JPH10189663A - ボンディング装置 - Google Patents

ボンディング装置

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JPH10189663A
JPH10189663A JP35688296A JP35688296A JPH10189663A JP H10189663 A JPH10189663 A JP H10189663A JP 35688296 A JP35688296 A JP 35688296A JP 35688296 A JP35688296 A JP 35688296A JP H10189663 A JPH10189663 A JP H10189663A
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JP
Japan
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resin
leveling
load
transfer
bonding
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Pending
Application number
JP35688296A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Kitaguchi
哲雄 北口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibuya Corp
Original Assignee
Shibuya Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Shibuya Kogyo Co Ltd filed Critical Shibuya Kogyo Co Ltd
Priority to JP35688296A priority Critical patent/JPH10189663A/ja
Publication of JPH10189663A publication Critical patent/JPH10189663A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】半導体チップに配設されたバンプのレベリング
とフラックスや樹脂等の転写を同一ユニットで同時に行
うことにより、作業工程を減らしボンディング時間の短
縮をはかる。 【解決手段】ボンディングツール14にはバンプが配設
された半導体チップ2をフェイスダウンで吸着保持する
手段と半導体チップへの荷重を制御する手段を有するヘ
ッド、及び樹脂等の転写用受け皿6を備えている。樹脂
等の転写時に該ヘッドから半導体チップ2に所定荷重を
かけることにより樹脂等の転写用受け皿にてバンプのレ
ベリングを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として半導体チ
ップを基板やリードに実装するためのボンディング装置
において、半導体チップに配設されたバンプ(主にスタ
ッドバンプ)のレベリングを行う機構と半導体チップの
バンプ先端にフラックスや樹脂を転写する機構を合体さ
せた技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 従来よりボンディング装置において、
ボンディング前に半導体チップのスタッドバンプにフラ
ックスや樹脂等を転写する場合、転写前にスタッドバン
プをレベリングしておいた方が樹脂等の付き具合が良い
ことが判明している。そのため、樹脂等の転写の前にス
タッドバンプのレベリングが行われる。そして、フラッ
クスや樹脂等の転写とスタッドバンプのレベリングは別
々のユニットで行なうのが一般的であった。
【0003】従来のボンディング工程を、図3にしたが
って説明すると、図3(イ)のようにスタッドバンプ1
が配設された半導体チップ2は、図3(ロ)のようにレ
ベリングステージ3上で加圧プレート4により押圧さ
れ、レベリングされたスタッドバンプ11となる。次
に、図3(ハ)に示されるように半導体チップ2は、吸
着ヘッド5にフェイスダウンの状態で吸引保持され、樹
脂転写用受け皿6にて、スタッドバンプ11先端への樹
脂転写が行われる。その後、図3(ニ)に示されるよう
に半導体チップ2は、ボンディングヘッド7に吸着保持
され、基板8にボンディングされるのである。
【0004】しかし、半導体チップ2に配設された、ス
タッドバンプ1のレベリングとフラックスや樹脂等のレ
ベリングされたスタッドバンプ11先端への転写を別々
のユニットで行なうのは、作業工程が2つあることにな
り、ボンディングに時間がかかる上、ユニットを2つ揃
えることで設備のコスト高にもなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、上記問題
点を解決しようとするもので、半導体チップに配設され
たバンプのレベリングとフラックスや樹脂等の転写を同
一ユニットで同時に行うことにより、作業工程を減らし
ボンディング時間の短縮をはかると同時に、レベリング
のための独自ユニットを不要とすることを目的とするも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、課題を解決す
るため、バンプが配設された半導体チップをフェイスダ
ウンで吸着する手段と半導体チップへの荷重を制御する
手段を有するヘッドと樹脂等の転写用受け皿を有するボ
ンディング装置において、樹脂等の転写時に該ヘッドか
ら半導体チップに所定荷重をかけることにより、樹脂等
の転写用受け皿にてバンプのレベリングを行うことを特
徴とするボンディング装置を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の実施
の形態につき説明する。図1は、本発明に使用される荷
重制御可能なボンディング装置の一実施例を示す説明図
であり、図中9は、Z軸駆動機構のサーボモータであ
り、10は、サーボモータ9により回転するZ軸ボール
ネジである。
【0008】Z軸ボールネジ10には、Z軸駆動部材1
2がナット部23にて螺合されており、Z軸ボールネジ
10の回転によりZ軸駆動部材12は上下動する。Z軸
駆動部材12には、更に、Z軸方向(上下方向)に摺動
可能なスライドユニット13が装着されている。
【0009】スライドユニット13には、下部に半導体
チップ2を吸着可能なボンディングツール14が固着さ
れており、上部にはエアーシリンダよりなるアシストシ
リンダ15のシリンダロッド16と連結部材17により
固着されている。他方アシストシリンダ15自体は、Z
軸駆動部材12に固着されているので、アシストシリン
ダ15の動作により、スライドユニット13、しいては
ボンディングツール14にかかる最大荷重を変化させる
ことが可能である。
【0010】尚、本発明においてはバンプのレベリング
と樹脂等の転写を同時に行うことを目的としているの
で、樹脂等の転写およびレベリングを行うツールは、ボ
ンディングツール14である必要はなく、半導体チップ
2を吸着可能な別個の吸着ユニット、例えば樹脂等の転
写用ツールが存在する場合の転写用吸着ツールであって
も良いことは勿論である。
【0011】又、アシストシリンダ15の動作は、レベ
リングのため(ボンディング時にはボンディング荷重の
ため)スタッドバンプに荷重をかける補助に利用するも
のであるので、エアーシリンダ以外に、他のシリンダや
モータを利用しても良い。アシストシリンダ15は、ボ
ンディングツール14に係る必要荷重が、スライドユニ
ット13に付属する部材(以下ボンディング部と称す
る)の自重では不足する場合に、補助荷重するものであ
る。
【0012】連結部材17の下方には、Z軸駆動部材1
2に固着されたロードセル18が配置されており、ボン
ディング部の自重により、Z軸駆動部材12に対して連
結部材17が下降し、ロードセル18に当接し、ロード
セル18が荷重を感知する。更に、アシストシリンダ1
5が補助的に作動した場合、ボンディング部の自重とア
シストシリンダ15による補助荷重の和をロードセル1
8は感知する。
【0013】ロードセル18で検出された荷重は、CP
U19にフィードバックされ、更にZ軸モータコントロ
ーラ20にフィードバックされる。すなわち、ロードセ
ル18の検出する荷重が、レベリングのための設定値と
一致するようZ軸駆動部材12の上昇下降の位置制御を
行うのである。尚、Z軸モータコントローラ20は、サ
ーボモータ9からもロータリーエンコーダフィードバッ
クを受けてZ軸駆動機構の位置制御、速度制御、および
荷重制御を行っている。
【0014】本発明では、樹脂転写ユニットにレベリン
グユニットを付加させた装置であるので、樹脂転写ユニ
ットとして、金属製の樹脂転写用受け皿6、図示されて
いないが受け皿6上の樹脂等を均すためのスキージ、平
行調整用マイクロメータヘッド、樹脂膜厚さ調整用マイ
クロメータヘッドが装備されている。
【0015】尚、スキージには回転式スキージと直進式
スキージが存在し、本発明の実施には論理的にいずれで
も良いが、現実の回転式スキージの樹脂転写ユニットで
は、水平を保持するのが難しく、レベリング時にオーバ
ーハング荷重になりレベリング精度を保つことができな
い。したがって本実施例では面精度の出しやすい直進式
スキージを利用した。
【0016】以下、本実施例による動作概要につき図2
にしたがって説明する。図2(イ)に示されるスタッド
バンプ1が配設された半導体チップ2を、図2(ロ)の
ごとく、ボンディングツール14でフェイスダウンの状
態で吸着保持する。このとき樹脂転写用受け皿6では、
平行調整用および樹脂膜厚さ調整用のマイクロメータヘ
ッドにより樹脂膜厚(通常20乃至50ミクロン)を設
定し、スキージ動作を行なって樹脂転写用受け皿6上の
樹脂を均す。
【0017】次に図2(ハ)のように、半導体チップ2
を吸着させたボンディングツール14を下降させ、樹脂
転写用受け皿6上でスタッドバンプ先端への樹脂転写を
行なう。この時、一定のレベリング荷重にて荷重制御を
行なうことで、スタッドバンプへの樹脂転写とレベリン
グを同時に行なう。その後、図2(ニ)に示すように、
ボンディングステージへ移動し、半導体チップ2を基板
8にボンディングするのである。勿論、ボンディング時
にも荷重制御が行われる。
【0018】図示の実施例でのスタッドバンプに対する
レベリング荷重は、1バンプ当たり20gで、ボンディ
ング荷重は1バンプ当たり30乃至70gであるが、設
定可能な荷重は、アシストシリンダ15としてエアシリ
ンダを利用した時で200グラムから50キログラム、
アシストシリンダ15をしない場合、すなわち、スライ
ドユニット13にかかるボンディングヘッド部の自重の
みによる場合で200グラムから8キログラムである。
【0019】以下、本発明の荷重制御機構を変更させた
他実施について、図4にしたがって説明する。図4に示
される荷重制御可能なボンディング装置は、アシストシ
リンダ15を用いず、スライドユニット13にかかるボ
ンディングヘッド部の自重とウエイト2により荷重をか
けるもので、この装置において図示されていないZ軸駆
動機構の動作により、Z軸駆動部材12を下降させる
と、最初、ボンディングヘッド部も共に下降し、吸着さ
れた半導体チップ2が樹脂転写用受け皿6に当接した時
点でボンディング部の下降は停止する。
【0020】この時点からZ軸駆動部材12の下降を継
続すると、ロードセル18により検出される荷重は減少
し、半導体チップ2、しいてはバンプにかかる荷重が増
加する。ロードセル18の検出値が0になったときウエ
イト22を含むボンディングヘッド部の全荷重が、バン
プにかかったことになる。
【0021】これ以上のZ軸駆動部材12の下降は、連
結部材17が、ロードセル18より離れてしまうため、
荷重増加はない。従って、それ以上の荷重が必要な場
合、ウエイト22の重量を増加させることにより対応す
る。すなわち、ボンディングヘッド部の自重にウエイト
22を取り付けた全体の重量範囲で荷重を設定し、ロー
ドセル18により、現実の荷重値をフィードバックしな
がZ軸駆動部材12の下降を制御するのである。
【0022】
【発明の効果】本発明は、バンプが配設された半導体チ
ップをフェイスダウンして吸着する手段と半導体チップ
への荷重を制御する手段を有するヘッドを有するため、
樹脂等の転写時に該ヘッドから半導体チップに所定荷重
をかけることにより、樹脂等の転写用受け皿にてバンプ
のレベリングを行うことが可能となり、レベリングと樹
脂転写とを同時に行なうことができるものとなった。す
なわち、レベリングのための工程とユニットを省くこと
がで、作業時間及び設備コストを減じることができたの
である。
【0023】また、実施例の効果ではあるが、樹脂膜厚
調整用のマイクロメータヘッド付きであるので任意の樹
脂膜厚を設定でき、金属製の樹脂転写用受け皿の上面に
平行平面ガラス板を取り付ければ、さらに精度の高いレ
ベリングを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】荷重制御可能なボンディング装置の一実施例を
示す説明図
【図2】本発明によるボンディング工程を示す説明図
【図3】従来のボンディング工程を示す説明図
【図4】荷重制御可能な他実施例を示す概略断面図
【符号の説明】
1......スタッドバンプ 2......半導体チップ 3......レベリングステージ 4......加圧プレート 5......吸着ヘッド 6......樹脂転写用受け皿 7......ボンディングヘッド 8......基板 9......サーボモータ 10.....Z軸ボールネジ 11.....レベリングされたスタッドバンプ 12.....Z軸駆動部材 13.....スライドユニット 14.....ボンディングツール 15.....アシストシリンダ 16.....シリンダロッド 17.....連結部材 18.....ロードセル 19.....CPU 20.....Z軸モータコントローラ 21.....ボール 22.....ウエイト 23.....ナット部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バンプが配設された半導体チップをフェイ
    スダウンで吸着する手段と半導体チップへの荷重を制御
    する手段を有するヘッドと樹脂等の転写用受け皿を有す
    るボンディング装置において、樹脂等の転写時に該ヘッ
    ドから半導体チップに所定荷重をかけることにより、樹
    脂等の転写用受け皿にてバンプのレベリングを行うこと
    を特徴とするボンディング装置。
JP35688296A 1996-12-26 1996-12-26 ボンディング装置 Pending JPH10189663A (ja)

Priority Applications (1)

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JP35688296A JPH10189663A (ja) 1996-12-26 1996-12-26 ボンディング装置

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JP35688296A JPH10189663A (ja) 1996-12-26 1996-12-26 ボンディング装置

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JPH10189663A true JPH10189663A (ja) 1998-07-21

Family

ID=18451237

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JP35688296A Pending JPH10189663A (ja) 1996-12-26 1996-12-26 ボンディング装置

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JP (1) JPH10189663A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420213B1 (en) 2000-02-23 2002-07-16 Fujitsu Limited Method for fixing a semiconductor device having stud bumps to a substrate by an electrically non-conductive adhesive
JP2014132648A (ja) * 2012-12-04 2014-07-17 Canon Machinery Inc プレス装置
JP2014132647A (ja) * 2012-12-04 2014-07-17 Canon Machinery Inc プレス装置

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JP2014132648A (ja) * 2012-12-04 2014-07-17 Canon Machinery Inc プレス装置
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