JPS62219626A - Pellet bonder - Google Patents
Pellet bonderInfo
- Publication number
- JPS62219626A JPS62219626A JP6051586A JP6051586A JPS62219626A JP S62219626 A JPS62219626 A JP S62219626A JP 6051586 A JP6051586 A JP 6051586A JP 6051586 A JP6051586 A JP 6051586A JP S62219626 A JPS62219626 A JP S62219626A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pellet
- collet
- bonding
- base
- lead frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 7
- OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N [Si].[Au] Chemical class [Si].[Au] OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/75301—Bonding head
- H01L2224/75302—Shape
- H01L2224/75303—Shape of the pressing surface
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体素子ペレットをパッケージベースにボン
ディングする際に用いて好適なペレットボンダに関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pellet bonder suitable for use in bonding semiconductor element pellets to a package base.
一般にリードフレームを用いた樹脂パッケージ半導体装
置やセラミックパッケージ半導体装置では、リードフレ
ームやセラミック基板等のベース上に半導体素子ペレッ
トを固着する必要がある。Generally, in a resin packaged semiconductor device or a ceramic packaged semiconductor device using a lead frame, it is necessary to fix a semiconductor element pellet onto a base such as a lead frame or a ceramic substrate.
この固着構造として従来から種々のものが提案されてい
るが、ベース側に形成した金層と、半導体素子ベレット
の裏側シリコン面との共晶（Ａｕ−３ｉ共晶）を利用し
て固着を行う方法が多く用いられている。Various types of fixing structures have been proposed in the past, but fixing is achieved by utilizing the eutectic (Au-3i eutectic) between the gold layer formed on the base side and the silicon surface on the back side of the semiconductor element pellet. Many methods are used.
この金−シリコン共晶を行うためには、半導体素子ペレ
ットをコレットで抱持させた上で、ペレットをベース表
面に押圧させ、かつこの状態でペレットをベースに対し
てスクラブ（擦り付ける）させて界面での金−シリコン
の反応を生起させる方法が採られている。In order to perform this gold-silicon eutectic, the semiconductor element pellet is held by a collet, the pellet is pressed against the base surface, and in this state, the pellet is scrubbed against the base to form an interface. A method of causing a gold-silicon reaction at
このようなペレットのボンディング方法について本発明
者が検討を加えたところ、ペレットとベースの平面性が
ボンディングの良否に大きな影響を与えることが判明し
た。即ち、ベースに対するペレット裏面の傾きが０．０
１度程度では許容できるが、これが０．０５度以上にな
ると、ペレットサイズの大小に関わらず殆どのペレット
においてボンディング不良が発生する。When the present inventor conducted a study on such a pellet bonding method, it was found that the flatness of the pellet and the base has a great influence on the quality of bonding. That is, the inclination of the back surface of the pellet with respect to the base is 0.0.
A degree of about 1 degree is acceptable, but if it exceeds 0.05 degree, bonding defects will occur in most pellets regardless of the pellet size.
この原因は、金−シリコン共晶は金層とシリコン面とが
直接接触させる必要があるが、通常ではペレットの裏面
にはシリコン酸化膜が生じていてその接触の障害になっ
ている。このため、ペレットをベースに対してスクラブ
することによりペレット裏面のシリコン酸化膜を破りシ
リコン面を露呈させる必要がある。しかしながら、ペレ
ットとベースとの平面性が悪くて両者が片当たりの状態
にあると、スクラブを行ってもペレット裏面のシリコン
酸化膜を全面において破ることが出来なくなり、したが
ワてボンディング不良が発生することになる。The reason for this is that gold-silicon eutectic requires direct contact between the gold layer and the silicon surface, but normally a silicon oxide film is formed on the back surface of the pellet, which obstructs the contact. Therefore, it is necessary to break the silicon oxide film on the back surface of the pellet and expose the silicon surface by scrubbing the pellet against the base. However, if the flatness of the pellet and base is poor and they are in uneven contact, it will not be possible to break the silicon oxide film on the back of the pellet over the entire surface even if scrubbing is performed, resulting in a soldering bonding failure. I will do it.
このボンディング不良は、ペレットにおいて熱応力の集
中を生じる原因となり、ペレットの欠けや割れを発生さ
せ、半導体装置の信頼性を低下させることになる。This defective bonding causes concentration of thermal stress in the pellet, causing chipping and cracking of the pellet, and reducing the reliability of the semiconductor device.
本発明の目的はペレットとベースとのボンディング不良
を防止してペレットの固着を確実なものとし、これによ
り信顛性の高い半導体装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent defective bonding between a pellet and a base, thereby ensuring the adhesion of the pellet, and thereby providing a highly reliable semiconductor device.
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において゛開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
即ち、ペレットをスクラブする際に抱持するコレットと
、これを支持するアームとの間にフレキシブルな連結部
を介装した構成としている。That is, a flexible connecting portion is interposed between the collet that is held when scrubbing the pellets and the arm that supports the collet.
上記した手段によれば、ペレットとベースとの間に傾斜
が存在する場合にも、フレキシブルな連結部の作用によ
ってペレット裏面を確実にベース面に接触させ、これに
よりペレット裏面の全面においてベースへのボンディン
グを可能とし、ペレットの欠け９割れを防止して半導体
装置の信頼性を向上することができる。According to the above-mentioned means, even if there is an inclination between the pellet and the base, the back surface of the pellet can be brought into reliable contact with the base surface by the action of the flexible connecting part, and thereby the entire back surface of the pellet can be brought into contact with the base surface. Bonding is possible, chipping and cracking of the pellet can be prevented, and the reliability of the semiconductor device can be improved.
第１図は本発明の一実施例を示しており、特にペレット
ボンダの要部のみを図示している。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and in particular only the essential parts of the pellet bonder are shown.
このペレットボンダｌは、図外の駆動機構に連結されて
前後方向に往復移動されるボンディングアーム２と、こ
のボンディングアーム２の先端に取着したコレット３と
を備えている。また、このコレット３の下方位置にはヒ
ータを内蔵した支持台４を配置し、この支持台４上には
半導体装置を構成するためのベースとして、表面に金め
つきを施したリードフレーム１１を載置している。The pellet bonder 1 includes a bonding arm 2 that is connected to a drive mechanism (not shown) and is moved back and forth in the front and rear directions, and a collet 3 attached to the tip of the bonding arm 2. Further, a support base 4 with a built-in heater is arranged below the collet 3, and a lead frame 11 whose surface is plated with gold is mounted on the support base 4 as a base for constructing a semiconductor device. It is installed.
前記コレット３は、前記ボンディングアーム２の先端位
置において、ゴム製の連結部５を介装したステム６によ
って取着しており、この連結部５のフレキシブル性によ
ってコレット３を上下、左右方向に微小角度で揺動させ
ることができる。また、このコレット３は先端内面を角
型状に構成するとともに、前記ステム６、連結部５及び
ボンディングアーム２を通して形成した空気通路７を介
して図外の真空源に連通させ、この真空吸着力によって
方形をしたペレット１２を抱持できる。The collet 3 is attached to the tip of the bonding arm 2 by a stem 6 with a rubber connecting part 5 interposed therebetween. It can be swiveled at any angle. In addition, this collet 3 has a rectangular inner surface at its tip, and communicates with a vacuum source (not shown) through an air passage 7 formed through the stem 6, the connecting portion 5, and the bonding arm 2. can hold the square pellet 12.
この構成によれば、真空通路７を通しての真空吸着力に
よってコレット３でペレット１２を吸着し、これをリー
ドフレーム１１上に搭載させる。According to this configuration, the collet 3 attracts the pellet 12 by the vacuum suction force through the vacuum passage 7, and the pellet 12 is mounted on the lead frame 11.
そして、適宜の押圧力を加えながらボンディングアーム
２を前後動作させることにより、ペレット１２をリード
フレーム１１上でスクラブし、金−シリコン共晶を生成
させてペレットのボンディングを実行する。Then, by moving the bonding arm 2 back and forth while applying an appropriate pressing force, the pellets 12 are scrubbed on the lead frame 11 to generate gold-silicon eutectic and bond the pellets.
このとき、リードフレーム１１の表面とペレット１２の
裏面に傾斜が生じている場合でも、コレット３による押
圧力によって連結部５が変形し、ペレット１２の裏面は
リードフレーム１１の正面に対して馴染んでこれに密接
する。したがって、この状態で前記したスクラブを行う
ことにより、ペレット１２の裏面の全面に亘ってシリコ
ン酸化膜を破りって金−シリコン共晶を生成し、良好な
ボンディングを実現できる。At this time, even if the front surface of the lead frame 11 and the back surface of the pellet 12 are inclined, the connecting portion 5 is deformed by the pressing force of the collet 3, and the back surface of the pellet 12 is adapted to the front surface of the lead frame 11. Closely related to this. Therefore, by performing the above-described scrubbing in this state, the silicon oxide film is broken over the entire back surface of the pellet 12 to generate gold-silicon eutectic, thereby achieving good bonding.
第２図は本発明の他の実施例であり、第１図と同一部分
には同一符号を附して詳細な説明は省略する。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted.
この実施例では連結部５Ａをボール継手で構成し、コレ
ット３をボンディングアーム２に対して上下、左右に揺
動可能に構成している。また、真空通路７はこのボール
継手の内部を通って形成している。In this embodiment, the connecting portion 5A is constituted by a ball joint, and the collet 3 is configured to be able to swing vertically and horizontally relative to the bonding arm 2. Further, the vacuum passage 7 is formed through the inside of this ball joint.
この実施例においても、リードフレーム１１に対してペ
レット１２が傾斜している場合に、連結部５Ａのフレキ
シビリティによってコレット３が揺動してペレット１２
の裏面をリードフレーム１１の表面に馴染ませ、両者を
密接状態に保ってスクラブを行い、良好なボンディング
を達成できる。Also in this embodiment, when the pellet 12 is inclined with respect to the lead frame 11, the collet 3 swings due to the flexibility of the connecting portion 5A, and the pellet 12 is tilted with respect to the lead frame 11.
The back surface of the lead frame 11 is made to blend in with the surface of the lead frame 11, and scrubbing is performed while keeping the two in close contact to achieve good bonding.
上述した実施例によれば、次の効果を得ることができる
。According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
（１）ボンディングアームとコレットとの間にフレキシ
ブルな連結部を介装しているので、リードフレームとペ
レットとが傾斜している場合でも、この連結部のフレキ
シビリティによってペレットをリードフレームに馴染ま
せ、両者を密接させて良好なボンディングを達成できる
。(1) A flexible connection part is interposed between the bonding arm and the collet, so even if the lead frame and pellet are inclined, the flexibility of this connection part allows the pellet to fit into the lead frame. , good bonding can be achieved by bringing the two into close contact.
（２）連結部はステムに介装したゴム材で構成している
ので、ペレットボンダの構成の簡易化を図り、低コスト
に製作できる。(2) Since the connecting portion is made of a rubber material interposed in the stem, the structure of the pellet bonder can be simplified and manufactured at low cost.
（３）連結部をボール継手で構成することにより、コレ
ットの揺動を円滑に行うことができ、リードフレームに
対するペレットの密接を良好なものにできる。(3) By configuring the connecting portion with a ball joint, the collet can swing smoothly, and the pellet can be brought into close contact with the lead frame.
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である金−シリコン共晶を
用いた半導体装置のペレットボンダに適用した場合につ
いて説明したが、それに限定されるものではなく、例え
ば、ベースとしてのリードフレームの代わりにセラミッ
クベースを用いる場合でも同様であり、更に銀ペースト
、半田。In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to a pellet bonder for a semiconductor device using gold-silicon eutectic, which is the background field of application, but the invention is not limited to this. For example, the same applies even when a ceramic base is used instead of a lead frame as a base, and silver paste and solder are also used.
低融点ガラス等のろう材を用いたボンディングにおいて
も同様に適用できる。The present invention can be similarly applied to bonding using a brazing material such as low melting point glass.
本願によって開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、ボンディングアームとコレットとの間にフレ
キシブルな連結部を介装しているので、ベースに対して
ペレットが傾斜している場合でも、連結部の変形によっ
てペレットをベースに対して馴染ませることができ、両
者の密接を可能にして良好なペレットボンディングを実
現できる。In other words, since a flexible connecting part is interposed between the bonding arm and the collet, even if the pellet is tilted with respect to the base, the pellet can be made to conform to the base by deforming the connecting part. This allows for close contact between the two and achieves good pellet bonding.
第１図は本発明の一実施例の要部の正面図、第２図は他
の実施例の要部の正面図である。
１・・・ペレットボンダ、２・・・ボンディングアーム
、３・・・コレット、４・・・支持台、５，５Ａ・・・
連結部、６・・・ステム、７・・・空気通路、１１・・
・リードフレーム（ベース）、１２・・・ペレット。FIG. 1 is a front view of the main parts of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the main parts of another embodiment. 1... Pellet bonder, 2... Bonding arm, 3... Collet, 4... Support stand, 5,5A...
Connecting portion, 6... Stem, 7... Air passage, 11...
-Lead frame (base), 12...pellet.
Claims (1)
ブしてペレットをベースに固着させるコレットを備える
ペレットボンダにおいて、前記コレットと、このコレッ
トを支持するアームとの間にフレキシブルな連結部を介
装したことを特徴とするペレットボンダ。 ２、フレキシブルな連結部をゴムで構成してなる特許請
求の範囲第１項記載のペレットボンダ。 ３、フレキシブルな連結部をボール継手で構成してなる
特許請求の範囲第１項記載のペレットボンダ。[Scope of Claims] 1. A pellet bonder equipped with a collet that clamps a pellet and scrubs the pellet against the base to fix the pellet to the base, in which a flexible cable is provided between the collet and an arm that supports the collet. A pellet bonder characterized by having a connecting part inserted therein. 2. The pellet bonder according to claim 1, wherein the flexible connecting portion is made of rubber. 3. The pellet bonder according to claim 1, wherein the flexible connecting portion is a ball joint.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6051586A JPS62219626A (en) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | Pellet bonder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6051586A JPS62219626A (en) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | Pellet bonder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62219626A true JPS62219626A (en) | 1987-09-26 |
Family
ID=13144528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6051586A Pending JPS62219626A (en) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | Pellet bonder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62219626A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011018937A (en) * | 2007-03-19 | 2011-01-27 | Infineon Technologies Ag | Mounting of semiconductor chip |
| CN103177975A (en) * | 2013-03-22 | 2013-06-26 | 常熟艾科瑞思封装自动化设备有限公司 | Soft landing method of swing arm |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP6051586A patent/JPS62219626A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011018937A (en) * | 2007-03-19 | 2011-01-27 | Infineon Technologies Ag | Mounting of semiconductor chip |
| CN103177975A (en) * | 2013-03-22 | 2013-06-26 | 常熟艾科瑞思封装自动化设备有限公司 | Soft landing method of swing arm |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100349727B1 (en) | Method and apparatus for wire stitch bonding to integrated circuit bonding pads | |
| US5611478A (en) | Lead frame clamp for ultrasonic bonding | |
| US6182882B1 (en) | Angled transducer-dual head bonder for optimum ultrasonic power application and flexibility for tight pitch leadframe | |
| JPS62219626A (en) | Pellet bonder | |
| JPS59208844A (en) | Face-down bonder | |
| JP3075398B2 (en) | Ultrasonic bonding collet and bonding method | |
| JP2694871B2 (en) | Semiconductor device | |
| JPH0669286A (en) | Bonding apparatus | |
| JP2006253208A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JPS61189652A (en) | Semiconductor device | |
| JPH09326463A (en) | Resin-sealed semiconductor device | |
| JPH1116935A (en) | Wire-bonding device | |
| JP3404735B2 (en) | Semiconductor device manufacturing lead frame and semiconductor device manufacturing lead frame assembly manufacturing method | |
| JPS6111463B2 (en) | ||
| JPS636141B2 (en) | ||
| JPS6050930A (en) | Wire bonder | |
| JPH0251258B2 (en) | ||
| JPH05267361A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JPS6018938A (en) | Case for semiconductor device | |
| JPS6245133A (en) | Pellet mounting method | |
| JPH10223638A (en) | Semiconductor device and its mounting method | |
| JPS6063944A (en) | Wire bonding device | |
| JPH04291936A (en) | Bonding apparatus of lead part for semiconductor chip use | |
| JPH06302628A (en) | Die bonding method and device thereof | |
| JPH09293746A (en) | Wind clamper support device |