JPH03225842A - ボンディングツール - Google Patents
ボンディングツールInfo
- Publication number
- JPH03225842A JPH03225842A JP2165190A JP2165190A JPH03225842A JP H03225842 A JPH03225842 A JP H03225842A JP 2165190 A JP2165190 A JP 2165190A JP 2165190 A JP2165190 A JP 2165190A JP H03225842 A JPH03225842 A JP H03225842A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- bonding
- tool material
- substrate
- shank
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- Pending
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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。
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〕
この発明は半導体製造装置におけるテープオートメイテ
ッドボンディング（以下ＴＡＢと呼ぶ）の様な一括ボン
ディングに使用されるボンディングツールに関するもの
である。
ッドボンディング（以下ＴＡＢと呼ぶ）の様な一括ボン
ディングに使用されるボンディングツールに関するもの
である。
第４３は従来のボンディングツールを示す正面図で、ご
くにおいて、（１）は例えばステンレス鋼ノような金属
より成るレヤンク、（ｌａ）はシャンク（１）に空けら
口た穴で熱を加えるためにカートリッジヒータ等を差し
込むヒーターホール、（２）はボンディングツールをボ
ンダに固定するために用いられかつシャンクと接合また
は一体である柄、（３）は、半導体素子とリードフレー
ムまたはキャリアテープのリードとを接着するために加
熱加圧するためのツール材である。また、第５図、第６
図は第４図ボンディングツールの動作状態を示す説明図
で、図において、（４）は半導体素子として用いられる
Ｓｉ基板、（５）はＳｉ基板（４）上に設けられた突起
電極、（６）はリードフレームまたはキャリアテープの
リードである。
くにおいて、（１）は例えばステンレス鋼ノような金属
より成るレヤンク、（ｌａ）はシャンク（１）に空けら
口た穴で熱を加えるためにカートリッジヒータ等を差し
込むヒーターホール、（２）はボンディングツールをボ
ンダに固定するために用いられかつシャンクと接合また
は一体である柄、（３）は、半導体素子とリードフレー
ムまたはキャリアテープのリードとを接着するために加
熱加圧するためのツール材である。また、第５図、第６
図は第４図ボンディングツールの動作状態を示す説明図
で、図において、（４）は半導体素子として用いられる
Ｓｉ基板、（５）はＳｉ基板（４）上に設けられた突起
電極、（６）はリードフレームまたはキャリアテープの
リードである。
次に動作について説明する。まず、ボンディングツール
をボンダに固定し、カートリッジヒータをヒーターホー
ル（１ａ）に差し込み固定して加熱する。この時、温度
は熱電対（ボンディングツールに差し込み固定さｎてい
る）によってモニタリングされ、温調器によ。て設定温
度に保たれる。加熱をしてから十分時間を置き装置が熱
的に安定してから、ツール材（３）の表面と半導体素子
のＳｉ基板（４）とが平行になるようにボンディングツ
ールを調整する。この「町の僻認方法は耐熱性のある粘
着テープを厚さ一定であるスキマゲージ等にはり付け、
そこに実際にボンディングしてツール材（３）の圧痕を
県で全面均等に押し付けられているがどうかで、平行が
とｎ ！：ことを確認する。平行が取ｎたら実際１乙突
起″ＰＷ極（５）とリード（６）とを位置合わせし、加
熱加圧によってボンディング１７、全ピン接合されたこ
とを確認し、接合されていれば引き続きボンディングを
行なう。全ピン接合されていない場合はさらに調整を行
なう。なお、シャンク＋１１ トラ−ル材ｆ３１とは、
ろう材にま−で接着されており、そのろう材の融点はボ
ンディングツールの加熱温度よりも高いため、シャンク
（１）とツール材（３）とは常に固定きれている。
をボンダに固定し、カートリッジヒータをヒーターホー
ル（１ａ）に差し込み固定して加熱する。この時、温度
は熱電対（ボンディングツールに差し込み固定さｎてい
る）によってモニタリングされ、温調器によ。て設定温
度に保たれる。加熱をしてから十分時間を置き装置が熱
的に安定してから、ツール材（３）の表面と半導体素子
のＳｉ基板（４）とが平行になるようにボンディングツ
ールを調整する。この「町の僻認方法は耐熱性のある粘
着テープを厚さ一定であるスキマゲージ等にはり付け、
そこに実際にボンディングしてツール材（３）の圧痕を
県で全面均等に押し付けられているがどうかで、平行が
とｎ ！：ことを確認する。平行が取ｎたら実際１乙突
起″ＰＷ極（５）とリード（６）とを位置合わせし、加
熱加圧によってボンディング１７、全ピン接合されたこ
とを確認し、接合されていれば引き続きボンディングを
行なう。全ピン接合されていない場合はさらに調整を行
なう。なお、シャンク＋１１ トラ−ル材ｆ３１とは、
ろう材にま−で接着されており、そのろう材の融点はボ
ンディングツールの加熱温度よりも高いため、シャンク
（１）とツール材（３）とは常に固定きれている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のボンディングツールｌｉ以上のようにＰＲ成され
ていたので、突起電極とリードとをどの様なＩＣサイズ
でも全ピン接合しようと思うと、ｓ１基板とツール材の
表面との平行度を良くすることが必要であるため、その
調整に要する時間も多く、また、シャンクの材料とツー
ル材の材料の熱膨張係数の差異に誹って、加熱するとツ
ール材表面が反ってしまい、先の平行度とこの反りによ
。で、ツール材表面に高低差が生じ第６図に示す様に、
突起電極とリードとが接触しなが。たり、また逆にツー
ル材の低い所では、突起電極がリードに押しつぶされる
といっｔ二、同じ平面内でもモードの違う不具合が生じ
る問題点を有していた。
ていたので、突起電極とリードとをどの様なＩＣサイズ
でも全ピン接合しようと思うと、ｓ１基板とツール材の
表面との平行度を良くすることが必要であるため、その
調整に要する時間も多く、また、シャンクの材料とツー
ル材の材料の熱膨張係数の差異に誹って、加熱するとツ
ール材表面が反ってしまい、先の平行度とこの反りによ
。で、ツール材表面に高低差が生じ第６図に示す様に、
突起電極とリードとが接触しなが。たり、また逆にツー
ル材の低い所では、突起電極がリードに押しつぶされる
といっｔ二、同じ平面内でもモードの違う不具合が生じ
る問題点を有していた。
この発明は上記のＪうな問題点を解消するためになされ
たもので、ボンディングツールのツール材の＠きが多少
あっても、その傾きが吸収でき、傾きのないツール材（
３）表面でボンディングできるボンディングツールを得
ることを目的とする。
たもので、ボンディングツールのツール材の＠きが多少
あっても、その傾きが吸収でき、傾きのないツール材（
３）表面でボンディングできるボンディングツールを得
ることを目的とする。
また、ツール材の反りを無くすまうにし、ツール材の表
面の高低差を小さくして、安定したボンディングができ
るボンディングツールを得ることを目的とする。
面の高低差を小さくして、安定したボンディングができ
るボンディングツールを得ることを目的とする。
この発明に係るボンディングツールは、シャンクとツー
ル材の間にばね機構を設け、Ｓｉ基板とツール材との平
行度が完全に取れていなくても、ばね機構にま−てツー
ル材がＳｉ基板になら０、ツール材がＳ１基板上に均等
に加圧でＡるようにしたものである。
ル材の間にばね機構を設け、Ｓｉ基板とツール材との平
行度が完全に取れていなくても、ばね機構にま−てツー
ル材がＳｉ基板になら０、ツール材がＳ１基板上に均等
に加圧でＡるようにしたものである。
まｒ：、ツール材を辺の中でいくつかに等分割すること
によって、ツール材の熱にまって生じル反りを縮少しか
つ、ツール材とシャンクの間に設けらＩたばね１槽によ
ってＳｉ基板にツール材がならうようにし、ツール材表
面がＳｉ基板の突起電極上に均等に加圧できる町うにし
たものである。
によって、ツール材の熱にまって生じル反りを縮少しか
つ、ツール材とシャンクの間に設けらＩたばね１槽によ
ってＳｉ基板にツール材がならうようにし、ツール材表
面がＳｉ基板の突起電極上に均等に加圧できる町うにし
たものである。
この発明におけるボンディングツールは、シャンクとツ
ール材の聞に設けられたばね機構にまり、Ｓｉ 基板
とツール材表面との傾きをボンディング時に緩和、吸収
することにより、ツール材表面がＳｉ 基板上に均等
に加圧加熱され安定したボンディングが行なわれる。
ール材の聞に設けられたばね機構にまり、Ｓｉ 基板
とツール材表面との傾きをボンディング時に緩和、吸収
することにより、ツール材表面がＳｉ 基板上に均等
に加圧加熱され安定したボンディングが行なわれる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明に係るボンディングツールの部分断面正面
図、第２図、第３図は、第１図のボンディングツールの
動作状態を示す拡大部分断面図である。図において、符
号（１）〜（６）は前記従来のものと同一なのでその説
明は省略する。図中、（１ｂ）は伝熱棒（９）が上下動
できる様にかつその上下動が常に一定の動きをするよう
にシャンク（１〕に設けられた案内孔、（７）はツール
材（３）に垂直に固定されているツール材固定棒、（８
）はシャンク（１）に垂直に固定され、ツール材固定棒
（７）の案内でその中にばねαＯを収めている案内筒、
（９）はツール材固定棒（７）を介してツール材（３）
カートリッジヒータよりの熱を伝えるための伝熱棒で、
ツール材固定棒（７）の中に半自由で回転できるように
差し込まれ、かつ、シャンク（１）の案内孔（１ｂ）に
差し込まれている。α０はＳｉ 基板（４）とツール
材（３）の傾きを吸収するためのばねである。
図はこの発明に係るボンディングツールの部分断面正面
図、第２図、第３図は、第１図のボンディングツールの
動作状態を示す拡大部分断面図である。図において、符
号（１）〜（６）は前記従来のものと同一なのでその説
明は省略する。図中、（１ｂ）は伝熱棒（９）が上下動
できる様にかつその上下動が常に一定の動きをするよう
にシャンク（１〕に設けられた案内孔、（７）はツール
材（３）に垂直に固定されているツール材固定棒、（８
）はシャンク（１）に垂直に固定され、ツール材固定棒
（７）の案内でその中にばねαＯを収めている案内筒、
（９）はツール材固定棒（７）を介してツール材（３）
カートリッジヒータよりの熱を伝えるための伝熱棒で、
ツール材固定棒（７）の中に半自由で回転できるように
差し込まれ、かつ、シャンク（１）の案内孔（１ｂ）に
差し込まれている。α０はＳｉ 基板（４）とツール
材（３）の傾きを吸収するためのばねである。
次に動作について説明する。ボンディングツールをボン
ダに取付は固定し、ヒータホール（１ａ）にカートリッ
ジヒータを固定しボンディングツールを加熱する。加熱
をしてから十分時間を置き装置が熱的に安定してから、
ツール材（３）の表面と半導体素子であるＳｉ基板（４
）とが平行になるまうにボンディングツールを調整する
。この時の調整方法は従来のボンディングツールにおけ
る方法と同一であるが、ツール材（３）は、ばねαＯ機
構によりある程度の自由度を得ているため、Ｓｉ基板（
４）に対してシャンク（１）のツール材（３）側表面が
全くの平行ではなく傾いていても、ツール材（３）がＳ
ｉ基板（４）にならうかたちで、均等に圧力を加えるこ
とができる（第２図、第３図参照）。実験の結果、従来
のボンディングツールでサイズが１０Ｈ０の場合、傾き
が９μｍあるとボンディングが不可の状態となるが、本
実施例のツールでは同じサイズで２０μｍの傾きがあっ
てもボンディングが可能であった。
ダに取付は固定し、ヒータホール（１ａ）にカートリッ
ジヒータを固定しボンディングツールを加熱する。加熱
をしてから十分時間を置き装置が熱的に安定してから、
ツール材（３）の表面と半導体素子であるＳｉ基板（４
）とが平行になるまうにボンディングツールを調整する
。この時の調整方法は従来のボンディングツールにおけ
る方法と同一であるが、ツール材（３）は、ばねαＯ機
構によりある程度の自由度を得ているため、Ｓｉ基板（
４）に対してシャンク（１）のツール材（３）側表面が
全くの平行ではなく傾いていても、ツール材（３）がＳ
ｉ基板（４）にならうかたちで、均等に圧力を加えるこ
とができる（第２図、第３図参照）。実験の結果、従来
のボンディングツールでサイズが１０Ｈ０の場合、傾き
が９μｍあるとボンディングが不可の状態となるが、本
実施例のツールでは同じサイズで２０μｍの傾きがあっ
てもボンディングが可能であった。
また、１０Ｈ′１のサイズ位になると、従来のボンディ
ングツールではツール材（３１２面の反りが約５μｍ稈
度あり、同じ半導体素子内の突起電極（５）でも、ボン
ディングツールの傾きによる片当り等で、つぶれ方が違
い、面内で１３μｍ程度の高低差がでることもある。こ
れに対し、本実施例によるボンディングツールはツール
材（３）が直接シャンク（１）に固定されていないため
、かつ、ツール材（３＋ ｎ 形状が突起電極（５）の
各辺を押さえる形状つまり平板であるため、ツール材（
３）の加熱による反りは１０１１ｍ１の長さに対して、
１μｍ以内にとどまっていた。
ングツールではツール材（３１２面の反りが約５μｍ稈
度あり、同じ半導体素子内の突起電極（５）でも、ボン
ディングツールの傾きによる片当り等で、つぶれ方が違
い、面内で１３μｍ程度の高低差がでることもある。こ
れに対し、本実施例によるボンディングツールはツール
材（３）が直接シャンク（１）に固定されていないため
、かつ、ツール材（３＋ ｎ 形状が突起電極（５）の
各辺を押さえる形状つまり平板であるため、ツール材（
３）の加熱による反りは１０１１ｍ１の長さに対して、
１μｍ以内にとどまっていた。
また、調整時間においても＠六が２０μｍ程度あっても
ボンディング可能であることから、調整が数回ですみ従
来の１１５で済む。
ボンディング可能であることから、調整が数回ですみ従
来の１１５で済む。
また図に示すように、１辺のツール材（３１の長さをい
くつかに等分割することにより、ツール材（３）表面の
反りが更に小さくなりＳｉ基板（４）に加わる圧力もよ
り均等になる。
くつかに等分割することにより、ツール材（３）表面の
反りが更に小さくなりＳｉ基板（４）に加わる圧力もよ
り均等になる。
本実施例のボンディングツールを使用することによって
、従来生じていたツール材（３）表面の片当り、加圧の
片寄りによるＳｉ基板（４）のマイクロクラック、傾き
によるボンディング不良は情態とな。
、従来生じていたツール材（３）表面の片当り、加圧の
片寄りによるＳｉ基板（４）のマイクロクラック、傾き
によるボンディング不良は情態とな。
た。
以上のようにこの発明によれば、レヤンクとツール材の
間にばね機構を設けたので、Ｓｉ基板とツール材表面と
の平行度が完全に調整さ釘ていなくて傾いていたとして
も、ばね機構によりツール材表面がＳｉ基板にならうこ
とによって、Ｓｉ基板（及び突起電極、リード）に均等
に加圧加熱でき安定したボンディングが得られる効果が
ある。また、均等に加圧できることから傾きによるツー
ル材表面の片当りがなく加圧の片寄りによるＳｉ基板へ
のダメージもなく信頼性が向上するという効果がある。
間にばね機構を設けたので、Ｓｉ基板とツール材表面と
の平行度が完全に調整さ釘ていなくて傾いていたとして
も、ばね機構によりツール材表面がＳｉ基板にならうこ
とによって、Ｓｉ基板（及び突起電極、リード）に均等
に加圧加熱でき安定したボンディングが得られる効果が
ある。また、均等に加圧できることから傾きによるツー
ル材表面の片当りがなく加圧の片寄りによるＳｉ基板へ
のダメージもなく信頼性が向上するという効果がある。
さらに、ツール材の１辺をいくつかに等分割したので、
大型サイズのツール材に生じていた熱によるツール材の
反りが低減でき、かっばね機構も設けであるので、大型
サイズの半導体素子に対してもより安定したボンディン
グツールが得られる効果がある。
大型サイズのツール材に生じていた熱によるツール材の
反りが低減でき、かっばね機構も設けであるので、大型
サイズの半導体素子に対してもより安定したボンディン
グツールが得られる効果がある。
ｍ１図はこの発明の一実施例によるボンディングツール
を示す部分断面正面図、第２図、第３図は第１図のボン
ディングツールの動作状態を示す拡大部分断面図、第４
図は従来のボンディングツールを示す正面図、第５図、
第６図は第４図のボンディングツールの動作り態を示す
説明図である。 図において、（１）はシャンク、（１ｂ）は案内孔、（
３）はツール材、（４）はＳｉ基板、（５）は突起電極
、７６１はリード、（７）はツール材固定棒、（８）は
案内筒、（９）は伝熱棒、αＯはばねを示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
を示す部分断面正面図、第２図、第３図は第１図のボン
ディングツールの動作状態を示す拡大部分断面図、第４
図は従来のボンディングツールを示す正面図、第５図、
第６図は第４図のボンディングツールの動作り態を示す
説明図である。 図において、（１）はシャンク、（１ｂ）は案内孔、（
３）はツール材、（４）はＳｉ基板、（５）は突起電極
、７６１はリード、（７）はツール材固定棒、（８）は
案内筒、（９）は伝熱棒、αＯはばねを示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- テープオートメイテッドボンディングの様な一括ボン
ディングに使用されるボンディングツールにおいて、そ
の加熱・加圧を行なうボンディングツール先端部が傾い
ていても、安定してボンディングができる様にばね機構
をボンディングツール先端部に設けたことを特徴とする
ボンディングツール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2165190A JPH03225842A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | ボンディングツール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2165190A JPH03225842A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | ボンディングツール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225842A true JPH03225842A (ja) | 1991-10-04 |
Family
ID=12060952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2165190A Pending JPH03225842A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | ボンディングツール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03225842A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09199548A (ja) * | 1996-01-23 | 1997-07-31 | Nec Corp | ギャングボンディング装置 |
| JP2007285997A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 横風試験設備 |
| WO2016189576A1 (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | 富士機械製造株式会社 | 電子部品圧着装置及び電子部品実装機 |
| DE102015006981A1 (de) | 2015-05-29 | 2016-12-01 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Thermokompressionsvorrichtung und Verfahren zum Verbinden von elektrischen Bauteilen mit einem Substrat |
| DE102018002958A1 (de) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden eines Halbleiterbauteils mit einer auf einem Substrat befindlichen Leiterstruktur |
| DE102020007235A1 (de) | 2020-11-26 | 2022-06-02 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Thermokompressionsvorrichtung und Verfahren zum Verbinden von elektrischen Bauteilen mit einem Substrat |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2165190A patent/JPH03225842A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09199548A (ja) * | 1996-01-23 | 1997-07-31 | Nec Corp | ギャングボンディング装置 |
| JP2007285997A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 横風試験設備 |
| JPWO2016189576A1 (ja) * | 2015-05-22 | 2018-03-15 | 富士機械製造株式会社 | 電子部品圧着装置及び電子部品実装機 |
| WO2016189576A1 (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | 富士機械製造株式会社 | 電子部品圧着装置及び電子部品実装機 |
| US10462950B2 (en) | 2015-05-22 | 2019-10-29 | Fuji Corporation | Electronic component bonding device and electronic component mounter |
| DE102015006981B4 (de) | 2015-05-29 | 2018-09-27 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Thermokompressionsvorrichtung und Verfahren zum Verbinden von elektrischen Bauteilen mit einem Substrat |
| WO2016192926A1 (de) | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Muehlbauer GmbH & Co. KG | Thermokompressionsvorrichtung mit einem federelement mit variabel einstellbarer vorspannung und verfahren zum verbinden von elektrischen bauteilen mit einem substrat unter verwendung der thermokompressionsvorrichtung |
| DE102015006981A1 (de) | 2015-05-29 | 2016-12-01 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Thermokompressionsvorrichtung und Verfahren zum Verbinden von elektrischen Bauteilen mit einem Substrat |
| DE102018002958A1 (de) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden eines Halbleiterbauteils mit einer auf einem Substrat befindlichen Leiterstruktur |
| DE102018002958B4 (de) * | 2018-04-11 | 2021-03-18 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden eines Halbleiterbauteils mit einer auf einem Substrat befindlichen Leiterstruktur |
| DE102020007235A1 (de) | 2020-11-26 | 2022-06-02 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Thermokompressionsvorrichtung und Verfahren zum Verbinden von elektrischen Bauteilen mit einem Substrat |
| WO2022111917A1 (de) | 2020-11-26 | 2022-06-02 | Muehlbauer GmbH & Co. KG | Thermokompressionsvorrichtung und verfahren zum verbinden von elektrischen bauteilen mit einem substrat |
| US12308340B2 (en) | 2020-11-26 | 2025-05-20 | Mb Automation Gmbh & Co. Kg | Thermocompression apparatus and method for bonding electrical components to a substrate |
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