WO2003094207A1 - Die head for hardening adhesive compounds by thermocompression - Google Patents

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WO2003094207A1
WO2003094207A1 PCT/EP2003/004739 EP0304739W WO03094207A1 WO 2003094207 A1 WO2003094207 A1 WO 2003094207A1 EP 0304739 W EP0304739 W EP 0304739W WO 03094207 A1 WO03094207 A1 WO 03094207A1
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Benjamin Völker
Thomas Müller
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Abstract

The invention relates to a device for hardening an adhesive compound by thermocompression between a first and a second component (2, 3), particularly a flip chip (3) and a film (2) that is provided with strip conductors, comprising a die cylinder device (6) which is movable in an axial direction and a die head device (7) which is mounted at one end of the die cylinder device (6). Said die cylinder device (7) comprises a pressure piece (8) which is connected in a fixed manner to the die cylinder device (6) and a die head (9) which is pivotably connected thereto and is provided with a pressure surface (10) that essentially corresponds to the surface of the first component (3). A force is transmitted therewith from the die cylinder device (6) to the first component (3) via the die head device (7) in the axial direction of the die cylinder device (6).

Description

Stempelkopf zum Thermokompressionsaushärten von Klebstoffverbindungen Stamp head for thermocompression curing of adhesive bonds
BESCHREIBUNG:DESCRIPTION:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Thermokompressionsaushärten einer Klebstofrverbindung zwischen zwei Komponenten, insbesondere einem Chip und einer mit Leiterbahnen versehenen Folie. Speziell betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen von Post-Bond-Verfahren für die Herstellung leitfähiger Verbindungen zwischen einem Flip-Chip und einer partiell metallisierten Folie.The present invention relates to a device for thermocompression curing an adhesive connection between two components, in particular a chip and a film provided with conductor tracks. In particular, the present invention relates to a device for performing post-bond processes for the production of conductive connections between a flip chip and a partially metallized film.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung nach internem Stand der Technik ist in Figur 1 schematisch dargestellt. Eine Heizplatte 1 trägt eine Folie 2, die in der Regel aus einem Kunststoff besteht und mit elektrischen Leiterbahnen beschichtet ist. Ein Flip-Chip 3 wird auf der Folie 2 passend platziert. Der Flip-Chip 3 weist mehrere sogenannte Bumps (Kontakthügel), insbesondere Gold- Stud-Bumps, auf. Sie sind unmittelbar über den jeweiligen Leiterbahnen der Folie 2 angeordnet. Zwischen der Folie 2 und dem Flip-Chip 3 befindet sich ein nicht dargestellter aushärtbarer Klebstoff. Mit einem Stempel, dessen Stempelkopf 5 kugelförmig ist, wird der Flip-Chip 3 auf die Folie 2 gedrückt. Gleichzeitig wird über den Stempelkopf 5 Wärme auf den Flip-Chip 3 zum Aushärten des Klebstoffs übertragen. I.A. sind mehrere dieser Norrichtungeii in Matrixkonfigu- ration angeordnetA generic device according to the internal prior art is shown schematically in Figure 1. A heating plate 1 carries a film 2, which usually consists of a plastic and is coated with electrical conductor tracks. A flip chip 3 is suitably placed on the film 2. The flip chip 3 has several so-called bumps (contact bumps), in particular gold stud bumps. They are arranged directly above the respective conductor tracks of the film 2. A curable adhesive (not shown) is located between the film 2 and the flip chip 3. The flip chip 3 is pressed onto the film 2 with a stamp, the stamp head 5 of which is spherical. At the same time, heat is transferred via the stamp head 5 to the flip chip 3 for curing the adhesive. I. A. several of these devices are arranged in a matrix configuration
Für jeden Flip-Chip ist eine eigene Norrichtung beziehungsweise ein eigener Stempel vorzusehen. Da die Flip-Chips 3 unterschiedliche Bauformen besitzen und die Bumps Höhenunterschiede haben, müssen die Stempel Höhenunterschiede ausgleichen können. Hierzu sind die Stempel mit geeigneten Federungen versehen. Darüber hinaus muss jeder Stempel über eine getrennt regelbare Heizung verfügen, um die für den Aushärteprozess notwendige Wärme abhängig vom Aufbau und von der Bauform des Flip-Chips 3 zur Verfügung stellen zu können. Außerdem muss jeder Stempel mit einer für den Flip-Chip 3 spezifisch eingestellten Kraft F auf diesen drücken, um den Aushärteprozess und die Kontaktierung optimal durchzuführen.Each flip chip must be provided with its own device or stamp. Since the flip chips have 3 different designs and the bumps have height differences, the stamps must be able to compensate for height differences. For this purpose, the stamps are provided with suitable suspensions. In addition, each stamp must have a separately controllable heating system in order to ensure that the heat required for the curing process depends on Structure and of the design of the flip chip 3 to be able to provide. In addition, each stamp has to press force F specifically set for the flip chip 3 in order to optimally carry out the curing process and the contacting.
Der kugelförmige Stempelkopf 5 hat zwar den Vorteil, dass in aller Regel eine senkrechte Kraft nach unten auf den Flip-Chip 3 übertragen werden kann, er hat aber auch mehrere, im Folgenden beschriebene Nachteile. Die kugelförmige Stempelspitze 5 eignet sich schlecht zum Beheizen des Flip-Chips 3 aufgrund der schlechten Wärmeübertragung, die aus der punktformigen Berührung resultiert. Damit ergeben sich lange Aushärtezeiten und ein geringer Durchsatz. Die kugelförmige Stempelspitze 5 verursacht außerdem bei Kontakt mit dem Flip-Chip 3 eine Durchbiegung des Flip-Chips, so dass unter Umständen nicht alle Bumpseine leitfähige Verbindung beziehungsweise einen Anschluss zu der mit Leiterbahnen versehenen Folie besitzen. Ferner bedingt eine ungleichmäßige Kraftübertragung eine ungleichmäßige Verformung der Bumps . Bumps drücken sich demzufolge möglicherweise unter zu hoher Krafteinwirkung in die dünne Folie 2 und verursachen eine bleibende Verformung. Dies kann beispielsweise zu Dellen auf der Rückseite der dünnen Folie 2 führen, womit eine Qualitätseinbuße und somit eine hohe Ausschussrate verbunden ist.The spherical stamp head 5 has the advantage that, as a rule, a vertical force can be transmitted downward to the flip chip 3, but it also has several disadvantages, which are described below. The spherical stamp tip 5 is poorly suited for heating the flip chip 3 due to the poor heat transfer that results from the punctiform contact. This results in long curing times and low throughput. The spherical stamp tip 5 also causes the flip chip to deflect when it comes into contact with the flip chip 3, so that under certain circumstances not all bumps have a conductive connection or a connection to the foil provided with conductor tracks. Furthermore, an uneven power transmission causes an uneven deformation of the bumps. As a result, bumps may press into the thin film 2 under excessive force and cause permanent deformation. This can lead, for example, to dents on the back of the thin film 2, which is associated with a loss in quality and thus a high rejection rate.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung einer Vorrichtung, die eine gleichmäßige Krafteinwirkung auf alle Bumps eines Chips gewährleistet und die dadurch zwischen jedem Bump und einer leitfähigen Komponente eine elektrische Verbindung ohne Verformung der leitfähigen Komponente erzeugt und die gleichzeitig eine gleichmäßige und schnellstmögliche Aushärtung des Klebstoffs gewährleistet.It is therefore an object of the present invention to provide a device which ensures a uniform application of force to all bumps of a chip and which thereby produces an electrical connection between each bump and a conductive component without deformation of the conductive component and which simultaneously and uniformly and quickly cures the adhesive guaranteed.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Thermokompressi- onshärten einer KlebstoffVerbindung zwischen einer ersten und einer zweiten Komponente insbesondere einem Flip-Chip und einer mit Leiterbahnen versehenen Folie, mit einer Stempelzylindereinrichtung, die in axialer Richtung bewegbar ist, und einer Stempelkopfeinrichtung, die an einem Ende der Stempelzylindereinrichtung angebracht ist, wobei die Stempelkopfeinrichtung ein Druckstück, das mit der Stempelzylindereinrichtung fest verbunden ist, und einen damit schwenkbar verbundenen Stempelkopf, der eine der Oberfläche der ersten Komponente im Wesentlichen entsprechende Druckfläche besitzt, aufweist, so dass in axialer Richtung der Stempelzylindereinrichtung eine Kraft von der Stempelzylindereinrichtung über die Stempelkopfeinrichtung auf die erste Komponente übertragbar ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.According to the invention, this object is achieved by a device for thermocompression hardening an adhesive connection between a first and a second component, in particular a flip chip and a foil provided with conductor tracks, with a stamp cylinder device which can be moved in the axial direction and a stamp head device which is attached to one end of the stamp cylinder device, the stamp head device having a pressure piece which is fixedly connected to the stamp cylinder device and a pivotally connected stamp head which has a pressure surface substantially corresponding to the surface of the first component, so that in the axial direction of the stamp cylinder device a force can be transmitted from the stamp cylinder device to the first component via the stamp head device. Advantageous developments of the invention are defined in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich in vorteilhafter Weise zum Thermokompressionsaushärten von Klebstoff für die Erzeugung mehrerer leitfähiger, kraftschlüssiger Verbindungen zwischen einem Flip-Chip mit mehr als zwei Bumps und einer dünnen, mit Leiterbahnen versehenenFolie, beispielsweise zur Verwendung bei einer Smart-Card- beziehungsweise Smart-Label-Fertigung. Hierzu wird in einem dem Aushärte- beziehungsweise Kontak- tierungsschritt vorhergehenden Prozessschritt ein Flip-Chip auf ein "Bett" aus beispielsweise ICA (Isotropically Conductive Adhesive) ACA (Anisotropically Conductive Adhesive) oder NC A (Noα-conductive Adhesive) platziert. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Flip-Chip unter Kraft- und Temperatureinfmss, eine vordefinierte Zeit, die für den Klebstoff spezifisch ist, auf die mit Leiterbahnen versehene Folie gedrückt. Unter dem Kraft- und Wärmeeinfluss härtet die Klebstoffschicht zwischen Flip-Chip und Folie aus. Es entstehen kraftschlüssige und leitfähige Verbindungen zwischen den Bumps des Flip-Chips und den Leiterbahnen auf der Folie.The device according to the invention is advantageously suitable for thermocompression-curing adhesive for the production of several conductive, non-positive connections between a flip chip with more than two bumps and a thin film provided with conductor tracks, for example for use with a smart card or smart card. label production. For this purpose, in a process step preceding the hardening or contacting step, a flip chip is placed on a "bed" of, for example, ICA (Isotropically Conductive Adhesive) ACA (Anisotropically Conductive Adhesive) or NC A (Noα-conductive Adhesive). With the device according to the invention, the flip chip is pressed onto the film provided with conductor tracks under the influence of force and temperature, a predefined time which is specific for the adhesive. The adhesive layer between the flip chip and the film hardens under the influence of force and heat. There are non-positive and conductive connections between the bumps of the flip chip and the conductor tracks on the film.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur 1 eine schematische Skizze einer Stempelvorrichtung nach dem Stand der Technik; undFigure 1 is a schematic sketch of a stamp device according to the prior art; and
Figur 2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Stempelvorrichtung.Figure 2 is a cross-sectional view of a stamp device according to the invention.
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The exemplary embodiment described below shows a preferred embodiment of the present invention.
Auf der Heizplatte 1 befindet sich die mit Leiterbahnen verseheneFolie 2. Auf dieser ist ein mit Bumps versehener Flip-Chip 3 positioniert. Zwischen der Kunststofffolie 2 und dem Flip- Chip 3 befindet sich aushärtbarer Klebstoff (nicht dargestellt). Unmittelbar über der Oberfläche des Flip-Chips 3 befindet sich die erfindungsgemäße Stempelvorrichtung. Sie umfasst eine Stempelzylindereinrichtung 6 und eine Stempelkopfeinrichtung 7. Die Stempelkopfeinrichtung 7 umfasst ein Druckstück 8 und einen Stempelkopf 9. Die Druckfläche 10 des Stempelkopfs 9 ist geringfügig größer als die Oberfläche des Flip-Chips 3. Darüber hinaus besitzt der Stempelkopf 9 eine konische Vertiefung 11. Die Spitze des Konus ist abgerundet. In die Vertiefung drückt ein ebenfalls konisches Druckstück 8, dessen Konusspitze in ähnlicher Weise abgerundet ist. Der Konuswinkel des Druckstücks 8 ist etwas spitzer als der der Vertiefung 11, so dass eine Schwenk- beziehungsweise Kippbewegung zwischen Druckstück 8 und Stempelkopf 9 ermöglicht wird.The foil 2 provided with conductor tracks is located on the heating plate 1. A flip chip 3 provided with bumps is positioned on this. There is a curable adhesive (not shown) between the plastic film 2 and the flip chip 3. The stamp device according to the invention is located directly above the surface of the flip chip 3. It comprises a stamp cylinder device 6 and a stamp head device 7. The stamp head device 7 comprises a pressure piece 8 and a stamp head 9. The printing surface 10 of the stamp head 9 is slightly larger than the surface of the flip chip 3. In addition, the stamp head 9 has a conical depression 11. The tip of the cone is rounded. A likewise conical pressure piece 8, whose cone tip is rounded in a similar manner, presses into the depression. The cone angle of the pressure piece 8 is somewhat more acute than that of the recess 11, so that a pivoting or tilting movement between the pressure piece 8 and the stamp head 9 is made possible.
Die Stempelzylindereinrichtung 6 umfasst ein Druckstückrohr 12, das sich in axialer Richtung der Stempelzylindereinrichtung 6 erstreckt und fest mit dem Druckstück 8, im vorliegenden Fall einteilig, verbunden ist. Das Druckstückrohr 12 ist in ein Stempelrohr 13 eingeschraubt. Innerhalb des Dmckstückrohrs 12 und des Stempelrohrs 13 ist ein Temperaturfühler 14 angeordnet, der die Temperatur im Druckstück 8 möglichst nahe der Druckfläche 10 misst.The stamp cylinder device 6 comprises a pressure piece tube 12 which extends in the axial direction of the stamp cylinder device 6 and is fixedly connected to the pressure piece 8, in the present case in one piece. The pressure piece tube 12 is screwed into a stamp tube 13. A temperature sensor 14, which measures the temperature in the pressure piece 8 as close as possible to the pressure surface 10, is arranged inside the pressure tube 12 and the stamp tube 13.
Axial zwischen dem Stempelrohr 13 und dem Druckstück 8 befindet sich um das Druckstückrohr 12 eine gewendelte Heizpatrone 15. Von dort wird die Wärme über das Druckstückrohr 12, das Druckstück 8 und den Stempelkopf 9 auf den Flip-Chip 3 übertragen. Die Heizpatrone 15 verfügt über einen Elektroanschluss 16.Axially between the stamp tube 13 and the pressure piece 8, there is a coiled heating cartridge 15 around the pressure piece tube 12. From there, the heat is transferred to the flip chip 3 via the pressure piece tube 12, the pressure piece 8 and the stamp head 9. The heating cartridge 15 has an electrical connection 16.
Zum Schutz der Stempelkopfeinrichtung 7 und zum Halten des Stempelkopfs 9 an dem Druckstück 8 ist am Umfang des Stempelkopfs 9 ein Mantel 17 axial hochgezσgen. In diesen Mantel 17 ist eine Schutzkappe 18 in axialer Richtung der Stempelzylindereinrichtung 6 eingeschraubt, die insbesondere die Heizpatrone 15, welche vorzugsweise aus einem Heizdraht besteht, schützt. Weitere Funktionen der Schutzkappe 18 bestehen darin, zum einen eine Wärmeabstrahlung von der Heizpatrone 15 zu reduzieren und zum anderen durch massiv ausgeführte Abschnitte die Wärmekapazität der Stempelvorrichtung zu erhöhen, so dass eine gleichmäßigere Wärmeübertragung auf den Flip-Chip 3 gegeben ist.To protect the stamp head device 7 and to hold the stamp head 9 on the pressure piece 8, a jacket 17 is axially drawn up on the circumference of the stamp head 9. A protective cap 18 is screwed into this jacket 17 in the axial direction of the stamp cylinder device 6 and protects in particular the heating cartridge 15, which preferably consists of a heating wire. Further functions of the protective cap 18 consist, on the one hand, of reducing heat radiation from the heating cartridge 15 and, on the other hand, of increasing the heat capacity of the stamping device by means of solid sections, so that heat transfer to the flip chip 3 is more uniform.
Der beheizte, schwenkbar gelagerte Stempelkopf 9 richtet sich bei Kontakt mit dem Flip-Chip 3 nach der Neigung der Flip-Chip-Oberfläche aus. Dies ist notwendig, damit auf der gesamten Oberfläche des Flip-Chips eine gleichmäßige Druckverteilung eingestellt werden kann. Voraussetzung dafür ist auch, dass die Druckfläche 10 plan auf der Oberfläche des Flip-Chips 3 aufliegt und diese idealerweise vollständig bedeckt. Daher sollte die Druckfläche aus Tole- ranzgründen etwas größer sein als die Oberfläche des Flip-Chips 3. Das Gelenk zwischen Stempelkopf 9 und Druckstück 8 liegt vorteilhafterweise sehr nahe an dem Flip-Chip 3. Damit kann verhindert werden, dass es bei einer Schwenkbewegung des Stempelkopfs 9 zu einer übermäßigen Bewegung des Flip-Chips 3 in radialer Richtung bezogen auf die Stempelvorrichtung kommt und die Positionierung des Flip-Chips 3 auf der Folie 2 wesentlich verändert wird. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Rundung an der Spitze des Druckstücks 8 einen verhältnismäßig geringen Krümmungsradius aufweist. Ebenso ist von Vorteil, wenn die Materialstärke zwischen dem tiefsten Punkt der Vertiefung 11 und der Druckfläche 10 wesentlich geringer ist als die kleinste Dimension der Druckfläche 10, was insbesondere bei rechteckigen Chips 3 von Bedeutung ist, deren eine Seite beziehungsweise Dimension kleiner ist als die andere. Der Schwenkbereich wird grundsätzlich auf ein Minimum beschränkt, indem der Konuswinkel des Druckstücks 8 nur geringfügig spitzer ist als der des Stempelkopfs 9.The heated, pivotably mounted stamp head 9 orients itself upon contact with the flip chip 3 according to the inclination of the flip chip surface. This is necessary so that a uniform pressure distribution can be set on the entire surface of the flip chip. A prerequisite for this is that the printing surface 10 lies flat on the surface of the flip chip 3 and ideally completely covers it. For reasons of tolerance, the printing area should therefore be somewhat larger than the surface of the flip chip 3. The joint between the stamp head 9 and the pressure piece 8 is advantageously very close to the flip chip 3. This can prevent excessive movement of the flip chip 3 in the radial direction relative to the stamp device when the stamp head 9 is pivoted and the positioning of the flip chip 3 on the film 2 is significantly changed. For this purpose, it is advantageous if the rounding at the tip of the pressure piece 8 has a relatively small radius of curvature. It is also advantageous if the material thickness between the deepest point of the depression 11 and the printing surface 10 is significantly less than the smallest dimension of the printing surface 10, which is particularly important in the case of rectangular chips 3, one side or dimension of which is smaller than the other , The pivoting range is fundamentally limited to a minimum by the cone angle of the pressure piece 8 being only slightly more acute than that of the stamp head 9.
Bei der Schwenkung des Stempelkopfs 9 schwenkt die Schutzkappe 18 in einem gewissen Maße mit. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Schutzkappe 18 auf dem Druckstückrohr 12 beziehungsweise dem Druckstück 8 mit einem vordefinierten radialen und axialen Spiel sitzt.When the stamp head 9 is pivoted, the protective cap 18 pivots to a certain extent. This is made possible by the fact that the protective cap 18 sits on the pressure piece tube 12 or the pressure piece 8 with a predefined radial and axial play.
Die Konstruktion gewährleistet ferner, dass die Schutzkappe 18 mit aufgeschraubtem Stempelkopf 9 nach Entlastung wieder in die gerade Lage zurückschwenkt. Dies wird dadurch ermöglicht, dass das Druckstück 8 an seiner Oberseite eine ringförmige, ebene Auflagefläche 19 besitzt. Auf diese Auflagefläche 1 stützt sich im entlasteten Zustand ein entsprechend passender ringförmiger Abschnitt der Schutzkappe 18, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Druckstückrohrs 12. Damit besteht zwischen dem Druckstückrohr 12 und der Schutzkappe 18 ein vordefiniertes radiales Spiel. Ein axiales Spiel des Druckstücks 8 zwischen Stempelkopf 9 und Schutzkappe 18 wird dadurch gewährleistet, dass, falls beide Komponenten 9 und 18 fest miteinander verschraubt sind, die Schutzkappe 18 nicht auf der Auflagefläche 19 des Druckstücks 8 aufliegt. Somit besteht ein vordefiniertes Spiel zwischen Druckstück 8 beziehungsweise Druckstückrohr 12 einerseits und Schutzkappe 18 andererseits in den mit einer kräftigen Linie in Figur 2 wiedergegebenen Bereichen. Zur reibungsarmen Bewegung der beiden Komponenten untereinander und zur besseren Wärmeleitung zwischen ihnen kann in den Spielraum beispielsweise eine Kupferpaste eingestrichen sein. Der in Figur 2 dargestellte, erfindungsgemäße Stempel lässt sich in entsprechenden Führungsbuchsen federnd lagern. Als Führungsstange dient hierzu das Stempelrohr 13, in das das Druckstück 8 beziehungsweise das Druckstückrohr 12 eingeschraubt ist. In diesem Zusammenhang ist ebenfalls aus Figur 2 entnehmbar, dass das Druckstück 8 eine Bohrung 20 als Montagehilfe für das Einschrauben besitzt.The construction also ensures that the protective cap 18 with the screwed stamp head 9 swings back into the straight position after relief. This is made possible by the fact that the pressure piece 8 has an annular, flat bearing surface 19 on its upper side. In the relieved state, a correspondingly matching annular section of the protective cap 18 is supported on this contact surface 1, the inner diameter of which is slightly larger than the outer diameter of the pressure piece tube 12. There is therefore a predefined radial clearance between the pressure piece tube 12 and the protection cap 18. An axial play of the pressure piece 8 between the punch head 9 and the protective cap 18 is ensured in that if the two components 9 and 18 are firmly screwed together, the protective cap 18 does not rest on the contact surface 19 of the pressure piece 8. There is therefore a predefined play between pressure piece 8 or pressure piece tube 12 on the one hand and protective cap 18 on the other hand in the areas represented by a strong line in FIG. 2. For the low-friction movement of the two components with one another and for better heat conduction between them, a copper paste, for example, can be coated in the clearance. The stamp according to the invention shown in FIG. 2 can be resiliently supported in corresponding guide bushings. The stamp tube 13 into which the pressure piece 8 or the pressure piece tube 12 is screwed serves as a guide rod for this purpose. In this context it can also be seen from FIG. 2 that the pressure piece 8 has a bore 20 as an assembly aid for screwing in.
Mehrere erfindungsgemäße Einzelstempel lassen sich beispielsweise in Matrixform in einem Vier-Säulen-Gestell zum gleichzeitigen Aushärten mehrerer Chip- Verbindungen über einer mit Leiterbahnen versehenen Folie anordnen. Die einzelnen Stempel sind für das jeweilige Flip-Chip, was Heizung und Federkraft anbelangt, individuell einstellbar.Several individual stamps according to the invention can be arranged, for example, in matrix form in a four-column frame for the simultaneous hardening of several chip connections over a film provided with conductor tracks. The individual stamps are individually adjustable for the respective flip chip, as far as heating and spring force are concerned.
In einer Weiterentwicklung kann der Stempelkopf in seinem Profil auch dreidimensional an die Oberfläche des Flip-Chips angepasst werden, um so die Druckverteilung und Wärmeübertragung auf den Flip-Chip zu verbessern. In a further development, the profile of the stamp head can also be three-dimensionally adapted to the surface of the flip chip in order to improve the pressure distribution and heat transfer to the flip chip.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: CLAIMS:
1. Vorrichtung zum Thermokompressionshärten einer Klebstoffverbindung zwischen einer ersten und einer zweiten Komponente (2, 3), insbesondere einem Flip-Chip (3) und einer mit Leiterbahnen versehenen Folie (2), mit1. Device for thermocompression curing an adhesive connection between a first and a second component (2, 3), in particular a flip chip (3) and a foil (2) provided with conductor tracks, with
einer Stempelzylindereinrichtung (6), die in axialer Richtung bewegbar ist, unda stamp cylinder device (6) which is movable in the axial direction, and
einer Stempelkopfeinrichtung (7), die an einem Ende der Stempelzylindereinrichtung (6) angebracht ist,a stamp head device (7) which is attached to one end of the stamp cylinder device (6),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Stempelkopfeinrichtung (7) ein Druckstück (8), das mit der Stempelzylindereinrichtung (6) fest verbunden ist, und einen damit schwenkbar verbundenen Stempelkopf (9), der eine der Oberfläche der ersten Komponente (3) im Wesentlichen entsprechende Druckfläche (10) besitzt, aufweist, so dass in axialer Richtung der Stempelzylindereinrichtung (6) eine Kraft von der Stempelzylindereinrichtung (6) über die Stempelkopfeinrichtung (7) auf die erste Komponente (3) übertragbar ist. the stamp head device (7) has a pressure piece (8) which is fixedly connected to the stamp cylinder device (6), and a stamp head (9) which is pivotally connected thereto and which has a pressure surface (10) which essentially corresponds to the surface of the first component (3) , so that in the axial direction of the stamp cylinder device (6) a force can be transmitted from the stamp cylinder device (6) via the stamp head device (7) to the first component (3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Druckfläche (10) des Stempelkopfs (9) größer ist als die Oberfläche der ersten Komponente (3).2. Device according to claim 1, wherein the pressure area (10) of the stamp head (9) is larger than the surface of the first component (3).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Komponente (3) ein Flip-Chip ist und die Druckfläche (10) des Stempelkopfs (9) in Form und/oder Profil an den Flip-Chip angepasst ist.3. Device according to claim 1 or 2, wherein the first component (3) is a flip chip and the printing surface (10) of the stamp head (9) is adapted in shape and / or profile to the flip chip.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ein elektrothermisches Heizelement (15), insbesondere einen Heizdraht, zum Beheizen der Stempelkopfeinrichtung (7) aufweist.4. Device according to one of claims 1 to 3, which has an electrothermal heating element (15), in particular a heating wire, for heating the stamp head device (7).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die einen Temperaturfühler (14) zum Messen der Temperatur in der Stempelkopfeinrichtung (7) aufweist.5. Device according to one of claims 1 to 4, which has a temperature sensor (14) for measuring the temperature in the stamp head device (7).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Stempelkopf eine konus- fδrmige Vertiefung (11) aufweist, in die das Druckstück (8) ragt.6. Device according to one of claims 1 to 5, wherein the stamp head has a conical depression (11) into which the pressure piece (8) protrudes.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Materialstärke zwischen dem tiefsten Punkt der Vertiefung (11) und der Druckfläche (10) wesentlich geringer als die kleinste Dimension der Druckfläche (10) ist.7. The device according to claim 6, wherein the material thickness between the deepest point of the recess (11) and the pressure surface (10) is substantially less than the smallest dimension of the pressure surface (10).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Druckstück (8) eine konische, abgerundete Spitze aufweist.8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the pressure piece (8) has a conical, rounded tip.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Konus winkel des Druckstücks (8) spitzer als beim Stempelkopf (9) ist.9. The device according to claim 8, wherein the cone angle of the pressure piece (8) is more pointed than the stamp head (9).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die eine hohlzylinderförmige Schutzkappe (18) aufweist, die radial über der Stempelzylindereinrichtung (6) angeordnet und zum Schutz der elektrothermischen Heizeinrichtung (15) an die Stempelkopfeinrichtung (7) montiert ist. 10. Device according to one of claims 1 to 9, which has a hollow cylindrical protective cap (18) which is arranged radially above the stamp cylinder device (6) and is mounted to protect the electrothermal heating device (15) on the stamp head device (7).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mindestens einige der Komponenten der Vorrichtung aus einem gut wärmeleitenden Metall bestehen.11. The device according to one of claims 1 to 10, wherein at least some of the components of the device consist of a good heat-conducting metal.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Druckstück (8) an der dem Stempelkopf abgewandten Seite eine Auflagefläche (19) aufweist, auf der die Schutzkappe (18) im unbelasteten Zustand der Vorrichtung aufliegt. 12. The device according to one of claims 1 to 11, wherein the pressure piece (8) on the side facing away from the stamp head has a bearing surface (19) on which the protective cap (18) rests in the unloaded state of the device.
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