JPH10340915A - ボンディング装置 - Google Patents
ボンディング装置Info
- Publication number
- JPH10340915A JPH10340915A JP16324297A JP16324297A JPH10340915A JP H10340915 A JPH10340915 A JP H10340915A JP 16324297 A JP16324297 A JP 16324297A JP 16324297 A JP16324297 A JP 16324297A JP H10340915 A JPH10340915 A JP H10340915A
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- heating
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Abstract
(57)【要約】
【解決課題】外部冷却の伝わり難い発熱部材６と支持部
材７の当接面に冷却溝８を設けることにより、発熱部材
６の良好なる冷却を可能とすること。 【解決手段】本発明は、次の解決手段を有するものであ
る。第１に、ボンディング対象チップを加熱及び加圧し
て基板等に接合するボンディングヘッドを備えたボンデ
ィング装置であること。第２に、ボンディングヘッドの
作用側先端部にボンディングツール、ボンディングツー
ルを加熱する発熱部材、発熱部材を支持する支持部材と
を設けること。第３に、支持部材を発熱部材よりも断熱
性の優れた材質とすること。第４に、発熱部材と支持部
材の当接面に外部に通じる冷却溝を、両部材の少なくと
も一方に形成すること。第５に、冷却溝に冷却用気体を
供給すること。
材７の当接面に冷却溝８を設けることにより、発熱部材
６の良好なる冷却を可能とすること。 【解決手段】本発明は、次の解決手段を有するものであ
る。第１に、ボンディング対象チップを加熱及び加圧し
て基板等に接合するボンディングヘッドを備えたボンデ
ィング装置であること。第２に、ボンディングヘッドの
作用側先端部にボンディングツール、ボンディングツー
ルを加熱する発熱部材、発熱部材を支持する支持部材と
を設けること。第３に、支持部材を発熱部材よりも断熱
性の優れた材質とすること。第４に、発熱部材と支持部
材の当接面に外部に通じる冷却溝を、両部材の少なくと
も一方に形成すること。第５に、冷却溝に冷却用気体を
供給すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボンディング対象
の半導体チップ等を加熱及び加圧して回路基板等に接合
するボンディングヘッドを備えたボンディング装置の改
良に関するものであり、詳しくはボンディングヘッドを
冷却する技術に関するものである。
の半導体チップ等を加熱及び加圧して回路基板等に接合
するボンディングヘッドを備えたボンディング装置の改
良に関するものであり、詳しくはボンディングヘッドを
冷却する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半田バンプを加熱溶融させることにより
半導体チップ等を回路基板等にボンディングするボンデ
ィング装置の一つとして、大電流をボンディングヘッド
に流し、ボンディングヘッドを加熱してボンディングす
る方法が採用されている。
半導体チップ等を回路基板等にボンディングするボンデ
ィング装置の一つとして、大電流をボンディングヘッド
に流し、ボンディングヘッドを加熱してボンディングす
る方法が採用されている。
【０００３】このようなボンディング装置では溶融した
半田が冷却固化しないうちにボンディングヘッドからチ
ップを離すとチップの重みにより半田がつぶれてしまい
接合不良が発生するので、半田が冷却するまでボンディ
ングヘッドは次の動作に移れないものであった。そこ
で、ボンディング時間の短縮のためボンディングヘッド
の発熱部材に対する冷却手段を備えるのが常であった。
半田が冷却固化しないうちにボンディングヘッドからチ
ップを離すとチップの重みにより半田がつぶれてしまい
接合不良が発生するので、半田が冷却するまでボンディ
ングヘッドは次の動作に移れないものであった。そこ
で、ボンディング時間の短縮のためボンディングヘッド
の発熱部材に対する冷却手段を備えるのが常であった。
【０００４】従来から存在するボンディングヘッド冷却
手段として、外部に別設したノズルから発熱部材の外部
に冷却用気体である冷却空気や冷却窒素ガスを吹き付け
る手段（特開昭５７−１２６１４３号公開特許公報記
載）や、発熱部材の内部に冷却用気体の通路を設ける手
段（実公平２−３８４５１号及び実公平３−５６０５４
号実用新案公報記載）が存在した。更に実施技術として
は、両者を併用する場合もあった。
手段として、外部に別設したノズルから発熱部材の外部
に冷却用気体である冷却空気や冷却窒素ガスを吹き付け
る手段（特開昭５７−１２６１４３号公開特許公報記
載）や、発熱部材の内部に冷却用気体の通路を設ける手
段（実公平２−３８４５１号及び実公平３−５６０５４
号実用新案公報記載）が存在した。更に実施技術として
は、両者を併用する場合もあった。
【０００５】しかし、従来の方法では、冷却時間が長く
かかり、冷却時間を短縮させるためには冷却用気体を増
加させる必要があった。更に発熱部材の上部を支持する
支持部材は、発熱部材の発熱のために熱変形の危険性を
有しており、これらの防止を図ることも冷却手段の重要
な課題の一つであった。
かかり、冷却時間を短縮させるためには冷却用気体を増
加させる必要があった。更に発熱部材の上部を支持する
支持部材は、発熱部材の発熱のために熱変形の危険性を
有しており、これらの防止を図ることも冷却手段の重要
な課題の一つであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、発熱部材の
上部を支持する支持部材に断熱性に優れた素材を利用す
ることで支持部材の熱変形を防止し、外部冷却の伝わり
難い発熱部材と支持部材の当接面に冷却溝を設けること
により、発熱部材の良好なる冷却を可能とするボンディ
ング装置を提供することを目的とする。
上部を支持する支持部材に断熱性に優れた素材を利用す
ることで支持部材の熱変形を防止し、外部冷却の伝わり
難い発熱部材と支持部材の当接面に冷却溝を設けること
により、発熱部材の良好なる冷却を可能とするボンディ
ング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記ような課
題を解決するため、ボンディング対象チップを加熱及び
加圧して基板等に接合するボンディングヘッドを備えた
ボンディング装置において、ボンディングヘッドの作用
側先端部にボンディングツール、ボンディングツールを
加熱する発熱部材、発熱部材を支持する支持部材とを設
け、該支持部材を発熱部材よりも断熱性の優れた材質と
するとともに、発熱部材と支持部材の当接面に外部に通
じる冷却溝を、両部材の少なくとも一方に形成し、該冷
却溝に冷却用気体を供給することを特徴とするボンディ
ング装置を提供する。
題を解決するため、ボンディング対象チップを加熱及び
加圧して基板等に接合するボンディングヘッドを備えた
ボンディング装置において、ボンディングヘッドの作用
側先端部にボンディングツール、ボンディングツールを
加熱する発熱部材、発熱部材を支持する支持部材とを設
け、該支持部材を発熱部材よりも断熱性の優れた材質と
するとともに、発熱部材と支持部材の当接面に外部に通
じる冷却溝を、両部材の少なくとも一方に形成し、該冷
却溝に冷却用気体を供給することを特徴とするボンディ
ング装置を提供する。
【０００８】更に、部品点数を減らす目的で、発熱部材
と支持部材とが導電性あるボルトとナットとにより連結
し、該ボルトの一部が発熱部材と電気的に接触し、更に
ボルトに電源用端子が接続されたものとした。
と支持部材とが導電性あるボルトとナットとにより連結
し、該ボルトの一部が発熱部材と電気的に接触し、更に
ボルトに電源用端子が接続されたものとした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下図示の実施例とともに発明の
実施の形態について説明する。図１が、本発明に係るボ
ンディング装置の概要を示す正面図であり、ボンディン
グ装置は、チップを基板に加熱及び加圧して接合させる
ためのボンディングヘッド１を、ヘッド保持部材２で保
持しており、ボンディングヘッド１は基板ステージ３に
対し、Ｚ軸駆動機構、Θ軸駆動機構により上下方向の移
動及び水平方向の角度調整可能に取り付けられている。
尚、基板ステージ３はＸＹ軸方向に移動可能とされてい
る。
実施の形態について説明する。図１が、本発明に係るボ
ンディング装置の概要を示す正面図であり、ボンディン
グ装置は、チップを基板に加熱及び加圧して接合させる
ためのボンディングヘッド１を、ヘッド保持部材２で保
持しており、ボンディングヘッド１は基板ステージ３に
対し、Ｚ軸駆動機構、Θ軸駆動機構により上下方向の移
動及び水平方向の角度調整可能に取り付けられている。
尚、基板ステージ３はＸＹ軸方向に移動可能とされてい
る。
【００１０】ボンディングヘッド１の詳細は、図２の内
部を示す正面説明図に示されているが、本発明は、ボン
ディングヘッド１の作用側（ボンディング面側）先端部
４に特徴を有する。図２中点線の丸で囲まれたボンディ
ングヘッド先端部４は、先端よりチップを吸着接合する
ボンディングツール５、ボンディングツール５を加熱す
る発熱部材６、発熱部材６を支持する支持部材７により
形成されている。尚、図３は、該先端部４のみを部分断
面図にて示している。
部を示す正面説明図に示されているが、本発明は、ボン
ディングヘッド１の作用側（ボンディング面側）先端部
４に特徴を有する。図２中点線の丸で囲まれたボンディ
ングヘッド先端部４は、先端よりチップを吸着接合する
ボンディングツール５、ボンディングツール５を加熱す
る発熱部材６、発熱部材６を支持する支持部材７により
形成されている。尚、図３は、該先端部４のみを部分断
面図にて示している。
【００１１】ボンディングツール５は、チップに対応し
て交換可能なもので、従来より利用されているものでよ
く、ボンディングヘッド１先端（本発明では発熱部材
６）に真空吸着される形式のものが利用される。ボンデ
ィングツール５は、図９及び図１０で示されるようにチ
ップ吸着穴１４か設けられている。
て交換可能なもので、従来より利用されているものでよ
く、ボンディングヘッド１先端（本発明では発熱部材
６）に真空吸着される形式のものが利用される。ボンデ
ィングツール５は、図９及び図１０で示されるようにチ
ップ吸着穴１４か設けられている。
【００１２】発熱部材６は、電気抵抗の大きい炭化珪素
のセラミックスを利用する。この素材は従来の発熱部材
に利用されていたモリブデン等に比べると電気抵抗が非
常に大きいので、小さい電圧で大きな熱量が得られ、発
熱部材６への配線を細いものとすることが可能となる。
尚、発熱部材６の下面にはボンディングツール５を吸着
保持するツール吸着溝１５がリング状に形成されてい
る。
のセラミックスを利用する。この素材は従来の発熱部材
に利用されていたモリブデン等に比べると電気抵抗が非
常に大きいので、小さい電圧で大きな熱量が得られ、発
熱部材６への配線を細いものとすることが可能となる。
尚、発熱部材６の下面にはボンディングツール５を吸着
保持するツール吸着溝１５がリング状に形成されてい
る。
【００１３】支持部材７は、発熱部材６よりも断熱性の
優れた材質とする。この素材は熱を全く吸収しないもの
が最善であるが、現在かような素材は存在しない。そこ
で支持部材７は窒化珪素のセラミックスを利用してい
る。支持部材７と発熱部材６とをセラミックスという同
質の素材を利用することにより、もっとも変形の影響が
でやすい両部材６，７の当接面の変形を少なくすること
ができる。
優れた材質とする。この素材は熱を全く吸収しないもの
が最善であるが、現在かような素材は存在しない。そこ
で支持部材７は窒化珪素のセラミックスを利用してい
る。支持部材７と発熱部材６とをセラミックスという同
質の素材を利用することにより、もっとも変形の影響が
でやすい両部材６，７の当接面の変形を少なくすること
ができる。
【００１４】発熱部材６と支持部材７とは、図３に示さ
れるように導電性あるボルト２０とナット２１、２２と
により連結されている。尚、発熱部材６とボンディング
ツール５とは、後に説明するツール吸着溝１５により発
熱部材６が、ボンディングツール５を吸着保持してい
る。
れるように導電性あるボルト２０とナット２１、２２と
により連結されている。尚、発熱部材６とボンディング
ツール５とは、後に説明するツール吸着溝１５により発
熱部材６が、ボンディングツール５を吸着保持してい
る。
【００１５】熱部材６及び支持部材７にはボルト２０の
取付貫通穴２５が、ボルト頭２４を発熱部材６の底面内
部に埋設可能なように穿設されている。ボルト２０は発
熱部材６側より差し込まれ、支持部材７上面でナット２
１にて両部材６，７を連結固定する。更に、ナット２１
の上部のボルト２０先端付近に電源用端子２３を装着
し、これをナット２２にて更に固定する。
取付貫通穴２５が、ボルト頭２４を発熱部材６の底面内
部に埋設可能なように穿設されている。ボルト２０は発
熱部材６側より差し込まれ、支持部材７上面でナット２
１にて両部材６，７を連結固定する。更に、ナット２１
の上部のボルト２０先端付近に電源用端子２３を装着
し、これをナット２２にて更に固定する。
【００１６】このようにしてボルト２０の一部が発熱部
材６と電気的に接触し、図示されていない別設の電源部
よりボルト２０に装着された電源用端子２３に流された
電流が発熱部材６に達することができるのである。
材６と電気的に接触し、図示されていない別設の電源部
よりボルト２０に装着された電源用端子２３に流された
電流が発熱部材６に達することができるのである。
【００１７】本発明では、発熱部材６と支持部材７の当
接面に外部に通じる冷却溝８を、両部材の少なくとも一
方に形成する。図４及び図５に示される第１実施例では
冷却溝８は、支持部材７側に形成されている。
接面に外部に通じる冷却溝８を、両部材の少なくとも一
方に形成する。図４及び図５に示される第１実施例では
冷却溝８は、支持部材７側に形成されている。
【００１８】冷却溝８は、支持部材７の下端で、発熱部
材６との当接面９に、深さ０．１乃至０．３ミリメート
ル、幅３乃至６ミリメートルで、図４に示されるように
支持部材７の一端より対応する他端に抜けるよう２本形
成されている。このときの冷却溝８の両端部が支持部材
７と発熱部材６を当接させたとき（図５に示される）、
内部冷却用気体の吹き出し口１０となる。
材６との当接面９に、深さ０．１乃至０．３ミリメート
ル、幅３乃至６ミリメートルで、図４に示されるように
支持部材７の一端より対応する他端に抜けるよう２本形
成されている。このときの冷却溝８の両端部が支持部材
７と発熱部材６を当接させたとき（図５に示される）、
内部冷却用気体の吹き出し口１０となる。
【００１９】内部冷却用気体の流れについて説明する
と、ボンディングヘッド１に設けられた冷却用気体接続
口１７（図２左側上方）が、別設の冷却用気体供給装置
（図示されていない）と接続され、冷却用気体を受け入
れる。冷却用気体は、ボンディングヘッド１内の通気路
１８（図２では一部省略されている）を通り、支持部材
７の通気路１９に通じる。
と、ボンディングヘッド１に設けられた冷却用気体接続
口１７（図２左側上方）が、別設の冷却用気体供給装置
（図示されていない）と接続され、冷却用気体を受け入
れる。冷却用気体は、ボンディングヘッド１内の通気路
１８（図２では一部省略されている）を通り、支持部材
７の通気路１９に通じる。
【００２０】図９に示されるように支持部材７内の通気
路１９は、冷却溝８に連結しており、冷却用気体は、冷
却用気体導入口１１より冷却溝８内に送り込まれ、冷却
溝８の端部である吹き出し口１０より排出される。この
冷却溝８を冷却用気体が通過するとき、発熱部材６の上
端面を冷却するのである。
路１９は、冷却溝８に連結しており、冷却用気体は、冷
却用気体導入口１１より冷却溝８内に送り込まれ、冷却
溝８の端部である吹き出し口１０より排出される。この
冷却溝８を冷却用気体が通過するとき、発熱部材６の上
端面を冷却するのである。
【００２１】図８に示されるように支持部材７内部に形
成されている通路は冷却用気体の通気路１９のみではな
く、チップ吸着のためのチップ吸引通路２６とボンディ
ングツール５の吸着保持のためのツール吸引通路２８が
形成されている。
成されている通路は冷却用気体の通気路１９のみではな
く、チップ吸着のためのチップ吸引通路２６とボンディ
ングツール５の吸着保持のためのツール吸引通路２８が
形成されている。
【００２２】これらの通路２６，２８はボンディングヘ
ッド１の側面に設けられたチップ吸引接続口３０、図示
されていないボンディングツール吸引接続口と接続され
て、ともに図示されていない真空吸引装置により真空吸
引されている。
ッド１の側面に設けられたチップ吸引接続口３０、図示
されていないボンディングツール吸引接続口と接続され
て、ともに図示されていない真空吸引装置により真空吸
引されている。
【００２３】支持部材７のチップ吸引通路２６は、発熱
部材６のチップ吸引通路２７とつながっており、更に、
ボンディングツール５のチップ吸着穴１４にもつなが
り、チップ吸着穴１４にてチップを吸着保持する。
部材６のチップ吸引通路２７とつながっており、更に、
ボンディングツール５のチップ吸着穴１４にもつなが
り、チップ吸着穴１４にてチップを吸着保持する。
【００２４】他方、ツール吸引通路２８は、支持部材７
下面のツール吸引連絡口１６から発熱部材６のツール吸
引通路２９より、発熱部材６の下端面に形成されたツー
ル吸着溝１５と接続され、ツール吸着溝１５により、図
１０に示されるようにボンディングツール５を吸着保持
する。
下面のツール吸引連絡口１６から発熱部材６のツール吸
引通路２９より、発熱部材６の下端面に形成されたツー
ル吸着溝１５と接続され、ツール吸着溝１５により、図
１０に示されるようにボンディングツール５を吸着保持
する。
【００２５】第１実施例において冷却溝８は、支持部材
７の下端面（発熱部材６との当接面９）に形成されたも
のであるが、第２実施例のように発熱部材６側に形成し
てもよい。図６及び図７がこの第２実施例を示してい
る。
７の下端面（発熱部材６との当接面９）に形成されたも
のであるが、第２実施例のように発熱部材６側に形成し
てもよい。図６及び図７がこの第２実施例を示してい
る。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、ボンディングヘッドの作用側
先端部にボンディングツール、ボンディングツールを加
熱する発熱部材、発熱部材を支持する支持部材とを設
け、発熱部材と支持部材の当接面に外部に通じる冷却溝
を、両部材の少なくとも一方に形成し、該冷却溝に冷却
用気体を供給するものであるので、もっとも冷却効果を
得難い発熱部材と支持部材の当接面付近を有効に冷却す
ることができる。
先端部にボンディングツール、ボンディングツールを加
熱する発熱部材、発熱部材を支持する支持部材とを設
け、発熱部材と支持部材の当接面に外部に通じる冷却溝
を、両部材の少なくとも一方に形成し、該冷却溝に冷却
用気体を供給するものであるので、もっとも冷却効果を
得難い発熱部材と支持部材の当接面付近を有効に冷却す
ることができる。
【００２７】本発明は、ボンディングヘッドの作用側先
端部をボンディングツール、ボンディングツールを加熱
する発熱部材、発熱部材を支持する支持部材とで構成
し、該支持部材を発熱部材よりも断熱性の優れた材質と
するものであるので、ボンディングヘッドの変形を防止
することもできる。
端部をボンディングツール、ボンディングツールを加熱
する発熱部材、発熱部材を支持する支持部材とで構成
し、該支持部材を発熱部材よりも断熱性の優れた材質と
するものであるので、ボンディングヘッドの変形を防止
することもできる。
【００２８】発熱部材と支持部材とを導電性あるボルト
とナットとにより連結し、ボルトの一部を発熱部材と接
触させ、更にボルトに電源用端子が接続されることによ
り、発熱部材の取り付けと、発熱のための電源配線を兼
用することを可能にしたものである。
とナットとにより連結し、ボルトの一部を発熱部材と接
触させ、更にボルトに電源用端子が接続されることによ
り、発熱部材の取り付けと、発熱のための電源配線を兼
用することを可能にしたものである。
【図１】本発明に係るボンディング装置の概要を示す正
面図
面図
【図２】ボンディングヘッドの内部正面説明図
【図３】ボンディングヘッド先端部の部分断面図
【図４】発熱部材と支持部材の１実施例を示す分解斜視
図
図
【図５】同連結状態を示す斜視図
【図６】発熱部材と支持部材の他実施例を示す分解斜視
図
図
【図７】同連結状態を示す斜視図
【図８】ボンディングヘッド先端部の通気路を示す水平
面断面図
面断面図
【図９】同Ａ−Ａ線断面図
【図１０】同Ｂ−Ｂ線断面図
１．．．．．．．．．．ボンディングヘッド ２．．．．．．．．．．ヘッド保持部材 ３．．．．．．．．．．基板ステージ ４．．．．．．．．．．先端部 ５．．．．．．．．．．ボンディングツール ６．．．．．．．．．．発熱部材 ７．．．．．．．．．．支持部材 ８．．．．．．．．．．冷却溝 ９．．．．．．．．．．当接面 １０．．．．．．．．吹き出し口 １１．．．．．．．．冷却用気体導入口 １２、１３．．チップ吸引連絡口 １４．．．．．．．．チップ吸着穴 １５．．．．．．．．ツール吸着溝 １６．．．．．．．．ツール吸引連絡口 １７．．．．．．．．冷却用気体接続口 １８、１９．．通気路 ２０．．．．．．．．ボルト ２１、２２．．ナット ２３．．．．．．．．電源用端子 ２４．．．．．．．．ボルト頭 ２５．．．．．．．．取付貫通穴 ２６，２７．．．チップ吸引通路 ２８、２９．．．ツール吸引通路
Claims (2)
- 【請求項１】ボンディング対象チップを加熱及び加圧し
て基板等に接合するボンディングヘッドを備えたボンデ
ィング装置において、ボンディングヘッドの作用側先端
部にボンディングツール、ボンディングツールを加熱す
る発熱部材、発熱部材を支持する支持部材とを設け、該
支持部材を発熱部材よりも断熱性の優れた材質とすると
ともに、発熱部材と支持部材の当接面に外部に通じる冷
却溝を、両部材の少なくとも一方に形成し、該冷却溝に
冷却用気体を供給することを特徴とするボンディング装
置。 - 【請求項２】発熱部材と支持部材とが導電性あるボルト
とナットとにより連結され、該ボルトの一部が発熱部材
と電気的に接触し、更にボルトに電源用端子が接続され
たことを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16324297A JP3172942B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16324297A JP3172942B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10340915A true JPH10340915A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3172942B2 JP3172942B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=15770060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16324297A Expired - Fee Related JP3172942B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3172942B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045915A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Kyocera Corp | 接触加熱装置 |
| JP2007194222A (ja) * | 2007-03-20 | 2007-08-02 | Kyocera Corp | ヒータ装置 |
| WO2012002300A1 (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 株式会社新川 | 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 |
| KR20150141361A (ko) * | 2014-06-10 | 2015-12-18 | 세메스 주식회사 | 본딩 헤드 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 |
| KR20160002022A (ko) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 세메스 주식회사 | 본딩 헤드 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP16324297A patent/JP3172942B2/ja not_active Expired - Fee Related
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