JPH11307918A - ボンディング装置 - Google Patents

ボンディング装置

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JPH11307918A
JPH11307918A JP12272998A JP12272998A JPH11307918A JP H11307918 A JPH11307918 A JP H11307918A JP 12272998 A JP12272998 A JP 12272998A JP 12272998 A JP12272998 A JP 12272998A JP H11307918 A JPH11307918 A JP H11307918A
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JP
Japan
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stage
bonding
cooling
head
cooling block
Prior art date
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Pending
Application number
JP12272998A
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English (en)
Inventor
Takafumi Ohashi
貴文 大橋
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83191Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2924/06Polymers
    • H01L2924/078Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • H01L2924/07811Extrinsic, i.e. with electrical conductive fillers

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  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディングヘッドとして常時加熱方式のも
のを用いても、加圧下で急冷却を行うことができるよう
にする。 【解決手段】 常時加熱方式のボンディングヘッド16
を下降させ、TAB基板12の接続端子を回路基板11
の接続端子に半田を介して接合させる。次に、ボンディ
ングヘッド16による加圧加熱状態を保持したまま、冷
却用ブロック15を上昇させ、この上昇された冷却用ブ
ロック15の上面をステージ13の下面に当接させる。
すると、TAB基板12及び回路基板11の接続端子の
部分に与えられた熱は、熱伝導性の良い金属材料からな
るステージ13を介して、同じく熱伝導性の良い金属材
料からなる低温で大熱容量の冷却用ブロック15に速や
かに伝導され、TAB基板12及び回路基板11の接続
端子の部分が急冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、一の電子部品を
他の電子部品上にボンディングするボンディング装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、TAB(Tape Automated Bondin
g)技術において半導体チップを実装する場合、あるいは
このようにして得られたTAB基板を回路基板や液晶表
示パネル等に接合する場合、ボンディング装置を使用し
ている。図6は従来のこのようなボンディング装置の一
例の一部の正面図を示したものである。このボンディン
グ装置は、ボンディング対象(この場合、回路基板1と
TAB基板2)が載置されるステージ3を備えている。
ステージ3上にはパルスヒート方式(瞬間加熱方式)の
ボンディングヘッド4が上下動可能に配置されている。
ボンディングヘッド4は、側面図の図7にも示すよう
に、ほぼU字状のヘッド本体5の上面両側に電極6、7
が設けられ、ヘッド本体5の下端部側面に熱電対8が設
けられ、ヘッド本体5の上部に冷却用エアノズル9が設
けられた構造となっている。
【0003】さて、このボンディング装置でボンディン
グを行う場合には、まず、ステージ3上に回路基板1を
位置決めして載置するとともに、回路基板1の上面の所
定の箇所に設けられた接続端子(図示せず)の部分の上
にTAB基板2の下面の所定の箇所に設けられた接続端
子(図示せず)の部分を位置合わせして載置する。この
場合、両接続端子のいずれか一方の表面には半田メッキ
(図示せず)が施されている。次に、図8に示すよう
に、ボンディングヘッド4を下降させ、ヘッド本体5の
下端面でTAB基板2及び回路基板1の接続端子の部分
を加圧する。次に、ヘッド本体5に両電極6、7を介し
て瞬間的に大電流を流し、ヘッド本体5を急加熱する。
すると、半田が溶融し、この溶融した半田を介して両接
続端子が接合される。次に、ボンディングヘッド4によ
る加圧状態を保持したまま、冷却用エアノズル9から冷
却ガスをヘッド本体5に吹き付け、急冷却する。そし
て、熱電対8を介して検出されるヘッド本体5の温度が
半田溶融点以下となったら、ボンディングヘッド4を上
昇させる。かくして、ボンディングが終了する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
ようなボンディング方法では、上述のように、加熱及び
加圧下での急冷却を行わなければならない。このため、
ボンディングヘッド4として、常時加熱方式のものを用
いると加圧下で急冷却を行うことができないので、上述
のように、エア冷却機能を備えた瞬間加熱方式のものを
用いている。しかしながら、瞬間加熱方式のボンディン
グヘッド4では、常時加熱方式のものと比較して、大電
流を流すので、トランス及びコントローラが必要とな
り、ひいては装置が複雑になり、またヘッド本体5の下
端面の温度分布にバラツキがあり、ひいてはボンディン
グ(半田接合)が不均一となり、さらにメンテナンスで
ヘッド本体5の下端面を研磨するとサイズが変わり、ひ
いては抵抗値が変わり、温度条件や温度分布が変わって
しまうという問題があった。この発明の課題は、ボンデ
ィングヘッドとして常時加熱方式のものを用いても、加
圧下で急冷却を行うことができるようにすることであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、ボンディン
グ対象が載置されるステージと、このステージ上に上下
動可能に配置され所定温度に保持される加熱ボンディン
グヘッドと、前記ステージ下に上下動可能に配置された
冷却用ブロックとを具備し、前記加熱ボンディングヘッ
ドによって前記ステージ上に載置された前記ボンディン
グ対象を加圧加熱した状態で、前記冷却用ブロックを上
昇させ、この上昇された冷却用ブロックによって前記ス
テージ上に載置された前記ボンディング対象を冷却する
ようにしたものである。この発明によれば、ステージ下
に配置された冷却用ブロックを上昇させ、この上昇され
た冷却用ブロックによってステージ上に載置されたボン
ディング対象を冷却しているので、加熱ボンディングヘ
ッドとして常時加熱方式のものを用いても、加圧下で急
冷却を行うことができる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施形態にお
けるボンディング装置の要部の一部を断面した正面図を
示したものである。このボンディング装置は、ボンディ
ング対象(この場合も、回路基板11とTAB基板1
2)が載置されるステージ13を備えている。ステージ
13は、熱伝導性の良い金属材料からなり、熱伝導性の
悪い材料からなる上面が開放された枠体14の上面に設
けられている。ステージ13の下側における枠体14内
には熱伝導性の良い金属材料からなる大熱容量の冷却用
ブロック15が上下動可能に配置されている。冷却用ブ
ロック15は、エアシリンダやオイルシリンダ等からな
る昇降器(図示せず)によって上下動されるようになっ
ている。ステージ13上には常時加熱方式のボンディン
グヘッド16が上下動可能に配置されている。ボンディ
ングヘッド16は、図2にも示すように、3段構造のヘ
ッド本体17の中段に形成された貫通孔18内に管状の
ヒータ19が設けられ、ヘッド本体17の中段の側面に
熱電対20が設けられた構造となっている。
【0007】さて、このボンディング装置でボンディン
グを行う場合には、まず、ステージ13上に回路基板1
1を位置決めして載置するとともに、回路基板11の上
面の所定の箇所に設けられた接続端子(図示せず)の部
分の上にTAB基板12の下面の所定の箇所に設けられ
た接続端子(図示せず)の部分を位置合わせして載置す
る。この場合も、両接続端子のいずれか一方の表面には
半田メッキ(図示せず)が施されている。また、ボンデ
ィングヘッド16は常時加熱方式であるので、ヒータ1
9は常に発熱状態にあり、ヘッド本体17は常に一定の
温度に保持されている。次に、図3に示すように、ボン
ディングヘッド16を下降させ、ヘッド本体17の下端
面でTAB基板12及び回路基板11の接続端子の部分
を加圧する。すると、半田が溶融し、この溶融した半田
を介して両接続端子が接合される。
【0008】次に、図4に示すように、ボンディングヘ
ッド16による加圧加熱状態を保持したまま、冷却用ブ
ロック15を上昇させ、この上昇された冷却用ブロック
15の上面をステージ13の下面に当接させる。する
と、TAB基板12及び回路基板11の接続端子の部分
に与えられた熱は、熱伝導性の良い金属材料からなるス
テージ13を介して、同じく熱伝導性の良い金属材料か
らなる低温で大熱容量の冷却用ブロック15に速やかに
伝導され、TAB基板12及び回路基板11の接続端子
の部分が急冷却される。この場合、ヘッド本体17の温
度を直接下げるわけではないので、ヘッド本体17の温
度低下は微小である。そして、熱電対20を介して検出
されるヘッド本体17の温度が半田溶融点以下となった
ら、ボンディングヘッド16を上昇させ、次いで冷却用
ブロック15を下降させる。かくして、ボンディングが
終了する。
【0009】このように、このボンディング装置では、
ステージ13下に配置された冷却用ブロック15を上昇
させ、この上昇された冷却用ブロック15によってステ
ージ13上に載置されたTAB基板12及び回路基板1
1の接続端子の部分を冷却しているので、ボンディング
ヘッド16として常時加熱方式のものを用いても、加圧
下で急冷却を行うことができる。この結果、瞬間加熱方
式のボンディングヘッドを用いた場合と比較して、装置
を簡素化することができ、またヘッド本体5の下端面の
温度分布を均一にすることができ、ひいては均一なボン
ディング(半田接合)を行うことができ、さらにメンテ
ナンスでヘッド本体5の下端面を研磨してサイズが変わ
っても別に不都合は生じないようにすることができる。
【0010】なお、上記実施形態では、冷却用ブロック
15の上面をステージ13の下面に当接させて冷却を行
う場合について説明したが、これに限定されるものでは
ない。例えば、図5に示すように、ボンディング対象
(この場合、回路基板11)の剛性が高い場合には、ス
テージ13の所定の箇所に開口部13aを形成し、冷却
用ブロック15の上部に開口部13aよりもやや小さめ
の突出部15aを設け、この突出部15aの上面を開口
部13aを介してステージ13上に載置された回路基板
11の接続端子の部分の下面に当接させて冷却を行うよ
うにしてもよい。このようにした場合には、冷却効率を
良くすることができる。また、ボンディングヘッド16
が邪魔にならない場合には、ボンディング対象の上方か
ら冷却するようにしてもよい。
【0011】また、上記実施形態では、TAB基板12
を回路基板11に半田付けする場合について説明した
が、これに限定されるものではない。例えば、TAB基
板12を回路基板11に異方性導電接着剤を介して接合
するようにしてもよい。また、単なる熱可塑性接着剤を
用いて対象物を接着し、加圧加熱したまま冷却する場合
にも、この発明を適用することができる。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ステージ下に配置された冷却用ブロックを上昇さ
せ、この上昇された冷却用ブロックによってステージ上
に載置されたボンディング対象を冷却しているので、ボ
ンディングヘッドとして常時加熱方式のものを用いて
も、加圧下で急冷却を行うことができる。したがって、
比較的簡素な装置の常時加熱方式ボンディング装置によ
り、半田接合等において均一且つ確実な接合が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態におけるボンディング装
置の要部の一部を断面した正面図。
【図2】図1に示すボンディングヘッドの側面図。
【図3】図1に示すボンディング装置において加圧加熱
状態を示す図1同様の正面図。
【図4】図1に示すボンディング装置において冷却状態
を示す図1同様の正面図。
【図5】この発明の他の実施形態におけるボンディング
装置の図1同様の正面図。
【図6】従来のボンディング装置の一例の一部の正面
図。
【図7】図6に示すボンディングヘッドの側面図。
【図8】図6に示すボンディング装置において加圧加熱
状態を示す図6同様の正面図。
【符号の説明】
11 回路基板 12 TAB基板 13 ステージ 15 冷却用ブロック 16 常時加熱方式のボンディングヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // H05K 3/36 H05K 3/36 B

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボンディング対象が載置されるステージ
    と、このステージ上に上下動可能に配置され所定温度に
    保持される加熱ボンディングヘッドと、前記ステージ下
    に上下動可能に配置された冷却用ブロックとを具備し、
    前記加熱ボンディングヘッドによって前記ステージ上に
    載置された前記ボンディング対象を加圧加熱した状態
    で、前記冷却用ブロックを上昇させ、この上昇された冷
    却用ブロックによって前記ステージ上に載置された前記
    ボンディング対象を冷却することを特徴とするボンディ
    ング装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記ステ
    ージは熱伝導性の良い金属材料からなり、上昇された前
    記冷却用ブロックの上面を前記ステージの下面に当接さ
    せることを特徴とするボンディング装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の発明において、前記ステ
    ージは開口部を有し、上昇された前記冷却用ブロックの
    上面を前記開口部を介して前記ステージ上に載置された
    前記ボンディング対象の下面に当接させることを特徴と
    するボンディング装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記冷却用ブロックは熱伝導性の良い金属材料
    からなることを特徴とするボンディング装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記ボンディング対象は2つの電子部品であ
    り、この2つの電子部品をボンディングして半田接合す
    ることを特徴とするボンディング装置。
JP12272998A 1998-04-17 1998-04-17 ボンディング装置 Pending JPH11307918A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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