JPH09153525A - ボンディング装置およびボンディング方法 - Google Patents
ボンディング装置およびボンディング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 このはんだ材の流出を有効に防止でき良好な
はんだ付けを行えるボンディング装置を提供する。 【手段】 プリント基板９を保持するボンディングステ
ージ８と、プリント基板９と半導体チップ１との間には
んだバンプ２を介在させ、上記半導体チップ１をプリン
ト基板９に対して加圧し、加熱した後冷却するボンディ
ングツール４と、はんだバンプ２の溶融時あるいは凝固
時、上記半導体チップ１と上記プリント基板９の相対距
離を検出するセンサ１１と、このセンサ１１の検出に基
づいて上記ボンディングツール４を駆動制御し、上記は
んだバンプ溶融時あるいは凝固時の上記プリント基板９
と半導体チップ１間の距離を制御する制御部１３とを有
する。
はんだ付けを行えるボンディング装置を提供する。 【手段】 プリント基板９を保持するボンディングステ
ージ８と、プリント基板９と半導体チップ１との間には
んだバンプ２を介在させ、上記半導体チップ１をプリン
ト基板９に対して加圧し、加熱した後冷却するボンディ
ングツール４と、はんだバンプ２の溶融時あるいは凝固
時、上記半導体チップ１と上記プリント基板９の相対距
離を検出するセンサ１１と、このセンサ１１の検出に基
づいて上記ボンディングツール４を駆動制御し、上記は
んだバンプ溶融時あるいは凝固時の上記プリント基板９
と半導体チップ１間の距離を制御する制御部１３とを有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、半導体
チップ（半導体部品）をはんだバンプ（はんだ製の突起
電極）を介して実装基板の表面に実装（ボンディング）
するボンディング装置およびボンディング方法に関する
ものである。
チップ（半導体部品）をはんだバンプ（はんだ製の突起
電極）を介して実装基板の表面に実装（ボンディング）
するボンディング装置およびボンディング方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップの実装方法は、主に、ワイ
ヤボンディング（Wire Bonding）、ＴＡＢ（Tape Autom
ated Bonding）およびフリップチップボンディング（Fl
ip Chip Bonding ）の３つの方法に分類される。
ヤボンディング（Wire Bonding）、ＴＡＢ（Tape Autom
ated Bonding）およびフリップチップボンディング（Fl
ip Chip Bonding ）の３つの方法に分類される。
【０００３】このうち、ワイヤボンディングおよびフリ
ップチップボンディングにおいては、上記半導体チップ
（半導体部品）を実装基板上に直接的に固定する工程が
ある。すなわち、ワイヤボンディングにおいては、ワイ
ヤを用いた接続を行う前に、半導体チップをその能動端
子面（接続端子が形成された面）を上方に向けた状態で
リードフレームのダイパッド上に固定する必要がある。
また、フリップチップボンディングにおいては、半導体
チップを、その能動端子面をプリント基板に対向させた
状態（フェースダウン状態）で、このプリント基板上に
固定する必要がある。
ップチップボンディングにおいては、上記半導体チップ
（半導体部品）を実装基板上に直接的に固定する工程が
ある。すなわち、ワイヤボンディングにおいては、ワイ
ヤを用いた接続を行う前に、半導体チップをその能動端
子面（接続端子が形成された面）を上方に向けた状態で
リードフレームのダイパッド上に固定する必要がある。
また、フリップチップボンディングにおいては、半導体
チップを、その能動端子面をプリント基板に対向させた
状態（フェースダウン状態）で、このプリント基板上に
固定する必要がある。
【０００４】このような工程において、上記半導体チッ
プと上記実装基板との固定をはんだ材を用いて行う技術
がある。すなわち、ワイヤボンディングにおいては、接
着剤を用いて固定を行う方法もあるが、放熱性を向上さ
せるために熱伝導率の良いはんだ材を接合材として用い
ることがある。また、上記フリップチップボンディング
の場合には、上記プリント基板との接続媒体としてはん
だバンプと称されるはんだ製の突起電極を用いる技術が
ある。
プと上記実装基板との固定をはんだ材を用いて行う技術
がある。すなわち、ワイヤボンディングにおいては、接
着剤を用いて固定を行う方法もあるが、放熱性を向上さ
せるために熱伝導率の良いはんだ材を接合材として用い
ることがある。また、上記フリップチップボンディング
の場合には、上記プリント基板との接続媒体としてはん
だバンプと称されるはんだ製の突起電極を用いる技術が
ある。
【０００５】はんだ材を用いた接続を行う場合には、実
装基板上（フリップチップの場合には半導体チップ上）
にあらかじめはんだ材を供給しておき、このはんだ材を
加熱により再溶融し凝固させることで行うようになって
いる。
装基板上（フリップチップの場合には半導体チップ上）
にあらかじめはんだ材を供給しておき、このはんだ材を
加熱により再溶融し凝固させることで行うようになって
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した接
続方法において問題となるのは、第１に、再溶融したは
んだ材が他の場所に流出してしまうことである。すなわ
ち、上記再溶融したはんだ材は表面張力によりその位置
に止まろうとするが、この表面張力以上の圧力が加わる
と、溶融したはんだ材がその位置から流出してしまうと
いうことが考えられる。
続方法において問題となるのは、第１に、再溶融したは
んだ材が他の場所に流出してしまうことである。すなわ
ち、上記再溶融したはんだ材は表面張力によりその位置
に止まろうとするが、この表面張力以上の圧力が加わる
と、溶融したはんだ材がその位置から流出してしまうと
いうことが考えられる。
【０００７】例えば、上記半導体チップを保持するボン
ディングツールには、加熱による熱膨張が生じる。この
熱膨張により、上記チップと基板との距離が狭まり、上
記はんだに圧力が加わるということが考えられる。
ディングツールには、加熱による熱膨張が生じる。この
熱膨張により、上記チップと基板との距離が狭まり、上
記はんだに圧力が加わるということが考えられる。
【０００８】また、上記半導体チップと上記基板側との
距離を、このチップを上記基板に押し付けたままの状態
で保持したままにしておくと、溶融した際に、この半導
体チップと基板との間に加わる圧力によって、上記溶融
したはんだ材が流れ出してしまうということが考えられ
る。
距離を、このチップを上記基板に押し付けたままの状態
で保持したままにしておくと、溶融した際に、この半導
体チップと基板との間に加わる圧力によって、上記溶融
したはんだ材が流れ出してしまうということが考えられ
る。
【０００９】溶融したはんだ材が別の場所に流出する
と、上記実装基板に形成された電気回路にショートが発
生したり、また、上記半導体チップの能動端子面に形成
された各端子間でショートが起きる恐れがある。
と、上記実装基板に形成された電気回路にショートが発
生したり、また、上記半導体チップの能動端子面に形成
された各端子間でショートが起きる恐れがある。
【００１０】また、第２の問題として、上記はんだ材が
凝固する際、上記半導体チップおよび実装基板も冷却さ
れるが、このとき、半導体チップと実装基板との線熱膨
張係数が異なるため、凝固中に上記はんだ材に無理な応
力が加わりこのはんだ材に割れが生じることがある。こ
の割れが生じると導電不良の原因になるため好ましくな
いということがある。
凝固する際、上記半導体チップおよび実装基板も冷却さ
れるが、このとき、半導体チップと実装基板との線熱膨
張係数が異なるため、凝固中に上記はんだ材に無理な応
力が加わりこのはんだ材に割れが生じることがある。こ
の割れが生じると導電不良の原因になるため好ましくな
いということがある。
【００１１】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、はんだ材を再溶融させることで半導体チッ
プの実装を行う場合において、このはんだ材の流出を有
効に防止できるとともに、凝固後の破断等を有効に防止
できるボンディング装置およびボンディング方法を提供
することを目的とするものである。
れたもので、はんだ材を再溶融させることで半導体チッ
プの実装を行う場合において、このはんだ材の流出を有
効に防止できるとともに、凝固後の破断等を有効に防止
できるボンディング装置およびボンディング方法を提供
することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の手段
は、はんだ材を介在させ、半導体部品と実装基板とをは
んだ付けするボンディング装置において、上記半導体部
品と実装基板の相対距離を検出する検出手段と、この検
出手段の検出に基づいて、上記はんだ材加熱時あるいは
冷却時の上記半導体部品と実装基板の相対距離を制御す
る制御手段とを有することを特徴とするボンディング装
置である。
は、はんだ材を介在させ、半導体部品と実装基板とをは
んだ付けするボンディング装置において、上記半導体部
品と実装基板の相対距離を検出する検出手段と、この検
出手段の検出に基づいて、上記はんだ材加熱時あるいは
冷却時の上記半導体部品と実装基板の相対距離を制御す
る制御手段とを有することを特徴とするボンディング装
置である。
【００１３】第２の手段は、第１の手段のボンディング
装置において、上記実装基板を保持するボンディングス
テージと、上記半導体部品を保持し、この半導体部品を
はんだ材を介して上記ボンディングステージに保持され
た実装基板に加圧するボンディングツールと、上記制御
手段の指令に基づき上記ボンディングステージあるいは
ボンディングツールを駆動する駆動手段とを有すること
を特徴とするボンディング装置である。
装置において、上記実装基板を保持するボンディングス
テージと、上記半導体部品を保持し、この半導体部品を
はんだ材を介して上記ボンディングステージに保持され
た実装基板に加圧するボンディングツールと、上記制御
手段の指令に基づき上記ボンディングステージあるいは
ボンディングツールを駆動する駆動手段とを有すること
を特徴とするボンディング装置である。
【００１４】第３の手段は、第２の手段のボンディング
装置において、上記制御手段は、上記はんだ材の加熱時
に、上記半導体部品と実装基板の相対距離が一定となる
ように、上記駆動手段を上記ボンディングツールとボン
ディングステージとが離れる方向に作動させる手段を有
することを特徴とするボンディング装置である。
装置において、上記制御手段は、上記はんだ材の加熱時
に、上記半導体部品と実装基板の相対距離が一定となる
ように、上記駆動手段を上記ボンディングツールとボン
ディングステージとが離れる方向に作動させる手段を有
することを特徴とするボンディング装置である。
【００１５】第４の手段は、第２の手段のボンディング
装置において、上記制御手段は、上記はんだ材の冷却時
に、上記半導体部品と実装基板の相対距離が一定となる
ように、上記駆動手段を上記ボンディングツールとボン
ディングステージとが近づく方向に作動させる手段を有
することを特徴とするボンディング装置である。
装置において、上記制御手段は、上記はんだ材の冷却時
に、上記半導体部品と実装基板の相対距離が一定となる
ように、上記駆動手段を上記ボンディングツールとボン
ディングステージとが近づく方向に作動させる手段を有
することを特徴とするボンディング装置である。
【００１６】第５の手段は、第２の手段のボンディング
装置において、上記制御手段は、上記はんだ材が溶融し
ている状態で、上記検出手段の検出に基づき、上記駆動
手段を上記ボンディングツールとボンディングステージ
とが離れる方向に作動させ、上記はんだ材の高さを任意
の高さに設定する手段を有することを特徴とするボンデ
ィング装置である。
装置において、上記制御手段は、上記はんだ材が溶融し
ている状態で、上記検出手段の検出に基づき、上記駆動
手段を上記ボンディングツールとボンディングステージ
とが離れる方向に作動させ、上記はんだ材の高さを任意
の高さに設定する手段を有することを特徴とするボンデ
ィング装置である。
【００１７】第６の手段は、半導体部品と実装基板との
間にはんだ材を介在させ、この半導体部品と実装基板と
を接離する方向に駆動する駆動装置を作動させること
で、上記半導体部品と実装基板とをはんだ付けするボン
ディング方法において、上記はんだ材が所定の高さに押
しつぶされたことを検知する工程と、上記はんだ材が所
定の高さに押しつぶされた後、はんだ材の加熱あるいは
冷却に応じて、上記駆動装置を上記半導体部品と実装基
板とが近づく方向あるは離れる方向に作動させる工程と
を有することを特徴とするボンディング方法である。
間にはんだ材を介在させ、この半導体部品と実装基板と
を接離する方向に駆動する駆動装置を作動させること
で、上記半導体部品と実装基板とをはんだ付けするボン
ディング方法において、上記はんだ材が所定の高さに押
しつぶされたことを検知する工程と、上記はんだ材が所
定の高さに押しつぶされた後、はんだ材の加熱あるいは
冷却に応じて、上記駆動装置を上記半導体部品と実装基
板とが近づく方向あるは離れる方向に作動させる工程と
を有することを特徴とするボンディング方法である。
【００１８】第７の手段は、第６の手段のボンディング
方法において、上記駆動装置を作動させる工程は、上記
半導体部品を保持するボンディングツールの伸縮に従っ
て、上記駆動装置を作動させ、上記半導体部品と実装基
板との距離を所定の値に保つ工程を含むことを特徴とす
るボンディング方法である。
方法において、上記駆動装置を作動させる工程は、上記
半導体部品を保持するボンディングツールの伸縮に従っ
て、上記駆動装置を作動させ、上記半導体部品と実装基
板との距離を所定の値に保つ工程を含むことを特徴とす
るボンディング方法である。
【００１９】第８の手段は、第６の手段のボンディング
方法において、上記駆動装置を作動させる工程は、上記
はんだ材が溶融した後、一旦上記半導体部品と実装基板
とを近づく方向に駆動し、すべてのはんだ材を上記半導
体部品と実装基板とに接触させる工程を含むことを特徴
とするボンディング方法である。
方法において、上記駆動装置を作動させる工程は、上記
はんだ材が溶融した後、一旦上記半導体部品と実装基板
とを近づく方向に駆動し、すべてのはんだ材を上記半導
体部品と実装基板とに接触させる工程を含むことを特徴
とするボンディング方法である。
【００２０】第９の手段は、第６の手段のボンディング
方法において、上記駆動装置を作動させる工程は、上記
はんだ材を冷却する際に、上記半導体部品と実装基板の
距離を上記はんだ材を押しつぶした際の距離よりも大き
く保つ工程を含むことを特徴とするボンディング方法で
ある。
方法において、上記駆動装置を作動させる工程は、上記
はんだ材を冷却する際に、上記半導体部品と実装基板の
距離を上記はんだ材を押しつぶした際の距離よりも大き
く保つ工程を含むことを特徴とするボンディング方法で
ある。
【００２１】第１、第２の手段によれば、ボンディング
中の温度変化に伴いボンディングツール等が熱伸縮する
場合であっても、検出手段を用いて半導体部品と実装基
板の相対距離を監視することができるから、上記半導体
部品と実装基板の相対距離を良好に制御することができ
る。
中の温度変化に伴いボンディングツール等が熱伸縮する
場合であっても、検出手段を用いて半導体部品と実装基
板の相対距離を監視することができるから、上記半導体
部品と実装基板の相対距離を良好に制御することができ
る。
【００２２】第３の手段によれば、はんだ材加熱溶融中
にボンディングツールが熱膨張した場合でも、検出手段
を用いて半導体部品の変位を監視しているから、上記半
導体部品と実装基板の相対距離を良好に制御することが
できる。
にボンディングツールが熱膨張した場合でも、検出手段
を用いて半導体部品の変位を監視しているから、上記半
導体部品と実装基板の相対距離を良好に制御することが
できる。
【００２３】第４の手段によれば、はんだ材冷却凝固中
にボンディングツールが熱収縮した場合でも、検出手段
を用いて半導体部品の変位を監視しているから、上記半
導体部品と実装基板の相対距離を良好に制御することが
できる。
にボンディングツールが熱収縮した場合でも、検出手段
を用いて半導体部品の変位を監視しているから、上記半
導体部品と実装基板の相対距離を良好に制御することが
できる。
【００２４】第５の手段によれば、はんだ材凝固後にお
けるこのはんだ材の高さを任意に設定することができ
る。第６、第７の手段によれば、ボンディング中の温度
変化に伴いボンディングツール等が熱伸縮する場合であ
っても、上記半導体部品と実装基板の相対距離を良好に
制御することができる。
けるこのはんだ材の高さを任意に設定することができ
る。第６、第７の手段によれば、ボンディング中の温度
変化に伴いボンディングツール等が熱伸縮する場合であ
っても、上記半導体部品と実装基板の相対距離を良好に
制御することができる。
【００２５】第８の手段によれば、はんだ材を押しつぶ
した際に半導体素子とプリント基板とに接触していない
はんだ材があった場合でも、このはんだ材を両者に接触
させることができるから、良好なはんだ付けを行うこと
ができる。第９の手段によれば、はんだ材凝固後におけ
るこのはんだ材の高さを任意に設定することができる。
した際に半導体素子とプリント基板とに接触していない
はんだ材があった場合でも、このはんだ材を両者に接触
させることができるから、良好なはんだ付けを行うこと
ができる。第９の手段によれば、はんだ材凝固後におけ
るこのはんだ材の高さを任意に設定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面を参照して説明する。図１は、フリップチップボンデ
ィングを行うボンディング装置を示した概略構成図であ
る。
面を参照して説明する。図１は、フリップチップボンデ
ィングを行うボンディング装置を示した概略構成図であ
る。
【００２７】図１に１で示すのは、このフリップチップ
ボンディングに用いる半導体チップ（半導体部品）であ
る。この半導体チップ１の能動端子面１ａには、はんだ
材からなる多数個の突起電極２（以下「はんだバンプ」
という）が形成されている。
ボンディングに用いる半導体チップ（半導体部品）であ
る。この半導体チップ１の能動端子面１ａには、はんだ
材からなる多数個の突起電極２（以下「はんだバンプ」
という）が形成されている。
【００２８】このはんだバンプ２は、上記半導体チップ
１の能動端子面１ａの任意の位置に設けられたアルミニ
ウム製のパッド（図示しない）上にバリアメタルを介し
て形成されたものであり、例えば、転写バンプ方式また
はスクリーン印刷方式によって形成される。そして、そ
の高さは略一定に揃えられている。
１の能動端子面１ａの任意の位置に設けられたアルミニ
ウム製のパッド（図示しない）上にバリアメタルを介し
て形成されたものであり、例えば、転写バンプ方式また
はスクリーン印刷方式によって形成される。そして、そ
の高さは略一定に揃えられている。
【００２９】また、同図に４で示すのは、このボンディ
ング装置のボンディングツールである。このボンディン
グツール４は、上記半導体チップ１を吸着保持する保持
手段を兼ねるものであり、平坦に形成された下面には吸
着保持用のバキューム孔４ａが開口している。このバキ
ューム孔４ａは、真空発生装置５に接続されている。
ング装置のボンディングツールである。このボンディン
グツール４は、上記半導体チップ１を吸着保持する保持
手段を兼ねるものであり、平坦に形成された下面には吸
着保持用のバキューム孔４ａが開口している。このバキ
ューム孔４ａは、真空発生装置５に接続されている。
【００３０】図１に示すように、このボンディングツー
ル４は、上記真空発生装置５を作動させることで、上記
半導体チップ１を、能動端子面１ａ（はんだバンプ２が
形成された面）を下方に向けた状態（フェースダウン状
態）で吸着保持する。また、このボンディングツール４
内には、加熱ヒータ６が埋設され、吸着保持した半導体
チップ１を所定の温度に加熱するようになっている。な
お、このボンディングツール４は、コンスタントヒート
形であっても良いし、パルスヒート形であっても良い。
ル４は、上記真空発生装置５を作動させることで、上記
半導体チップ１を、能動端子面１ａ（はんだバンプ２が
形成された面）を下方に向けた状態（フェースダウン状
態）で吸着保持する。また、このボンディングツール４
内には、加熱ヒータ６が埋設され、吸着保持した半導体
チップ１を所定の温度に加熱するようになっている。な
お、このボンディングツール４は、コンスタントヒート
形であっても良いし、パルスヒート形であっても良い。
【００３１】なお、このボンディングツール４は、図に
７で示す上下駆動機構（駆動手段）によって保持され、
この上下駆動機構７が作動することで上下駆動され所定
の高さに停止するようになっている。
７で示す上下駆動機構（駆動手段）によって保持され、
この上下駆動機構７が作動することで上下駆動され所定
の高さに停止するようになっている。
【００３２】このボンディングツール４の下方には、ボ
ンディングステージ８が設けられている。このボンディ
ングステージ８の上面には、プリント基板９（実装基
板）が保持されている。このプリント基板９には、上記
半導体チップ１に設けられた各はんだバンプ２に対応す
る電極パッド９ａ（配線回路）が形成されている。
ンディングステージ８が設けられている。このボンディ
ングステージ８の上面には、プリント基板９（実装基
板）が保持されている。このプリント基板９には、上記
半導体チップ１に設けられた各はんだバンプ２に対応す
る電極パッド９ａ（配線回路）が形成されている。
【００３３】また、このボンディングステージ８内には
予備加熱ヒータ１０が埋設され、この予備加熱ヒータ１
０が作動することで、上面に保持した上記プリント基板
９を上記はんだ溶融温度よりも低い所定の予備加熱温度
に加熱できるようになっている。
予備加熱ヒータ１０が埋設され、この予備加熱ヒータ１
０が作動することで、上面に保持した上記プリント基板
９を上記はんだ溶融温度よりも低い所定の予備加熱温度
に加熱できるようになっている。
【００３４】上記ボンディングツール４およびボンディ
ングステージ８の側方には、上記半導体チップ１を認識
するセンサ１１（検出手段）が設けられている。このセ
ンサ１１は、上記半導体チップ１の高さ変位を検出する
ためのものであり、その認識信号は、画像処理装置１２
を介して図に１３で示す制御部（制御手段）に入力され
るようになっている。
ングステージ８の側方には、上記半導体チップ１を認識
するセンサ１１（検出手段）が設けられている。このセ
ンサ１１は、上記半導体チップ１の高さ変位を検出する
ためのものであり、その認識信号は、画像処理装置１２
を介して図に１３で示す制御部（制御手段）に入力され
るようになっている。
【００３５】この制御部１３は、この撮像信号に基づい
て上記半導体チップ１の上下方向の変位、すなわち上記
半導体チップ１とプリント基板９の相対距離を検知し、
これに基づいて、次に説明するように上記上下駆動機構
７を制御する。
て上記半導体チップ１の上下方向の変位、すなわち上記
半導体チップ１とプリント基板９の相対距離を検知し、
これに基づいて、次に説明するように上記上下駆動機構
７を制御する。
【００３６】次に、この装置によるボンディング動作を
図２に示すタイミングチャート、図３および図４に基づ
いて説明する。上記はんだバンプ２の形成された半導体
チップ１は、図示しないチップトレイ内に複数個収納さ
れている。この半導体チップ１は、このトレイ内から順
次取り出され、上述したように上記ボンディングツール
４の下面に吸着保持される。このとき、上記ボンディン
グツール４は、上記加熱ヒータ６が作動することではん
だ溶融温度よりも低い予備加熱温度に保温されている。
図２に示すタイミングチャート、図３および図４に基づ
いて説明する。上記はんだバンプ２の形成された半導体
チップ１は、図示しないチップトレイ内に複数個収納さ
れている。この半導体チップ１は、このトレイ内から順
次取り出され、上述したように上記ボンディングツール
４の下面に吸着保持される。このとき、上記ボンディン
グツール４は、上記加熱ヒータ６が作動することではん
だ溶融温度よりも低い予備加熱温度に保温されている。
【００３７】一方、プリント基板９は、上記ボンディン
グステージ８上に保持され、上記予備加熱ヒータ１０が
作動することで所定の予備加熱温度に加熱される。そし
て、このボンディングステージ８は、ＸＹ方向に駆動さ
れ、図３（ａ）に示すように上記プリント基板９の各電
極パッド９ａを上記半導体チップ１の各はんだバンプ２
に対向位置決めする。
グステージ８上に保持され、上記予備加熱ヒータ１０が
作動することで所定の予備加熱温度に加熱される。そし
て、このボンディングステージ８は、ＸＹ方向に駆動さ
れ、図３（ａ）に示すように上記プリント基板９の各電
極パッド９ａを上記半導体チップ１の各はんだバンプ２
に対向位置決めする。
【００３８】位置決めがなされたならば、上記ボンディ
ングツール４は、上記上下駆動機構７が作動することに
より下降駆動される（図２に示す点Ａ〜Ｂ）。ボンディ
ングツール４が下降駆動されると、上記半導体チップ１
のはんだバンプ２はプリント基板９の電極パッド９ａに
当接し、図３（ｂ）および図４（ａ）に示すように押し
潰される。このことで、上記半導体チップ１に形成され
た略すべてのはんだバンプ２が上記電極パッド９ａに押
し付けられる。
ングツール４は、上記上下駆動機構７が作動することに
より下降駆動される（図２に示す点Ａ〜Ｂ）。ボンディ
ングツール４が下降駆動されると、上記半導体チップ１
のはんだバンプ２はプリント基板９の電極パッド９ａに
当接し、図３（ｂ）および図４（ａ）に示すように押し
潰される。このことで、上記半導体チップ１に形成され
た略すべてのはんだバンプ２が上記電極パッド９ａに押
し付けられる。
【００３９】上記制御部１３は、上記上下駆動機構７の
加圧力の変化からこの状態を知り、上記上下駆動機構７
による下降駆動を停止させる。このような作業を面検出
といい、この面検出時の上記半導体チップ１とプリント
基板９との距離を面検出高さという（図２点Ｂ）。
加圧力の変化からこの状態を知り、上記上下駆動機構７
による下降駆動を停止させる。このような作業を面検出
といい、この面検出時の上記半導体チップ１とプリント
基板９との距離を面検出高さという（図２点Ｂ）。
【００４０】面検出が終了したならば、上記制御部１３
は、加熱ヒータ６を昇温させ、上記ボンディングツール
４を所定のボンディング温度に加熱する。このことで、
上記半導体チップ１のはんだバンプ２は溶融を開始す
る。
は、加熱ヒータ６を昇温させ、上記ボンディングツール
４を所定のボンディング温度に加熱する。このことで、
上記半導体チップ１のはんだバンプ２は溶融を開始す
る。
【００４１】上記ボンディングツール４の昇温を開始し
たならば、上記制御部１３は図４（ａ）に示すように、
上記センサ１１を用いて上記半導体チップ１の実際の高
さ変化を監視し、上記半導体チップ１の高さを一定に保
つために上記ボンディングツール４を上昇駆動する。
たならば、上記制御部１３は図４（ａ）に示すように、
上記センサ１１を用いて上記半導体チップ１の実際の高
さ変化を監視し、上記半導体チップ１の高さを一定に保
つために上記ボンディングツール４を上昇駆動する。
【００４２】すなわち、加熱後もこのボンディングツー
ル４を同じ高さに保っていた場合には、このボンディン
グツール４が熱膨張した際に、上記半導体チップ１をさ
らに押し下げることになり、このことで上記半導体チッ
プ１とプリント基板９との間に位置する溶融したはんだ
バンプ２が流れ出すおそれがあるからである。
ル４を同じ高さに保っていた場合には、このボンディン
グツール４が熱膨張した際に、上記半導体チップ１をさ
らに押し下げることになり、このことで上記半導体チッ
プ１とプリント基板９との間に位置する溶融したはんだ
バンプ２が流れ出すおそれがあるからである。
【００４３】このとき、上記ボンディングツール４の駆
動は、フィードバック制御によって行う。すなわち、上
記制御部１３は、上記上下駆動機構７に対して出力した
上記半導体チップ１の高さ指令値（面検出高さ）と上記
センサ１１により検出された実際の上記半導体チップ１
の高さとの間に差がある場合には、上記上下駆動機構７
に対する指令値にその差を加算して出力するようにす
る。たとえば、図４（ｂ）は、上記ボンディングツール
４の膨張によって上記半導体チップ１が若干量下降した
状態を示したものであり、このような場合、上記制御部
１３は上記上下駆動機構７に指令を発し上記ボンディン
グツール４を上昇駆動させることで、この半導体チップ
１の高さを図４（ａ）に示す面検出時の高さに復帰させ
る。
動は、フィードバック制御によって行う。すなわち、上
記制御部１３は、上記上下駆動機構７に対して出力した
上記半導体チップ１の高さ指令値（面検出高さ）と上記
センサ１１により検出された実際の上記半導体チップ１
の高さとの間に差がある場合には、上記上下駆動機構７
に対する指令値にその差を加算して出力するようにす
る。たとえば、図４（ｂ）は、上記ボンディングツール
４の膨張によって上記半導体チップ１が若干量下降した
状態を示したものであり、このような場合、上記制御部
１３は上記上下駆動機構７に指令を発し上記ボンディン
グツール４を上昇駆動させることで、この半導体チップ
１の高さを図４（ａ）に示す面検出時の高さに復帰させ
る。
【００４４】このような制御を連続的に行うことで上記
半導体チップ１の高さは一定に保たれることとなる。な
お、この実施形態では、半導体チップ１を面検出時の高
さに保つようにしているが、はんだバンプ２の溶融が開
始した直後に上記半導体チップ１の高さを面検出高さよ
りも高い位置に駆動し、以後その高さで上記半導体チッ
プ１を保持するようにしても良い。はんだバンプ２が溶
融し始めた後も面検出時高さを保っていると、溶融はん
だの表面張力と加圧力とのバランスが崩れ上記溶融はん
だが流れ出してしまう場合もあるからである。
半導体チップ１の高さは一定に保たれることとなる。な
お、この実施形態では、半導体チップ１を面検出時の高
さに保つようにしているが、はんだバンプ２の溶融が開
始した直後に上記半導体チップ１の高さを面検出高さよ
りも高い位置に駆動し、以後その高さで上記半導体チッ
プ１を保持するようにしても良い。はんだバンプ２が溶
融し始めた後も面検出時高さを保っていると、溶融はん
だの表面張力と加圧力とのバランスが崩れ上記溶融はん
だが流れ出してしまう場合もあるからである。
【００４５】上記半導体チップ１の加熱を所定の時間行
ったならば、図２に点Ｃ〜Ｄで示すように一旦上記ボン
ディングツール４を下降駆動し、上記半導体チップ１を
上記面検出高さ以下に下降させる。これは、溶融したは
んだバンプ２のすべてを上記プリント基板９の電極パッ
ド９ａに接触させるためである。
ったならば、図２に点Ｃ〜Ｄで示すように一旦上記ボン
ディングツール４を下降駆動し、上記半導体チップ１を
上記面検出高さ以下に下降させる。これは、溶融したは
んだバンプ２のすべてを上記プリント基板９の電極パッ
ド９ａに接触させるためである。
【００４６】すなわち、上記はんだバンプ２の高さはほ
ぼ一定に形成されているのであるが、図３（ａ）に示す
ように一部高さが低いものが生じている場合がある。こ
のようなはんだバンプ２は、上記はんだバンプ２を押し
つぶす工程（図３（ｂ））やはんだバンプ２を溶融させ
る工程（図３（ｃ））を経ても、同図（ｃ）に示すよう
に上記プリント基板９の電極パッド９ａに接触しないも
のがあるからである。したがって、上記はんだバンプ２
が溶融した後に上記半導体チップ１を上記面検出高さ以
下に一旦押し下げることによって、図３（ｄ）に示すよ
うにすべてのはんだバンプ２が上記プリント基板９の電
極パッド９ａに接触することとなる。
ぼ一定に形成されているのであるが、図３（ａ）に示す
ように一部高さが低いものが生じている場合がある。こ
のようなはんだバンプ２は、上記はんだバンプ２を押し
つぶす工程（図３（ｂ））やはんだバンプ２を溶融させ
る工程（図３（ｃ））を経ても、同図（ｃ）に示すよう
に上記プリント基板９の電極パッド９ａに接触しないも
のがあるからである。したがって、上記はんだバンプ２
が溶融した後に上記半導体チップ１を上記面検出高さ以
下に一旦押し下げることによって、図３（ｄ）に示すよ
うにすべてのはんだバンプ２が上記プリント基板９の電
極パッド９ａに接触することとなる。
【００４７】ついで、上記制御部１３は上記半導体チッ
プ１を上昇駆動し、図２点Ｅ〜Ｆに示すように、上記半
導体チップ１の高さが上記面検出高さよりも高くなるよ
うに保持する。このことで、上記溶融したはんだバンプ
２は上方へ引き伸ばされ、図３（ｅ）に示すような形状
となる。
プ１を上昇駆動し、図２点Ｅ〜Ｆに示すように、上記半
導体チップ１の高さが上記面検出高さよりも高くなるよ
うに保持する。このことで、上記溶融したはんだバンプ
２は上方へ引き伸ばされ、図３（ｅ）に示すような形状
となる。
【００４８】ついで、上記制御部１３は上記加熱ヒータ
６による加熱を停止する。このことで、上記はんだバン
プ２は図３（ｄ）に示す状態で冷却され、凝固する（図
２点Ｆ〜Ｇ）。なお、このときボンディングツール４の
温度が低下することからこのボンディングツール４が高
さ方向に収縮することがある。この場合にも、上記加熱
時と同様に、上記制御部１３は、上記センサ１１を用い
て上記半導体チップ１の高さを監視し、必要であれば上
記ボンディングツール４の収縮分だけ上記ボンディング
ツール４を下降させる。図４（ｃ）ボンディングツール
４の熱収縮によって半導体チップ１が上昇した状態を示
す図である。
６による加熱を停止する。このことで、上記はんだバン
プ２は図３（ｄ）に示す状態で冷却され、凝固する（図
２点Ｆ〜Ｇ）。なお、このときボンディングツール４の
温度が低下することからこのボンディングツール４が高
さ方向に収縮することがある。この場合にも、上記加熱
時と同様に、上記制御部１３は、上記センサ１１を用い
て上記半導体チップ１の高さを監視し、必要であれば上
記ボンディングツール４の収縮分だけ上記ボンディング
ツール４を下降させる。図４（ｃ）ボンディングツール
４の熱収縮によって半導体チップ１が上昇した状態を示
す図である。
【００４９】なお、上記はんだバンプ２の収縮率が高い
場合には、この冷却の際に、上記半導体チップ１の高さ
を徐々に低くするようにしても良い。ただしこの場合で
も、上記フィードバック制御により上記半導体チップ１
の高さを所望の高さに保つようにする。
場合には、この冷却の際に、上記半導体チップ１の高さ
を徐々に低くするようにしても良い。ただしこの場合で
も、上記フィードバック制御により上記半導体チップ１
の高さを所望の高さに保つようにする。
【００５０】このようにして、このボンディング工程中
の半導体チップ１の高さ、すなわち、この半導体チップ
１と上記プリント基板９との距離は、上記はんだバンプ
２の溶融・凝固に応じて所望の値に保たれるようになっ
ている。
の半導体チップ１の高さ、すなわち、この半導体チップ
１と上記プリント基板９との距離は、上記はんだバンプ
２の溶融・凝固に応じて所望の値に保たれるようになっ
ている。
【００５１】上記はんだバンプ２が完全に凝固したなら
ば上記真空発生装置５を停止させ、上記半導体チップ１
の吸着を解除する。そして最後に、図２の点Ｇ〜Ｈに示
すように、上記ボンディングツール４を上昇駆動する。
このことで一連のボンディング工程が終了する。
ば上記真空発生装置５を停止させ、上記半導体チップ１
の吸着を解除する。そして最後に、図２の点Ｇ〜Ｈに示
すように、上記ボンディングツール４を上昇駆動する。
このことで一連のボンディング工程が終了する。
【００５２】このような構成によれば、以下に説明する
効果がある。第１に、はんだバンプ２を用いてフリップ
チップボンディングを行う際、半導体チップ１の高さを
外部から直接的に認識し、これに基づき、半導体チップ
１の高さ、すなわち、この半導体チップ１と上記プリン
ト基板９との相対距離を、上記はんだバンプ２の溶融・
凝固に応じて所望の値に制御するようにした。このこと
で、溶融したはんだバンプ２が別の場所に流出してしま
うことや凝固時にはんだバンプ２が破断することを有効
に防止することができる効果がある。
効果がある。第１に、はんだバンプ２を用いてフリップ
チップボンディングを行う際、半導体チップ１の高さを
外部から直接的に認識し、これに基づき、半導体チップ
１の高さ、すなわち、この半導体チップ１と上記プリン
ト基板９との相対距離を、上記はんだバンプ２の溶融・
凝固に応じて所望の値に制御するようにした。このこと
で、溶融したはんだバンプ２が別の場所に流出してしま
うことや凝固時にはんだバンプ２が破断することを有効
に防止することができる効果がある。
【００５３】すなわち、上記一実施形態のようにはんだ
バンプ２（突起電極）の材質としてはんだ材を用いる場
合には、このはんだ材が溶融して液状となるので、金等
を用いる場合のようにただ押しつけるだけではだめで、
上記半導体チップ１とプリント基板９との距離を適確に
制御しなければならないということがある。
バンプ２（突起電極）の材質としてはんだ材を用いる場
合には、このはんだ材が溶融して液状となるので、金等
を用いる場合のようにただ押しつけるだけではだめで、
上記半導体チップ１とプリント基板９との距離を適確に
制御しなければならないということがある。
【００５４】一方、上記ボンディングツール４を一定の
高さに保持するだけでは、上記ボンディングツール４が
熱伸縮した場合に上記半導体チップ１とプリント基板９
との距離を一定の値に保持できないということがある。
高さに保持するだけでは、上記ボンディングツール４が
熱伸縮した場合に上記半導体チップ１とプリント基板９
との距離を一定の値に保持できないということがある。
【００５５】このような場合には、加熱時のボンディン
グツール４の熱膨張により上記プリント基板９と半導体
チップ１の距離が狭まって、この間に位置する溶融した
はんだバンプ２が押し出されて流れ出したり、冷却時の
ボンディングツール４の熱収縮により凝固したはんだバ
ンプ２が引っ張られて破断したりするということがあ
る。
グツール４の熱膨張により上記プリント基板９と半導体
チップ１の距離が狭まって、この間に位置する溶融した
はんだバンプ２が押し出されて流れ出したり、冷却時の
ボンディングツール４の熱収縮により凝固したはんだバ
ンプ２が引っ張られて破断したりするということがあ
る。
【００５６】しかし、この発明では、外部から直接的に
上記半導体チップ１の高さ変位を検出し、これに基づい
て上記半導体チップ１の高さ（半導体チップ１とプリン
ト基板９の相対距離）を所定の値に制御するようにした
ので、上記ボンディングツール４に熱膨張や熱収縮が生
じた場合等であっても、これにリアルタイムで対処で
き、はんだバンプ２の溶融および凝固に応じた良好なボ
ンディング制御を行うことができる。このことにより、
溶融したはんだバンプ２が流出してショートが発生する
ことを有効に防止できると共に良好なはんだ付けを行え
る効果がある。
上記半導体チップ１の高さ変位を検出し、これに基づい
て上記半導体チップ１の高さ（半導体チップ１とプリン
ト基板９の相対距離）を所定の値に制御するようにした
ので、上記ボンディングツール４に熱膨張や熱収縮が生
じた場合等であっても、これにリアルタイムで対処で
き、はんだバンプ２の溶融および凝固に応じた良好なボ
ンディング制御を行うことができる。このことにより、
溶融したはんだバンプ２が流出してショートが発生する
ことを有効に防止できると共に良好なはんだ付けを行え
る効果がある。
【００５７】第２に、面検出時にはすべてのはんだバン
プ２がプリント基板９の電極パッド９ａに接触していな
い場合でも、すべてのはんだバンプ２を上記プリント基
板９の電極パッド９ａに接触させることができ、良好な
ボンディング（はんだ付け）を行うことができる効果が
ある。
プ２がプリント基板９の電極パッド９ａに接触していな
い場合でも、すべてのはんだバンプ２を上記プリント基
板９の電極パッド９ａに接触させることができ、良好な
ボンディング（はんだ付け）を行うことができる効果が
ある。
【００５８】すなわち、上記全てのはんだバンプ２は略
同じ高さに揃えられていなければならないのであるが、
何らかの原因で図３（ａ）に示したように一部のはんだ
バンプ２が他のはんだバンプ２よりも高さが低く形成さ
れてしまう場合がある。
同じ高さに揃えられていなければならないのであるが、
何らかの原因で図３（ａ）に示したように一部のはんだ
バンプ２が他のはんだバンプ２よりも高さが低く形成さ
れてしまう場合がある。
【００５９】このようなバンプ２が存在する場合、通常
ボンディングを行うと、上記高さの低いはんだバンプ２
がプリント基板９の電極パッド９ａに接触せず導電不良
が生じる場合がある。
ボンディングを行うと、上記高さの低いはんだバンプ２
がプリント基板９の電極パッド９ａに接触せず導電不良
が生じる場合がある。
【００６０】しかし、この発明によれば、上記はんだバ
ンプ２が溶融した後に一度半導体チップ１を押し下げて
いるから、背の低いはんだバンプ２についても確実にプ
リント基板９に接触させることができる。したがって、
良好なボンディングを行える効果がある。
ンプ２が溶融した後に一度半導体チップ１を押し下げて
いるから、背の低いはんだバンプ２についても確実にプ
リント基板９に接触させることができる。したがって、
良好なボンディングを行える効果がある。
【００６１】第３に、上記ボンディングによって半導体
チップ１が搭載された実装済みプリント基板９を実際に
用いる場合において、半導体チップ１等の発熱によって
上記はんだバンプ２が破損することを有効に防止するこ
とができる効果がある。
チップ１が搭載された実装済みプリント基板９を実際に
用いる場合において、半導体チップ１等の発熱によって
上記はんだバンプ２が破損することを有効に防止するこ
とができる効果がある。
【００６２】すなわち、上記実装済みプリント基板に給
電を行い上記半導体チップ１を作動させると、この半導
体チップ１の発熱によってこの半導体チップ１に熱膨張
が生じる場合がある。
電を行い上記半導体チップ１を作動させると、この半導
体チップ１の発熱によってこの半導体チップ１に熱膨張
が生じる場合がある。
【００６３】すなわち、図３（ｅ）に示すように、上記
半導体チップ１が上記プリント基板９に対して図に矢印
（イ）で示す方向に伸長する場合がある。このような場
合、上記はんだバンプ２の内部に専断歪みが生じること
となりこのはんだバンプ２が破損するおそれがある。
半導体チップ１が上記プリント基板９に対して図に矢印
（イ）で示す方向に伸長する場合がある。このような場
合、上記はんだバンプ２の内部に専断歪みが生じること
となりこのはんだバンプ２が破損するおそれがある。
【００６４】しかし、この発明では、上記はんだバンプ
２の凝固時に上記半導体チップ１を上昇させ、凝固後の
はんだバンプ２の高さを上記面検出高さよりも高くなる
ように形成した。上記はんだバンプ２の高さを大きくす
ることで、上記半導体チップ１の熱膨張が同じ場合に
は、上記はんだバンプ２の内部に発生する専断歪みを小
さくすることができる。
２の凝固時に上記半導体チップ１を上昇させ、凝固後の
はんだバンプ２の高さを上記面検出高さよりも高くなる
ように形成した。上記はんだバンプ２の高さを大きくす
ることで、上記半導体チップ１の熱膨張が同じ場合に
は、上記はんだバンプ２の内部に発生する専断歪みを小
さくすることができる。
【００６５】このことで、はんだバンプ２の破損を有効
に防止することができる効果がある。なお、この発明
は、上記一実施形態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。
に防止することができる効果がある。なお、この発明
は、上記一実施形態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。
【００６６】例えば、上記一実施形態では、ボンディン
グ装置として、フリップチップボンディング装置を挙げ
たが、これに限定されるものではなく、図５に示すよう
なダイボンディングを行う装置であっても良い。
グ装置として、フリップチップボンディング装置を挙げ
たが、これに限定されるものではなく、図５に示すよう
なダイボンディングを行う装置であっても良い。
【００６７】この装置のボンディングステージ１５上に
は、実装基板としてのリードフレーム１６が保持されて
いる。そして、このリードフレーム１６のダイパッド１
６ａ上には、あらかじめペースト状のはんだ材１７が塗
布されている。また、このボンディングステージ１５内
には、加熱ヒータ１８が設けられ、この加熱ヒータ１８
を作動させることで、上記はんだ材１７を予備加熱する
ようになっている。
は、実装基板としてのリードフレーム１６が保持されて
いる。そして、このリードフレーム１６のダイパッド１
６ａ上には、あらかじめペースト状のはんだ材１７が塗
布されている。また、このボンディングステージ１５内
には、加熱ヒータ１８が設けられ、この加熱ヒータ１８
を作動させることで、上記はんだ材１７を予備加熱する
ようになっている。
【００６８】一方、ボンディングツール１９には、上記
半導体チップ１が能動端子面１ａを上方に向けた状態で
吸着保持されている。また、このボンディングツール１
９内には、加熱ヒータ２０が埋設され、上記半導体チッ
プ１を所定のはんだ溶融温度に加熱することができるよ
うになっている。
半導体チップ１が能動端子面１ａを上方に向けた状態で
吸着保持されている。また、このボンディングツール１
９内には、加熱ヒータ２０が埋設され、上記半導体チッ
プ１を所定のはんだ溶融温度に加熱することができるよ
うになっている。
【００６９】このボンディングツール１９は、上下駆動
機構２１が作動することで下降駆動され、その下面を上
記リードフレーム１６のダイパッド１６ａに供給された
はんだ材１７に当接させる。ついで、上記加熱ヒータ１
８が所定のはんだ加熱温度に昇温すると、上記はんだ材
１７は、加熱溶融させられ、上記半導体チップ１は上記
ダイパッド１６ａ上にはんだ付けされる。一方、上記ボ
ンディングツール１９の側方には、上記半導体チップ１
の高さ変位を監視するセンサ２２が設けられている。こ
のセンサ２２は、上記はんだ材１７が溶融を開始した後
の上記半導体チップ１の高さ変位を検出し、制御部２３
に出力する。この制御部２３は、この検出信号に基づい
て上記一実施形態と同様に上記半導体チップ１の高さを
制御するようになっている。
機構２１が作動することで下降駆動され、その下面を上
記リードフレーム１６のダイパッド１６ａに供給された
はんだ材１７に当接させる。ついで、上記加熱ヒータ１
８が所定のはんだ加熱温度に昇温すると、上記はんだ材
１７は、加熱溶融させられ、上記半導体チップ１は上記
ダイパッド１６ａ上にはんだ付けされる。一方、上記ボ
ンディングツール１９の側方には、上記半導体チップ１
の高さ変位を監視するセンサ２２が設けられている。こ
のセンサ２２は、上記はんだ材１７が溶融を開始した後
の上記半導体チップ１の高さ変位を検出し、制御部２３
に出力する。この制御部２３は、この検出信号に基づい
て上記一実施形態と同様に上記半導体チップ１の高さを
制御するようになっている。
【００７０】このような構成によれば、はんだ材１７を
上記ダイパッド１６ａの外に流出させることなく、上記
一実施形態と同様に良好なはんだ付けを行うことができ
る。したがって、ダイパッド１６ａの外部に延出された
インナーリード１６ｂ間でショートが発生することを有
効に防止できる効果がある。
上記ダイパッド１６ａの外に流出させることなく、上記
一実施形態と同様に良好なはんだ付けを行うことができ
る。したがって、ダイパッド１６ａの外部に延出された
インナーリード１６ｂ間でショートが発生することを有
効に防止できる効果がある。
【００７１】また、フリップチップやダイボンディング
に限定されるものではなく、はんだ材を用い、部品の高
さ制御を高精度に行う必要がある場合には、この発明を
適用することが可能である。
に限定されるものではなく、はんだ材を用い、部品の高
さ制御を高精度に行う必要がある場合には、この発明を
適用することが可能である。
【００７２】例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bondin
g）部品（ＴＣＰ等）等を実装基板上にはんだ付けする
場合には、実装基板の電極パッド上にあらかじめはんだ
材を供給しておき、これにＴＡＢ部品のアウタリードを
当接させ加圧・加熱することではんだ付けするようにし
ている。
g）部品（ＴＣＰ等）等を実装基板上にはんだ付けする
場合には、実装基板の電極パッド上にあらかじめはんだ
材を供給しておき、これにＴＡＢ部品のアウタリードを
当接させ加圧・加熱することではんだ付けするようにし
ている。
【００７３】しかし、上記ＴＡＢ部品のリードのピッチ
は非常に狭く、上記はんだ材が溶融して流出すると隣り
合う電極パッドとの間で容易にショートが生じる。した
がって、上記リードと実装基板の電極パッドの距離を高
精度に制御する必要がある。 この場合には、上記セ
ンサで、上記リードの高さを監視し、これに応じて上記
ＴＡＢ部品の高さ制御を行うことで、上記一実施形態と
同様の効果を得ることができる。
は非常に狭く、上記はんだ材が溶融して流出すると隣り
合う電極パッドとの間で容易にショートが生じる。した
がって、上記リードと実装基板の電極パッドの距離を高
精度に制御する必要がある。 この場合には、上記セ
ンサで、上記リードの高さを監視し、これに応じて上記
ＴＡＢ部品の高さ制御を行うことで、上記一実施形態と
同様の効果を得ることができる。
【００７４】なお、上記一実施形態では、検出手段とし
て上記半導体チップ１を撮像認識できるセンサ１１を用
いていたが、レーザ光を発射、受光することで上記半導
体チップ１の高さを検出できる装置であっても良い。
て上記半導体チップ１を撮像認識できるセンサ１１を用
いていたが、レーザ光を発射、受光することで上記半導
体チップ１の高さを検出できる装置であっても良い。
【００７５】また、上記一実施形態では、上記半導体チ
ップ１を検出することで制御を行っていたが、これに限
定されるものではなく、上記ボンディングツール４の下
端部を監視することで行っても良い。このような構成で
あっても、上記一実施形態と同様の効果を得ることがで
きる。
ップ１を検出することで制御を行っていたが、これに限
定されるものではなく、上記ボンディングツール４の下
端部を監視することで行っても良い。このような構成で
あっても、上記一実施形態と同様の効果を得ることがで
きる。
【００７６】さらに、上記一実施形態では、上記はんだ
バンプ２の溶融あるいは凝固時の上記半導体チップ１と
プリント基板９間の距離の制御を、上記ボンディングツ
ール４の移動に適宜補正を加えることで行っていたが、
これに限定されるものではない。例えば、上記ボンディ
ングツール４の伸び等による誤差については、上記ボン
ディングステージ８を上下させることで補正するように
しても良い。
バンプ２の溶融あるいは凝固時の上記半導体チップ１と
プリント基板９間の距離の制御を、上記ボンディングツ
ール４の移動に適宜補正を加えることで行っていたが、
これに限定されるものではない。例えば、上記ボンディ
ングツール４の伸び等による誤差については、上記ボン
ディングステージ８を上下させることで補正するように
しても良い。
【００７７】また、はんだ材溶融あるいは凝固中におけ
る上記半導体チップ１とプリント基板９間の相対距離の
制御を、上記ボンディングツール４を停止させ、上記ボ
ンディングステージ８を上下駆動するのみで行うように
しても良い。
る上記半導体チップ１とプリント基板９間の相対距離の
制御を、上記ボンディングツール４を停止させ、上記ボ
ンディングステージ８を上下駆動するのみで行うように
しても良い。
【００７８】このような構成であっても、上記半導体チ
ップ１とプリント基板９間の相対距離を制御することが
できるので、上記一実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
ップ１とプリント基板９間の相対距離を制御することが
できるので、上記一実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
【００７９】
【発明の効果】この発明は、はんだ材を用いて半導体部
品と実装基板のボンディングを行う際、はんだ材加熱あ
るいは冷却時（溶融時あるいは凝固時）の上記半導体部
品と上記実装基板の相対距離を外部から直接的に認識
し、これに基づき、上記半導体部品と上記実装基板の相
対距離を上記はんだ材の溶融・凝固に応じて所望の値に
制御するようにした。
品と実装基板のボンディングを行う際、はんだ材加熱あ
るいは冷却時（溶融時あるいは凝固時）の上記半導体部
品と上記実装基板の相対距離を外部から直接的に認識
し、これに基づき、上記半導体部品と上記実装基板の相
対距離を上記はんだ材の溶融・凝固に応じて所望の値に
制御するようにした。
【００８０】このことで、溶融したはんだ材が別の場所
に流出してしまうことを防止しつつ良好なはんだ付けを
行える。また、ショート等の接続不良等が生じることを
有効に防止できる効果がある。
に流出してしまうことを防止しつつ良好なはんだ付けを
行える。また、ショート等の接続不良等が生じることを
有効に防止できる効果がある。
【００８１】また、この発明では、上記半導体部品を上
記はんだ材が溶融した後この半導体部品を一旦実装基板
に近づく方向に駆動するようにした。このことで面検出
の際両者に接触していないはんだ材がある場合でも、確
実に接触させることができ、良好なはんだ付けを行うこ
とができる効果がある。
記はんだ材が溶融した後この半導体部品を一旦実装基板
に近づく方向に駆動するようにした。このことで面検出
の際両者に接触していないはんだ材がある場合でも、確
実に接触させることができ、良好なはんだ付けを行うこ
とができる効果がある。
【００８２】また、上記はんだ材を凝固させる際には、
上記半導体チップとプリント基板の距離を離して、上記
はんだ材の高さを高くするようにした。このことで、上
記実装基板と半導体部品との間に熱収縮の差が生じた場
合でも、その際生じる歪みが小さいので、このはんだ材
が破損することはない。
上記半導体チップとプリント基板の距離を離して、上記
はんだ材の高さを高くするようにした。このことで、上
記実装基板と半導体部品との間に熱収縮の差が生じた場
合でも、その際生じる歪みが小さいので、このはんだ材
が破損することはない。
【図１】この発明の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】同じく、ボンディング工程を示すタイミングチ
ャート。
ャート。
【図３】同じく、ボンディング工程を示す工程図。
【図４】同じく、ボンディング工程を拡大して示す工程
図。
図。
【図５】他の実施形態を示す概略構成図。
１…半導体チップ（半導体部品）、２…はんだバンプ
（はんだ材）、４…ボンディングツール、７…上下駆動
機構（駆動手段）、８…ボンディングステージ、９…プ
リント基板（実装基板）、１１…センサ（検出手段）、
１３…制御部（制御手段）。
（はんだ材）、４…ボンディングツール、７…上下駆動
機構（駆動手段）、８…ボンディングステージ、９…プ
リント基板（実装基板）、１１…センサ（検出手段）、
１３…制御部（制御手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蛭田 陽一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (9)
- 【請求項１】 はんだ材を介在させ、半導体部品と実装
基板とをはんだ付けするボンディング装置において、 上記半導体部品と実装基板の相対距離を検出する検出手
段と、 この検出手段の検出に基づいて、上記はんだ材加熱時あ
るいは冷却時時の上記半導体部品と実装基板の相対距離
を制御する制御手段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】 請求項１記載のボンディング装置におい
て、 上記実装基板を保持するボンディングステージと、 上記半導体部品を保持し、この半導体部品をはんだ材を
介して上記ボンディングステージに保持された実装基板
に加圧するボンディングツールと、上記制御手段の指令
に基づき上記ボンディングステージあるいはボンディン
グツールを駆動する駆動手段とを有することを特徴とす
るボンディング装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のボンディング装置におい
て、 上記制御手段は、上記はんだ材の加熱時に、上記半導体
部品と実装基板の相対距離が一定となるように、上記駆
動手段を上記ボンディングツールとボンディングステー
ジとが離れる方向に作動させる手段を有することを特徴
とするボンディング装置。 - 【請求項４】 請求項２記載のボンディング装置におい
て、 上記制御手段は、上記はんだ材の冷却時に、上記半導体
部品と実装基板の相対距離が一定となるように、上記駆
動手段を上記ボンディングツールとボンディングステー
ジとが近づく方向に作動させる手段を有することを特徴
とするボンディング装置。 - 【請求項５】 請求項２記載のボンディング装置におい
て、 上記制御手段は、上記はんだ材が溶融している状態で、
上記検出手段の検出に基づき、上記駆動手段を上記ボン
ディングツールとボンディングステージとが離れる方向
に作動させ、上記はんだ材の高さを任意の高さに設定す
る手段を有することを特徴とするボンディング装置。 - 【請求項６】 半導体部品と実装基板との間にはんだ材
を介在させ、この半導体部品と実装基板とを接離する方
向に駆動する駆動手段を作動させることで、上記半導体
部品と実装基板とをはんだ付けするボンディング方法に
おいて、 上記はんだ材が所定の高さに押しつぶされたことを検知
する工程と、 上記はんだ材が所定の高さに押しつぶされた後、はんだ
材の加熱あるいは冷却に応じて、上記駆動装置を上記半
導体部品と実装基板とが近づく方向あるは離れる方向に
作動させる工程とを有することを特徴とするボンディン
グ方法。 - 【請求項７】 請求項６記載のボンディング方法におい
て、 上記駆動装置を作動させる工程は、上記半導体部品を保
持するボンディングツールの伸縮に従って、上記駆動装
置を作動させ、上記半導体部品と実装基板との距離を所
定の値に保つ工程を含むことを特徴とするボンディング
方法。 - 【請求項８】 請求項６記載のボンディング方法におい
て、 上記駆動装置を作動させる工程は、上記はんだ材が溶融
した後、一旦上記半導体部品と実装基板とを近づく方向
に駆動し、すべてのはんだ材を上記半導体部品と実装基
板とに接触させる工程を含むことを特徴とするボンディ
ング方法。 - 【請求項９】 請求項６記載のボンディング方法におい
て、 上記駆動装置を作動させる工程は、上記はんだ材を冷却
する際に、上記半導体部品と実装基板の距離を上記はん
だ材を押しつぶした際の距離よりも大きく保つ工程を含
むことを特徴とするボンディング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7312115A JPH09153525A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | ボンディング装置およびボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7312115A JPH09153525A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | ボンディング装置およびボンディング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153525A true JPH09153525A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18025429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7312115A Pending JPH09153525A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | ボンディング装置およびボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09153525A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7075036B2 (en) * | 2001-06-08 | 2006-07-11 | Shibaura Mechatronics Corporation | Electronic part compression bonding apparatus and method |
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| WO2022030006A1 (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | 株式会社新川 | 半導体装置の製造装置および製造方法 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP7312115A patent/JPH09153525A/ja active Pending
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| JPWO2022030006A1 (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 |
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