JPH11219964A - 半導体マウント装置 - Google Patents

半導体マウント装置

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JPH11219964A
JPH11219964A JP1880498A JP1880498A JPH11219964A JP H11219964 A JPH11219964 A JP H11219964A JP 1880498 A JP1880498 A JP 1880498A JP 1880498 A JP1880498 A JP 1880498A JP H11219964 A JPH11219964 A JP H11219964A
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JP
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semiconductor chip
collet
suction
semiconductor
holder
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JP1880498A
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English (en)
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Haruyuki Shimakawa
晴之 島川
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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    • 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

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップ表面へのダメージが軽減できる
と共に、確実なマウント部への固着が実現できる半導体
マウント装置を提供する。 【解決手段】 ホルダ27の先端部分に設けたコレット
25に半導体チップ24を吸着保持してリードフレーム
のマウント部に銀ペーストにより固着するようにしたも
ので、ホルダ27が、コレット25との間に所定間隙3
8を有するように設けられ、かつばね41の圧縮力に抗
して軸方向に進退するよう挿着され、さらに側壁部に流
通孔40が形成された筒状体39を備えおり、筒状体3
9は、コレット25に吸着保持した半導体チップ24に
よりばね41を圧縮するようにして後退し、マウント加
工の際には吸着保持を解除して圧縮したばね41の力に
より進出して半導体チップ24を押圧し、同時にヒータ
36により所定温度に加熱された高圧空気を半導体チッ
プ24に吹き付けマウント荷重を与えて固着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体装置
の組立工程で半導体チップをリードフレーム等にマウン
トする際に用いる半導体マウント装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に要部の概略の構成図を示す
ように半導体マウント装置は、半導体チップ1を吸着保
持するコレット2をマウントヘッド3に設けて構成され
ており、さらにマウントヘッド3は、コレット2を先端
部分に取着したホルダ4を保持部材5に保持してなり、
保持部材5は所定の制御プログラムによって水平方向お
よび上下方向に移動動作する図示しない駆動機構の先端
部に支持されている。また、コレット2は、通常、吸着
保持する半導体チップ1を傷つけないように合成樹脂材
料で形成されており、その半導体チップ1に当接する部
位の形状は、当接部分をなるべく少なくするように考慮
されたものとなっていた。
【0003】またさらに、保持部材5にはホルダ4を介
してコレット2を加熱し、コレット2に吸着保持した半
導体チップ1を所定温度に維持するヒータ6が埋め込ま
れている。さらに保持部材5には、コレット2の吸引孔
7にホルダ4に形成された排気経路8を通じて連通し、
吸引孔7を真空状態にすることでコレット2に半導体チ
ップ1を吸着させる配管9が接続されている。なお、1
0はマウント加工時に半導体チップ1に荷重を加えるウ
ェイトで、このウェイト10により半導体チップ1は、
リードフレーム11のマウント部上の銀ペースト12に
所定圧力で押圧される。
【0004】このように構成されているので、半導体チ
ップ1のリードフレーム11へのマウント加工は、先ず
図示しないチップステージに載置されている半導体チッ
プ1の上面にコレット2が接触するよう駆動機構により
マウントヘッド3を移動する。続いて、配管9により排
気経路8を通じ吸引孔7を真空状態にして半導体チップ
1をコレット2に吸着する。次に、コレット2に半導体
チップ1を吸着保持した状態で駆動機構を動作させ、所
定位置に設けられたリードフレーム11のマウント部の
上方に半導体チップ1が位置するようする。その後、マ
ウントヘッド3を駆動機構により下降させ、半導体チッ
プ1をマウント部の銀ペースト12上に載せると共にウ
ェイト10による所定の荷重が半導体チップ1に加わる
ようにし、半導体チップ1をリードフレーム11の所定
のマウント部上に固着する。
【0005】そして、このような装置では、マウント加
工時に真空状態にして吸着保持した半導体チップ1をリ
ードフレーム11のマウント部に載せた後、半導体チッ
プ1にコレット2を介して荷重を加えるようにしてい
た。この荷重を加える意味は、銀ペースト12の濡れ性
を良好な状態にして確実なマウント部への固着を行うた
めであるが、半導体チップ1のサイズが大きくなるにし
たがい高い濡れ性を確保することが困難になる。そし
て、高い濡れ性を確保するためには、マウント時間を長
く設定したり、マウント荷重を高く設定したり、銀ペー
スト12を80℃〜90℃の高温度にして銀ペースト1
2の粘度を低くするなどの方法がある。
【0006】一方、このような方法があるなかで生産性
を向上させるようにするには、マウント時間を短くしな
ければならず、マウントする際の荷重をより高くした高
荷重マウント、銀ペースト12の温度をより高温にした
高温マウントのいずれかになる。しかし、高荷重マウン
トでは、半導体チップ1の表面に大きな力が加わって半
導体チップ1にクラックが生じたり割れたり、また割片
がコレット2に付着したままとなって半導体チップ1の
表面にダメージを加えるといった問題があり、また高温
マウントだけでは温度が高くなり過ぎて作業する上で安
全性に問題がある。このため、マウントする際の荷重と
温度の2つのパラメータを、半導体チップ1の品種毎に
そのサイズやマウント部分の状況等に応じてバランスを
取りながら条件を見出だす作業を行いマウント加工を行
っている。しかしながら、このような2つのパラメータ
のバランスを取りながら条件を見出だす作業は、マージ
ンが少ないために作業には多くの時間を必要としてい
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
マウント加工時の半導体チップ表面へのダメージが軽減
できると共に、作業する上での安全性が確保でき、作業
時間に多くの時間を要さず、また確実なマウント部への
固着が実現できる半導体マウント装置を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体マウント
装置は、ホルダの先端部分に設けたコレットに半導体チ
ップを吸着保持してマウント加工を行うようにした半導
体マウント装置において、ホルダは、先端部分に前記コ
レットの外側面との間に所定の間隙を有するようにして
設けられると共に、ばねの付勢力に抗して軸方向に進退
するよう挿着された筒状体を備えおり、筒状体は、半導
体チップのコレットへの吸着保持時に該半導体チップに
よりばねの付勢力に抗して後退し、マウント加工の際に
ばねの付勢力により進出して半導体チップを押圧するも
のであることを特徴とするものであり、さらに、筒状体
は、側壁部に流通孔が形成されていることを特徴とする
ものであり、さらに、流通孔は、開口面積を調節可能に
形成したものであることを特徴とするものであり、さら
に、半導体チップのコレットによる吸着保持が、該コレ
ットに連通する吸排気路を真空状態にすることで行われ
ると共に、吸排気路は真空状態と非真空状態とに適宜切
り換え可能となっていることを特徴とするものであり、
さらに、半導体チップのコレットによる吸着保持が、該
コレットに連通する吸排気路を真空状態にすることで行
われると共に、吸排気路は真空状態と高圧空気供給状態
とに適宜切り換え可能となっていることを特徴とするも
のであり、さらに、高圧空気供給状態として該高圧空気
と筒状体により半導体チップを押圧する際に、加熱空気
が供給されるよう吸排気路にヒータが備えられているこ
とを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
及び図2を参照して説明する。図1は要部の概略を示す
構成図であり、図2はホルダの要部の縦断面図で、図2
(a)は半導体チップを保持していない状態の縦断面
図、図2(b)は半導体チップを吸着保持した状態の縦
断面図である。
【0010】図1及び図2において、半導体マウント装
置は、所定の制御プログラムによって水平方向および上
下方向に移動動作する図示しない駆動機構の先端部に、
マウントヘッド21の保持部材22を、その連結部23
により支持するようにして構成されている。また駆動機
構に取り付けられた保持部材22には、半導体チップ2
4を吸着保持するコレット25が取着され、さらに吸排
気路26が軸方向に形成された円管状のホルダ27が、
その軸方向を上下方向とするようにしてねじ28等によ
り固定されている。また保持部材22には、ホルダ27
の吸排気路26に連通する吸排気経路29が形成されて
おり、さらに保持部材22には、継手30を介して配管
31の一端が吸排気経路29に連通するように接続され
ている。そして配管31の他端には、図示しない真空ポ
ンプと高圧空気供給源が切り換え可能に取り付けられて
いる。
【0011】一方、ホルダ27は、中間部に段部32が
形成されていて、段部32の上部側が大外径部33、下
部側が小外径部34となっており、大外径部33内には
断熱層35を間に設けるようにしてヒータ36が装着さ
れている。また小外径部34の先端には、合成樹脂材料
で形成され吸排孔37が形成されたコレット25が取着
されており、吸排孔37はホルダ27の吸排気路26に
連通している。さらに小外径部34の下部側には、コレ
ット25の外側面との間に所定の間隙38を設けて半導
体チップ24の外形より小直径の円筒形状の筒状体39
が、小外径部34に沿って上下方向に進退可能に挿着さ
れている。
【0012】またさらに筒状体39は、側壁部に間隙3
8と外部とを連通する所定の開口寸法を有する複数の流
通孔40が形成されており、また上端部分とホルダ27
の段部32との間の小外径部34に装着されたコイル状
ばね41によって下方向に付勢されている。そして、筒
状体39の進退範囲は、小外径部34に植設されたピン
42に筒状体39の側壁に形成された長孔43を係合さ
せることによって規制されていて、ばね41により下方
向に付勢された状態で筒状体39の下端は、コレット2
5の半導体チップ24を吸着保持時に当接する下端面よ
り下方側に位置し、また、ばね41の付勢力に抗して筒
状体39を上方に後退させた際には、筒状体39の下端
は、コレット25の下端面よりも上方側に位置するまで
後退可能となっている。なお、44は半導体チップ24
を搭載するリードフレームで、このリードフレーム44
の半導体チップ24を搭載するマウント部上には、銀ペ
ースト45がマウント加工に際して予め設けられてい
る。
【0013】このように構成されたものでは、半導体チ
ップ24をリードフレーム44の所定部位にマウントす
るマウント加工は、次のように行う。先ず駆動機構によ
りマウントヘッド21を移動し、図示しないチップステ
ージに載置されている半導体チップ24の直上にコレッ
ト25が位置するようにする。その後、駆動機構により
マウントヘッド21を下降させ、筒状体39の下端を半
導体チップ24の表面に接触させる。さらに駆動機構に
よりマウントヘッド21を下降させ、ばね41を付勢力
に抗し圧縮するようにして筒状体39を後退させ、コレ
ット25が半導体チップ24の表面に接触するようにす
る。続いて、真空ポンプを作動させて、配管31を通じ
て吸排気経路29、吸排気路26を真空状態にする。そ
して、吸排気路26に連通する吸排孔37を真空状態に
し、半導体チップ24をコレット25の先端に吸着す
る。
【0014】次に、コレット25に半導体チップ24を
吸着保持した状態で駆動機構を動作させ、所定位置に設
けられたリードフレーム44のマウント部の直上に半導
体チップ24が位置するようマウントヘッド21を移動
する。その後、再び駆動機構によりマウントヘッド21
を下降させ、半導体チップ24をマウント部の銀ペース
ト45の上面に接触するように載せ、マウントヘッド2
1の下降を停止する。そして、マウントヘッド21の位
置を下降停止した位置のままとして真空ポンプを停止さ
せ、これと共に高圧空気供給源に切り換え、同時にヒー
タ36に通電する。これにより、吸排気経路29、吸排
気路26に高圧空気を供給し、また同時にヒータ36に
より吸排気路26内を流れる高圧空気を加熱する。
【0015】この真空状態から高圧空気供給状態への切
り替えにより、コレット25による半導体チップ24の
吸着保持を解除する。そしてコレット25による吸着保
持の解除によって半導体チップ24は、チップ外周部分
に接触している筒状体39によって、圧縮されたばね4
1の付勢力で銀ペースト45の上面に押し付けられる。
この筒状体39による押し付けにより半導体チップ24
とコレット25との間に隙間が生じ、これによって、コ
レット25の吸排孔37を通じて加熱された高圧空気が
半導体チップ24に吹き付けられるように流れる。
【0016】また、このようにコレット25の吸排孔3
7から高圧空気が半導体チップ24に吹き付けられるの
で、この高圧空気の圧力によって半導体チップ24はさ
らに銀ペースト45に押し付けられ、マウント部分に適
正な荷重が加えられることになる。そして同時に加熱さ
れた高圧空気により半導体チップ24の温度が上昇し、
銀ペースト45の温度も所定温度、例えば80℃〜90
℃まで上昇し、銀ペースト45の粘度が低下して適正な
高い濡れ性が得られる。なお、この時に吸排孔37から
吹き出された高圧空気は、半導体チップ24を銀ペース
ト45に押し付けた際に生じた隙間から間隙38内に流
れ、流通孔40から外部にリードフレーム44に直接影
響を与えないように流れ出る。また流通孔40の開口寸
法は、ばね41と高圧空気による銀ペースト45への半
導体チップ24の押し付け荷重が適正な値となるよう考
慮して設定してある。
【0017】そして、ばね41と加熱された高圧空気に
よる加圧、加熱を所定時間行った後、ヒータ36への通
電を切り、高圧空気供給源からの吸排気経路29、吸排
気路26への高圧空気の供給を、コレット25やホルダ
27が冷却され所定温度まで低下するまで続けた後に停
止し、また駆動機構を動作させることでマウントヘッド
21を上昇させ、再びマウントヘッド21を半導体チッ
プ24が載置されているチップステージの上方に移動
し、次のマウント加工の過程に入り、上記の動作を繰り
返す。また上記の過程でリードフレーム44のマウント
部の銀ペースト45上に載せられ、適正荷重が加えられ
た半導体チップ24は、所定の放置時間をおくことによ
ってマウント部に固着されマウント加工が終了する。
【0018】その結果、半導体チップ24のリードフレ
ーム44のマウント部への固着は、所定温度に加熱され
適正な高い濡れ性が得られる状態の銀ペースト45に、
適正荷重が加えられて押し付けられるようにして行われ
るので確実なものとなり、マウント加工作業も特に高い
温度を必要としないので、安全性が確保された状態での
作業となる。また、加えられる荷重が、ばね41の付勢
力と高圧の空気による力であるため、ばね41の付勢力
として筒状体39が直接半導体チップ24に接触して加
えられる力が小さくて済み、半導体チップ24に割れや
欠け等が発生する虞が減少する。さらに、筒状体39に
よって荷重が加える際、半導体チップ24の外周部分に
加えられるため、半導体チップ24の中央部分に荷重が
加えられる場合よりも半導体チップ24表面での傷つけ
等の不良発生が押さえられ、製造歩留が向上し、また半
導体チップ24の破損が少なくなるのでコレットの交換
などの頻度が少なくなり、より生産性が向上したものと
なる。
【0019】またさらに、マウント加工条件を見出だす
ための荷重と温度のパラメータのバランスを取る作業が
なくなるので、マウント加工作業に多くの時間を必要と
しなくなる。また半導体チップ24をリードフレーム4
4のマウント部の銀ペースト45上に載せてから加熱す
るので、従来通常行われていた事前にフィーダユニット
にヒータを設けてリードフレーム44のマウント部を加
熱する必要がなく、リードフレーム44のマウント部を
所定位置に静止させるために設けた位置決め用カメラに
生ずる陽炎の影響がなくなり、リードフレーム44のマ
ウント部の位置決め精度が向上する。さらにリードフレ
ーム44がポリイミドフィルムを用いて形成されたTA
B等のフィルムのマウントでなるものであっても、筒状
体39によりマウント部のみを押さえるために、高圧空
気を吹き付けてもマウント加工に悪影響が出ることがな
い。
【0020】なお、上記の実施形態では、筒状体39の
側壁部に所定の開口寸法を有するよう流通孔40を設け
たが、これに限定されるものではなく、筒状体の流通孔
形成部分を筒状体本体とカバー部材でなる二重円筒構造
とし、筒状体本体に形成した大径孔を周方向に回動する
カバー部材で覆うようにして開口面積を調節できるよう
にし、マウント加工する半導体チップ24のサイズ等に
合わせ適正なマウント荷重が得られるようにしてもよ
い。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればマウント加工時における半導体チップ表面の破
損等の悪影響が軽減でき、また高温にしなくてもよいた
めに作業する上での安全性が確保でき、さらにパラメー
タのバランス取り作業がないために多くの作業時間を要
さず、これによって確実なマウント部への固着が実現で
きるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における要部の概略を示す
構成図である。
【図2】本発明の一実施形態におけるホルダの要部の縦
断面図で、図2(a)は半導体チップを保持していない
状態の縦断面図、図2(b)は半導体チップを吸着保持
した状態の縦断面図である。
【図3】従来例の要部の概略の構成図である。
【符号の説明】
24…半導体チップ 25…コレット 26…吸排気路 27…ホルダ 36…ヒータ 38…間隙 39…筒状体 40…流通孔 41…ばね 44…リードフレーム 45…銀ペースト

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホルダの先端部分に設けたコレットに半
    導体チップを吸着保持してマウント加工を行うようにし
    た半導体マウント装置において、前記ホルダは、先端部
    分に前記コレットの外側面との間に所定の間隙を有する
    ようにして設けられると共に、ばねの付勢力に抗して軸
    方向に進退するよう挿着された筒状体を備えおり、前記
    筒状体は、前記半導体チップの前記コレットへの吸着保
    持時に該半導体チップにより前記ばねの付勢力に抗して
    後退し、マウント加工の際に前記ばねの付勢力により進
    出して前記半導体チップを押圧するものであることを特
    徴とする半導体マウント装置。
  2. 【請求項2】 筒状体は、側壁部に流通孔が形成されて
    いることを特徴とする請求項1記載の半導体マウント装
    置。
  3. 【請求項3】 流通孔は、開口面積を調節可能に形成し
    たものであることを特徴とする請求項2記載の半導体マ
    ウント装置。
  4. 【請求項4】 半導体チップのコレットによる吸着保持
    が、該コレットに連通する吸排気路を真空状態にするこ
    とで行われると共に、前記吸排気路は真空状態と非真空
    状態とに適宜切り換え可能となっていることを特徴とす
    る請求項1記載の半導体マウント装置。
  5. 【請求項5】 半導体チップのコレットによる吸着保持
    が、該コレットに連通する吸排気路を真空状態にするこ
    とで行われると共に、前記吸排気路は真空状態と高圧空
    気供給状態とに適宜切り換え可能となっていることを特
    徴とする請求項1記載の半導体マウント装置。
  6. 【請求項6】 高圧空気供給状態として該高圧空気と筒
    状体により半導体チップを押圧する際に、加熱空気が供
    給されるよう吸排気路にヒータが備えられていることを
    特徴とする請求項5記載の半導体マウント装置。
JP1880498A 1998-01-30 1998-01-30 半導体マウント装置 Withdrawn JPH11219964A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007311465A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Shinkawa Ltd 多段加圧コレット
JP2018010966A (ja) * 2016-07-13 2018-01-18 ファスフォードテクノロジ株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法

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