JPH0964071A - ボンディング装置及び半導体icの製造方法 - Google Patents

ボンディング装置及び半導体icの製造方法

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JPH0964071A
JPH0964071A JP7211771A JP21177195A JPH0964071A JP H0964071 A JPH0964071 A JP H0964071A JP 7211771 A JP7211771 A JP 7211771A JP 21177195 A JP21177195 A JP 21177195A JP H0964071 A JPH0964071 A JP H0964071A
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JP
Japan
Prior art keywords
bonding
chip
distance
bonding head
lead frame
Prior art date
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Pending
Application number
JP7211771A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsumasa Takeshita
竜征 竹下
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0964071A publication Critical patent/JPH0964071A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚さにバラツキのある各リードフレームに対
しても、同じ速度でボンディングを行うことができるボ
ンディング装置及び半導体ICの製造方法を得る。 【解決手段】 レール1の上方に設けられ、レール1上
に載置されたリードフレーム2の接着面Cまでの距離を
検出するための距離検出センサ13を備えている。距離
検出センサ13が接着面Cまでの距離を検出し、この検
出距離に基づいて接着面Cの位置を求め、チップ5がリ
ードフレーム2の接着面Cに当接する際の速度が常に一
定となるように制御する。このため、チップとリードフ
レームとの間に介在するチップとリードフレームを接着
させるための固着材がチップの裏面に均等につかなかっ
たり、固着材が飛び散ったりすることが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は部品を部材の所定
の接着面に固着するボンディングを行うためのボンディ
ング装置及び半導体ICの製造方法に関し、特にバラツ
キのある各部材に対して、同じ条件でボンディングを行
うことができるボンディング装置及び半導体ICの製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のボンディング装置の構成を
示す図である。図2において、1は載置台でもあるレー
ル、2はレール1上に運ばれる部材であるリードフレー
ム、3はリードフレーム2を搬送するための送り爪、4
はステージ、5はステージ4上に載置される部品である
半導体ICのチップ、6はチップ5を保持するためのコ
レット、7はコレット6を取り付けるボンディングヘッ
ド、8はボンディングヘッド7を上下動させる上下動ユ
ニット、9はボンディングヘッド7をZ方向に移動させ
るZ方向駆動モータ、10はボンディングヘッド7をY
方向に移動させるY方向駆動モータ、11はボンディン
グヘッド7をX方向に移動させるX方向駆動モータ、1
2はY方向駆動モータ10及びX方向駆動モータ11を
取り付けたX−Yテーブルである。なお、上下動ユニッ
ト8はZ方向駆動モータ9を含み、ボンディングヘッド
7はコレット6を含む。
【0003】図3は従来のボンディング装置の動作を示
す図である。図3において、Aは後述するボンディング
点上方の固定されたボンディング開始位置,Bは固定さ
れたボンディングヘッド減速位置、Cはリードフレーム
2の所定の接着面(ダイパッド)、その他の各符号は図
2中の各符号に対応している。
【0004】ボンディングヘッド7において、上下動ユ
ニット8は、X−Yテーブル12上に配置されているた
め、ボンディングヘッド7は、X−Y−Zの3軸方向に
自在に動くことができる。
【0005】次に動作について、まずボンディングヘッ
ド7がチップ5を保持してボンディング開始位置Aまで
搬送するまでの動作を説明する。レール1上に運ばれた
リードフレーム2は、送り爪3によってピッチ送りさ
れ、所定のボンディング点に搬送され、レール1上に載
置された状態で待機する。なお、送り爪3の駆動系は図
2には示さない。また、チップ5は、あらかじめ図2に
は示さない他のユニットによって良品のみ選別され、チ
ップ5をボンディングヘッド7が受け取る所定の位置で
あるステージ4上に載置される。また、リードフレーム
2のダイパッドの表面にはチップ5を固着するための固
着材(図示せず)が塗布されている。次に、ボンディン
グヘッド7がステージ4まで移動して、ステージ4上に
載置されたチップ5を、ボンディングヘッド7の先端に
取り付けられたコレット6によって真空吸着し、リード
フレーム2上のボンディング開始位置Aに搬送される。
【0006】次に、ボンディングヘッド7がボンディン
グ開始位置Aから移動して接着面Cへ当接する動作を説
明する。まず、ボンディングヘッド7がボンディング開
始位置Aから一定の加速度で加速してボンディングヘッ
ド減速位置Bへ移動する。ボンディングヘッド7がボン
ディングヘッド減速位置Bに達するまでには充分な距離
があるため予め定められた速度に達することができる。
ボンディングヘッド7がボンディングヘッド減速位置B
を通過する時点からボンディングヘッド7の速度を常に
一定の減速度で減速して、ボンディングヘッド7の先端
に保持されたチップ5が接着面Cに当接し、チップ5は
接着面Cに固着(ダイボンディング)される。
【0007】その後、ボンディングされたリードフレー
ム2は、送り爪3によって1ピッチ送られ、以上の動作
を繰り返して搬送・排出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のボンディング装
置は以上のように構成されており、ボンディングヘッド
減速位置Bの位置が固定されていたので、リードフレー
ム2の厚さのバラツキにより、接着面Cとボンディング
ヘッド減速位置Bとの距離が変化し、リードフレーム2
が接着面Cに当接する際のボンディングヘッド7の速度
やその速度によって定まるチップ5がリードフレーム2
に当接する際の接合荷重等のボンディング条件が一定と
ならず、チップ5とリードフレーム2との間に介在する
チップ5とリードフレーム2を接着させるための固着材
がチップ5の裏面に均等につかなかったり、固着材が飛
び散ったりする問題点がある。
【0009】こ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、バラツキのある部材に対して
も、同じボンディング条件でボンディングを行うことが
できるボンディング装置及び半導体ICの製造方法を得
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
課題解決手段は、部品を部材の所定の接着面に固着する
ボンディングを行うためのボンディング装置であって、
前記部材を載置するための載置台と、前記部品を保持す
るためのボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッ
ドを駆動するための駆動手段と、前記載置台の上方に設
けられ、前記載置台上に載置された前記部材の前記接着
面までの距離を検出するための距離検出センサと、前記
ボンディングヘッドが前記載置台上に載置された前記部
材の上方から当該部材へ向けて下降する際に、前記距離
検出センサが検出した前記距離に基づいて前記駆動手段
を制御するための制御手段とを備える。
【0011】本発明の請求項2に係る課題解決手段にお
いて、前記制御手段は、前記部品が前記部材の前記接着
面に当接する際の速度が常に一定となるように前記駆動
手段を制御する。
【0012】本発明の請求項3に係る課題解決手段にお
いて、前記制御手段は、常に一定のボンディングサイク
ルとなるように前記駆動手段を制御する。
【0013】本発明の請求項4に係る課題解決手段は、
請求項1記載のボンディング装置を用いた半導体ICの
製造方法であって、前記部材に相当する前記半導体IC
のリードフレームを前記載置台上に載置する工程と、前
記部品に相当する前記半導体ICのチップを前記ボンデ
ィングヘッドに保持させる工程と、前記距離検出センサ
により前記距離を検出する工程と、前記制御手段による
制御の下で前記駆動手段により前記ボンディングヘッド
を動かして、前記リードフレームに前記チップをダイボ
ンディングする工程とを備える。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態にお
けるボンディング装置を示す図である。図1において、
13は距離を検出する距離検出センサ、14はこの距離
検出センサ13を取り付ける支持具、15はこれらを固
定する支柱、その他の各符号は図2中の各符号に対応し
ている。距離検出センサ13は、従来の技術で説明した
ボンディング点(接着面C)上方にとりつけられ、かつ
ボンディングヘッド7と干渉しない固定された位置に取
り付けられている。Z方向駆動モータ9,Y方向駆動モ
ータ10,X方向駆動モータ11により駆動手段を構成
する。また、コレット6の真空吸着及び距離検出センサ
13が検出した距離を受けて駆動手段を制御する制御手
段(図示せず)が設けられている。
【0015】ボンディングヘッド7は、従来と同様にX
−Y−Zの3軸方向に自在に動くことができる。
【0016】次に動作について説明する。まず、ボンデ
ィングヘッド7がチップ5を保持してボンディング点上
方にあるボンディング開始位置まで搬送するまでの動作
は従来と同様である。なお、これに先立ち、例えば、リ
ードフレーム2の任意の接着面C(ダイパッド)が所定
のボンディング点に搬送され、レール1上に載置された
まま待機状態となった直後に、距離検出センサ13がそ
の距離検出センサ13から接着面Cまでの距離を検出す
る。そして、その検出した距離を制御手段が受けて、検
出した距離に基づいて、接着面Cの位置を求める。
【0017】次に、ボンディングヘッド7がボンディン
グ開始位置から下降して接着面Cへ当接する動作の一例
を説明する。まず、距離検出センサ13の検出距離に基
づいて求められた接着面Cの位置から予め定められた距
離だけ上方に存在する位置、即ちボンディングヘッド7
が減速を開始するボンディングヘッド減速位置(従来の
技術で説明したボンディングヘッド減速位置Bに相当す
る)を定めておく。このボンディングヘッド減速位置を
定めるタイミングは例えば、距離検出センサ13が距離
を検出した直後等に定めておけばよい。次に、ボンディ
ングヘッド7がボンディング開始位置から一定の加速度
で加速して、上記のようにして求めたボンディングヘッ
ド減速位置へ移動する。ボンディングヘッド7がボンデ
ィングヘッド減速位置に達するまでには充分な距離があ
るため予め定められた速度に達することができる。ボン
ディングヘッド7が上記のようにして求めたボンディン
グヘッド減速位置を通過する時点から、ボンディングヘ
ッド7の速度は常に一定の減速度で減速する。従って、
ボンディングヘッド減速位置から必ず予め定められた距
離だけ下方に位置している接着面Cに当接する際のボン
ディングヘッド7の速度は常に一定となり、チップ5は
接着面Cに均一に固着(ダイボンディング)される。
【0018】このように、接着面Cに当接する際の速度
が常に一定となるため、その速度によって定まるチップ
5がリードフレーム2に当接する際の接合荷重のボンデ
ィング条件も常に一定となり、チップ5とリードフレー
ム2との間に介在するチップ5とリードフレーム2を接
着させるための固着材がチップ5の裏面に均等につかな
かったり、固着材が飛び散ったりすることが抑制され
る。
【0019】その後、ボンディングされたリードフレー
ム2は、送り爪3によって1ピッチ送られ、以上の動作
を繰り返して搬送・排出される。
【0020】しかし、ボンディングヘッド減速位置が変
化するということは、固定されたボンディング開始位置
からボンディングヘッド減速位置までの距離が常に一定
でないため、ボンディング開始位置・ボンディングヘッ
ド減速位置間のボンディングヘッド7の移動の時間も異
なり、上述の当接から次の当接までの時間(ボンディン
グサイクル)が異なるという問題点が生じる。
【0021】従って、その問題点を解決するために、例
えば、距離検出センサ13で距離を検出した直後に、予
め定められたボンディングサイクルになるように、上述
したボンディングヘッド減速位置の設定に合わせて、ボ
ンディング開始位置も設定し直し、ボンディングヘッド
の移動の時間を調節し、常に一定のボンディングサイク
ルとなるように制御する。
【0022】このように本実施の形態によると、まず、
距離検出センサを備えたことで、接着面の位置が判断で
きるため、その位置に応じて接着面までのボンディング
ヘッドの速度の制御が可能となる。
【0023】また、リードフレーム2の厚さのバラツキ
により接着面の位置にバラツキがあったとしても、接着
面に当接する際の速度が常に一定となるため、チップと
リードフレームとの間に介在するチップとリードフレー
ムを接着させるための固着材がチップの裏面に均等につ
かなかったり、固着材が飛び散ったりすることが抑制さ
れる。
【0024】また、制御手段は、常に一定のボンディン
グサイクルとなるように駆動手段を制御することで、リ
ードフレームの所定のボンディング点への搬送・ボンデ
ィング点からの排出やチップをステージに載置するサイ
クル等も一定にでき、ボンディングが効率的になる。
【0025】また、以上のよう説明したボンディング装
置を半導体ICの製造に用いれば、常に品質が均一の半
導体ICが製造できる。
【0026】なお、チップをリードフレームに固着する
ボンディング装置を用いて説明したが、例えばICを基
板に固着するボンディング装置にも適用でき、その効果
も同様となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の一形態におけるボンディング
装置の構成を示す図である。
【図2】 従来のボンディング装置の構成を示す図であ
る。
【図3】 従来のボンディングヘッドの動作を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 レール、2 リードフレーム、4 ステージ、5
チップ、7 ボンディングヘッド、8 上下動ユニッ
ト、9 Z方向駆動モータ、10 Y方向駆動モータ、
11 X方向駆動モータ、12 X−Yテーブル、13
距離検出センサ、14 支持具、15 支柱。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部品を部材の所定の接着面に固着するボ
    ンディングを行うためのボンディング装置であって、 前記部材を載置するための載置台と、 前記部品を保持するためのボンディングヘッドと、 前記ボンディングヘッドを駆動するための駆動手段と、 前記載置台の上方に設けられ、前記載置台上に載置され
    た前記部材の前記接着面までの距離を検出するための距
    離検出センサと、 前記ボンディングヘッドが前記載置台上に載置された前
    記部材の上方から当該部材へ向けて下降する際に、前記
    距離検出センサが検出した前記距離に基づいて前記駆動
    手段を制御するための制御手段と、を備えたボンディン
    グ装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、 前記部品が前記部材の前記接着面に当接する際の速度が
    常に一定となるように前記駆動手段を制御する請求項1
    記載のボンディング装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、 常に一定のボンディングサイクルとなるように前記駆動
    手段を制御する請求項2記載のボンディング装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のボンディング装置を用い
    た半導体ICの製造方法であって、 前記部材に相当する前記半導体ICのリードフレームを
    前記載置台上に載置する工程と、 前記部品に相当する前記半導体ICのチップを前記ボン
    ディングヘッドに保持させる工程と、 前記距離検出センサにより前記距離を検出する工程と、 前記制御手段による制御の下で前記駆動手段により前記
    ボンディングヘッドを動かして、前記リードフレームに
    前記チップをダイボンディングする工程と、を備えた半
    導体ICの製造方法。
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