JPS6132532A - ボンデイングツ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 氷見ＢＡは、転写バンプボンディング方式によるＬＳＩ
チップ実装装置のボンディングツールに関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点 まず、第１図に転写バンプボンディング方式の原理を示
す。

第１図ｄにおいて、１はボンディングツール、２はフィ
ルムキャリヤ、３はリード、４は金属バンシ”、５はバ
ンプ基板、第１図すにおいて、６はＩＣチップ、７はア
ルミ電極（パッド）、８はＩＣ基板である。

転写バンプボンディング方式は、第１図ａに示すように
、１ず転写用の金属バンプ４とフィルムキャリヤ２のリ
ード３とを位置合せし、約３００Ｃに加熱したボンディ
ングツール１によって加圧加熱することにより、リード
３側に金属バンプ４を転写させる。次に、第１図すに示
すように、転写されたり−ド３上の金属バング４とＩＣ
チップｅのアルミ電極７とを位置合せし、約６００Ｃに
加熱したボンディングツール１によって加圧加熱するこ
とにより、金属バンプ４とアルミ電極７とを接合する。

第２図は、上記転写バンプボンディング方式の従来のボ
ンディングツールを示す斜視図である。

第２図において、９．１０は銅電極、１１は発熱部材で
ある。銅電極９，１０に印加される電圧により、発熱部
材１１のヘッド部１２が発熱し、上′記の如く加圧加熱
作用を行う。しかしなか、第２図に示す従来のボンディ
ングクールの構成では、発熱による膨張のために、発熱
部材１１のヘッド１２の近傍が第３図のヘッド部拡大正
面図に破線はそれ以上になるため、ボンディング不良が
多く発生し、ボンディング信頼性を高めることが重要な
課題となっていた。

発明の目的 本発明は上記問題ｉ解消するため、発熱時のボンディン
グツールヘッド部の熱膨張による曲げ変形を抑制するこ
とによってボンディング信頼性の向上を図ったボンディ
ングツールを提供するものである。

鵬明の構成 本発明のボンディングツールは、底辺部と左右一対の側
壁部からなるコの字形ヘッド部を有する発熱部材と、そ
の発熱部材の左右両端面に端面を密着して固定された一
対のブロック状電極から構成されたボンディングツール
において、一対のプ行な方向にのみ移動自由に支持され
ていることを特徴とするもので、発熱時の熱膨張による
、コの字形ヘッド部の底辺部の曲げ変形を大幅に抑制し
、底辺部下端面の平面度劣化を防止する効果を有する。

実施例の説明 以下本発明の第一の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。

第４図ｄは本発明の第１の実施例におけるボンディング
ツールの正面図を示すものであり、第４図すは第４図ａ
のＡ−Ａ断面を示す図であるｅ第４図において、１３は
発熱部材、１４は発熱部材１３のコ字形ヘッド部、１６
はコの字形ヘッド部１４の底辺部、１６．１７は一対の
ブロック状銅電極、１８はレール、１９は電気絶縁性支
持部材、２０はブロック状銅電極１７の摺動部である。

以上のように構成されたボンディングツールにＩついて
、以下その動作を説明する。

まず、一対のブロック状銅電極１６　、１７に高電圧が
印加され、発熱部材１３に電流が流れると、コノ字形ヘ
ッド部１４ｉｄ３００Ｃ〜５００Ｃに発熱し、そのため
に底辺部１６は左右方向に熱膨張しようとする。このと
き、第２図に示す従来例のように一対の銅電極が両方と
も完全に固定されていれば、第３図に示すようなヘッド
部の曲げ変形が生じるが、本実施例のように、一対のブ
ロック状電極のうちの一方が、底辺部１６と平行な左右
方向に自由に移動可能であれば、底辺部１６は熱膨張に
よる面内の伸びを主として生じ、曲げ変形は極めて小さ
くなる。

以上のことを実証するために行った有限要素法による熱
変形解析の結果を第６図に示す。第６図とは、底辺部１
６の下端面２１のうち、熱変形後の変位を比較する位置
を示す図、第６図すは、第６図ａに太線で示すＩ軸上の
位置における、下端面２１に垂直な方向の変位δｙを示
すグラフである。第６図すにおいて、実線で示すグラフ
は、従来例の場合の変位分布を示し、破線で示すグラフ
は本発明の実施例の場合の変位分布を示す。第５図ａの
Ｘ軸の位置の変位分布で比較したのは、ＩＣチップの電
極（パッド）がＩＣチップ端面の周辺部に並んでいるた
めに、ボンディングツールのコの字形ヘッド部のうち、
実際にポンカングに使用されるのは、底辺部２１の周辺
部即ちＸ軸の位置のみであるからである。

上記の解析結果から明らかなように、本発明の実施例が
従来例に比べて、熱変形によるヘッド部の底面部２１の
平面度劣化を大幅に抑制されることがわかる。

次に本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第６図ａは本発明の第２の実施例を示す一部断面正面図
、第６図すは第６図ａのＡ−Ａ断面を示す図である。

第６図において、２２はブロック状銅電極１７の摺動部
、２３はブロック状銅電極１７の位置を調節するための
ポル）、２４１ｄ止めねじである。

第６図に示す第２の実姉例は、第１の実姉例と概略の構
成は同じであるが、第１の実施例におけるブロック状銅
電極１７の摺動部２ｏがレール１８の方向に常に自由に
移動できるように支持されているのに対し、第２の実権
例においては、発熱前に前もって発熱後に変位する分だ
けブロック状銅電極１７をボルト２３によって移動させ
ておき、さらに止めねじ２４で固定して予荷重を与える
ことによシ、発熱時の熱膨張による下端面２１の平面度
劣化を抑制するものである。

発明の効果 本発明では、ボンディングツールの発熱部材を支持する
一対のブロック状銅電極のうち一方を、コの字形ヘッド
部の底辺部に平行な方向にのみ移動自由に支持すること
により、発熱時の熱膨張によるヘッド部の曲げ変形を抑
制し、ヘッド底面部の平面度劣化を防止するため、ボン
ディングの信頼性を大幅に向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは転写バンブボンディング方式の原理を示
す説明図、第２図は転写バンプボンディング方式の従来
のボンディングツールを示す斜視図、第３図は従来のボ
ンディングツールの発熱時の変形の様子を拡大して示す
正面図、第４図ａは本発明の第１の実権例におけるボン
ディングツールの正面図、第４図すは第４図ａのＡ−Ａ
断面を示す図、第６図ａは、有限要素法による熱変形解
析において、変位分布を比較する位置を示す〆ボンディ
ングツールのヘッド近傍の斜視図、第６図ｂｔｉ第６図
ａに太線で示すＩ細土の位置におけるヘッド下端面に垂
直な方向の変位成分の分布を示すグラフ、第６図ｄは本
発明の第２の実権例におけるボンディングツールの正面
図、第６図すは第６図ａのＡ−Ａ断面を示す図である。 １４・・・・・・コの字形ヘッド部、１５・・・・・・
底辺部、１６．１７・・・・・・ブロック状銅電極、１
８・・・・・−レール、１９・・・・・電気絶縁性支持
部材、２０．２２・・・・・・摺動部、２１・・・・・
・下端面、２３・・・用ボルト、２４・・・・・・止め
ねじ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第２図 ゝＩ２ 第４図 （ζ） 第５図 （α） 第６図 （ａ＋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）底辺部と左右一対の側壁部からなるコの字形ヘッ
   ド部を有する発熱部材と、前記発熱部材の左右両端面に
   、端面を密着して固定された一対のブロック状電極から
   構成され、前記一対のブロック状電極のうち一方が電気
   絶縁性の支持部材に固定され、他方が、前記コの字形ヘ
   ッド部の底辺部と平行な方向にのみ移動自由に支持され
   たボンディングツール。
2. （２）コの字形ヘッド部の底辺部と平行な方向にのみ移
   動自由に支持された一方のブロック状電極に所定の変位
   を与え、その状態で前記一方のブロック状電極を電気絶
   縁性の支持部材に固定することを可能にする治具を備え
   た、特許請求の範囲第１項記載のボンディングツール。