JPH1197493A - Bonding method and device - Google Patents

Bonding method and device

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JPH1197493A
JPH1197493A JP25500897A JP25500897A JPH1197493A JP H1197493 A JPH1197493 A JP H1197493A JP 25500897 A JP25500897 A JP 25500897A JP 25500897 A JP25500897 A JP 25500897A JP H1197493 A JPH1197493 A JP H1197493A
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JP
Japan
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bonding
bonding tool
ultrasonic
tool
bump
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JP25500897A
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Japanese (ja)
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Taizo Tomioka
泰造 冨岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
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    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/757Means for aligning
    • H01L2224/75743Suction holding means

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To widen an applicable range of bonding conditions, lessen a deformation amount of a bump, and bond at a narrow pitch by a method wherein a plurality of directions of ultrasonic vibrations are set and a deformation of a bump at a time of bonding is controlled. SOLUTION: If positioning of a SAW device D absorbed to a bonding tool 3 and a ceramic substrate B fixed onto a work stage 12 is ended, a vertical drive mechanism 11 is activated, and an ultrasonic horn 5 is moved downward together with the bonding tool 3 to start a pressure to a bump 2, and the ultrasonic horn 5 is applied to the bonding tool 3. If applying is ended and the ultrasonic horn 5 is elevated up to a specified position, a support arm 6 is rotated at 90 degrees together with the ultrasonic horn 5 and the bonding tool 3, and the bonding tool 3 is dropped and brought into contact with a back surface of a SAW device D to press and apply ultrasonic waves. Accordingly, the ultrasonic waves are applied in a different direction of the bump 2 to bond. It is possible to cope with a case where an electrode pad is fine-pitched.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等のデバイ
スの実装技術で、超音波を印加しながらボンディングツ
ールで熱圧着するフリップチップボンディングを行うた
めのボンディング方法とボンディング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding method and a bonding apparatus for performing flip chip bonding in which thermocompression bonding is performed with a bonding tool while applying ultrasonic waves, in a technology for mounting devices such as semiconductors.

【0002】[0002]

【従来の技術】デバイス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有
り、高密度実装や高速デバイスの実装に適している。特
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されている。
2. Description of the Related Art Flip-chip bonding, in which a device electrode and a substrate electrode are bonded via bumps, has the advantages of a small mounting area and a short circuit wiring length, and is capable of high-density mounting and high-speed device mounting. Suitable for. In particular, those using gold ball bumps, whose formation process is relatively easy, have been widely put to practical use.

【0003】それらのプロセスの概要について説明する
と、予めSAW(Surface AcousticWave )デバイス等
のデバイスの電極上にボールバンプ方式等で金バンプを
形成する。この金バンプの形成されたデバイスをバンプ
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。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。デバイスとセラ
ミック基板とはカメラ等により位置合わせが行われた後
に、ボンディングツールが下降してデバイスをセラミッ
ク基板へ加圧し接合する。この加圧は通常2段階に分け
られて行われる。つまり、第1段階ではバンプに残った
バリを除去し、その後、第2段階で接合する。従って最
初に0.5W程度の低い出力で超音波振動を800ms
印加し、次に、2.0Wの出力で超音波振動を800m
s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方向は同一方向である。
[0003] The outline of these processes will be described. Gold bumps are formed on electrodes of a device such as a SAW (Surface Acoustic Wave) device in advance by a ball bump method or the like. The device on which the gold bump is formed is sucked by a bonding tool attached to an ultrasonic horn with the bump forming surface facing down. On the other hand, a gold-plated ceramic substrate is placed on a bonding stage heated to about 200 ° C. After the device and the ceramic substrate are aligned by a camera or the like, the bonding tool descends and presses the device to the ceramic substrate to join the device. This pressurization is usually performed in two stages. That is, the burrs remaining on the bumps are removed in the first stage, and then the bumps are joined in the second stage. Therefore, the ultrasonic vibration is initially performed for 800 ms with a low output of about 0.5 W.
And then oscillate the ultrasonic vibration at a power of 2.0 W for 800 m.
s is applied. At this time, since the bonding tools operate in the same state, the ultrasonic vibrations are in the same direction.

【0004】これらの装置について図6に基づいて説明
すると、基台21の一側面と支持アーム22の対応部と
で上下駆動機構23が構成されている。この支持アーム
22は一端に超音波ホーン24を支持している。
[0006] Referring to FIG. 6, the vertical drive mechanism 23 is constituted by one side surface of the base 21 and a corresponding portion of the support arm 22. The support arm 22 supports the ultrasonic horn 24 at one end.

【0005】超音波ホーン24は先端部でボンディング
ツール25を保持している。ボンディングツール25は
パイプ状で中央部に吸着穴26が貫通して設けられ先端
部は吸着チップの形状に合わせたヘッド27を形成して
いる。ヘッド27にはバンプ28が形成されたSAWデ
バイスDが吸着されている。また、ボンディングツール
25の他端はバキュームホース29に接続され、バキュ
ームホース29の他端は図示しないポンプへ接続してい
る。
The ultrasonic horn 24 holds a bonding tool 25 at the tip. The bonding tool 25 has a pipe-like shape, and a suction hole 26 is provided at the center thereof so as to penetrate therethrough. A tip 27 forms a head 27 adapted to the shape of the suction chip. The SAW device D on which the bumps 28 are formed is attracted to the head 27. The other end of the bonding tool 25 is connected to a vacuum hose 29, and the other end of the vacuum hose 29 is connected to a pump (not shown).

【0006】一方、ボンディングツール25の下方には
ボンディングステージ30が配置している。ボンディン
グステージ30上には表面に電極31が形成されたセラ
ミック基板Bが載置されている。
On the other hand, a bonding stage 30 is disposed below the bonding tool 25. On the bonding stage 30, a ceramic substrate B on which an electrode 31 is formed is mounted.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】超音波併用で熱圧着す
るフリップチップボンディングではワイヤボンディング
等と比較して接合強度を確保するために、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有る。こ
れは、製造効率を低下させるのは勿論、超音波が同一方
向(b)から印加された場合は、図7に示すようにバン
プがボンディングの前後で超音波振動の方向へ長く楕円
形に変形する。つまり、電極サイズに対するバンプの変
形許容量がバンプが変形する楕円の長径が必要になるた
め、ボンディング条件の適性範囲が極度に制約を受け
る。このため、電極パッドが微細ピッチ化した場合の対
応が困難である。
In flip-chip bonding, in which thermocompression bonding is performed in combination with ultrasonic waves, ultrasonic waves are applied to the bumps at a high output for a long time in order to secure bonding strength as compared with wire bonding or the like. There is a need. This not only lowers the manufacturing efficiency, but also when the ultrasonic wave is applied from the same direction (b), the bump deforms long and oval in the direction of the ultrasonic vibration before and after bonding as shown in FIG. I do. That is, since the allowable deformation amount of the bump with respect to the electrode size requires the major axis of the ellipse where the bump is deformed, the appropriate range of the bonding condition is extremely restricted. For this reason, it is difficult to cope with the case where the electrode pads have a fine pitch.

【0008】本発明はこのような事情でなされたもの
で、ボンディング時のバンプの変形を制御することによ
り、ボンディング条件の適正範囲を広い範囲で確保する
と共に、バンプの変形量を少なくして良好で狭ピッチの
ボンディングを行える方法と装置を提供するものであ
る。
The present invention has been made under such circumstances, and by controlling the deformation of the bumps during bonding, it is possible to secure an appropriate range of bonding conditions in a wide range and reduce the amount of deformation of the bumps. The present invention provides a method and an apparatus capable of performing narrow-pitch bonding on a substrate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、電極を
形成した基板を有し前記電極にバンプを設置したデバイ
スと電極を形成した外囲器とを前記電極を前記バンプを
介して超音波振動を印加して相互に熱圧着するボンディ
ング方法において、前記超音波振動の方向を複数として
なるボンディング方法にある。
According to the present invention, a device having a substrate on which an electrode is formed and having a bump disposed on the electrode and an envelope on which the electrode is formed are connected to each other by the electrode over the bump. In a bonding method in which ultrasonic waves are applied and thermocompression-bonded to each other, there is a bonding method in which the directions of the ultrasonic waves are plural.

【0010】また、本発明によれば、前記ボンディング
はボンディングツールへの超音波の印加によって行い、
回転手段によってボンディングツールが所定角度を回動
させる毎に行うことを特徴とするボンディング方法であ
る。
According to the present invention, the bonding is performed by applying an ultrasonic wave to a bonding tool.
A bonding method is performed each time the bonding tool is rotated by a predetermined angle by a rotating unit.

【0011】また、本発明によれば、前記ボンディング
ツールへの超音波の印加は、前記ワークステージを所定
角度を回動させる毎に行うことを特徴とするボンディン
グ方法にある。
Further, according to the present invention, in the bonding method, the application of the ultrasonic wave to the bonding tool is performed every time the work stage is rotated by a predetermined angle.

【0012】また、本発明によれば、ワークステージと
これに対向して設けられた超音波振動が印可されるボン
ディングツールとを有し、前記ボンディングツールに吸
着されたデバイスの電極に形成されたバンプをワークス
テージ上に載置された外囲器の電極にボンディングツー
ルに超音波を印加して熱圧着するボンディング装置にお
いて、前記ボンディングツールへの超音波の印加は振動
方向を変化させる振動方向変更手段を有することを特徴
とするボンディング装置にある。
According to the present invention, a work stage and a bonding tool provided to face the work stage and to which ultrasonic vibration is applied are formed on electrodes of a device adsorbed by the bonding tool. In a bonding apparatus in which ultrasonic waves are applied to a bonding tool by applying ultrasonic waves to electrodes of an envelope placed on a work stage and thermocompression bonding is performed, the application of ultrasonic waves to the bonding tool changes the vibration direction to change the vibration direction. Means for bonding.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について図
面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の第1の実施形態の模式を示
す構成図で、従来の技術と同様にSAWデバイスDに適
用した場合を説明する。SAWデバイスDの外形寸法は
2.0×2.0×0.4(mm)で表面に電極1が設け
られている。電極1はアルミニウムで16個がスパッタ
リングにより形成され、各電極1のサイズは□120μ
mで厚さは0.7μmである。電極1にはそれぞれには
直径70μm、高さ30μmの金ボールバンプ2が形成
されている。また、このデバイスを実装する外囲器とし
ては外径3.0×3.0×0.5(mm)のセラミック
基板B上にタングステン/ニッケル/金の電極4を構成
した。なお、電極表面には無電解めっき法で0.4μm
の金めっきで形成した。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic diagram of a first embodiment of the present invention. A case where the present invention is applied to a SAW device D as in the prior art will be described. The external dimensions of the SAW device D are 2.0 × 2.0 × 0.4 (mm), and the electrode 1 is provided on the surface. Electrodes 1 are formed by sputtering 16 pieces of aluminum, and the size of each electrode 1 is 120 μm.
m and the thickness is 0.7 μm. Each of the electrodes 1 is formed with a gold ball bump 2 having a diameter of 70 μm and a height of 30 μm. As an envelope for mounting this device, a tungsten / nickel / gold electrode 4 was formed on a ceramic substrate B having an outer diameter of 3.0 × 3.0 × 0.5 (mm). The surface of the electrode was 0.4 μm by electroless plating.
Formed by gold plating.

【0015】これらのデバイスをフリップチップボンデ
ィングする装置を説明すると、超音波ホーン5は支持ア
ーム6で支持され先端部にボンディングツール3を固定
保持している。ボンディングツール3にはデバイスを吸
着するための貫通穴7が設けられている。ボンディング
ツールの他端部には伸縮自在なバキュームホース14が
接続しバキュームホース14は図示しないポンプへ接続
している。超音波ホーン5の他端部は図示しない超音波
源に接続している。支持アーム6の他端はΘ軸回転モー
タ10に接続されこのΘ軸回転モータ10は上下駆動機
構11を介してボンディング装置本体18に装着されて
いる。
An apparatus for flip-chip bonding these devices will be described. The ultrasonic horn 5 is supported by a support arm 6 and holds a bonding tool 3 at its tip. The bonding tool 3 is provided with a through hole 7 for sucking a device. A telescopic vacuum hose 14 is connected to the other end of the bonding tool, and the vacuum hose 14 is connected to a pump (not shown). The other end of the ultrasonic horn 5 is connected to an ultrasonic source (not shown). The other end of the support arm 6 is connected to a Θ-axis rotation motor 10, which is mounted on a bonding apparatus main body 18 via a vertical drive mechanism 11.

【0016】一方、ボンディングツール3の下方にはワ
ークステージ12が配設されワークステージ12上には
セラミック基板Bを固定するプレート13が設けられて
いる。
On the other hand, a work stage 12 is provided below the bonding tool 3, and a plate 13 for fixing the ceramic substrate B is provided on the work stage 12.

【0017】これらの構造による作用を説明すると、図
示しないカメラでボンディングツール3に吸着されたS
AWデバイスDとワークステージ12上に固定されてい
るセラミック基板Bの位置合わせを行い、所定の範囲内
に位置合わせが終了すると上下駆動機構11が作動して
超音波ホーン5は下方へ移動する。従って、ボンディン
グツール3も同様に下方へ移動しデバイスのバンプ2へ
の加圧を開始する。加圧荷重が1Kgfに達すると超音
波振動源が作動して超音波ホーン5はボンディングツー
ル3に出力1.5Wで200ms印加する。この印加が
終了するとボンディングツール3はデバイスの吸着を解
除し、上下駆動機構11が作動して所定位置まで上昇す
る。ボンディングツール3が所定位置まで上昇するとΘ
軸回転モータ10が作動して支持アーム6が90度回転
するので、超音波ホーン5とボンディングツール3も9
0度回転する。この状態で再び上下駆動機構11が作動
してボンディングツール3を下降させSAWデバイスD
の裏面へ接触させ加圧する。加圧荷重が1Kgfに達す
ると超音波振動を出力2.0Wで200ms印加し、印
加が終了すると上下駆動機構11が作動してボンディン
グツール3は上昇しボンディングが終了する。従って、
図2に示すようにバンプ2に印加される超音波の方向
(a、b)が異なる方向でボンディングを行うことが出
来た。
The operation of these structures will be described.
The AW device D and the ceramic substrate B fixed on the work stage 12 are aligned, and when the alignment is completed within a predetermined range, the vertical drive mechanism 11 operates to move the ultrasonic horn 5 downward. Accordingly, the bonding tool 3 also moves downward and starts pressing the bumps 2 of the device. When the pressing load reaches 1 kgf, the ultrasonic vibration source operates and the ultrasonic horn 5 applies a 1.5 W output to the bonding tool 3 for 200 ms. When the application is completed, the bonding tool 3 releases the suction of the device, and the vertical drive mechanism 11 operates to move up to a predetermined position. When the bonding tool 3 rises to a predetermined position.
Since the shaft rotation motor 10 operates and the support arm 6 rotates 90 degrees, the ultrasonic horn 5 and the bonding tool 3
Rotate 0 degrees. In this state, the vertical drive mechanism 11 operates again to lower the bonding tool 3 to lower the SAW device D.
And pressurized. When the pressing load reaches 1 kgf, ultrasonic vibration is applied for 200 ms at an output of 2.0 W, and when the application is completed, the vertical drive mechanism 11 operates to raise the bonding tool 3 and complete the bonding. Therefore,
As shown in FIG. 2, bonding could be performed in directions in which the directions (a, b) of the ultrasonic waves applied to the bumps 2 were different.

【0018】ボンディング接合後に、圧着バンプ2径を
測定すると共に図3に示すようにボンディング強度(せ
ん断強度)をシェアツール14を用いてを測定した。バ
ンプ2は略円形を保ちながら変形しておりバンプ2の圧
着径は100μmで、□120μmサイズのパッドへの
対応は十分可能であり、せん断強度はバンプ当たり10
0gfと十分な強度が得られた。
After bonding, the diameter of the pressure bonding bump 2 was measured, and the bonding strength (shear strength) was measured using the shear tool 14 as shown in FIG. The bump 2 is deformed while maintaining a substantially circular shape, and the crimping diameter of the bump 2 is 100 μm, and it can sufficiently cope with a □ 120 μm size pad.
A sufficient strength of 0 gf was obtained.

【0019】なお、従来方式(印加される超音波の振動
方向が一方向)では同等の接合強度を得るためには、超
音波出力2.0Wを500ms印加する必要が有り、バ
ンプ2は楕円形に変形してその長径は120μmに達し
たため□120μmサイズのパッドへの適用は困難であ
った。
In the conventional method (the vibration direction of the applied ultrasonic wave is one direction), it is necessary to apply an ultrasonic output of 2.0 W for 500 ms in order to obtain the same bonding strength. And the major axis reached 120 μm, making it difficult to apply to a pad having a size of 120 μm.

【0020】図4は他の実施の形態を示すもので、先の
実施の形態と同一部品又は同一機能を示す部品は同一符
号が付されている。超音波ホーン5は支持アーム6によ
って装置の本体に固定されており、先端部にボンディン
グツール3を固定保持している。また、ボンディングツ
ール3の他端部には伸縮自在なバキュームホース14が
接続しバキュームホース14は図示しないポンプへ接続
している。超音波ホーン5の他端部は図示しない超音波
源に接続している。
FIG. 4 shows another embodiment, and the same reference numerals are given to the same components or components having the same functions as those of the previous embodiment. The ultrasonic horn 5 is fixed to the main body of the apparatus by a support arm 6, and holds the bonding tool 3 at the tip thereof. A telescopic vacuum hose 14 is connected to the other end of the bonding tool 3, and the vacuum hose 14 is connected to a pump (not shown). The other end of the ultrasonic horn 5 is connected to an ultrasonic source (not shown).

【0021】一方、ボンディングツール3の下方にはワ
ークステージ12が配設されワークステージ12上には
基板を固定するプレート13が設けられている。このワ
ークステージ12の下部にはモータを動力源とした回転
機構15が接続されている。
On the other hand, a work stage 12 is provided below the bonding tool 3, and a plate 13 for fixing a substrate is provided on the work stage 12. A rotation mechanism 15 using a motor as a power source is connected to a lower portion of the work stage 12.

【0022】これらの構造による作用を説明すると、図
示しないカメラでボンディングツール3に吸着されたS
AWデバイスDとワークステージ12上に固定されてい
るセラミック基板Bの位置合わせを行い、所定の範囲内
に位置合わせが終了すると上下駆動機構11が作動して
超音波ホーン5は下方へ移動するので、ボンディングツ
ール3も同様に下方へ移動しデバイスのバンプ2への加
圧を開始する。加圧荷重が1Kgf に達すると超音波振動
源が作動して超音波ホーン5はボンディングツール3に
出力1.5W で200ms印加する。この印加が終了する
とボンディングツール3はデバイスの吸着を解除して上
下駆動機構11が作動して所定位置まで上昇する。ボン
ディングツール3が所定位置まで上昇するとモータが回
転して回転機構15が作動しワークステージ12は90
度回転する。この状態で再び上下駆動機構11が作動し
てボンディングツール3を下降させSAWデバイスDの
裏面へ接触させ加圧する。加圧荷重が1Kgfに達する
と超音波振動を出力2.0Wで200ms印加し、印加
が終了すると上下駆動機構11が作動してボンディング
ツール3は上昇しボンディングが終了する。
The operation of these structures will be described.
The AW device D and the ceramic substrate B fixed on the work stage 12 are aligned, and when the alignment is completed within a predetermined range, the vertical drive mechanism 11 operates to move the ultrasonic horn 5 downward. Similarly, the bonding tool 3 also moves downward and starts pressing the bumps 2 of the device. When the pressing load reaches 1 kgf, the ultrasonic vibration source is activated and the ultrasonic horn 5 applies a 1.5 W output to the bonding tool 3 for 200 ms. When the application is completed, the bonding tool 3 releases the suction of the device, and the vertical drive mechanism 11 operates to move up to a predetermined position. When the bonding tool 3 is raised to a predetermined position, the motor rotates and the rotating mechanism 15 operates to move the work stage 12 to 90 degrees.
Rotate degrees. In this state, the vertical drive mechanism 11 operates again to lower the bonding tool 3 to contact the back surface of the SAW device D to apply pressure. When the pressing load reaches 1 kgf, ultrasonic vibration is applied for 200 ms at an output of 2.0 W, and when the application is completed, the vertical drive mechanism 11 operates to raise the bonding tool 3 and complete the bonding.

【0023】図5は更に別の実施の形態を示す平面図
で、第1のボンディングツール3aは第1の超音波ホー
ン5aに固定支持され、第2のボンディングツール3b
は第2の超音波ホーン5bに支持されている。第1の超
音波ホーン5aと第2の超音波ホーン5bとは90度角
度が変位した状態でそれぞれ支持アーム6a、6bと上
下駆動機構11a、11bを介して装置本体18に固定
されている。その他の構成は上述の実施の形態と同様で
ある。
FIG. 5 is a plan view showing still another embodiment, in which a first bonding tool 3a is fixedly supported by a first ultrasonic horn 5a and a second bonding tool 3b.
Are supported by the second ultrasonic horn 5b. The first ultrasonic horn 5a and the second ultrasonic horn 5b are fixed to the apparatus main body 18 via the support arms 6a and 6b and the vertical drive mechanisms 11a and 11b in a state where the angle is shifted by 90 degrees. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.

【0024】一方、ボンディングツール3a,3bの下
方には基板2を載置固定するワークステージ12が設け
られている。このワークステージ12はXYテーブル構造
で各ボンディングツール3a,3bの動作範囲内に移動
可能に設定されている。
On the other hand, a work stage 12 for mounting and fixing the substrate 2 is provided below the bonding tools 3a and 3b. The work stage 12 has an XY table structure and is set so as to be movable within the operation range of each of the bonding tools 3a and 3b.

【0025】これらの構造による作用を説明すると、図
示しないカメラで第1のボンディングツール3aに吸着
されたSAWデバイスDとワークステージ12上に固定
されているセラミック基板Bの位置合わせを行い、所定
の範囲内に位置合わせが終了すると第1超音波ホーン5
aの上下駆動機構が作動して超音波ホーン5aは下方へ
移動するので、第1のボンディングツール3aも同様に
下方へ移動しデバイスのバンプ2への加圧を開始する。
加圧荷重が1Kgfに達すると超音波振動源が作動して
第1の超音波ホーン5aは第1のボンディングツール3
aに出力1.5Wで200ms印加する。この印加が終
了すると第1のボンディングツール3aはデバイスの吸
着を解除して上下駆動機構が作動して所定位置まで上昇
する。第1のボンディングツール3aが所定位置まで上
昇するとワークステージ12は作動して第2のボンディ
ングツール3bの下方の所定位置に移動する。この状態
で第2の超音波ホーン5bの上下駆動機構が作動して第
2のボンディングツール3bを下降させSAWデバイス
Dの裏面へ接触させ加圧する。加圧荷重が1Kgfに達
すると超音波振動を出力2.0Wで200ms印加し、
印加が終了すると上下駆動機構が作動してボンディング
ツール3bは上昇しボンディングが終了する。
The operation of these structures will be described. The position of the SAW device D sucked by the first bonding tool 3a and the position of the ceramic substrate B fixed on the work stage 12 are adjusted by a camera (not shown). When the positioning is completed within the range, the first ultrasonic horn 5
The ultrasonic horn 5a moves downward by operating the vertical drive mechanism a, so that the first bonding tool 3a also moves downward to start pressing the bumps 2 of the device.
When the pressing load reaches 1 kgf, the ultrasonic vibration source is activated, and the first ultrasonic horn 5a is connected to the first bonding tool 3.
a is applied for 200 ms with an output of 1.5 W. When the application is completed, the first bonding tool 3a releases the suction of the device, and the vertical drive mechanism operates to move up to a predetermined position. When the first bonding tool 3a rises to a predetermined position, the work stage 12 operates and moves to a predetermined position below the second bonding tool 3b. In this state, the vertical drive mechanism of the second ultrasonic horn 5b operates to lower the second bonding tool 3b to contact the back surface of the SAW device D and apply pressure. When the pressing load reaches 1 kgf, ultrasonic vibration is applied for 200 ms at an output of 2.0 W,
When the application is completed, the up-down drive mechanism operates to raise the bonding tool 3b, and the bonding is completed.

【0026】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば、上述した実施の形態では電子
部品としてSAWデバイスDへの適用を示したが、半導
体デバイスへも同様に適用することが出来る。バンプに
ついてもめっきバンプを用いてもよい。その他にも本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるの
は言うまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the application to the SAW device D has been described as an electronic component, but the invention is similarly applied to a semiconductor device. I can do it. A plated bump may be used for the bump. It goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上に述べたように本発明では、超音波
併用のボンディングにおいてボンディングツールへの超
音波の印加を振動方向を変化させて複数回行うようにし
たので、バンフ形状が楕円形状等に変形しないボンディ
ングを行うことが出来るようになった。その結果、ボン
ディング条件の適性範囲を広く取ることが出来ると共
に、電極パッドが微細ピッチ化した場合でも対応できる
ようになった。
As described above, in the present invention, in the bonding using ultrasonic waves, the application of ultrasonic waves to the bonding tool is performed a plurality of times while changing the vibration direction. Bonding without deformation. As a result, the suitable range of the bonding conditions can be widened, and it is possible to cope with the case where the electrode pads are finely pitched.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の模式を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a model of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明における超音波振動の方向を示す説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing directions of ultrasonic vibration in the present invention.

【図3】形成されたバンプのせん断強度測定の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a measurement of a shear strength of a formed bump.

【図4】本発明の別の実施の形態を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の更に別の実施の形態を示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing still another embodiment of the present invention.

【図6】従来の実施の形態を示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional embodiment.

【図7】従来の実施の形態でのバンプの形状を示す説明
図。
FIG. 7 is an explanatory view showing a shape of a bump in a conventional embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電極(デバイス) 2…バンプ 3…ボンディングツール 4…電極(基板) 5…超音波ホーン 7…キャピラリー 8…ヘッド 10…Θ軸回転モータ 11…上下駆動機構 12…ワークステージ 15…回転機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode (device) 2 ... Bump 3 ... Bonding tool 4 ... Electrode (substrate) 5 ... Ultrasonic horn 7 ... Capillary 8 ... Head 10 ... Shaft rotation motor 11 ... Vertical drive mechanism 12 ... Work stage 15 ... Rotation mechanism

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極を形成した基板を有し前記電極にバ
ンプを設置したデバイスと電極を形成した外囲器とを前
記電極を前記バンプを介して超音波振動を印加して相互
に熱圧着するボンディング方法において、前記超音波振
動の方向を複数としてなるボンディング方法。
1. A device having a substrate on which electrodes are formed, and a device in which bumps are provided on the electrodes and an envelope on which electrodes are formed, are thermocompressed to each other by applying ultrasonic vibration to the electrodes via the bumps. Bonding method in which the direction of the ultrasonic vibration is plural.
【請求項2】 前記ボンディングはボンディングツール
を使用しツールへの超音波の印加は、回転手段によって
前記ボンディングツールが所定角度を回動させる毎に行
うことを特徴とする請求項1記載のボンディング方法。
2. The bonding method according to claim 1, wherein said bonding uses a bonding tool, and the application of ultrasonic waves to said tool is performed each time said bonding tool is rotated by a predetermined angle by a rotating means. .
【請求項3】 前記ボンディングはボンディングツール
を使用しツールへの超音波の印加は、前記ワークステー
ジを所定角度を回動させる毎に行うことを特徴とする請
求項1記載のボンディング方法。
3. The bonding method according to claim 1, wherein the bonding is performed using a bonding tool, and the application of the ultrasonic wave to the tool is performed every time the work stage is rotated by a predetermined angle.
【請求項4】 前記ボンディングはボンディングツール
を使用しツールへの超音波の印加は、超音波の振動方向
の異なる複数のボンディングヘッドによって行うことを
特徴とする請求項1記載のボンディング方法。
4. The bonding method according to claim 1, wherein the bonding is performed using a bonding tool, and the application of the ultrasonic wave to the tool is performed by a plurality of bonding heads having different ultrasonic vibration directions.
【請求項5】 ワークステージとこれに対向して設けら
れた超音波振動が印加されるボンディングツールとを有
し、前記ボンディングツールに吸着されたデバイスの電
極に形成されたバンプをワークステージ上に載置された
外囲器の電極にボンディングツールに超音波を印加して
熱圧着するボンディング装置において、前記ボンディン
グツールへの超音波の印加は振動方向を変化させる振動
方向変更手段を有することを特徴とするボンディング装
置。
5. A work stage and a bonding tool provided opposite to the work stage and to which ultrasonic vibration is applied, wherein a bump formed on an electrode of a device adsorbed by the bonding tool is placed on the work stage. In a bonding apparatus for applying ultrasonic waves to a bonding tool by applying ultrasonic waves to electrodes of a mounted envelope and applying thermosonic pressure to the bonding tools, the application of the ultrasonic waves to the bonding tool has a vibration direction changing means for changing a vibration direction. Bonding equipment.
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