図１】 この発明の一実施例によるチップボンディン
グ装置を示す構成図である。
グ装置を示す構成図である。
【図２】 図１におけるボンディングツールの一実施例
を示す下面斜視図である。
を示す下面斜視図である。
【図３】 図２におけるボンディングツールの縦断面図
である。
である。
【図４】 この発明の一実施例によるチップボンディン
グ方法を示す工程図である。
グ方法を示す工程図である。
【図５】 実験で用いたボンディングツールの詳細を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】 この発明におけるボンディングツールの他の
実施例を示す下面斜視図である。
実施例を示す下面斜視図である。
【図７】 図６におけるボンディングツールの縦断面図
である。
である。
【図８】 この発明におけるボンディングツールのさら
に他の実施例を示す下面斜視図である。
に他の実施例を示す下面斜視図である。
【図９】 図８におけるボンディングツールの縦断面図
である。
である。
【図１０】 従来のチップボンディング装置を示す構成
図である。
図である。
１ ボンディングツール、３ 位置決め片（位置決め手
段）、３Ａ 位置決め棒（位置決め手段）、３Ｂ 箱形
位置決め部材（位置決め手段）、４ 逃げ部、６ チッ
プ吸着面、７ チップ、８ 半田（接合材）、１３ ヒ
ートシンク、１４ パルスヒートステージ（載置台）、
１５ 被ボンディング材。
段）、３Ａ 位置決め棒（位置決め手段）、３Ｂ 箱形
位置決め部材（位置決め手段）、４ 逃げ部、６ チッ
プ吸着面、７ チップ、８ 半田（接合材）、１３ ヒ
ートシンク、１４ パルスヒートステージ（載置台）、
１５ 被ボンディング材。
Claims (5)
- 【請求項１】 ボンディングツールにより吸着したチッ
プを、載置台に載置された被ボンディング材上に移動し
て設置し、上記チップを接合材を用いて上記被ボンディ
ング材に接合するチップボンディング装置において、上
記ボンディングツールのチップ吸着面の周辺に突設さ
れ、かつ上記被ボンディング材に接触した際に、該被ボ
ンディング材上でのチップ高さを規制する一定高さの位
置決め手段を備えたことを特徴とするチップボンディン
グ装置。 - 【請求項２】 位置決め手段の内側面に接合材の逃げ部
を設けた請求項１に記載のチップボンディング装置。 - 【請求項３】 載置台が、上記被ボンディング材を載置
するとともに、パルス状の大電流により上記接合材を加
熱するパルスヒートステージである請求項１に記載のチ
ップボンディング装置。 - 【請求項４】 パルスヒートステージがヒートシンク上
に設置されていることを特徴とする請求項３に記載のチ
ップボンディング装置。 - 【請求項５】 ボンディングツールにより吸着したチッ
プを、載置台に載置された被ボンディング材上に移動し
て設置し、上記ボンディングツールのチップ吸着面周辺
に突設され、かつ上記チップの厚みより長い位置決め手
段を、上記被ボンディング材上に衝き当てながら、上記
チップ下面に予め設けられた接合材または外部からの接
合材ペレットを溶融させることにより、上記チップをそ
の接合材を介して上記被ボンディング材に接合させ、こ
の接合終了後に上記位置決め手段を被ボンディング材よ
り開離するチップボンディング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6119198A JPH07326636A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | チップボンディング装置およびチップボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6119198A JPH07326636A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | チップボンディング装置およびチップボンディング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326636A true JPH07326636A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=14755358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6119198A Pending JPH07326636A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | チップボンディング装置およびチップボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07326636A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007157767A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Shibaura Mechatronics Corp | チップの実装装置 |
| JP2008091960A (ja) * | 2007-12-28 | 2008-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置の実装方法 |
| JP2010003962A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Denso Corp | 電子部品の製造装置および製造方法 |
| JP2010109153A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
| JP2011216772A (ja) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法および接合治具 |
| JP2013197146A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
| JP2015200635A (ja) * | 2014-04-01 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 流量センサ及びその製造方法 |
| NL2020927A (en) * | 2017-05-19 | 2018-11-23 | Shindengen Electric Mfg | Method of manufacturing chip module |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP6119198A patent/JPH07326636A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007157767A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Shibaura Mechatronics Corp | チップの実装装置 |
| JP2008091960A (ja) * | 2007-12-28 | 2008-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置の実装方法 |
| JP2010003962A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Denso Corp | 電子部品の製造装置および製造方法 |
| JP2010109153A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
| JP2011216772A (ja) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法および接合治具 |
| JP2013197146A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
| JP2015200635A (ja) * | 2014-04-01 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 流量センサ及びその製造方法 |
| NL2020927A (en) * | 2017-05-19 | 2018-11-23 | Shindengen Electric Mfg | Method of manufacturing chip module |
| US11264351B2 (en) | 2017-05-19 | 2022-03-01 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing chip module |
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