JPH0476998A

JPH0476998A - 熱圧着用ボンディングヘッド

Info

Publication number: JPH0476998A
Application number: JP2191377A
Authority: JP
Inventors: Wataru Hidese; 渡秀瀬
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1992-03-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JP2765201B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は熱圧着用ボンディングヘッドに関し、半導体か
ら外方に延出するリードを、押圧むらなく基板に熱圧着
するための手段に関する。

（従来の技術）ポリイミドなどの合成樹脂により作られたフィルムキャ
リアテープに半導体をボンディングし、次いでこのフィ
ルムキャリアテープを打ち抜くことにより、半導体チッ
プを形成することが所謂ＴＡＢ法として知られている。

このようにして作られた半導体チップを基板にボンディ
ングすることは、−Ｃにアウターリードボンディングと
呼ばれる。このアウターリードボンディングは、半導体
から外方に延出するリードを基板の電極部に着地させ、
このリードに熱圧着子を押し付けて、熱圧着することに
より行われる。

（発明が解決しようとする課題）上記のようにアウターリードボンディングが行われる基
板の上面は、必ずしも完全な水平面ではなく、撓み等の
ために、傾斜面となっている場合がある。このように基
板が傾斜している場合、熱圧着子をリードに押し付ける
と押圧むらが生じ、半導体から多方向に多数本延出する
すべてのリードを基板に均一に熱圧着しにくい問題があ
った。

そこで本発明は、基板が傾斜している場合にも、リード
を押圧むらな（基板に熱圧着できる熱圧着用ボンディン
グヘッドを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、フィルムキャリアテープを打抜いて形成され
た半導体チップを吸着するノズルと、このノズルの周囲
に回動自在に設けられて、この半導体から延出するリー
ドを基板に熱圧着する熱圧着子と、このノズルと熱圧着
子の間にこの熱圧着子とは独立して回動自在に設けられ
て、この熱圧着子の上面に接離することにより、加熱手
段の熱をこの熱圧着子に伝熱する伝熱子とから熱圧着用
ボンディングヘッドを構成している。

（作用）上記構成において、半導体チップを吸着したノズルは下
降して、リードを基板に着地させる。

次いで熱圧着子によりリードを基板に押し付け、更に伝
熱子が熱圧着子に押し付けられて、リードは基板に熱圧
着される。その際、基板の上面が傾斜している場合は、
熱圧着子はその下面が基板の上面に沿うように回動し、
また伝熱子も熱圧着子に沿うように回動して、リードを
均等な力で基板に押し付けて熱圧着する。

（実施例）次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は熱圧着用ボンディングヘッドの斜視図、第２図
（ａ）は断面図である。１はノズルシャフトであり、そ
の下端部には半導体チップＰを吸着するノズル２が挿着
されている。この半導体チップＰは、フィルムキャリア
チー７”全打抜いて形成されたものであり、半導体Ｃか
らリードＬが多方向に多数本突出している。

３はノズルシャフト１の下部に設けられたヒートブロッ
ク、４はヒートプロ１．り３を覆うように設けられた本
体ブロックである。この本体ブロック４には、以下に述
べるように、熱圧着手段が組み付けられている。

ヒートブロック３にはロッド５が立設されている。この
ロッド５は、本体ブロンク４の孔部１９に、上下動自在
且つ矢印Ｎ方向に若干首振りできるように回動自在に遊
嵌されている。

６はロッド５の上端部に形成された膨大部、７はロッド
５に装着された弾発用コイルばねである。

８はヒートブロック３の下方に配設された熱圧着子であ
る。この熱圧着子８はプレート状であって、その内方に
は、熱圧着部８ａが上記ノズル２を取り囲むように突設
されている。９はヒートフロック３の下面に設けられた
伝熱子であって、熱圧着部８ａに対して相対的に昇降し
、この熱圧着部８ａに接離することにより、ヒートフロ
ック３の熱を熱圧着部８ａに伝熱する。

ＩＯは熱圧着子８を保持するブラケットである。

熱圧着子８は、ベヤリング１１を介して、矢印Ｎ方向に
首振りできるように回動自在にブラケット１０に保持さ
れている。１２は熱圧着子８を弾圧するばね材である。

このようにホンディングへ、ドの熱圧着子８と伝熱子９
は、互いに独立して回動自在となっており、後述するよ
うに、各々が独立して基板の上面の傾斜に追随して回動
するようになっている。第２図（ａ）において、５１．
５２はヒートブロック３の内面に突設された係合子と、
ノズル２の上部に設けられた係合体であって、互いに係
合する係合手段を構成しており、その詳細は後述する。

１３はブラケット１０に立設されたロッドである。この
ロッド１３は、上記本体ブロック４に上下動自在に挿入
されており、その上端膨大部１４は、本体ブロック４の
上面に嵌合している。１５はベヤリング部、１６はロッ
ドＩ３に装着された弾発用コイルばねである。ヒートフ
ロック３とベヤリング部１５の間には空間Ｔがあり、ヒ
ートブロック３によりベヤリング部１５が過度に加熱さ
れて、ベヤリング部１５が焼き付き、滑りが悪くなるの
を防止している。本体ブロック４にはシャフト１７が突
設されている。このシャフト１７は、シリンダ２０のロ
ッド２１に結合されており、ロッド２１が突没すること
により、本体ブロック４や、この本体ブロック４に装着
された熱圧着子８、伝熱子９は昇降する。第２図（ａ）
において、１８は基板である。

次に、第２図（ａ）を参照しながら、ノズルシャフト１
の昇降駆動手段を説明する。

３０はガイドブロックであって、ノズルシャフトエはこ
のガイドブロック３０を貫通している。３１はベヤリン
グ部である。ノズルシャフト１はガイドブロック３０の
上方まで延出しており、その途中には球子３２が装着さ
れている。

３３はこの球子３２から側方に延出する水平ロッドであ
り、その先端部には垂直ロッド３４が結合されている。

３５は垂直ロッド３４のガイドブロック、３Ｇはベヤリ
ング部である。垂直ロッド３４の上部にはコイルばね３
７が装着されており、そのばね力Ｆ１により、垂直ロッ
ド３４は上方に弾発されている。４３はこの垂直ロッド
３４を押圧する押圧子である。この押圧子３４は、送り
ねし４１に沿って昇降するナツト４２に支持されている
。４０は送りねし４１の駆動用モータである。

４４は、上記球子３２を押圧する押圧管であり、ノズル
シャフト１に昇降自在に遊嵌されている。この押圧管４
４は、シャフト４５を介して、コイルばね４６により下
方に付勢されている。上記コイルばね３７のばね力Ｆ１
は、このコイルばね４６のばね力Ｆ２よりも大きく、し
たがってノズルシャフト１が押圧子４３により押圧され
ない状態では、ノズルシャフトｌはコイルばね３７のば
ね力Ｆｌにより、上昇位置にある。またモータ４０が駆
動してナツト４２が下降すると、垂直ロッド３４は押圧
子４３に押圧され、ノズルシャフト１は下降する。第２
図（ｂ）は、モータ４０の駆動によるノズル２の下降限
度位置を示している。すなわち、モータ４０の駆動によ
っては、ノズル２は、半導体チップＰのリードＬが基板
１８に着地するまで下降せず、リードＬが基板１８ムこ
着地する前に、ノズル２の下降は停止する。次いでシリ
ンダ２０のロッド２１が突出することにより、本体ブロ
ック４は下降するが、その途中で、ヒートブロック３の
保合子５１は、ノズル２の係合体５２に係合し、係合子
５１が係合体５２を押え付けることにより、ノズル２は
ヒートブロック３と一体的に下降し、リードＬを基板１
８に着地させる（第２図（ｂ）、（ｃ）参照）。

このように、モータ４０によってノズル２をリードＬの
着地位置まで下降させずに、途中で下降を停止させ、次
いでヒートブロック３と一体的に下降させれば、基板１
８の厚さのばらつきや、ノズル２の昇降の繰り返しによ
って生しがちな機械的がたに関係なく、リート′Ｌが基
板１８に着地するまで、ノズル２を的確に下降させるこ
とができる。しかも、ヒートブロック３や熱圧着子８は
、ばね７，１２．１６により弾発されているので、これ
らのばね力により、リードＬをソフトに押え付けて基板
１８４こ圧着することができる。なお係合手段の形状構
造や形成位置は本実施例に限定されないのであって、要
はヒートブロック３などの熱圧着手段が下降する際に、
これと一体的にノズル２を下降させることができるもの
であればよい。

このボンディングヘッドは上記のような構成より成り、
次に第２図を参照しながら動作の説明を行う。

常時は、熱圧着部８ａは、ヒートプロ、り３により過度
に加熱されないように、伝熱子９から若干離れて、１８
０℃程度に加熱されている。

さて、半導体チップＰをノズル２に吸着したボンディン
グへ・７ドは、基板１８の上方に到来しく第２図＜ａ）
）、モータ４０が駆動してノズル２は下降する。上述し
たように、ノズル２の下降は途中で停止する（第２図（
ｂ）参照）。

次いでシリンダ２０が作動して本体ブロック４は下降す
る。その途中において、係合子５１は係合体５２を押え
付け、ノズル２は本体プロノり４と一体的に下降して、
リードしは基板１８に着地し、リードＬは熱圧着部８ａ
により基板１８に押し付けられる。

ここで鎖線に示すように、基板１８が傾斜しているとき
は、熱圧着部８ａの下面が基板１８の上面に沿うように
、熱圧着子８はヘヤリング１１を中心に矢印Ｎ方向に回
動し、半導体Ｃから４方向や２方向に延出するリードし
に均一に押し付けられる。この場合、熱圧着子８はばね
材１２のばね力により、リードしにソフトに弾接する。

また熱圧着部８ａがリードしに押し当った直後に、伝熱
子９は熱圧着部８ａに着地し、熱圧着部８ａを高温（２
００″Ｃ以上）に加熱して、リードＬを基板１８に熱圧
着する（同図（Ｃ））。この場合、ロッド５は本体ブロ
ック４の孔部１９に若干の回動が許容されるように遊嵌
されているので、伝熱子９も熱圧着部８ａの上面に沿う
ようにわずかに矢印Ｎ方向に回動し、熱圧着子９の下面
は熱圧着部８ａの上面に均一に面押光して、ヒートブロ
ンクー３の熱を熱圧着部８ａに均一に伝熱する。したが
ってリードＬは押圧むらなく基板１８に押し付けられて
、均一に熱圧着される。このようにして熱圧着が終了し
たならば、シリンダ２０の口・７ド２１は上昇するとと
もに、七′−夕４０は逆回転し、ボンディングへ・７ド
は上昇して、原位置に復帰する。なお伝熱子９が熱圧着
部８ａの上面に面押光せずに、この上面に対して傾斜し
たまま点押当、若しくは線押当すると、リードしには圧
痕を生じやすい。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、フィルムキャリアテープ
を打抜いて形成された半導体チップを吸着するノズルと
、このノズルの周囲に回動自在に設けられて、この半導
体から延出するリードを基板に熱圧着する熱圧着子と、
このノズルと熱圧着子の間にこの熱圧着子とは独立して
回動自在に設けられて、この熱圧着子の上面に接離する
ことにより、加熱手段の熱をこの熱圧着子に伝熱する伝
熱子とから熱圧着用ボンディングヘッドを構成している
ので、基板の傾斜に沿うように、熱圧着子や伝熱子を回
動させて、押圧むらなくリードを基板に熱圧着すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はボン
ディングヘッドの斜視図、第２図（ａ＞、　　（ｂ）、
　　（ｃ）はボンディング中の正面図である。２・・・ノズル３・・・加熱手段８・・・熱圧着子９・・・伝熱子１８・・・基板Ｐ・・・半導体チップＬ・・・リードＩ￥　１　図

Claims

【特許請求の範囲】

　フィルムキャリアテープを打抜いて形成された半導体
チップを吸着するノズルと、このノズルの周囲に回動自
在に設けられて、この半導体から延出するリードを基板
に熱圧着する熱圧着子と、このノズルと熱圧着子の間に
この熱圧着子とは独立して回動自在に設けられて、この
熱圧着子の上面に接離することにより、加熱手段の熱を
この熱圧着子に伝熱する伝熱子とから成ることを特徴と
する熱圧着用ボンディングヘッド。