JPH10321673A - バンプ付きチップのボンディング装置 - Google Patents

バンプ付きチップのボンディング装置

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JPH10321673A
JPH10321673A JP13207697A JP13207697A JPH10321673A JP H10321673 A JPH10321673 A JP H10321673A JP 13207697 A JP13207697 A JP 13207697A JP 13207697 A JP13207697 A JP 13207697A JP H10321673 A JPH10321673 A JP H10321673A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数個のチップを熱硬化性樹脂により作業性
よく基板にボンディングできるバンプ付きチップのボン
ディング装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 複数のバンプ付きのチップ3を基板1上
に貼り付けられた熱硬化性樹脂から成る異方性導電材2
上に搭載する。圧着ブロック12の下面の基板1上の複
数のチップ3の位置に対応する位置には、空気圧により
伸縮自在かつ首振り自在な複数の圧着ツール13が装着
されている。圧着ブロック12に上下動作を行わせるこ
とにより基板1上の複数のチップ3を一括してボンディ
ングする。各チップを個別にボンディングする従来方法
と比較してボンディング時間を大幅に短縮することがで
き、またチップの高さや姿勢がばらついていても、圧着
ツール13が伸縮首振り自在でチップの上面にならうこ
とにより、全てのチップ3を基板1に最適な押圧力でボ
ンディングすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップな
どのバンプ付きチップを基板にボンディングするバンプ
付きチップのボンディング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】フリップチップなどのバンプ付きチップ
を基板に実装する方法として、熱硬化性樹脂を用いる方
法がある。この方法は、エポキシ樹脂や異方性導電材な
どの熱硬化性樹脂を基板の電極上に塗布あるいは貼付
し、その上にバンプ付きチップを搭載し、熱圧着ツール
によりバンプ付きチップを押圧することにより、一定時
間熱と荷重を加えて熱硬化性樹脂を熱硬化させてバンプ
付きチップを基板にボンディングするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
チップのボンディング装置では熱圧着ツールはバンプ付
きチップを1個づつ押圧して基板にボンディングするよ
うになっていたため、多数個のバンプ付きチップを基板
にボンディングする場合、熱圧着ツールでバンプ付きワ
ークを1個づつそれぞれ一定時間押圧していかねばなら
ず、このためすべてのバンプ付きチップのボンディング
が終了するまでに長時間を要し生産性が上がらないとい
う問題点があった。
【0004】そこで本発明は、多数個のチップを熱硬化
性樹脂により作業性よく基板にボンディングできるバン
プ付きチップのボンディング装置を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のバンプ付きチッ
プのボンディング装置は、基板上に形成された熱硬化性
樹脂から成る接着材上に予め搭載された複数のバンプ付
きチップを一括して基板に押しつけてボンディングする
バンプ付きチップのボンディング装置であって、圧着ブ
ロックと、この圧着ブロックの下面の基板上のバンプ付
きチップに対応する位置に装着された空気圧により伸縮
自在かつ首振り自在な複数の圧着ツールと、圧着ブロッ
クを昇降させる昇降手段とを備えた。
【0006】
【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、基板
上に形成された熱硬化性樹脂から成る接着材上に予め搭
載された複数のバンプ付きチップを、圧着ブロックの下
面の伸縮自在かつ首振り自在な複数の圧着ツールにより
一括して押圧してボンディングするため、各チップを1
個づつ個別にボンディングする従来方法と比較してボン
ディング時間を大幅に短縮することができる。
【0007】次に、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施の形態のバンプ付き
チップのボンディング装置の正面図、図2は同バンプ付
きチップのボンディング装置の圧着ブロックの上下反転
斜視図、図3は同バンプ付きチップのボンディング装置
の圧着ツールの断面図、図4(a)、(b)、(c)、
(d)は同バンプ付きチップのボンディング装置の正面
図である。
【0008】まず、図1を参照してバンプ付きチップの
ボンディング装置の全体構造を説明する。図1におい
て、1は基板であり、基板1上には熱硬化性樹脂の接着
材である異方性導電材2が貼り付けられ、その上に複数
のバンプ付きのチップ3が予め搭載されている。なお接
着材としては、熱硬化性のエポキシ樹脂なども用いられ
る。基板1は搬送用のベルト4上に載置されている。ベ
ルト4はプーリ5に調帯されて走行し、基板1を搬送す
る。
【0009】ベルト4の上方には、チップ3のボンディ
ング手段6が配設されている。ボンディング手段6は、
ガイドポスト7を備えており、ガイドポスト7には板状
の昇降部11が昇降自在に装着されている。ガイドポス
ト7の上端部はフレーム8で連結されており、フレーム
8の中央部には、シリンダ9がロッド10を下向きにし
て配設されている。シリンダ9のロッド10は昇降部1
1に結合されている。
【0010】昇降部11の下面には、圧着ブロック12
が着脱自在に装着されている。圧着ブロック12の下面
には、複数の圧着ツール13が装着されている。シリン
ダ9のロッド10が突没すると昇降部11及び圧着ブロ
ック12は昇降する(矢印a参照)。すなわち、シリン
ダ9は圧着ブロック12の昇降手段となっている。
【0011】ボンディング手段6の下方には、バックア
ップ部材14が配設されている。バックアップ部材14
の下面にはシリンダ15のロッド16が結合されてい
る。シリンダ15のロッド16が突没すると、バックア
ップ部材14は昇降する。バックアップ部材14は上昇
時に基板1の下面に当接し、チップ3のボンディング時
の荷重を支持する。
【0012】次に、図2を参照して圧着ブロック12に
ついて説明する。図2は圧着ブロック12を上下反転し
た状態を示している。圧着ブロック12の下面には、ボ
ンディングの対象となる基板1上の複数のチップ3に対
応する位置に複数の圧着ツール13が装着されている。
圧着ブロックは基板の品種ごとに製作され、ボンディン
グ装置において基板の品種を切り換える場合には、新た
な基板に対応してこの新たな基板に対応する寸法を有
し、かつこの新たな基板のチップに対応する位置に圧着
ツールが装着された新たな圧着ブロックと交換される。
圧着ブロックの交換に際しては、圧着ブロック12を取
り外し、新たな圧着ブロックをボルト19により昇降部
11に装着する。
【0013】圧着ブロック12の内部にはエア孔17が
形成されており、共通のエア供給ポート18と各圧着ツ
ール13の内部とを連通させている。エア供給ポート1
8に空気圧を加圧することにより、圧着ツール13の内
部には空気が圧入される。このように複数の圧着ツール
13について、共通のエア孔17を通じて空気圧を加圧
することにより、すべての圧着ツール13に加圧される
空気圧の大きさを同一にすることができる。
【0014】図3において、圧着ツール13は弾性を有
する伸縮自在な筒状のベローズ22と、ベローズ22の
下端部に装着された圧着子23から成っている。圧着子
23はヒータ24を内蔵している。ベローズ22の上端
部はフランジ20がガスケット25を介して圧着ブロッ
ク22の下面にボルト21で装着されている。ベローズ
22はエア孔17に連通しており、エア孔17からベロ
ーズ22の内部に空気が圧入されるとベローズ22は長
さ方向(矢印c参照)に伸張する。またベローズ22は
横方向(矢印d参照)に首振り自在となっている。
【0015】図3において、基板1上には異方性導電材
2が貼り付けられている。異方性導電材2の上にはチッ
プ3が搭載されている。圧着子23をチップ3の上面に
当接させ、ベローズ22に空気を圧入するとチップ3は
押圧される。この押圧力Fは、空気圧Pと圧着子23の
上面の受圧面積Aの積に比例する。したがって押圧力F
は、空気圧Pや圧着子23の上面の受圧面積Aの大きさ
で調整される。
【0016】チップ3を基板1にボンディングするため
の押圧力Fの大きさはチップサイズによって異なる。そ
こで本実施の形態では、ボンディングされる各チップ3
の所要押圧力Fに応じて受圧面積Aを変えた圧着子23
を用いるようにしている。圧着ツール12内のエアー孔
17が各圧着ツール13について共通となっているた
め、各圧着ツール13に作用する空気圧Pは同一であ
り、したがって圧着子23の上面の受圧面積Aを変える
ことにより、押圧力Fが調整される。一般に、チップサ
イズが大きいほど大きな押圧力が必要であり、したがっ
て受圧面積Aの大きさはチップサイズで決定される。
【0017】なお、すべての圧着ツール13を同一寸法
にし、その受圧面積Aを同一にして押圧力Fを調整する
こともできる。この場合は、各圧着ツールへ空気を供給
するそれぞれの空気流通路にレギュレータを設置し、各
圧着ツールのべローズに圧入される空気圧Pの大きさを
レギュレータにより調整する。しかしながら、このよう
な方法では、それぞれの圧着ツールごとにそれぞれレギ
ュレータが必要となるので、装置が大型化するとともに
コストアップにもなり、かつ制御も面倒となる。したが
って、本実施の形態のように、チップサイズに応じて圧
着ツールの受圧面積を変えることが望ましい。
【0018】このチップ3のボンディング装置は上記の
ような構成より成り、以下その動作を図4を参照して説
明する。まず、図4(a)、(b)に示すように、チッ
プ3が搭載された基板1がボンディング手段6の直下ま
で搬送されてくる。次に、シリンダ15を駆動すること
によりバックアップ部材14が上昇して(矢印e参照)
基板1を下方から支持し位置決めする。
【0019】次に、図4(c)に示すように、シリンダ
9のロッド10が突出して圧着ブロック12が下降し
(矢印d参照)、圧着ブロック12に装着された圧着ツ
ール13の圧着子23がチップ3の上面に当接する。こ
れに前後して、空気圧の加圧が開始され、ベローズ22
内の圧力が上昇することにより圧着ツール13はチップ
3を基板1に対して所定の押圧力で押しつける。
【0020】また同時にヒータ24によりチップ3を所
定のボンディング温度に維持する。この状態を所定時間
保持することにより、異方性導電材2は熱と圧力により
硬化し、チップ3は基板1にボンディングされる。図4
(d)は、所定時間がタイムアップして圧着ブロック1
2が上昇し、バックアップ部材14が下降して基板1が
ベルト4上に載置された状態を示している。この後、基
板1はベルト4により次の工程へ搬送され、ボンディン
グの1サイクルが終了する。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、基板上に形成された熱
硬化性樹脂から成る接着材上に予め搭載された複数のチ
ップを、圧着ブロックの下面の基板上のチップに対応す
る位置に装着された空気圧により伸縮自在なかつ首振り
自在な複数の圧着ツールにより一括して押圧してボンデ
ィングするので、従来方法のように各チップを1個づつ
個別にボンディングする場合と比較してボンディング時
間を大幅に短縮することができる。またチップの加工誤
差や基板の上面の傾きなどにより、チップの高さがばら
ついている場合や姿勢が傾いている場合にも、ベローズ
が伸縮しまた首振りしてチップの上面にならうことによ
り、全てのチップを最適な押圧力で基板にしっかりと押
しつけてボンディングすることができる。また、基板の
品種に応じて圧着ブロックを交換することにより、チッ
プの配列が異なる基板の品種切り換えを簡単・迅速に行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のバンプ付きチップのボ
ンディング装置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態のバンプ付きチップのボ
ンディング装置の圧着ブロックの上下反転斜視図
【図3】本発明の一実施の形態のバンプ付きチップのボ
ンディング装置の圧着ツールの断面図
【図4】(a)本発明の一実施の形態のバンプ付きチッ
プのボンディング装置の正面図 (b)本発明の一実施の形態のバンプ付きチップのボン
ディング装置の正面図 (c)本発明の一実施の形態のバンプ付きチップのボン
ディング装置の正面図 (d)本発明の一実施の形態のバンプ付きチップのボン
ディング装置の正面図
【符号の説明】
1 基板 2 異方性導電材 3 チップ 4 ベルト 6 ボンディング手段 9 シリンダ 11 昇降部 12 圧着ブロック 13 圧着ツール 14 バックアップ部材 22 ベローズ 23 圧着子 24 ヒータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に形成された熱硬化性樹脂から成る
    接着材上に予め搭載された複数のバンプ付きチップを一
    括して基板に押しつけてボンディングするバンプ付きチ
    ップのボンディング装置であって、圧着ブロックと、こ
    の圧着ブロックの下面の基板上のバンプ付きチップに対
    応する位置に装着された空気圧により伸縮自在かつ首振
    り自在な複数の圧着ツールと、圧着ブロックを昇降させ
    る昇降手段とを備えたことを特徴とするバンプ付きチッ
    プのボンディング装置。
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