JPH03215952A - Inner lead bonding method and device - Google Patents
Inner lead bonding method and deviceInfo
- Publication number
- JPH03215952A JPH03215952A JP1123890A JP1123890A JPH03215952A JP H03215952 A JPH03215952 A JP H03215952A JP 1123890 A JP1123890 A JP 1123890A JP 1123890 A JP1123890 A JP 1123890A JP H03215952 A JPH03215952 A JP H03215952A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- bonding tool
- inner lead
- tool
- semiconductor chip
- 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
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば、ボンディングツールにより配線パタ
ーンのインナリードと半導体チップの電極用バンプとを
熱圧着させるインナリードボンディング装置およびイン
ナリードボンディング方法に関する。Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to an inner lead bonding device and an inner lead bonding device for thermocompression bonding an inner lead of a wiring pattern and an electrode bump of a semiconductor chip using a bonding tool, for example. This invention relates to an inner lead bonding method.
(従来の技術)
一般に、半導体装置の製造装置として第5図および第6
図に示すようなインナリードボンディング装置1が知ら
れている。すなわち、このインナリードボンディング装
置1は、載置台2に載置された半導体チップ3に突設さ
れた電極用バンプ(以下、バンプと称する)4・・・と
、キャリアテープ5に形成されたインナリード6・・・
とを位置合わせしたのち、ボンディング部材7の下端部
に設けられ加熱されて高温になったボンディングツール
8を下降させる。(Prior Art) Generally, as a manufacturing apparatus for semiconductor devices, as shown in FIGS.
An inner lead bonding apparatus 1 as shown in the figure is known. That is, this inner lead bonding device 1 includes electrode bumps (hereinafter referred to as bumps) 4 protruding from a semiconductor chip 3 placed on a mounting table 2 and an inner lead bonding device formed on a carrier tape 5. Lead 6...
After the bonding tool 8 is positioned at the lower end of the bonding member 7 and heated to a high temperature, the bonding tool 8 is lowered.
そして、インナリードボンディング装置1は、ボンディ
ングツール8をインナリード6・・・に当接させ、イン
ナリード6・・・をボンディングツール8で押圧してバ
ンプ4・・・に圧接させる。そして、インナリード6・
・・をバンプ4・・・に熱圧着させ、インナリード6・
・・とバンプ4・・・とを一括接続する。さらに、イン
ナリードボンディング装置1は、キヤリアテープ5を間
欠的に走行させながら上述のボンディング動作を行い、
キャリアテープ5に半導体チップ3を順次装着する。Then, the inner lead bonding apparatus 1 brings the bonding tool 8 into contact with the inner leads 6 . . . and presses the inner leads 6 . And inner lead 6.
... to bump 4..., and inner lead 6.
... and bump 4... are connected together. Further, the inner lead bonding device 1 performs the above-described bonding operation while intermittently running the carrier tape 5,
Semiconductor chips 3 are sequentially mounted on carrier tape 5.
また、このようなインナリードボンディング装置1には
、例えば特願昭63−78744号明細書に示されてい
るような運動変換機構9を介してボンディングツール8
を昇降させるようにしだものがある。Further, such an inner lead bonding apparatus 1 is provided with a bonding tool 8 via a motion conversion mechanism 9 as shown in, for example, Japanese Patent Application No. 78744/1983.
There is something that makes it go up and down.
つまり、第5図中に示すように、この種のインナリード
ボンディング装置1は載置台2の上方に、ツール保持部
10ならびに引張りばね11で昇降自在に支持されたボ
ンディングッール8を設けている。また、ツール保持部
10を支持したX−Y駆動部12の上方の基台13上に
、出力軸に円板状のカム14が装着されたサーボモータ
ー5を配置し、このカム14と上記ボンディングッール
8とを上記運動変換機構9を介して連結した構造にして
いる。That is, as shown in FIG. 5, this type of inner lead bonding apparatus 1 includes a bonding tool 8 which is supported by a tool holder 10 and a tension spring 11 so as to be movable up and down above the mounting table 2. There is. Further, a servo motor 5 having a disc-shaped cam 14 attached to its output shaft is arranged on the base 13 above the X-Y drive unit 12 that supports the tool holding unit 10, and this cam 14 and the It has a structure in which the Dinguru 8 is connected via the motion conversion mechanism 9 mentioned above.
具体的には、運動変換機構9は、サーボモータ5
15の出力軸の側に隣接して、カム14と組合うカムフ
ォロア16が取着された第1の揺動レバ17を設けると
ともに、その第1の揺動レバー17の作用点側にクラン
ク形状の第2の揺動レバ−18を回動自在に枢支してい
る。Specifically, the motion conversion mechanism 9 includes a first swing lever 17 to which a cam follower 16 that is combined with the cam 14 is attached adjacent to the output shaft side of the servo motor 515; A crank-shaped second swing lever 18 is rotatably supported on the action point side of the first swing lever 17.
そして、第2の揺動レバー18の力点側と第1の揺動レ
バー17の力点側との間に、ツール移動■調節用のダン
パー手段となるエアーシリンダ19を介在した構造とな
っていて、カム14がサボモーター5の作動に追従して
回転すれば、その運動が第1および第2の揺動レバー1
7、18の上下方向に沿う直線運動に変換され、押圧棒
20を介してボンディングツール8を下降させて、先端
の押圧部でインナリード6・・・を半導体チップ3のバ
ンプ4・・・に押圧していく。An air cylinder 19 serving as a damper means for adjusting tool movement is interposed between the force side of the second swing lever 18 and the force side of the first swing lever 17. When the cam 14 rotates following the operation of the sabot motor 5, the movement causes the first and second swing levers 1 to rotate.
7 and 18, the bonding tool 8 is lowered via the pressing rod 20, and the pressing portion at the tip presses the inner leads 6 into the bumps 4 of the semiconductor chip 3. Press down.
その後も揺動レバー17は所定量押し上げられ、その分
、エアーシリンダー9のロッドが沈み込んで、サーボモ
ーター5は停止する。そして、エアシリンダー9内の圧
力に応じた力でインナリード6が押圧される。Thereafter, the swing lever 17 is pushed up by a predetermined amount, and the rod of the air cylinder 9 is sunk by that amount, and the servo motor 5 is stopped. Then, the inner lead 6 is pressed with a force corresponding to the pressure inside the air cylinder 9.
6
ここで、21は押圧棒20を昇降自在に支持する案内体
、22は第1の揺動レバー17を支持する支柱である。6 Here, 21 is a guide body that supports the press rod 20 in a vertically movable manner, and 22 is a column that supports the first swing lever 17.
さらに、このインナリードボンディング装置1は、ボン
ディングツール8に押し下げられたインナリード6・・
・が半導体チップ3のバンプ4・・・に当接したときを
検出するギヤップセンサ23を有している。そして、ギ
ヤップセンサ23の検出信号に基づいて前記サーボモー
タ]5の回転速度を制御し、インナリード6・・・がバ
ンプ4・・・に当接した時点から一定の時間が経過した
後に、前記ボンディングツール8による抑圧工程を終了
させている。Furthermore, this inner lead bonding device 1 further includes an inner lead 6 pushed down by a bonding tool 8.
It has a gap sensor 23 that detects when the bumps 4 of the semiconductor chip 3 come into contact with the bumps 4 of the semiconductor chip 3. Then, the rotational speed of the servo motor 5 is controlled based on the detection signal of the gap sensor 23, and after a certain period of time has elapsed since the inner lead 6 came into contact with the bump 4... The suppression process using the bonding tool 8 has been completed.
また、このようなボンディング方式、即ちT A B
(Tape Auton+ated Bonding)
では、銅にすずめつきを施してなるインナリード6・・
・と金バンプとを、拡散させて金一すす共晶結合するこ
とが一般的に行われているが、近年は、金バンプに代わ
ってはんだバンプを採用し、材料費を低減することが検
討されている。Moreover, such a bonding method, that is, T A B
(Tape Auto+ated Bonding)
Now, the inner lead 6, which is made of tinned copper...
・It is common practice to diffuse gold and gold bumps into a gold-soot eutectic bond, but in recent years, consideration has been given to using solder bumps instead of gold bumps to reduce material costs. has been done.
(発明か解決しようとする課題)
ところで、上述のような従来のインナリードボンディン
グ装置1では、サーボモータ15の駆動力を運動変換機
構9を介してボンディングツル8に伝達していたので、
装置の構成が複雑で部品数が多かった。さらに、サーボ
モータ15とボンディングツール8との間に運動変換機
構9を介在させることにより、押圧状態でのボンディン
グツール18の位置制御ができなかった。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the conventional inner lead bonding apparatus 1 as described above, the driving force of the servo motor 15 is transmitted to the bonding claw 8 via the motion conversion mechanism 9.
The device configuration was complex and had a large number of parts. Furthermore, by interposing the motion conversion mechanism 9 between the servo motor 15 and the bonding tool 8, the position of the bonding tool 18 cannot be controlled in the pressed state.
また、はんだバンプを採用した場合には、はんだバンプ
を溶融させてインナリード6・・・と接合するため、半
導体チップの不良を生じ信頼性を低下させてしまうこと
がある。つまり、はんだバンプを採用した場合には、第
7図(a)に示すように、ボンディングツール8により
加圧してインナリード6・・・をはんだバンプ4・・・
に当接させたのち更にインナリード6・・・の加圧を続
けると、時間の経過とともにはんだバンプ4・・・が溶
ける。Further, when solder bumps are used, the solder bumps are melted and bonded to the inner leads 6, which may cause defects in the semiconductor chip and reduce reliability. In other words, when using solder bumps, as shown in FIG. 7(a), pressure is applied by the bonding tool 8 to connect the inner leads 6 to the solder bumps 4...
If the inner leads 6 continue to be pressurized after being brought into contact with the solder bumps 4, the solder bumps 4 will melt over time.
そして、サーボモータ15が停止しても、エアシリンダ
19の作用により第7図(b)に示すようにはんだバン
プ4・・・が溶融して潰れることに伴い、ボンディング
ツール8およびインナリード6・・・が下降する。そし
て、はんだバンプ4・・・が潰れ過ぎて、インナリード
6・・・(および、ボンディングツール8)が過度に下
降し、インナリード6・・・が直に半導体チップ3に接
触し、半導体チップ3の不良が生じてしまう。Even when the servo motor 15 stops, the action of the air cylinder 19 causes the solder bumps 4 to melt and collapse as shown in FIG. ... goes down. Then, the solder bumps 4 are crushed too much, and the inner leads 6 (and the bonding tool 8) are lowered excessively, and the inner leads 6 directly contact the semiconductor chip 3, causing the semiconductor chip 3 defects will occur.
本発明の目的とするところは、簡単な構成でボンディン
グツールの位置および加圧力を制御でき、さらに、半導
体チップの不良を生じることがなく信頼性の高いインナ
リードボンディング装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inner lead bonding device that can control the position and pressure of a bonding tool with a simple configuration, and that is highly reliable without causing defects in semiconductor chips.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段および作用)上記目的を達
成するために本発明は、半導体チップと配線パターンの
インナリードとを圧若させるインナリードボンディング
装置において、半導体チップとインナリードとを圧接さ
せるボンディングツールを有しボンディングツールと一
体に昇降自在なボンディング部材と、このボンディン9
グ部材を直接駆動し変位させる駆動手段と、この駆動手
段の駆動量に基づいてボンディングッールの位置を検出
するボンディングッール位置検出手段と、ボンディング
ッールがボンディング位置に到達して半導体チップとイ
ンナリードとを当接させたことを検知するボンディング
ツール状態検出手段とを具備した。[Structure of the Invention] (Means and Effects for Solving the Problems) To achieve the above object, the present invention provides an inner lead bonding device for compressing a semiconductor chip and an inner lead of a wiring pattern. A bonding member that has a bonding tool that makes pressure contact with the lead and can be moved up and down together with the bonding tool, a drive means that directly drives and displaces this bonding member, and a bonding tool based on the amount of drive of this drive means. bonding tool position detection means for detecting the position of the bonding tool, and bonding tool state detection means for detecting that the bonding tool has reached the bonding position and brought the semiconductor chip and the inner lead into contact.
また、ボンディングツール位置検出手段およびボンディ
ングツール状態検出手段の出力に基づいて電気信号を駆
動手段へ出力するとともに、駆動手段へ出力する電気信
号の大きさを変化させてボンディングツールの加圧力を
調節する制御部を設けた。Further, an electric signal is output to the drive means based on the outputs of the bonding tool position detection means and the bonding tool state detection means, and the magnitude of the electric signal output to the drive means is changed to adjust the pressing force of the bonding tool. A control section was provided.
また、半導体チップとインナリードとを圧接させるボン
ディングツールを有しボンディングッールと一体に昇降
自在なボンディング部材と、このボンディング部材を直
接駆動し変位させる駆動手段と、この駆動手段の駆動量
に基づいてボンディングッールの位置を検出するボンデ
ィングッール位置検出手段と、ボンディングツールがボ
ンディ10
ング位置に到達して半導体チップとインナリードとを当
接させたことを検出するボンディングツル状態検出手段
と、ボンディングツール位置検出手段およびボンディン
グツール状態検出手段の出力に基づいてボンディングツ
ールの変位量を制御する制御部とを具備した。The present invention also includes a bonding member that has a bonding tool that presses the semiconductor chip and the inner lead and can be moved up and down integrally with the bonding tool, a drive means that directly drives and displaces the bonding member, and a drive amount of the drive means. bonding tool position detection means for detecting the position of the bonding tool based on the bonding tool position, and bonding tool state detection means for detecting when the bonding tool has reached the bonding position and brought the semiconductor chip and the inner lead into contact. and a control section that controls the amount of displacement of the bonding tool based on the outputs of the bonding tool position detection means and the bonding tool state detection means.
また、半導体チップに突設された電極用バンプニ配線パ
ターンのインナリードを熱圧着するインナリードボンデ
ィング方法において、昇降自在なボンディング部材に設
けられたボンディングツルをボンディング面に到達させ
てインナリードを電極用バンプに圧接させる第1の工程
と、」二記ボンディングツールに一定の加圧力を与え、
ボンディングツールが電極用バンプの溶融に伴って変位
し所定位置に達したときにボンディングツールを停止さ
せる第2の工程とを具備した。In addition, in an inner lead bonding method in which the inner leads of a bump wiring pattern for electrodes protruding from a semiconductor chip are bonded by thermocompression, a bonding vine provided on a bonding member that can be raised and lowered is made to reach the bonding surface to connect the inner leads to electrodes. A first step of bringing pressure into contact with the bump;
A second step of displacing the bonding tool as the electrode bump melts and stopping the bonding tool when the bonding tool reaches a predetermined position was included.
このようすることによって本発明は、ボンディングツー
ルを効率よく駆動できるようにし、さらに、半導体チッ
プの不良の発生を防1して信頼性を向上できるようにし
た。By doing so, the present invention enables the bonding tool to be driven efficiently, and furthermore, it is possible to prevent the occurrence of defects in semiconductor chips and improve reliability.
11
(実施例)
以下、本発明の一実施例の要部を第1図〜第3図に基づ
いて説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと
重複するものについては同一番号を付し、その説明は省
略する。11 (Embodiment) Hereinafter, main parts of an embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 3. Components that are the same as those described in the prior art section are given the same numerals and their explanations will be omitted.
第1図は本発明の一実施例を示すもので、図中1はT
A B (Tape Automated Bondi
ng)を採用したインナリードボンディング装置を示し
ている。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and 1 in the figure shows T.
A B (Tape Automated Bondi
ng) is shown.
このインナリードボンディング装置1は、X一Y駆動部
12にツール保持部10を介してボンディング部材7を
上下方向に進退自在に保持しており、ボンディング部月
7を、半導体チップ3を載置した載置台2の略真上に位
置させている。さらに、インナリードボンディング装置
1は、X−Y駆動部12の上方に基台13を有しており
、この基台13に駆動手段としてのサーボモータ31を
、モータ保持用ブラケット32を介して保持している。This inner lead bonding apparatus 1 holds a bonding member 7 in an X-Y drive part 12 via a tool holding part 10 so as to be able to move forward and backward in the vertical direction, and a semiconductor chip 3 is mounted on the bonding part 7. It is located almost directly above the mounting table 2. Furthermore, the inner lead bonding apparatus 1 has a base 13 above the X-Y drive section 12, and a servo motor 31 as a drive means is held on this base 13 via a motor holding bracket 32. are doing.
また、ボンディング部材7はその上端に位置する押圧棒
20をブラケット32の案内体33によ12
り上下方向に進退自在に保持されている。さらに、ボン
ディング部材7は、押圧棒20の外周面にナット34を
一体に結合しており、このナッ1・34を、サーボモー
タ31から下方へ突出したボールねじ35に螺合してい
る。そして、ボンディング部材7は、ボールねじ35の
回転に伴なって昇降し、下端部に同軸的に配置されたボ
ンディングッール8を上下に変位させる。Further, the bonding member 7 has a press rod 20 located at its upper end supported by a guide member 33 of a bracket 32 so as to be able to move forward and backward in the vertical direction. Furthermore, the bonding member 7 has a nut 34 integrally coupled to the outer peripheral surface of the press rod 20, and this nut 1, 34 is screwed into a ball screw 35 protruding downward from the servo motor 31. The bonding member 7 moves up and down as the ball screw 35 rotates, vertically displacing the bonding tool 8 coaxially disposed at the lower end.
ここで、図中に11で示すのは、その両端部をツール保
持部10とボンディング部材とにそれぞれ接続した引張
ばねである。Here, reference numeral 11 in the figure indicates a tension spring whose both ends are connected to the tool holding part 10 and the bonding member, respectively.
さらに、ボンディング部材7はサーボモータ31に駆動
されて下降することによりボンディングヘッド8aのヘ
ッド面36を、載置台2の上方に供給されて停止したイ
ンナリード6・・・に接し、更にこのインナリード6・
・・をキャリアテープ5とともに押し下げて上記半導体
チップ3の対応する電極用バンプ(以下、バンプと称す
る)4・・・に熱伝的に当接させる。そして、加熱され
て高温になったボンディングヘッド8aの加圧力と熱と
によ13
り、インナリード6・・・とバンプ4・・・とを一括接
続し、半導体チップ3をキャリアテープ4に装着する。Further, the bonding member 7 is driven by the servo motor 31 and lowered to bring the head surface 36 of the bonding head 8a into contact with the inner leads 6 that have been supplied above the mounting table 2 and stopped, and furthermore, this inner lead 6.
... are pressed down together with the carrier tape 5 to bring them into thermal conductive contact with the corresponding electrode bumps (hereinafter referred to as bumps) 4 of the semiconductor chip 3. Then, the inner leads 6 and the bumps 4 are connected together by the pressure and heat of the heated bonding head 8a, which has become high in temperature 13, and the semiconductor chip 3 is attached to the carrier tape 4. do.
また、ボンディング部材7は、サーボモータ31に取付
けられボールねじ35の回転量等を利用してボンディン
グツール8の位置を知る、ボンディングツール位置検出
手段としての位置検出器37によりボンディングツール
8の位置が検出されるようになっている。Further, the bonding member 7 is attached to a servo motor 31 and detects the position of the bonding tool 8 by a position detector 37 as a bonding tool position detecting means that detects the position of the bonding tool 8 by using the amount of rotation of a ball screw 35 or the like. It is now detected.
また、ボンディング部材7は、押圧棒20の外周面に、
ボンディングツール状態検出手段としてのひずみゲージ
38を取付けられており、このひずみゲージ38によっ
てボンディングツール8がインナリード5・・・をバン
プ3・・・に当接させているか否かが検出されるように
なっている。Further, the bonding member 7 is attached to the outer peripheral surface of the pressing rod 20.
A strain gauge 38 is attached as a bonding tool state detection means, and the strain gauge 38 detects whether or not the bonding tool 8 is bringing the inner lead 5 into contact with the bump 3. It has become.
つまり、第2図に示すように、上記位置検出器37はサ
ーボモータ31の駆動量からボンディングツール8の位
置を知り、ボンディングツール8の位置と対応するフィ
ードバック信号39を、制御部40と位置速度変換器4
1とに出力する。そ14
して、制御部40は、マイクロコンピュータにより、位
置検出器37からのフィードバック信号39を参照して
コンバレータ42へ速度指令信号43を出力する。That is, as shown in FIG. 2, the position detector 37 knows the position of the bonding tool 8 from the drive amount of the servo motor 31, and sends a feedback signal 39 corresponding to the position of the bonding tool 8 to the controller 40 and the position speed. converter 4
Output to 1 and 1. Then, the control unit 40 outputs a speed command signal 43 to the converter 42 by using the microcomputer with reference to the feedback signal 39 from the position detector 37.
さらに、コンパレータ42は制御部40からの速度指令
信号43と、位置速度変換器41からの速度フィードバ
ック信号44とを比較し、電流指令信号45を増幅器4
6へ発する。そして、増幅器46により増幅された電流
47がサーボモータ31へ送られる。Further, the comparator 42 compares the speed command signal 43 from the control section 40 and the speed feedback signal 44 from the position/speed converter 41, and sends the current command signal 45 to the amplifier 4.
Send to 6. The current 47 amplified by the amplifier 46 is then sent to the servo motor 31.
ここで、上記制御部40は、ひずみゲージ38の出力4
8をも受けるようになっている。Here, the control section 40 controls the output 4 of the strain gauge 38.
It is now possible to receive a rating of 8.
次に、上述の構成のインナリードボンディング装置1の
作用を第3図に基づいて説明する。Next, the operation of the inner lead bonding apparatus 1 having the above-described structure will be explained based on FIG. 3.
第3図中の(a)は、略1サイクルのボンディング作業
におけるボンディングッール8の昇降動作を表している
。すなわち、ボンディングッール8は載置台2の上方で
停止した状態から、サーボモータ31により駆動されイ
ンナリード6・・・に向かって下降を開始し、さらに、
下降を開始した当15
初はAで示すように高速で移動する。(a) in FIG. 3 shows the lifting and lowering movement of the bonding tool 8 during approximately one cycle of bonding work. That is, the bonding tool 8 is driven by the servo motor 31 from a state where it is stopped above the mounting table 2 and starts descending toward the inner lead 6 .
At the beginning of the descent, the aircraft moved at high speed as shown by A.
そして、ボンディングッール8は、インナリード6・・
・をバンプ4・・・に当接させたときにヘッド面36が
位置する平面、即ちボンディング面の幾分手前の部位か
ら上記ボンディング面に達するまでの間においては、B
で示すようにそれ以前よりも低い値の等速運動を行いな
がら下降する。そして、ボンディングツール8はボンデ
ィング面に達すると、インナリード6・・・とバンプ3
・・・とが当接することによって、押圧棒20とともに
軸方向に圧縮される。And Bonding Girl 8 is Inner Lead 6...
When the head surface 36 is brought into contact with the bump 4..., in the period from the plane where the head surface 36 is located, that is, a portion somewhat in front of the bonding surface, until it reaches the bonding surface,
As shown in , it descends with a lower uniform velocity than before. Then, when the bonding tool 8 reaches the bonding surface, the inner leads 6... and the bumps 3
... are compressed in the axial direction together with the press rod 20 by contacting with each other.
ここで、第3図中の一点鎖線Cは上記ボンディング面の
位置を示している。Here, the dashed line C in FIG. 3 indicates the position of the bonding surface.
押圧棒20が圧縮されると、第3図中の(b)にDで示
すように、ひずみゲージ38の出力信号48が変化する
。そして、ひずみゲージ38の出力信号48を入力され
る制御部40は、この出力信号48の変化によってボン
ディングッール8がボンディング面に達したことを感知
し、所定の加圧指令信号を出力する。When the press rod 20 is compressed, the output signal 48 of the strain gauge 38 changes as shown by D in FIG. 3(b). The control unit 40, which receives the output signal 48 of the strain gauge 38, senses that the bonding tool 8 has reached the bonding surface based on a change in the output signal 48, and outputs a predetermined pressure command signal. .
16
そして、制御部40から発せられた加圧指令信号は、前
記速度指令信号43と同様に増幅器46によって増幅さ
れ、第3図中の(C)に示すように、増幅された加圧指
令信号に応じた値の電流がサーボモータ31に流れる。16 Then, the pressurization command signal issued from the control unit 40 is amplified by the amplifier 46 similarly to the speed command signal 43, and as shown in (C) in FIG. 3, the pressurization command signal is amplified. A current having a value corresponding to the current flows through the servo motor 31.
そして、サーボモータ31は、入力された電流に応じた
トルクを発生させ、ボールねじ35、ナット34、及び
押圧棒20を介してボンディングッール8を、インナリ
ド6・・・を加圧するよう動作させる。Then, the servo motor 31 generates a torque according to the input current, and operates to pressurize the bonding tool 8, the inner lid 6, etc. via the ball screw 35, nut 34, and press rod 20. let
さらに、半導体チップ3のバンプ4・・・にはんだを採
用した場合には、はんだバンプ4・・・がインナリード
5・・・を介してボンディングツール8に接すると、ボ
ンディングッール8の加圧力と熱とにより、はんだバン
プ4・・・が溶ける。そして、はんだバンプ4・・・が
溶け始めると、ボンディングツール8が、はんだバンプ
4・・・の溶融に伴って徐々に下降する。Furthermore, when solder is used for the bumps 4 of the semiconductor chip 3, when the solder bumps 4 come into contact with the bonding tool 8 via the inner leads 5, the bonding tool 8 is The solder bumps 4 melt due to the pressure and heat. Then, when the solder bumps 4... begin to melt, the bonding tool 8 gradually descends as the solder bumps 4... melt.
そして、上記制御部40は、常時位置フィードバッへク
信号39を受けてボンディングッール8の位置を監視し
ており、ボンディングッール8が17
ボンディング面から所定距離gだけ下降した時に、加圧
指令信号に代えて加圧停止信号をサーボモータ31の側
へ出力する。The control section 40 constantly monitors the position of the bonding tool 8 by receiving the position feedback signal 39, and when the bonding tool 8 descends by a predetermined distance g from the bonding surface 17, A pressurization stop signal is output to the servo motor 31 instead of the pressurization command signal.
そして、制御部40は、ボンディングッール8がボンデ
ィング面に達した時点、或いは、ボンディングツール8
がボンディング面から所定距離ρだけ下降した時点から
所定時間tが経過するまでボンディングッール8をその
位置で保持した後、第3図中の(a)中にEで示すよう
に、高速で下降当初と同等の速度で上昇させる。Then, the control unit 40 controls the bonding tool 8 when the bonding tool 8 reaches the bonding surface, or when the bonding tool 8 reaches the bonding surface.
After holding the bonding tool 8 at that position until a predetermined time t has elapsed from the time when the bonding tool 8 has descended from the bonding surface by a predetermined distance ρ, the bonding tool 8 is held at a high speed as shown by E in (a) of FIG. Raise at the same speed as at the beginning of the descent.
このようなインナリードボンディング装置1は、サーボ
モータ31の駆動量をボールねじ35からナット35へ
直接的に伝達してボンディング部材7を駆動しているか
ら、構成を簡略化することができ、部品数を低減するこ
とができる。Such an inner lead bonding device 1 drives the bonding member 7 by directly transmitting the drive amount of the servo motor 31 from the ball screw 35 to the nut 35, so the structure can be simplified and the parts The number can be reduced.
また、ボンディングツール8がボンディング面に達した
後もボンディングツール8の位置を監視し、ボンディン
グッール8の、ボンディング面に達してからの変位量を
細かく規制しているので、融点が比較的低いはんだバン
プ4・・・を採用した場18
合に、ボンディングツール8がはんだバンプ4・・の溶
融に伴って過度に下降すること、及び、はんだバンプ4
・・・が潰れ過ぎることを防ぐことができる。そして、
半導体チップ3の不良の発生を防ぐことができ、信頼性
の低下を防止することができる。In addition, the position of the bonding tool 8 is monitored even after the bonding tool 8 reaches the bonding surface, and the amount of displacement of the bonding tool 8 after reaching the bonding surface is finely regulated, so the melting point is relatively low. In the case where low solder bumps 4... are adopted, the bonding tool 8 may descend excessively as the solder bumps 4... melt, and the solder bumps 4...
... can be prevented from being too crushed. and,
It is possible to prevent the occurrence of defects in the semiconductor chip 3, and it is possible to prevent a decrease in reliability.
ここで、本実施例中の説明から明らかなように、ボンデ
ィングツール8の高速下降領域A1低速下降領域B1及
び高速上昇領域Eの速度プロファイル、ボンディングツ
ール8の高速下降領域Aから低速下降領域Bへ移行ずる
位置m、インナリード6・・・およびバンプ4・・・へ
の加圧時の加圧力のプロファイル、ボンディングツール
8のボンディング面からの所定下降距離Ω、および、ボ
ンディング時間t等は、制御部40により容易にプログ
ラムすることが可能である。Here, as is clear from the explanation in this embodiment, the speed profiles of the high-speed descending region A1, the low-speed descending region B1, and the high-speed ascending region E of the bonding tool 8, from the high-speed descending region A to the low-speed descending region B of the bonding tool 8. The transition sliding position m, the profile of the pressing force when applying pressure to the inner leads 6 and bumps 4, the predetermined descending distance Ω of the bonding tool 8 from the bonding surface, the bonding time t, etc. are controlled. The unit 40 can be easily programmed.
なお、本実施例では、連続的に加熱されるボンディング
ッールを用いたものについて説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば、パルスヒートと呼
ばれるもののように間欠的に急19
加熱することが可能なボンディングツールを用い、ボン
ディングツールがボンディング面に達してからボンディ
ングツールの加熱を開始するようにしてもよい。In addition, in this embodiment, a bonding tool that is heated continuously is explained, but the present invention is not limited to this. For example, the bonding tool that is heated continuously is used. 19. A bonding tool that can be heated may be used, and heating of the bonding tool may be started after the bonding tool reaches the bonding surface.
そして、はんだバンプ4・・・の溶融に伴いボンディン
グツールが所定距離ρだけ下降した後に加熱を中止し、
圧縮空気等を吹付けてボンディングツールを急冷却し、
はんだバンプ4・・・を固めてからボンディングツール
を上昇させるようにすれば、より安定したインナリード
ボンディングを行うことができる。Then, after the bonding tool descends by a predetermined distance ρ as the solder bumps 4... melt, the heating is stopped,
Rapidly cool the bonding tool by blowing compressed air, etc.
By raising the bonding tool after solidifying the solder bumps 4, more stable inner lead bonding can be performed.
また、本実施例では、ボンディングツール状態検出手段
としてひずみゲージ38を採用しているが、この他にも
ボンディングツール状態検出手段として例えばロードセ
ル等を採用してもよい。さらに、ボンディングツール状
態検出手段の取付け位置は、ボンディングツール8がボ
ンディング面に到達したときに応力の変化が生じる部位
であればよく、取付け位置として押圧棒20の外に、例
えば載置台2等が考えられる。Further, in this embodiment, the strain gauge 38 is employed as the bonding tool state detection means, but in addition to this, for example, a load cell or the like may be employed as the bonding tool state detection means. Furthermore, the attachment position of the bonding tool state detection means may be any part where stress changes when the bonding tool 8 reaches the bonding surface. Conceivable.
20
また、本実施例では、回転型のサーボモータ31の駆動
力をボールねじ35とナット34とからボンディング部
材7に伝達してボンディングツール8を昇降させるとと
もに、サーボモータ3]のモータ軸に位置検出器37を
直結しているが、本発明は、サーボモータ31の駆動量
に比例してボンディングツール8を変位させることがで
きるとともに、サーボモータ31の駆動量を検出してボ
ンディングツール8の位置を知ることかできる位置検出
手段を備えていればよく、この他にも種々に変形するこ
とが可能である。20 In addition, in this embodiment, the driving force of the rotary servo motor 31 is transmitted from the ball screw 35 and the nut 34 to the bonding member 7 to move the bonding tool 8 up and down. Although the detector 37 is directly connected, the present invention can displace the bonding tool 8 in proportion to the amount of drive of the servo motor 31, and detect the amount of drive of the servo motor 31 to determine the position of the bonding tool 8. It is only necessary to provide a position detecting means that can detect the position, and various other modifications are possible.
例えば、第4図に示すように、駆動手段としてリニアモ
ータ51を採用し、このリニアモータ51により押圧棒
21(および、ボンディングツル8)を直接駆動して昇
降させるとともに、押圧棒20の位置をリニア位置検出
器52で検出するようにしてもよい。For example, as shown in FIG. 4, a linear motor 51 is employed as the driving means, and the linear motor 51 directly drives the press rod 21 (and bonding crane 8) to move it up and down, and also adjusts the position of the press rod 20. The detection may be performed using the linear position detector 52.
また、本実施例では、はんだバンプ4・・・の溶融に伴
ってボンディングツール8が一定量Fがった後多こボン
ディングツール8の下降及びボンディン21
グツール8による加圧を停止させているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば従来同様、ボンデ
ィングツール8がボンディング面に到達した後、ボンデ
ィングツールによる加圧を所定時間行ってから、ボンデ
ィングツール8を上昇させるようにしてもよい。Furthermore, in this embodiment, after the bonding tool 8 is bent by a certain amount as the solder bumps 4 melt, the lowering of the multiple bonding tool 8 and the application of pressure by the bonding tool 8 are stopped. However, the present invention is not limited to this. For example, as in the conventional case, after the bonding tool 8 reaches the bonding surface, the bonding tool 8 may be pressurized for a predetermined period of time, and then the bonding tool 8 may be raised. good.
[発明の効果コ
以上説明したように本発明は、半導体チップと配線パタ
ーンのインナリードとを圧着させるインナリードボンデ
ィング装置において、半導体チップとインナリードとを
圧接させるボンディングツールを有しボンディングツー
ルと一体に昇降自在なボンディング部材と、このボンデ
ィング部材を直接駆動し変位させる駆動手段と、この駆
動手段の駆動量に基づいてボンディングツール位置ボン
ディングツール位置検出手段と、ボンディングツールが
ボンディング位置面に到達して半導体チップとインナリ
ードとを当接させたことを検知するボンディングツール
状態検出手段とを具備した。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides an inner lead bonding apparatus that press-bonds a semiconductor chip and an inner lead of a wiring pattern, which includes a bonding tool that presses the semiconductor chip and the inner lead, and is integrated with the bonding tool. a bonding member that is movable up and down; a drive means for directly driving and displacing the bonding member; a bonding tool position detecting means based on the amount of drive of the drive means; A bonding tool state detection means for detecting that the semiconductor chip and the inner lead are in contact with each other is provided.
また、ボンディングツール位置検出手段および22
ボンディングツ−ル状態検出手段の出力に基づいて電気
信号を駆動手段へ出力するとともに、駆動手段へ出力す
る電気信号の大きさを変化させてボンディングツールの
加圧力を調節する制御部を設けた。Further, based on the outputs of the bonding tool position detecting means and the bonding tool state detecting means 22, an electric signal is output to the driving means, and the magnitude of the electric signal output to the driving means is changed to increase the pressing force of the bonding tool. A control unit is provided to adjust the
また、半導体チップとインナリードとを圧接させるボン
ディングツールを有しボンディングツルと一体に昇降自
在なボンディング部材と、このボンディング部材を直接
駆動しを変位させる駆動手段と、この駆動手段の駆動量
に基づいてボンディングツールの位置を検出するボンデ
ィングツル位置検出手段と、ボンディングツールがボン
ディング位置に到達して半導体チップとインナリドとを
当接させたことを検出するボンディングツル状態検出手
段と、ポンディングツール位置検出手段およびボンディ
ングツール状態検出手段の出力に基づいてボンディング
ツールの変位量を制御する制御部とを具備した。The present invention also includes a bonding member that has a bonding tool that presses the semiconductor chip and the inner lead and is movable up and down integrally with the bonding crane, a drive means that directly drives the bonding member to displace it, and a drive amount based on the drive amount of the drive means. bonding vine position detection means for detecting the position of the bonding tool; bonding tine state detection means for detecting that the bonding tool has reached the bonding position and brought the semiconductor chip and the inner lid into contact; and a control section for controlling the amount of displacement of the bonding tool based on the output of the bonding tool state detection means.
また、半導体チップに突設された電極用バンプに配線パ
ターンのインナリードを熱圧着するイン23
ナリードボンディング方法において、昇降自在なボンデ
ィング部材に設けられたボンディングッールをボンディ
ング面に到達させてインナリードを電極用バンプに圧接
させる第1の工程と、上記ボンディングツールに一定の
加圧力を与え、ボンディングッールが電極用バンプの溶
融に伴って変位し所定位置に達したときにボンディング
ッールを停止させる第2の工程とを具備した。Furthermore, in the 23-in-2 lead bonding method in which inner leads of a wiring pattern are thermocompression bonded to electrode bumps protruding from a semiconductor chip, a bonding tool provided on a bonding member that can be raised and lowered is allowed to reach the bonding surface. The first step is to press the inner lead to the electrode bump, and a certain pressure is applied to the bonding tool, and when the bonding tool is displaced as the electrode bump melts and reaches a predetermined position, the bonding tool is pressed into contact with the electrode bump. and a second step of stopping the gul.
したがって本発明は、簡単な構成でボンディングツール
の位置をおよび加圧力を制御でき、さらに、半導体チッ
プの不良の発生を防止して信頼性を向上できるという効
果がある。Therefore, the present invention has the effect of being able to control the position and pressing force of the bonding tool with a simple configuration, and further improving reliability by preventing the occurrence of defects in semiconductor chips.
第1図〜第3図は本発明の一実施例を示すもので、第1
図は概略構成図、第2図は制御回路を示すブロック図、
第3図はボンディングッールの昇降動作をひずみゲージ
の出力信号及びサーボモータの入力電流とともに示す線
図、第4図は変形例を示す概略構成図、第5図〜第7図
は従来例を示すもので、第5図は概略構成図、第6図は
要部2 4
を拡大して示す側面図、第7図(a)はボンデイングッ
ールがボンディング面に到達した時の状態を拡大して示
す同じく側面図、第7図(b)ははんだバンプが溶融し
た時の状態を拡大して示す同じく側面図である。
1・・・インナリードボンディング装置、3・・・半導
体チップ、4・・・電極用バンプ、6・・・インナリー
ド、7・・・ボンディング部材、8・・・ボンディング
ツール、31・・・サーボモータ(駆動手段) 37・
・・位置検出器(ボンディングツール位置検出手段)、
38・・・ひずみゲージ(ボンディングツール状態検出
手段)、40・・・制御部。Figures 1 to 3 show one embodiment of the present invention.
The figure is a schematic configuration diagram, and Figure 2 is a block diagram showing the control circuit.
Fig. 3 is a diagram showing the raising and lowering movement of the bonding tool together with the output signal of the strain gauge and the input current of the servo motor, Fig. 4 is a schematic configuration diagram showing a modified example, and Figs. 5 to 7 are conventional examples. Fig. 5 is a schematic configuration diagram, Fig. 6 is an enlarged side view of the main part 2 4 , and Fig. 7 (a) shows the state when the bonding tool reaches the bonding surface. FIG. 7(b) is an enlarged side view showing the state when the solder bumps are melted. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Inner lead bonding device, 3... Semiconductor chip, 4... Electrode bump, 6... Inner lead, 7... Bonding member, 8... Bonding tool, 31... Servo Motor (drive means) 37.
・・Position detector (bonding tool position detection means),
38... Strain gauge (bonding tool state detection means), 40... Control unit.
Claims (4)
圧着させるインナリードボンディング装置において、上
記半導体チップと上記インナリードとを圧接させるボン
ディングツールを有し上記ボンディングツールと一体に
昇降自在なボンディング部材と、このボンディング部材
を直接駆動し変位させる駆動手段と、この駆動手段の駆
動量に基づいて上記ボンディングツールの位置を検出す
るボンディングツール位置検出手段と、上記ボンディン
グツールがボンディング位置に到達して上記半導体チッ
プと上記インナリードとを当接させたことを検知するボ
ンディングツール状態検出手段とを具備したことを特徴
とするインナリードボンディング装置。(1) In an inner lead bonding device that presses a semiconductor chip and an inner lead of a wiring pattern, a bonding member that has a bonding tool that presses the semiconductor chip and the inner lead and is movable up and down together with the bonding tool; A drive means for directly driving and displacing the bonding member; a bonding tool position detection means for detecting the position of the bonding tool based on the amount of drive of the drive means; and bonding tool state detection means for detecting that the inner lead and the inner lead are brought into contact with each other.
ングツール状態検出手段の出力に基づいて電気信号を駆
動手段へ出力するとともに、上記駆動手段へ出力する電
気信号の大きさを変化させてボンディングツールの加圧
力を調節する制御部を設けたことを特徴とする請求項(
1)記載のインナリードボンディング装置。(2) An electric signal is output to the driving means based on the outputs of the bonding tool position detecting means and the bonding tool state detecting means, and the magnitude of the electric signal output to the driving means is changed to increase the pressing force of the bonding tool. A claim characterized in that a control section for adjusting is provided (
1) The inner lead bonding device described above.
圧着させるインナリードボンディング装置において、上
記半導体チップと上記インナリードとを圧接させるボン
ディングツールを有し上記ボンディングツールと一体に
昇降自在なボンディング部材と、このボンディング部材
を直接駆動し変位させる駆動手段と、この駆動手段の駆
動量に基づいてボンディングツールの位置を検出するボ
ンディングツール位置検出手段と、上記ボンディングツ
ールがボンディング位置に到達して上記半導体チップと
上記インナリードとを当接させたことを検出するボンデ
ィングツール状態検出手段と、上記ボンディングツール
位置検出手段および上記ボンディングツール状態検出手
段の出力に基づいて上記ボンディングツールの変位量を
制御する制御部とを具備したことを特徴とするインナリ
ードボンディング装置。(3) In an inner lead bonding device for press-bonding a semiconductor chip and an inner lead of a wiring pattern, a bonding member that has a bonding tool for press-bonding the semiconductor chip and the inner lead and is movable up and down integrally with the bonding tool; A drive means for directly driving and displacing the bonding member; a bonding tool position detection means for detecting the position of the bonding tool based on the amount of drive of the drive means; a bonding tool state detection means for detecting that the inner lead is in contact with the inner lead; and a control section for controlling the displacement amount of the bonding tool based on the outputs of the bonding tool position detection means and the bonding tool state detection means. An inner lead bonding device characterized by comprising:
ターンのインナリードを熱圧着するインナリードボンデ
ィング方法において、昇降自在なボンディング部材に設
けられたボンディングツールをボンディング面に到達さ
せて上記インナリードを上記電極用バンプに圧接させる
第1の工程と、上記ボンディングツールに一定の加圧力
を与え、上記ボンディングツールが上記電極用バンプの
溶融に伴って変位し所定位置に達したときに上記ボンデ
ィングツールを停止させる第2の工程とを具備したこと
を特徴とするインナリードボンディング方法。(4) In an inner lead bonding method in which inner leads of a wiring pattern are thermocompression bonded to electrode bumps protruding from a semiconductor chip, a bonding tool provided on a bonding member that can be raised and lowered is brought to the bonding surface and the inner leads are bonded. a first step of press-contacting the electrode bump to the electrode bump, and applying a constant pressure to the bonding tool, and when the bonding tool is displaced as the electrode bump melts and reaches a predetermined position, the bonding tool and a second step of stopping the inner lead bonding method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123890A JPH03215952A (en) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | Inner lead bonding method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123890A JPH03215952A (en) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | Inner lead bonding method and device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215952A true JPH03215952A (en) | 1991-09-20 |
Family
ID=11772356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1123890A Pending JPH03215952A (en) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | Inner lead bonding method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03215952A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007141972A (en) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Bondtech Inc | PRESSURE METHOD, JOINING METHOD USING THIS METHOD, DEVICE PRODUCED BY THIS JOINING METHOD, PRESSURE DEVICE, AND JOINING DEVICE USING THE DEVICE |
-
1990
- 1990-01-20 JP JP1123890A patent/JPH03215952A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007141972A (en) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Bondtech Inc | PRESSURE METHOD, JOINING METHOD USING THIS METHOD, DEVICE PRODUCED BY THIS JOINING METHOD, PRESSURE DEVICE, AND JOINING DEVICE USING THE DEVICE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950009619B1 (en) | Wire-bonding method of semiconductor device | |
| JP4359545B2 (en) | Contact load control method for electronic component mounting apparatus | |
| JPH0131695B2 (en) | ||
| JP2014123731A (en) | Method and device of thermal compression bonding for mounting semiconductor chip on substrate | |
| JPS60223137A (en) | Lead wire bonding having increased bonding surface area | |
| JPH09153525A (en) | Bonding apparatus and bonding method | |
| JP3475776B2 (en) | Flip chip bonding apparatus and flip chip bonding method | |
| JPH05109840A (en) | Inner lead bonding equipment | |
| CN102151976A (en) | Bonding apparatus | |
| JPH03215952A (en) | Inner lead bonding method and device | |
| JPH11145196A (en) | Thermocompression bonding method for electronic components with solder bumps | |
| JPS5826524Y2 (en) | Hand tie wire bonder touch | |
| JPH09153522A (en) | Bonding apparatus and bonding method | |
| JPH01199443A (en) | Wire bonding device | |
| JP3300472B2 (en) | Bonding apparatus and method of manufacturing apparatus having bonding section | |
| JP3399325B2 (en) | Electronic component crimping method | |
| JP3060852B2 (en) | Wire bonding method | |
| JP4157260B2 (en) | Flip chip mounting method | |
| JPH0124931Y2 (en) | ||
| JP3449140B2 (en) | Chip crimping method | |
| JP3887610B2 (en) | Inner lead bonding equipment | |
| JP3567898B2 (en) | Chip crimping equipment | |
| JP2000183114A (en) | Bonding equipment | |
| KR20250043161A (en) | Method For Controlling Thermocompression Bonding Head | |
| JP2569142B2 (en) | Semiconductor device manufacturing equipment |