JPH118258A - 吸着・加圧兼用チャック及び該チャックを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

吸着・加圧兼用チャック及び該チャックを用いた半導体装置の製造方法

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JPH118258A
JPH118258A JP9158895A JP15889597A JPH118258A JP H118258 A JPH118258 A JP H118258A JP 9158895 A JP9158895 A JP 9158895A JP 15889597 A JP15889597 A JP 15889597A JP H118258 A JPH118258 A JP H118258A
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chuck
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秀樹 岡田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】吸着・加圧兼用チャックにて印刷回路基板上に
加圧接着される半導体素子へのワイヤ・ボンディングを
確実に行う。 【解決手段】吸着・加圧兼用チャック１１は先端面が略
半球状に形成され、その先端面には半導体素子３４を吸
着するためのノズル孔１１ａが設けられている。この吸
着・加圧兼用チャック１１によって半導体素子３４が吸
着され、この吸着された半導体素子３４が、印刷回路基
板上に塗布されているペースト３２上に加圧接着され
る。このとき、半導体素子３４は、吸着・加圧兼用チャ
ック１１の球面に沿って傾き、印刷回路基板３１の上面
と平行な状態でペースト３２上に加圧接着される。した
がって、その後半導体素子３４にワイヤ・ボンディング
が施される場合であれ、ワイヤの接合エネルギが半導体
素子３４の各接続部において均一に働き、安定した強度
にてワイヤが接合される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばダイ・ボン
ディングやワイヤ・ボンディングにて半導体素子を印刷
回路基板に搭載する際に用いられる吸着・加圧兼用チャ
ック及び該チャックを用いた半導体装置の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体素子の印刷回路基板への
搭載は、ダイ・ボンディング及びワイヤ・ボンディング
と呼ばれる工程を通して行われる。ダイ・ボンディング
は半導体素子を印刷回路基板上に固定する技術であり、
ワイヤ・ボンディングは半導体素子上の電極と印刷回路
基板上のリード部とを金属細線（ワイヤ）で電気的に接
続する技術である。
【０００３】ダイ・ボンディングは、共晶接合法、ハン
ダ接合法、樹脂接合法の３種類が知られている。なかで
も、樹脂接合法は、常温で作業でき、材料的にも安価で
あることから現在の主流となっている。樹脂接合法に用
いられる樹脂接着剤は、一般にペーストと呼ばれ、エポ
キシやポリイミド等の主剤、硬化剤、フィラーからな
る。
【０００４】以下、こうしたダイ・ボンディング及びワ
イヤ・ボンディングが用いられる従来の半導体装置の製
造方法について、図５（ａ）〜（ｃ）に従って説明す
る。なお、各図に示すペースト（接着剤）３２は、内容
を把握しやすくするためにその厚みを強調して図示して
いる。
【０００５】さて、図５（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導
体装置の製造方法による半導体素子３４の印刷回路基板
３１に対する搭載手順を説明するためのシーケンス図で
ある。
【０００６】まず、半導体素子３４を印刷回路基板３１
に接合するためにダイ・ボンディングがなされる。すな
わち、図５（ａ）に示すように、ディスペンス法（ペー
ストを入れたシリンジ（容器）先端のノズルから、ペー
ストを定量吐出する方法）等によって、ペースト３２が
薄い板状をなす印刷回路基板３１上の素子搭載部に塗布
される。図５（ｂ）に示すように、この印刷回路基板３
１がワーク台３３上にセットされ、吸着・加圧兼用チャ
ック３５によって吸着された半導体素子３４が上記ペー
スト３２上に配置される。そしてその状態で、同チャッ
ク３５により半導体素子３４が加圧されることによっ
て、半導体素子３４は、ペースト３２を介して印刷回路
基板３１に接着される。このとき、同印刷回路基板３１
と半導体素子３４との間のペースト３２の厚みは、図５
（ｂ）に示す一定の厚みＴ１に保たれる。なお、上記吸
着・加圧兼用チャック３５は、先端面が水平をなす扁平
状に形成されており、また、その先端面には、半導体素
子３４を吸着するためのノズル孔３５ａが設けられてい
る。
【０００７】次に、半導体素子３４の電極と印刷回路基
板３１のリード部とを電気的に接続するためのワイヤ・
ボンディングがなされる。すなわち、図５（ｃ）に示す
ように、アルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）等からなる
ワイヤ３６の一端が半導体素子３４上の電極に接合され
る。また、ワイヤ３６の他端が印刷回路基板３１上のリ
ード部に接合される。このとき、ボンディングツール
（図５では図示略）の加圧もしくは加圧振動によって、
ワイヤ３６の各端３６ａがつぶされ、そのつぶれ幅に応
じた接合強度をもって、半導体素子３４の電極及び印刷
回路基板３１のリード部のそれぞれに同ワイヤ３６が接
合される。これにより、印刷回路基板３１のリード部と
半導体素子３４の電極とが電気的に接続される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、印刷回路基
板３１は薄い板状をなしているため、図６に示すような
反り等の変形が生じていることがある。そして、変形が
生じて傾いた場所にペースト３２が塗布され、そのペー
スト３２上に吸着・加圧兼用チャック３５によって半導
体素子３４が加圧接着されると、吸着・加圧兼用チャッ
ク３５自身その先端面が水平をなす扁平状に形成されて
いるために、印刷回路基板３１と半導体素子３４との間
に介在するペースト３２は場所によって異なった厚み
（図６に示すＴ２，Ｔ３）で硬化してしまうことがあ
る。このとき、ペースト３２の厚みＴ２は、先の図５
（ｂ）に示したペースト３２の厚みＴ１に比べて厚くな
る。
【０００９】一方、図７に示すように、この状態におけ
るペースト３２の厚みＴ２側での半導体素子３４に対す
るワイヤ・ボンディングは、まず、ワイヤ３６の一端が
半導体素子３４の電極上に配置されるように、ボンディ
ングツール３７がセットされる。そして、図８に示すよ
うに、ワイヤ３６の下端面が半導体素子３４の電極に当
接した状態で同ツール３７による加圧もしくは加圧振動
が行われる。
【００１０】ところが、ペースト３２は樹脂であるため
に弾性力をもち、ペースト３２の厚みが厚くなると、上
記ボンディングツール３７による接合エネルギ（加圧も
しくは加圧振動）は該ペースト３２の弾性力に吸収され
てしまう。すなわち、図９に示すように、上記ツール３
７がワイヤ３６を加圧もしくは加圧振動しても、半導体
素子３４は上記ペースト３２の伸縮に伴って下方移動も
しくは振動するだけで、ツール３７による接合エネルギ
がワイヤ３６に十分に伝わらず、ワイヤ３６をつぶすこ
とができない場合がある。そのため、図１０に示すよう
に、上記従来の形態でダイ・ボンディング及びワイヤ・
ボンディングを行う際には、半導体素子３４とワイヤ３
６との接合不良が生じるおそれがあった。
【００１１】なお、ワイヤ・ボンディングは、熱圧着
法、超音波併用熱圧着法、超音波法の３種類が知られて
いるが、いずれもワイヤに対する加圧が必要であり、そ
れらいずれの方法によったとしても、こうした実情は概
ね共通したものとなっている。また、印刷回路基板３１
自身の反り等による変形に限らず、ワーク大３との間に
異物が存在している場合等にも、上記に準じた形態での
印刷回路基板３１の傾きは発生する。
【００１２】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、印刷回路基板上に半導体素子を加
圧接着するに際し、それら印刷回路基板と半導体素子と
の間に介在する接着剤の厚みを一定に保持することが可
能な吸着・加圧兼用チャックを提供することにある。
【００１３】また、この発明の目的は、吸着・加圧兼用
チャックにて印刷回路基板上に加圧接着された半導体素
子の各接続部において均一に働き、安定した強度にてそ
の接合を行うことが可能な吸着・加圧兼用チャックを用
いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、請求項１に記載の発明では、半導体素子を吸着す
るとともに、接着剤が塗布されてワーク台にセットされ
た印刷回路基板の前記接着剤上にこの吸着した半導体素
子を載置して加圧する吸着・加圧兼用チャックにおい
て、前記半導体素子を吸着、加圧する先端面が曲面を有
してなることをその要旨とする。
【００１５】吸着・加圧兼用チャックのこうした構造に
よれば、印刷回路基板に反り等の変形やワーク台との間
の異物に起因する傾きが生じている場合であれ、半導体
素子の加圧時、同素子はチャック先端面の曲面に沿って
印刷回路基板と平行に傾き、該基板面に介在する接着剤
の厚みは一定に保たれる。
【００１６】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の半導体装置において、前記先端面は略半球状
をなすことをその要旨とする。吸着・加圧兼用チャック
の同構造によれば、印刷回路基板に生じている反り等の
変形や傾きがいかなる態様のものであれ、半導体素子の
加圧時、同素子はチャック先端面の球面に沿って印刷回
路基板と平行に傾くようになり、ひいては該基板面に対
して均一に加圧されるようになる。
【００１７】また、請求項３に記載の発明では、接着剤
の塗布された印刷回路基板をワーク台にセットする工程
と、吸着、加圧する面が略半球状をなすチャックにて吸
着した半導体素子を前記セットした印刷回路基板の前記
接着剤上に載置するとともに、この載置した半導体素子
を同チャックにて前記印刷回路基板側に加圧する工程
と、これら接着された半導体素子と印刷回路基板とをワ
イヤ・ボンディングにて電気的に接続する工程とを備え
ることをその要旨とする。
【００１８】こうした製造方法によれば、印刷回路基板
に反り等の変形やワーク台との間の異物に起因する傾き
が生じている場合であれ、半導体素子の加圧時、同素子
はチャック先端面の球面に沿って印刷回路基板と平行に
傾き、該基板面に対して均一に加圧されるようになる。
このため、印刷回路基板と半導体素子との間に介在する
接着剤の厚みは一定に保たれ、その後それら半導体素子
と印刷回路基板とがワイヤ・ボンディングにて電気的に
接続される場合であれ、ワイヤの接合エネルギが半導体
素子の各接続部において均一に働き、安定した強度にて
それら接合がなされるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１〜図４に従って説明する。なお、本実施形態
において、図５〜図１０に示した従来の形態と同じ構成
部材については符号を等しくしてその詳細な説明を省略
する。また、各図に示すペースト３２は、内容を把握し
やすくするために厚みを強調して図示している。
【００２０】さて、図１〜図４は、本実施形態の吸着・
加圧兼用チャックとともに同チャックを用いた半導体装
置の製造方法による半導体素子３４の印刷回路基板３１
への搭載（ダイ・ボンディング及びワイヤ・ボンディン
グ）手順を説明するための図である。以下、その搭載手
順に従って同半導体装置の製造方法を説明する。
【００２１】まず、ダイ・ボンディングにおいては、図
１に示すように、ここでも反り等によって変形している
とする印刷回路基板３１は、その上面にペースト（接着
剤）３２が塗布されてワーク台３３にセットされる。そ
して、吸着・加圧兼用チャック１１によって吸着した半
導体素子３４を、そのペースト３２上に配置するととも
に、同チャック１１によって半導体素子３４をその上方
から加圧する。
【００２２】ここで、吸着・加圧兼用チャック１１は、
同図１に示すように、その先端面に上記半導体素子３４
を吸着するためのノズル孔１１ａを有するとともに、同
先端面が略半球状に形成されている。このため、同チャ
ック１１による半導体素子３４の加圧に際しては、図２
に示すように、半導体素子３４は吸着・加圧兼用チャッ
ク１１の球面に沿って傾き、印刷回路基板３１の上面と
平行な状態でペースト３２上に加圧され、印刷回路基板
３１に接着される。すなわち、こうして印刷回路基板３
１がワーク台３３に対して傾いてセットされる場合で
も、同印刷回路基板３１と半導体素子３４との間のペー
スト３２の厚みは、一定の厚みＴ１に保たれる。
【００２３】次に、ワイヤ・ボンディングが行われる。
すなわち、図３（ａ）に示すように、まずワイヤ３６の
一端が半導体素子３４の電極上に配置されるようにボン
ディングツール３７がセットされ、その後図３（ｂ）に
示すように、同ツール３７による加圧もしくは加圧振動
によってワイヤ３６がつぶされ、半導体素子３４に接合
される。このとき、上記ペースト３２の厚みＴ１は、上
記ツール３７による接合エネルギを過分に吸収すること
のない好適な厚みに設定されているため、前述のような
接合不良をおこすことはない。ワイヤ３６の他端はその
後、同様の手順にて印刷回路基板３１のリード部に接合
される。このような形態でダイ・ボンディング及びワイ
ヤ・ボンディングが行われることにより、図４に示すよ
うに、たとえ印刷回路基板３１に反り等の変形が生じて
いる場合であれ、ペースト３２の厚みが適正に設定され
るとともに、安定した接合強度をもって上記半導体素子
３４の電極と印刷回路基板３１のリード部とが電気的に
接続されるようになる。なお、印刷回路基板３１自身の
反り等による変形に限らず、印刷回路基板３１とワーク
台３３との間の異物に起因して同回路基板３１に傾きが
生じているような場合であっても、上記吸着・加圧兼用
チャック１１を通じて上記同様にペースト３２の厚みが
是正され、ワイヤ・ボンディングに際しても、上記同様
に安定した接合強度が維持されるようになる。
【００２４】以上詳述した本実施形態の効果について以
下に記載する。 ・先端面が略半球状に形成された吸着・加圧兼用チャッ
ク１１を採用したことで、これに吸着された半導体素子
３４は、同吸着・加圧兼用チャック１１の球面に沿って
自在に傾くことができる。したがって、印刷回路基板３
１が反り等の変形やワーク台３３との間の異物に起因す
る傾きを生じ、その傾いた箇所に塗布されたペースト３
２上に半導体素子３４を加圧接着する際においても、印
刷回路基板３１と半導体素子３４との間のペースト３２
の厚みを均一に保つことができる。またこのため、その
後、半導体素子３４の電極にワイヤ・ボンディングを施
す場合であっても、ワイヤ３６と半導体素子３４の電極
とを確実且つ安定に接合することができる。
【００２５】なお、上記実施形態は以下のように変更し
てもよい。 ・上記実施形態では、吸着・加圧兼用チャック１１の先
端面が略半球状に形成されているが、これを略半円柱状
や略楕球状等に変更してもよい。このようにしても、吸
着・加圧兼用チャック１１に吸着された半導体素子３４
は、吸着・加圧兼用チャック１１の曲面に沿って自在に
傾くことができる。したがって、上記実施形態と同等の
効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、印刷回
路基板に反り等の変形やワーク台との間の異物に起因す
る傾きが生じている場合であれ、半導体素子の加圧時、
同素子はチャック先端面の曲面に沿って印刷回路基板と
平行に傾くことができ、該基板面に介在する接着剤の厚
みを一定に保つことができる。
【００２７】請求項２に記載の発明によれば、印刷回路
基板に生じている反り等の変形や傾きがいかなる態様の
ものであれ、半導体素子の加圧時、同素子はチャック先
端面の球面に沿って印刷回路基板と平行に傾くことがで
きる。したがって、半導体素子を該基板面に対して均一
に加圧させることができる。
【００２８】請求項３に記載の発明によれば、印刷回路
基板に反り等の変形やワーク台との間の異物に起因する
傾きが生じている場合であれ、半導体素子の加圧時、同
素子はチャック先端面の球面に沿って印刷回路基板と平
行に傾き、該基板面に対して均一に加圧されるようにな
る。このため、印刷回路基板と半導体素子との間に介在
する接着剤の厚みを一定に保つことができるとともに、
その後それら半導体素子と印刷回路基板とがワイヤ・ボ
ンディングにて電気的に接続される場合であれ、ワイヤ
の接合エネルギが半導体素子の各接続部において均一に
働き、安定した強度にてそれら接合をなすことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のダイ・ボンディング態様を示す概
略正面図。
【図２】一実施形態のダイ・ボンディング態様を示す概
略正面図。
【図３】一実施形態のワイヤ・ボンディング態様を示す
概略正面図。
【図４】一実施形態のダイ・ボンディング及びワイヤ・
ボンディングを完了した印刷回路基板の概略正面図。
【図５】一般的なダイ・ボンディング及びワイヤ・ボン
ディング手順を示す概略正面図。
【図６】従来のダイ・ボンディング態様を示す概略正面
図。
【図７】従来のワイヤ・ボンディング態様を示す概略正
面図。
【図８】従来のワイヤ・ボンディング態様を示す概略正
面図。
【図９】従来のワイヤ・ボンディング態様を示す概略正
面図。
【図１０】従来ダイ・ボンディング及びワイヤ・ボンデ
ィングを完了した印刷回路基板の概略正面図。
【符号の説明】 １１…吸着・加圧兼用チャック、３１…印刷回路基板、
３２…ペースト（樹脂接着剤）、３３…ワーク台、３４
…半導体素子、３６…ワイヤ、３７…ボンディングツー
ル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子を吸着するとともに、接着剤
    が塗布されてワーク台にセットされた印刷回路基板の前
    記接着剤上にこの吸着した半導体素子を載置して加圧す
    る吸着・加圧兼用チャックにおいて、 前記半導体素子を吸着、加圧する先端面が曲面を有して
    なることを特徴とする吸着・加圧兼用チャック。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体装置において、 前記先端面は略半球状をなすことを特徴とする吸着・加
    圧兼用チャック。
  3. 【請求項３】 接着剤の塗布された印刷回路基板をワー
    ク台にセットする工程と、 吸着、加圧する面が略半球状をなすチャックにて吸着し
    た半導体素子を前記セットした印刷回路基板の前記接着
    剤上に載置するとともに、この載置した半導体素子を同
    チャックにて前記印刷回路基板側に加圧する工程と、 これら接着された半導体素子と印刷回路基板とをワイヤ
    ・ボンディングにて電気的に接続する工程とを備える吸
    着・加圧兼用チャックを用いた半導体装置の製造方法。
JP9158895A 1997-06-16 1997-06-16 吸着・加圧兼用チャック及び該チャックを用いた半導体装置の製造方法 Pending JPH118258A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105209531A (zh) * 2013-05-23 2015-12-30 道康宁东丽株式会社 耐热硅橡胶组合物
US11658506B2 (en) 2020-03-06 2023-05-23 Hyundai Motor Company Hybrid vehicle and control method thereof

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CN105209531A (zh) * 2013-05-23 2015-12-30 道康宁东丽株式会社 耐热硅橡胶组合物
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