JPH11284028A - ボンディング方法及びその装置 - Google Patents
ボンディング方法及びその装置Info
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- JPH11284028A JPH11284028A JP8106498A JP8106498A JPH11284028A JP H11284028 A JPH11284028 A JP H11284028A JP 8106498 A JP8106498 A JP 8106498A JP 8106498 A JP8106498 A JP 8106498A JP H11284028 A JPH11284028 A JP H11284028A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
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- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/75251—Means for applying energy, e.g. heating means in the lower part of the bonding apparatus, e.g. in the apparatus chuck
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、例えばＳＡＷ素子などの電子部品を
フリップチップ・ボンディングするためのボンディング
方法及びその装置に関する。 【解決手段】本発明は、電子部品のバンプ電極を基板に
対して熱圧着することにより接続するに際して、超音波
振動を前記基板の主面に沿う複数のほぼ等配された方向
に印加するようにしたもので、十分な接合強度を得るこ
とができることはもとより、圧着バンプ形状をほぼ円形
に保つことができるので、対応するパッド電極へはみ出
すことなく接合することが可能となる。
フリップチップ・ボンディングするためのボンディング
方法及びその装置に関する。 【解決手段】本発明は、電子部品のバンプ電極を基板に
対して熱圧着することにより接続するに際して、超音波
振動を前記基板の主面に沿う複数のほぼ等配された方向
に印加するようにしたもので、十分な接合強度を得るこ
とができることはもとより、圧着バンプ形状をほぼ円形
に保つことができるので、対応するパッド電極へはみ出
すことなく接合することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＳＡＷ（Su
rface Acoustic Wave:表面弾性波）素子などの電子部品
をフリップチップ・ボンディングするためのボンディン
グ方法及びその装置に関する。
rface Acoustic Wave:表面弾性波）素子などの電子部品
をフリップチップ・ボンディングするためのボンディン
グ方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品の電極と基板の電極とをバンプ
を介して接合するフリップチップ・ボンディングは、実
装面積が小さく、回路の配線長さが短いという特長があ
り、高密度実装や高速デバイスの実装に適している。と
くに、形成プロセスが比較的容易である金ボールバンプ
を用いたものが広く実用化している。
を介して接合するフリップチップ・ボンディングは、実
装面積が小さく、回路の配線長さが短いという特長があ
り、高密度実装や高速デバイスの実装に適している。と
くに、形成プロセスが比較的容易である金ボールバンプ
を用いたものが広く実用化している。
【０００３】それらのプロセスの概要について、図７に
基づいて説明すると、予めＳＡＷ等の電子部品８１の電
極上に金バンプ８３を形成する。この金バンプ８３の形
成された電子部品８１をバンプ形成面を下向きにして超
音波ホーンに取付けられたボンディング・ツールで吸着
する。
基づいて説明すると、予めＳＡＷ等の電子部品８１の電
極上に金バンプ８３を形成する。この金バンプ８３の形
成された電子部品８１をバンプ形成面を下向きにして超
音波ホーンに取付けられたボンディング・ツールで吸着
する。
【０００４】一方、２００℃程度に加熱されているボン
ディング・ステージ上には、電極用金めっきが施された
セラミック基板を配置する。しかして、電子部品８１と
セラミック基板とはカメラ等により位置決めされた後
に、ボンディング・ツールが下降して電子部品８１をセ
ラミック基板に超音波を印加しながら加圧・接合する。
ディング・ステージ上には、電極用金めっきが施された
セラミック基板を配置する。しかして、電子部品８１と
セラミック基板とはカメラ等により位置決めされた後
に、ボンディング・ツールが下降して電子部品８１をセ
ラミック基板に超音波を印加しながら加圧・接合する。
【０００５】このような接合工程は、通常２段階に分け
て行われる。すなわち、第１段階としての金バンプ８３
に残存しているバリを超音波により除去する工程、及
び、金バンプ８３とセラミック基板の電極との超音波接
合工程からなっている。
て行われる。すなわち、第１段階としての金バンプ８３
に残存しているバリを超音波により除去する工程、及
び、金バンプ８３とセラミック基板の電極との超音波接
合工程からなっている。
【０００６】したがって、最初に０．５Ｗ程度の低い出
力で超音波振動を８００ｍ秒間印加した後、２．０Ｗで
超音波を８００ｍ秒間印加する。この際、ボンディング
・ツールは同一状態で作動するので超音波の振動は同一
方向（図７，矢印８４参照）である。
力で超音波振動を８００ｍ秒間印加した後、２．０Ｗで
超音波を８００ｍ秒間印加する。この際、ボンディング
・ツールは同一状態で作動するので超音波の振動は同一
方向（図７，矢印８４参照）である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に、超音波併用で
熱圧着するフリップチップ・ボンディングにおいては、
十分な接合強度を獲得するために、ワイヤ・ボンディン
グと比較して、超音波を高い出力で長時間に亘ってバン
プに印加する必要がある。その結果、生産能率が大幅に
低下することはもとより、ボンディング前には円形であ
った金バンプ８３は（図７想像線参照）、ボンディング
後には、超音波振動方向９１が長径となる楕円形に変形
する（図７実線参照）。
熱圧着するフリップチップ・ボンディングにおいては、
十分な接合強度を獲得するために、ワイヤ・ボンディン
グと比較して、超音波を高い出力で長時間に亘ってバン
プに印加する必要がある。その結果、生産能率が大幅に
低下することはもとより、ボンディング前には円形であ
った金バンプ８３は（図７想像線参照）、ボンディング
後には、超音波振動方向９１が長径となる楕円形に変形
する（図７実線参照）。
【０００８】この場合、セラミック基板の電極は正方形
であることから、電極のサイズに対する金バンプ８３の
変形許容量が楕円の長径で決まってしまうため、ボンデ
ィング条件の適正範囲が狭くなってしまう問題がある。
たとえば、従来方式では、短径が９０μｍであるのに対
して、長径が１２０μｍに達してしまい、一辺が１２０
μｍの電極パッドへの適用は困難である。
であることから、電極のサイズに対する金バンプ８３の
変形許容量が楕円の長径で決まってしまうため、ボンデ
ィング条件の適正範囲が狭くなってしまう問題がある。
たとえば、従来方式では、短径が９０μｍであるのに対
して、長径が１２０μｍに達してしまい、一辺が１２０
μｍの電極パッドへの適用は困難である。
【０００９】したがって、このように、ボンディング条
件の適正範囲が極度に制約を受ける結果、電極パッドが
微細化した場合の対応が困難である。本発明は、上記事
情を勘案してなされたもので、上記欠点を解消すること
のできるボンディング方法及びその装置を提供すること
を目的とする。
件の適正範囲が極度に制約を受ける結果、電極パッドが
微細化した場合の対応が困難である。本発明は、上記事
情を勘案してなされたもので、上記欠点を解消すること
のできるボンディング方法及びその装置を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１のボンディング
方法は、電子部品のバンプ電極を基板の電極にボンディ
ングするボンディング方法において、前記バンプ電極を
前記基板の電極に対して圧着する圧着工程と、圧着部位
に超音波を印加する超音波印加工程とを具備し、前記超
音波を複数方向から印加する。
方法は、電子部品のバンプ電極を基板の電極にボンディ
ングするボンディング方法において、前記バンプ電極を
前記基板の電極に対して圧着する圧着工程と、圧着部位
に超音波を印加する超音波印加工程とを具備し、前記超
音波を複数方向から印加する。
【００１１】請求項２のボンディング方法は、請求項１
において、電子部品のバンプ電極を基板の電極にボンデ
ィングするボンディング方法において、前記バンプ電極
を前記電極に対して圧着する圧着工程と、圧着部位に超
音波を印加する超音波印加工程とを具備し、前記超音波
を前記基板側及び前記電子部品側の両方に印加する。
において、電子部品のバンプ電極を基板の電極にボンデ
ィングするボンディング方法において、前記バンプ電極
を前記電極に対して圧着する圧着工程と、圧着部位に超
音波を印加する超音波印加工程とを具備し、前記超音波
を前記基板側及び前記電子部品側の両方に印加する。
【００１２】請求項３のボンディング方法は、請求項１
又は請求項２において、前記圧着工程においては、前記
圧着部位を加熱する。請求項４のボンディング装置は、
電子部品のバンプ電極を基板の電極にボンディングする
ボンディング装置において、前記基板を保持する基板保
持手段と、前記電子部品を着脱自在に保持するボンディ
ング・ツールと、前記ボンディング・ツールに保持され
ている前記電子部品を前記基板保持手段に保持されてい
る基板に対して相対的に加圧し前記バンプ電極を前記電
極に対して圧着する圧着手段と、超音波を複数方向に印
加する超音波印加手段とを具備する。
又は請求項２において、前記圧着工程においては、前記
圧着部位を加熱する。請求項４のボンディング装置は、
電子部品のバンプ電極を基板の電極にボンディングする
ボンディング装置において、前記基板を保持する基板保
持手段と、前記電子部品を着脱自在に保持するボンディ
ング・ツールと、前記ボンディング・ツールに保持され
ている前記電子部品を前記基板保持手段に保持されてい
る基板に対して相対的に加圧し前記バンプ電極を前記電
極に対して圧着する圧着手段と、超音波を複数方向に印
加する超音波印加手段とを具備する。
【００１３】請求項５のボンディング装置は、電子部品
のバンプ電極を基板の電極にボンディングするボンディ
ング装置において、前記基板を保持する基板保持手段
と、前記電子部品を着脱自在に保持するボンディング・
ツールと、前記ボンディング・ツールに保持されている
前記電子部品を前記基板保持手段に保持されている前記
電子部品を前記基板保持手段に保持されている基板に対
して相対的に加圧し前記バンプ電極を前記電極に対して
圧着する圧着手段と、前記ボンディング・ツールに超音
波を印加する第１の超音波印加手段と、前記基板保持手
段に超音波を印加する第２の超音波印加手段とを具備す
る。請求項６のボンディング装置は、請求項４又は請求
項５において、前記圧着手段による圧着部位を加熱する
加熱手段を具備する。
のバンプ電極を基板の電極にボンディングするボンディ
ング装置において、前記基板を保持する基板保持手段
と、前記電子部品を着脱自在に保持するボンディング・
ツールと、前記ボンディング・ツールに保持されている
前記電子部品を前記基板保持手段に保持されている前記
電子部品を前記基板保持手段に保持されている基板に対
して相対的に加圧し前記バンプ電極を前記電極に対して
圧着する圧着手段と、前記ボンディング・ツールに超音
波を印加する第１の超音波印加手段と、前記基板保持手
段に超音波を印加する第２の超音波印加手段とを具備す
る。請求項６のボンディング装置は、請求項４又は請求
項５において、前記圧着手段による圧着部位を加熱する
加熱手段を具備する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して詳述する。図１及び図２は、この一実施形態
のボンディング装置を示している。このボンディング装
置は、例えばステンレス鋼などの材質からなり且つセラ
ミック基板１を保持する円柱状のボンディング・ステー
ジ２と、このボンディング・ステージ２の直上部に配設
され例えばＳＡＷ素子用のフリップチップからなる電子
部品３を着脱自在に保持するボンディング・ツール４
と、このボンディング・ツール４を支持して上下方向
（矢印５）に昇降駆動する昇降駆動部６と、ボンディン
グ・ツール４に連結して電子部品３を吸引させる真空源
７と、ボンディング・ツール４に超音波を印加する第１
超音波印加部８と、ボンディング・ステージ２に超音波
を印加する第２超音波印加部９と、昇降駆動部６及び真
空源７及び第１超音波印加部８及び第２超音波印加部９
及びボンディング・ステージ２を予め設定されたプログ
ラムに基づいて電気的に統御するボンディング制御部４
０とを有している。
を参照して詳述する。図１及び図２は、この一実施形態
のボンディング装置を示している。このボンディング装
置は、例えばステンレス鋼などの材質からなり且つセラ
ミック基板１を保持する円柱状のボンディング・ステー
ジ２と、このボンディング・ステージ２の直上部に配設
され例えばＳＡＷ素子用のフリップチップからなる電子
部品３を着脱自在に保持するボンディング・ツール４
と、このボンディング・ツール４を支持して上下方向
（矢印５）に昇降駆動する昇降駆動部６と、ボンディン
グ・ツール４に連結して電子部品３を吸引させる真空源
７と、ボンディング・ツール４に超音波を印加する第１
超音波印加部８と、ボンディング・ステージ２に超音波
を印加する第２超音波印加部９と、昇降駆動部６及び真
空源７及び第１超音波印加部８及び第２超音波印加部９
及びボンディング・ステージ２を予め設定されたプログ
ラムに基づいて電気的に統御するボンディング制御部４
０とを有している。
【００１５】前記電子部品３は、図３に示すように、外
形寸法が、例えば縦２．０ｍｍ，横２．０ｍｍ，厚さ
０．４ｍｍであり、一方の主面には、例えば１６個のア
ルミニウム製の電極１０が、スパッタ法により成膜され
ている。これらの電極１０の形状は、例えば一辺が１２
０μｍの正方形をなし、厚さは、０．７μｍである。そ
うして、各電極１０には、直径７０μｍ及び高さ３０μ
ｍの金バンプ１１が形成されている。
形寸法が、例えば縦２．０ｍｍ，横２．０ｍｍ，厚さ
０．４ｍｍであり、一方の主面には、例えば１６個のア
ルミニウム製の電極１０が、スパッタ法により成膜され
ている。これらの電極１０の形状は、例えば一辺が１２
０μｍの正方形をなし、厚さは、０．７μｍである。そ
うして、各電極１０には、直径７０μｍ及び高さ３０μ
ｍの金バンプ１１が形成されている。
【００１６】一方、セラミック基板１は、外形寸法が、
一辺が例えば３．０ｍｍの正方形をなし、その厚さは、
例えば０．５ｍｍである。そして、このセラミック基板
１上には、前記金バンプ１１が接続される電極１２が形
成されている（図３参照）。この電極１２は、タングス
テン（Ｗ）／ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の層状構造
をなしていて、最上層の金層は、無電解めっき法にて
０．４μｍの厚さに形成されている。
一辺が例えば３．０ｍｍの正方形をなし、その厚さは、
例えば０．５ｍｍである。そして、このセラミック基板
１上には、前記金バンプ１１が接続される電極１２が形
成されている（図３参照）。この電極１２は、タングス
テン（Ｗ）／ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の層状構造
をなしていて、最上層の金層は、無電解めっき法にて
０．４μｍの厚さに形成されている。
【００１７】しかして、ボンディング・ステージ２に
は、例えばニクロム線などの加熱手段１３が内設され、
例えばステンレス鋼性の板状固定治具１４を介して固定
されているセラミック基板１を例えば２００℃前後に加
熱するように設定されている。この加熱手段１３は、前
記ボンディング制御部４０により温度制御されるように
設けられている。
は、例えばニクロム線などの加熱手段１３が内設され、
例えばステンレス鋼性の板状固定治具１４を介して固定
されているセラミック基板１を例えば２００℃前後に加
熱するように設定されている。この加熱手段１３は、前
記ボンディング制御部４０により温度制御されるように
設けられている。
【００１８】一方、ボンディング・ツール４は、例えば
タングステンカーバイト製であって、電子部品３を直接
保持する円板状の保持部１５と、この保持部１５を支持
する棒状の支持部１６とからなっている。前記保持部１
５は、主面の直径が例えば３ｍｍの円形をなし、且つ、
厚さは例えば５ｍｍである。そして、保持部１５の中央
部には、内径が例えば０．８ｍｍの吸引孔１７が穿設さ
れている。また、前記支持部１６は、外径が例えば３ｍ
ｍの管状体であり、内孔１８は、前記吸引孔１７に連通
している。
タングステンカーバイト製であって、電子部品３を直接
保持する円板状の保持部１５と、この保持部１５を支持
する棒状の支持部１６とからなっている。前記保持部１
５は、主面の直径が例えば３ｍｍの円形をなし、且つ、
厚さは例えば５ｍｍである。そして、保持部１５の中央
部には、内径が例えば０．８ｍｍの吸引孔１７が穿設さ
れている。また、前記支持部１６は、外径が例えば３ｍ
ｍの管状体であり、内孔１８は、前記吸引孔１７に連通
している。
【００１９】さらに、ボンディング・ツール４の遊端部
には、可撓性の案内管１９の一端部が外嵌されている。
そして、案内管１９の他端部は、前記真空源７に接続さ
れている。
には、可撓性の案内管１９の一端部が外嵌されている。
そして、案内管１９の他端部は、前記真空源７に接続さ
れている。
【００２０】そして、ボンディング・ツール４の中途部
には、第１超音波印加部８をなす第１の超音波ホーン２
０の先端部が、ボンディング・ツール４の全ボンディン
グ・ツール４の全周を囲繞するように嵌合されている。
この第１の超音波ホーン２０は、第１の超音波発振器２
０ａに電気的に連結されている。さらに、第１の超音波
ホーン２０の後端部は、昇降駆動部６に支持されてい
る。この昇降駆動部６は、柱状をなす本体部２１と、こ
の本体部２１に上下方向に滑動自在に取付けられたステ
ージ２２と、このステージ２２に固定され先端部が前記
第１の超音波ホーン２０の後端部に連結されたＬ字状の
取付治具２３とを有している。なお、超音波ホーン２０
の取付治具２３が連結されている部位は、他部よりも大
径になっている。
には、第１超音波印加部８をなす第１の超音波ホーン２
０の先端部が、ボンディング・ツール４の全ボンディン
グ・ツール４の全周を囲繞するように嵌合されている。
この第１の超音波ホーン２０は、第１の超音波発振器２
０ａに電気的に連結されている。さらに、第１の超音波
ホーン２０の後端部は、昇降駆動部６に支持されてい
る。この昇降駆動部６は、柱状をなす本体部２１と、こ
の本体部２１に上下方向に滑動自在に取付けられたステ
ージ２２と、このステージ２２に固定され先端部が前記
第１の超音波ホーン２０の後端部に連結されたＬ字状の
取付治具２３とを有している。なお、超音波ホーン２０
の取付治具２３が連結されている部位は、他部よりも大
径になっている。
【００２１】さらに、第２超音波印加部９は、第１の超
音波ホーン２０の軸線に直交する方向に沿って一対の超
音波振動子２４がボンディング・ステージ２に当接し、
且つ、これら一対の超音波振動子２４が、ボンディング
・ステージ２とＸＹテーブル２ｂとの間に挟持されてい
る。そして、これら一対の超音波振動子２４は、第２の
超音波発振器２４ａに電気的に連結されている。
音波ホーン２０の軸線に直交する方向に沿って一対の超
音波振動子２４がボンディング・ステージ２に当接し、
且つ、これら一対の超音波振動子２４が、ボンディング
・ステージ２とＸＹテーブル２ｂとの間に挟持されてい
る。そして、これら一対の超音波振動子２４は、第２の
超音波発振器２４ａに電気的に連結されている。
【００２２】さらに、ボンディング・ステージ２とＸＹ
テーブル２ｂとは、セラミック基板１の位置決めを行う
位置決め部５１を構成している。なお、図２に示すよう
に、ボンディング・ステージ２は、ＸＹテーブル２ｂに
介挿体２６ａ（超音波振動子２４ではない）によっても
連結されている。
テーブル２ｂとは、セラミック基板１の位置決めを行う
位置決め部５１を構成している。なお、図２に示すよう
に、ボンディング・ステージ２は、ＸＹテーブル２ｂに
介挿体２６ａ（超音波振動子２４ではない）によっても
連結されている。
【００２３】しかして、第１超音波印加部８及び第２超
音波印加部９の超音波印加方向は、図４の矢印５１，５
２に示すように、互いに直交するように設定されてい
る。つぎに、上記構成のボンディング装置の作動につい
て説明する。
音波印加部９の超音波印加方向は、図４の矢印５１，５
２に示すように、互いに直交するように設定されてい
る。つぎに、上記構成のボンディング装置の作動につい
て説明する。
【００２４】まず、ボンディング制御部４０からの制御
信号ＳＡに基づき真空源７を起動し、ボンディング・ツ
ール４の保持部１５に電子部品３を吸着させる。そし
て、ボンディング・ステージ２上にセラミック基板１を
載置し、固定治具１４を介して固定する。一方、ボンデ
ィング制御部４０からの制御信号ＳＢに基づき加熱手段
１３に通電することにより、ボンディング・ステージ２
を２００℃前後に加熱する。つぎに、ボンディング制御
部４０からの制御信号ＳＣに基づき昇降駆動部６を起動
し、ボンディング・ツール４をボンディング・ステージ
２上に載置されたセラミック基板１に対して下降させ、
ボンディング・ツール４に吸着されている電子部品３を
セラミック基板１の所定の接続位置に当接させる。その
結果、電子部品３の金バンプ１１が対応する電極１２に
押圧される。なお、電子部品３とセラミック基板１との
位置決めは、図示せぬ撮像装置を用いてボンディング制
御部４０から印加された制御信号ＳＰによりＸＹテーブ
ル２ｂを作動させることにより行う。
信号ＳＡに基づき真空源７を起動し、ボンディング・ツ
ール４の保持部１５に電子部品３を吸着させる。そし
て、ボンディング・ステージ２上にセラミック基板１を
載置し、固定治具１４を介して固定する。一方、ボンデ
ィング制御部４０からの制御信号ＳＢに基づき加熱手段
１３に通電することにより、ボンディング・ステージ２
を２００℃前後に加熱する。つぎに、ボンディング制御
部４０からの制御信号ＳＣに基づき昇降駆動部６を起動
し、ボンディング・ツール４をボンディング・ステージ
２上に載置されたセラミック基板１に対して下降させ、
ボンディング・ツール４に吸着されている電子部品３を
セラミック基板１の所定の接続位置に当接させる。その
結果、電子部品３の金バンプ１１が対応する電極１２に
押圧される。なお、電子部品３とセラミック基板１との
位置決めは、図示せぬ撮像装置を用いてボンディング制
御部４０から印加された制御信号ＳＰによりＸＹテーブ
ル２ｂを作動させることにより行う。
【００２５】この金バンプ１１の電極１２への当接直前
に、第１の超音波発振器２０ａ及び第２の超音波発振器
２４ａのそれぞれに、ボンディング制御部４０から制御
信号ＳＤ，ＳＥが印加され、第１の超音波発振器２０ａ
及び第２の超音波発振器２４ａを、それぞれ矢印５１，
５２方向に、振動数例えば６０Hz〜１１０Hzで４００ｍ
秒間程度振動させる（図４参照）。このときの出力は、
例えば１．５Ｗが好ましい。
に、第１の超音波発振器２０ａ及び第２の超音波発振器
２４ａのそれぞれに、ボンディング制御部４０から制御
信号ＳＤ，ＳＥが印加され、第１の超音波発振器２０ａ
及び第２の超音波発振器２４ａを、それぞれ矢印５１，
５２方向に、振動数例えば６０Hz〜１１０Hzで４００ｍ
秒間程度振動させる（図４参照）。このときの出力は、
例えば１．５Ｗが好ましい。
【００２６】しかして、上記のような２００℃前後に加
熱されている金バンプ１１と電極１２との当接部位に互
いに直交する２方向の超音波振動が印加され、金バンプ
１１と電極１２との間に介在している酸化膜が満遍なく
除去される結果、両者は強固に結合する。このようなボ
ンディングが終了すると、真空源７による電子部品３を
吸着を解除するとともに、ボンディング制御部４０から
制御信号ＳＣを昇降駆動部６に印加して、ボンディング
・ツール４を上昇させる。
熱されている金バンプ１１と電極１２との当接部位に互
いに直交する２方向の超音波振動が印加され、金バンプ
１１と電極１２との間に介在している酸化膜が満遍なく
除去される結果、両者は強固に結合する。このようなボ
ンディングが終了すると、真空源７による電子部品３を
吸着を解除するとともに、ボンディング制御部４０から
制御信号ＳＣを昇降駆動部６に印加して、ボンディング
・ツール４を上昇させる。
【００２７】かくして、ボンディングされたセラミック
基板１と電子部品３の接合強度を調べるため、図５に示
すシェア・ツールを水平（矢印５３）方向に動かすこと
によりせん断強度を測定したところ、１００ｇｆと十分
な接合強度がえられていた。
基板１と電子部品３の接合強度を調べるため、図５に示
すシェア・ツールを水平（矢印５３）方向に動かすこと
によりせん断強度を測定したところ、１００ｇｆと十分
な接合強度がえられていた。
【００２８】一方、圧着バンプ径を顕微鏡により測定し
たところ、金バンプ１１は、図６に示すように、ほぼ円
形を保ちながら変形していた。すなわち、金バンプ１１
の変形後の圧着径は１００μｍであり、一辺が１２０μ
ｍの正方形をなすパッド電極１２への対応は十分であ
る。なお、図６において、想像線にて示した円形は、ボ
ンディング前のバンプ形状である。
たところ、金バンプ１１は、図６に示すように、ほぼ円
形を保ちながら変形していた。すなわち、金バンプ１１
の変形後の圧着径は１００μｍであり、一辺が１２０μ
ｍの正方形をなすパッド電極１２への対応は十分であ
る。なお、図６において、想像線にて示した円形は、ボ
ンディング前のバンプ形状である。
【００２９】これに対して、従来の超音波振動方向が一
方向のみで同一の接合強度を得る場合は、２．０Ｗの超
音波出力で５００ｍ秒間印加する必要があるばかりか、
圧着後の金バンプ１１の形状は、長径が例えば１２０μ
ｍの楕円形となる（図７参照）。このような場合、一辺
が１２０μｍの正方形をなすパッド電極１２への対応は
困難である。
方向のみで同一の接合強度を得る場合は、２．０Ｗの超
音波出力で５００ｍ秒間印加する必要があるばかりか、
圧着後の金バンプ１１の形状は、長径が例えば１２０μ
ｍの楕円形となる（図７参照）。このような場合、一辺
が１２０μｍの正方形をなすパッド電極１２への対応は
困難である。
【００３０】なお、上記実施例においては、超音波の印
加方向は、互いに直交する２方向であるが、これ以上で
もよい。たとえば、３方向にする場合は、前記介挿体２
６ａも超音波振動子とし、且つ、ボンディング・ツール
４側を含む超音波印加方向が互いに１２０度となるよう
に、金バンプ１１と電極１２に超音波を印加するように
しても前記実施例と同一の作用効果を奏すことが可能で
ある。
加方向は、互いに直交する２方向であるが、これ以上で
もよい。たとえば、３方向にする場合は、前記介挿体２
６ａも超音波振動子とし、且つ、ボンディング・ツール
４側を含む超音波印加方向が互いに１２０度となるよう
に、金バンプ１１と電極１２に超音波を印加するように
しても前記実施例と同一の作用効果を奏すことが可能で
ある。
【００３１】また、前記実施例においては、金バンプ１
１の電極１２への当接直前に超音波を印加するようにし
ているが、超音波の印加時点は、良好な接合を得ること
ができる前提条件を満足する限り時期に制約されない。
１の電極１２への当接直前に超音波を印加するようにし
ているが、超音波の印加時点は、良好な接合を得ること
ができる前提条件を満足する限り時期に制約されない。
【００３２】また、ボンディング・ツール４に圧力セン
サを組み込み、この圧力センサにより検出された金バン
プ１１の電極１２に対する加圧荷重が例えば１kgf に達
したと同時に超音波振動を印加するようにしてもよい。
サを組み込み、この圧力センサにより検出された金バン
プ１１の電極１２に対する加圧荷重が例えば１kgf に達
したと同時に超音波振動を印加するようにしてもよい。
【００３３】さらに、上記実施例においては、電子部品
のバンプとして、金バンプを用いているが、熱圧着時に
溶融しないものであれば、例えばＮｉ（ニッケル）バン
プなどを用いてもよい。さらに、本発明は、ＳＡＷの製
造に限定することなく、一般の半導体装置の製造に拡大
適用が可能である。
のバンプとして、金バンプを用いているが、熱圧着時に
溶融しないものであれば、例えばＮｉ（ニッケル）バン
プなどを用いてもよい。さらに、本発明は、ＳＡＷの製
造に限定することなく、一般の半導体装置の製造に拡大
適用が可能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、電子部品のバンプ電極を基板
に対して熱圧着することにより接続するに際して、超音
波振動を前記基板の主面に沿う複数のほぼ等配された方
向に印加するようにしたので、十分な接合強度を得るこ
とができることはもとより、圧着バンプ形状をほぼ円形
に保つことができるので、対応するパッド電極へはみ出
すことなく接合することが可能となる。
に対して熱圧着することにより接続するに際して、超音
波振動を前記基板の主面に沿う複数のほぼ等配された方
向に印加するようにしたので、十分な接合強度を得るこ
とができることはもとより、圧着バンプ形状をほぼ円形
に保つことができるので、対応するパッド電極へはみ出
すことなく接合することが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態のボンディング装置の正面
図である。
図である。
【図２】図１のボンディング装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるボンディング対象
の拡大説明図である。
の拡大説明図である。
【図４】本発明の一実施形態のボンディング方法を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図５】本発明の一実施形態のボンディング方法の効果
を説明するための説明図である。
を説明するための説明図である。
【図６】本発明の一実施形態のボンディング方法の作用
説明図である。
説明図である。
【図７】従来技術を示す電子部品の下面図である。
１：セラミック基板，２：ボンディング・ステージ（基
板保持手段），３：電子部品，４：ボンディング・ツー
ル，６：昇降駆動部（圧着手段），８：第１超音波印加
部，９：第２超音波印加部。
板保持手段），３：電子部品，４：ボンディング・ツー
ル，６：昇降駆動部（圧着手段），８：第１超音波印加
部，９：第２超音波印加部。
Claims (6)
- 【請求項１】電子部品のバンプ電極を基板の電極にボン
ディングするボンディング方法において、前記バンプ電
極を前記基板の電極に対して圧着する圧着工程と、圧着
部位に超音波を印加する超音波印加工程とを具備し、前
記超音波を複数方向から印加することを特徴とするボン
ディング方法。 - 【請求項２】電子部品のバンプ電極を基板の電極にボン
ディングするボンディング方法において、前記バンプ電
極を前記電極に対して圧着する圧着工程と、圧着部位に
超音波を印加する超音波印加工程とを具備し、前記超音
波を前記基板側及び前記電子部品側の両方に印加するこ
とを特徴とするボンディング方法。 - 【請求項３】前記圧着工程においては、前記圧着部位を
加熱することを特徴とする請求項１又は請求項２いずれ
かに記載のボンディング方法。 - 【請求項４】電子部品のバンプ電極を基板の電極にボン
ディングするボンディング装置において、前記基板を保
持する基板保持手段と、前記電子部品を着脱自在に保持
するボンディング・ツールと、前記ボンディング・ツー
ルに保持されている前記電子部品を前記基板保持手段に
保持されている基板に対して相対的に加圧し前記バンプ
電極を前記電極に対して圧着する圧着手段と、超音波を
複数方向に印加する超音波印加手段とを具備することを
特徴とするボンディング装置。 - 【請求項５】電子部品のバンプ電極を基板の電極にボン
ディングするボンディング装置において、前記基板を保
持する基板保持手段と、前記電子部品を着脱自在に保持
するボンディング・ツールと、前記ボンディング・ツー
ルに保持されている前記電子部品を前記基板保持手段に
保持されている基板に対して相対的に加圧し前記バンプ
電極を前記電極に対して圧着する圧着手段と、前記ボン
ディング・ツールに超音波を印加する第１の超音波印加
手段と、前記基板保持手段に超音波を印加する第２の超
音波印加手段とを具備することを特徴とするボンディン
グ装置。 - 【請求項６】前記圧着手段による圧着部位を加熱する加
熱手段を具備することを特徴とする請求項４又は請求項
５いずれかに記載のボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8106498A JPH11284028A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | ボンディング方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8106498A JPH11284028A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | ボンディング方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11284028A true JPH11284028A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13735979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8106498A Pending JPH11284028A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | ボンディング方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11284028A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002184810A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-06-28 | Sony Corp | ボンディング方法、ボンディング装置および実装基板 |
| JP2002261122A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Shibuya Kogyo Co Ltd | ボンディング装置 |
| WO2004064141A1 (ja) * | 2003-01-15 | 2004-07-29 | Fujitsu Limited | 電子部品等の接合方法、およびそれに用いる接合装置 |
| JP2005045092A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Konica Minolta Opto Inc | 半導体装置及び撮像装置並びに半導体装置製造方法 |
| JP2005159356A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Ja-Uk Koo | フリップチップパッケージング工程における接合力が向上するフリップチップ接合方法およびこのための基板の金属積層構造 |
| JP2006286796A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Toray Eng Co Ltd | 実装方法 |
| JP2008211258A (ja) * | 2008-06-06 | 2008-09-11 | Athlete Fa Kk | 電子部品のボンディング装置 |
| CN100444345C (zh) * | 2002-08-30 | 2008-12-17 | 爱立发株式会社 | 电子部件的接合方法 |
| JP2010000704A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Canon Inc | 記録ヘッド及び記録ヘッドの製造方法 |
| US7980444B2 (en) | 2006-05-09 | 2011-07-19 | Panasonic Corporation | Electronic component mounting head, and apparatus and method for mounting electronic component |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP8106498A patent/JPH11284028A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2010000704A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Canon Inc | 記録ヘッド及び記録ヘッドの製造方法 |
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