JPH056922A - 精密平面調芯機構 - Google Patents
精密平面調芯機構Info
- Publication number
- JPH056922A JPH056922A JP15676591A JP15676591A JPH056922A JP H056922 A JPH056922 A JP H056922A JP 15676591 A JP15676591 A JP 15676591A JP 15676591 A JP15676591 A JP 15676591A JP H056922 A JPH056922 A JP H056922A
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- alignment mechanism
- functional spring
- substrate
- bonding tool
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は精密平面調芯機構に関し、半導体組立
装置に用い、半導体チップを基板に搭載するときの実装
精度を良好にすることができる精密平面調芯機構を実現
することを目的とする。 【構成】加圧力を受ける部材を支承する機能性ばね15
と、該機能性ばね15の中心に位置し、該機能性ばね15よ
り僅かに高さが低く、且つ先端が球面をなす支柱16とを
具備して成るように構成する。
装置に用い、半導体チップを基板に搭載するときの実装
精度を良好にすることができる精密平面調芯機構を実現
することを目的とする。 【構成】加圧力を受ける部材を支承する機能性ばね15
と、該機能性ばね15の中心に位置し、該機能性ばね15よ
り僅かに高さが低く、且つ先端が球面をなす支柱16とを
具備して成るように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精密平面調芯機構に関
し、詳しくは、高精度な搭載精度が要求されるファイン
ピッチのＴＡＢ（テープオートメイテッドボンディン
グ）又はフリップチップ等の半導体組立装置等に用いら
れる精密平面調芯機構に関する。
し、詳しくは、高精度な搭載精度が要求されるファイン
ピッチのＴＡＢ（テープオートメイテッドボンディン
グ）又はフリップチップ等の半導体組立装置等に用いら
れる精密平面調芯機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は半導体組立におけるフェイス・ダ
ウン・タイプのＴＡＢ実装の場合を示す図であり、
（ａ）はボンディング前の状態、（ｂ）はボンディング
後の状態を示す図である。（ａ）図において、１は電極
パターン２が設けられた基板であり、ステージ３の上に
載置されている。４はボンディングツールでありチップ
５に接合されているＴＡＢリード６を電極パターン２に
押圧するとともに加熱して電極パターン２とリード６を
（ｂ）図の如く接合するようになっている。
ウン・タイプのＴＡＢ実装の場合を示す図であり、
（ａ）はボンディング前の状態、（ｂ）はボンディング
後の状態を示す図である。（ａ）図において、１は電極
パターン２が設けられた基板であり、ステージ３の上に
載置されている。４はボンディングツールでありチップ
５に接合されているＴＡＢリード６を電極パターン２に
押圧するとともに加熱して電極パターン２とリード６を
（ｂ）図の如く接合するようになっている。
【０００３】このようなフェイス・ダウン・タイプのＴ
ＡＢ実装において、ＴＡＢのリードピッチが 200μｍレ
ベル又は接合部にロウ材を用いる場合、基板側の電極パ
ターン２にリード６を接合する際の基準面（基板側：ス
テージ面、チップ側：ボンディングツール先端面）はそ
れぞれ機械的に組立てる際の組み上げ精度を上げて双方
共に固定された平面を維持し、接合動作を行なうように
なっている。
ＡＢ実装において、ＴＡＢのリードピッチが 200μｍレ
ベル又は接合部にロウ材を用いる場合、基板側の電極パ
ターン２にリード６を接合する際の基準面（基板側：ス
テージ面、チップ側：ボンディングツール先端面）はそ
れぞれ機械的に組立てる際の組み上げ精度を上げて双方
共に固定された平面を維持し、接合動作を行なうように
なっている。
【０００４】この場合、双方の面単体での平面度が重要
であると共に、組み上げ精度が重要になる。また接合
時、リード面はボンディング・ツールに倣うが、基板側
は部材の反りがある為に実際に接合するリード下面と基
板の電極パターン面が同一面（平行面）となることはな
い。
であると共に、組み上げ精度が重要になる。また接合
時、リード面はボンディング・ツールに倣うが、基板側
は部材の反りがある為に実際に接合するリード下面と基
板の電極パターン面が同一面（平行面）となることはな
い。
【０００５】しかし、接合部にロウ材がある場合には、
ロウ材が座布団の働きをするため、見かけ上、あるレベ
ルの平面くずれ迄は接合可能である。また接合部にロウ
材が無い場合でも、リードピッチが広い場合にはＴＡＢ
リードそのものが厚い為、またリード本数が少ない為、
接合時の圧力で無理に接合する事は可能である。
ロウ材が座布団の働きをするため、見かけ上、あるレベ
ルの平面くずれ迄は接合可能である。また接合部にロウ
材が無い場合でも、リードピッチが広い場合にはＴＡＢ
リードそのものが厚い為、またリード本数が少ない為、
接合時の圧力で無理に接合する事は可能である。
【０００６】ところが、ＴＡＢリードピッチが 100μｍ
レベル以下で接合部にロウ材が無い場合は接合部全域に
おいて、加圧時に５μｍ以下レベルの平面度が出ていな
いと、濡れ不足及びツール片当りにより接合不良が発生
する。このため、図４及び図５に示すような平面調芯機
構が考案実用化されている。
レベル以下で接合部にロウ材が無い場合は接合部全域に
おいて、加圧時に５μｍ以下レベルの平面度が出ていな
いと、濡れ不足及びツール片当りにより接合不良が発生
する。このため、図４及び図５に示すような平面調芯機
構が考案実用化されている。
【０００７】図４は、ステージ側が固定でボンディング
ツール側を可動としたもので、同図（ａ）は準備状態、
（ｂ）は接合動作状態を示す図である。これは、（ａ）
図の如くボンディングツール４を支持部材７でフローテ
ィング支持しており、（ｂ）図の如く、ステージ３に載
置した基板１上の電極パターン２に半導体チップ５のリ
ード６を押圧・加熱してボンディングするようになって
いる。この際基板１が傾いていてもボンディングツール
４はその傾きに倣うことができる。
ツール側を可動としたもので、同図（ａ）は準備状態、
（ｂ）は接合動作状態を示す図である。これは、（ａ）
図の如くボンディングツール４を支持部材７でフローテ
ィング支持しており、（ｂ）図の如く、ステージ３に載
置した基板１上の電極パターン２に半導体チップ５のリ
ード６を押圧・加熱してボンディングするようになって
いる。この際基板１が傾いていてもボンディングツール
４はその傾きに倣うことができる。
【０００８】図５は、ボンディングツール側が固定で基
板側を可動としたもので、同図（ａ）は準備状態、
（ｂ）は接合動作状態を示す図である。これはステージ
３上にボール８を介して載置した基板１を、四方よりス
プリング９で引張っておき、（ｂ）図の如くボンディン
グツール４が半導体チップ５のリード６を基板１の電極
パターン２に押圧・加熱してボンディングするようにな
っている。この際基板１が傾いていても、該基板１はボ
ール８で一点で支持されているため、自由に傾くことが
でき、ボンディングツール４の先端面に倣うことができ
る。
板側を可動としたもので、同図（ａ）は準備状態、
（ｂ）は接合動作状態を示す図である。これはステージ
３上にボール８を介して載置した基板１を、四方よりス
プリング９で引張っておき、（ｂ）図の如くボンディン
グツール４が半導体チップ５のリード６を基板１の電極
パターン２に押圧・加熱してボンディングするようにな
っている。この際基板１が傾いていても、該基板１はボ
ール８で一点で支持されているため、自由に傾くことが
でき、ボンディングツール４の先端面に倣うことができ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記、図４で説明した
平面調芯機構では、ボンディングツール４はパルスヒー
ト方式にて加熱するようになっているため、ヒート部が
機構的に複雑な構造であり、更に、それに調芯機構が付
加されているためメンテナンス性が悪い。また加圧接合
前に高精度な位置合わせを行なっているが、ツールが下
降し、ＴＡＢリードの１点が基板側電極パターンに接触
した際（チップ各辺両端リードのいずれか）にボンディ
ングツールが水平面内で回転してしまう。このため、搭
載精度が悪い等の問題がある。
平面調芯機構では、ボンディングツール４はパルスヒー
ト方式にて加熱するようになっているため、ヒート部が
機構的に複雑な構造であり、更に、それに調芯機構が付
加されているためメンテナンス性が悪い。また加圧接合
前に高精度な位置合わせを行なっているが、ツールが下
降し、ＴＡＢリードの１点が基板側電極パターンに接触
した際（チップ各辺両端リードのいずれか）にボンディ
ングツールが水平面内で回転してしまう。このため、搭
載精度が悪い等の問題がある。
【００１０】また図５で説明した平面調芯機構では、ボ
ンディングツール側は機構的に簡単な構造であるが、基
板側は加圧の荷重をボールの１点に集中していることで
強度的な問題がある。更に基板を４方向からスプリング
のみによって位置決めしていることにより、最初の１個
を加圧・接合した後、次の基板を同一位置にセットして
も再現性（位置的な）が保証されないという問題があ
る。
ンディングツール側は機構的に簡単な構造であるが、基
板側は加圧の荷重をボールの１点に集中していることで
強度的な問題がある。更に基板を４方向からスプリング
のみによって位置決めしていることにより、最初の１個
を加圧・接合した後、次の基板を同一位置にセットして
も再現性（位置的な）が保証されないという問題があ
る。
【００１１】本発明は、半導体組立装置に用いて半導体
チップを基板に搭載するときの実装精度を良好にするこ
とができる精密平面調芯機構を実現しようとする。
チップを基板に搭載するときの実装精度を良好にするこ
とができる精密平面調芯機構を実現しようとする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の精密平面調芯機
構に於いては、加圧力を受ける部材を支承する機能性ば
ね15と、該機能ばね15の中心に位置し、該機能性ばね15
より僅かに高さが低く、且つ先端が球面をなす支柱16と
を具備して成ることを特徴とする。
構に於いては、加圧力を受ける部材を支承する機能性ば
ね15と、該機能ばね15の中心に位置し、該機能性ばね15
より僅かに高さが低く、且つ先端が球面をなす支柱16と
を具備して成ることを特徴とする。
【００１３】また、それに加えて、上記機能性ばね15
は、弾性を有する材料で形成された円筒に、その外周の
左右から切り込み17，17′を入れた段を複数段設け、且
つその隣り合う段の切り込み方向が90°異なることを特
徴とする。この構成を採ることにより、半導体組立装置
に用いて、半導体チップを基板に搭載するときの実装精
度を良好にすることができる精密平面調芯機構を得るこ
とができる。
は、弾性を有する材料で形成された円筒に、その外周の
左右から切り込み17，17′を入れた段を複数段設け、且
つその隣り合う段の切り込み方向が90°異なることを特
徴とする。この構成を採ることにより、半導体組立装置
に用いて、半導体チップを基板に搭載するときの実装精
度を良好にすることができる精密平面調芯機構を得るこ
とができる。
【００１４】
【作用】機能性ばね15はコイルばねと異なり、形状が軸
対称であるため、荷重により圧縮されても加圧された面
は回転しない。そのため半導体組立装置に用いたとき、
ボンディングツール面と、電極パターン面の平行度が狂
っていても、ボンディングツール側が下降し、リード12
ａの１点が電極パターン13ａに接触すれば、その部分直
下の機能性ばね部が圧縮を受け基板13はボンディングツ
ール10にならって下降する。
対称であるため、荷重により圧縮されても加圧された面
は回転しない。そのため半導体組立装置に用いたとき、
ボンディングツール面と、電極パターン面の平行度が狂
っていても、ボンディングツール側が下降し、リード12
ａの１点が電極パターン13ａに接触すれば、その部分直
下の機能性ばね部が圧縮を受け基板13はボンディングツ
ール10にならって下降する。
【００１５】更に、ボンディングツール10が下降し、リ
ード12ａが基板の電極パターン全部に接した後に、ボン
ディングツール側の加圧力は剛体の支柱16によって受け
止めることができる。
ード12ａが基板の電極パターン全部に接した後に、ボン
ディングツール側の加圧力は剛体の支柱16によって受け
止めることができる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の実施側を半導体組立装置に用
いた場合を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は機能性
ばねを示す斜視図である。（ａ）図において、10はボン
ディングツールであり、11は本実施側の精密平面調芯機
構である。
いた場合を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は機能性
ばねを示す斜視図である。（ａ）図において、10はボン
ディングツールであり、11は本実施側の精密平面調芯機
構である。
【００１７】該精密平面調芯機構11は、半導体チップ12
を搭載する基板13を支承するステージ（加圧力を受ける
部材）14と、該ステージ14を支持する機能性ばね15と、
該機能性ばね15の中心に位置する剛体の支柱16とを具備
している。
を搭載する基板13を支承するステージ（加圧力を受ける
部材）14と、該ステージ14を支持する機能性ばね15と、
該機能性ばね15の中心に位置する剛体の支柱16とを具備
している。
【００１８】そして上記機能性ばね15は（ｂ）図に示す
ように弾性を有する材料で形成された円筒に、その外周
の左右から所定の幅の接続部15ａが残るように切り込み
17，17′を入れた段が複数段設けられており、且つその
隣り合う段の切り込み方向が90°異なっている。また支
柱16はその高さが機能性ばね15の高さより僅かに低く、
且つ先端は球面をなしている。なお機能性ばね15のばね
常数は、円筒の材質、内・外径、切り込み間の肉厚ｔを
変えることにより、任意の値に設計することができる。
ように弾性を有する材料で形成された円筒に、その外周
の左右から所定の幅の接続部15ａが残るように切り込み
17，17′を入れた段が複数段設けられており、且つその
隣り合う段の切り込み方向が90°異なっている。また支
柱16はその高さが機能性ばね15の高さより僅かに低く、
且つ先端は球面をなしている。なお機能性ばね15のばね
常数は、円筒の材質、内・外径、切り込み間の肉厚ｔを
変えることにより、任意の値に設計することができる。
【００１９】このように構成された本実施側は、図２の
如くステージ14の上に基板13を載置し、該基板13上の電
極パターン13ａに半導体チップ12のリード12ａを重ね合
わせ、該部をボンディングツール10により押圧すると同
時に加熱して両者を接合することができる。
如くステージ14の上に基板13を載置し、該基板13上の電
極パターン13ａに半導体チップ12のリード12ａを重ね合
わせ、該部をボンディングツール10により押圧すると同
時に加熱して両者を接合することができる。
【００２０】この際、ボンディングツール面と、基板の
電極パターン面の平行度が狂っていても、ボンディング
ツール側が下降し、リード12ａの１点が電極13ａに接触
すれば、その部分直下の機能性ばね部分が圧縮力を受
け、基板13がボンディングツールにならって下降する。
更にボンディングツールが下降し、リード12ａが基板の
全部の電極パターン13ａに接触した後はステージ14が支
柱16に接触し、加圧力は支柱16が受けボンディングを完
了することができる。なお支柱16とステージ14との間隔
△Ｈ（図１参照）は、ボンディングツール面10と基板面
13の傾きによる高低差の１／２＋αだけあれば良い。加
圧終了後は機能性ばね15の再現性により基板13はもとの
位置に戻る。
電極パターン面の平行度が狂っていても、ボンディング
ツール側が下降し、リード12ａの１点が電極13ａに接触
すれば、その部分直下の機能性ばね部分が圧縮力を受
け、基板13がボンディングツールにならって下降する。
更にボンディングツールが下降し、リード12ａが基板の
全部の電極パターン13ａに接触した後はステージ14が支
柱16に接触し、加圧力は支柱16が受けボンディングを完
了することができる。なお支柱16とステージ14との間隔
△Ｈ（図１参照）は、ボンディングツール面10と基板面
13の傾きによる高低差の１／２＋αだけあれば良い。加
圧終了後は機能性ばね15の再現性により基板13はもとの
位置に戻る。
【００２１】以上の本実施側によれば、半導体組立装置
に用いた場合機能性ばね15のばね常数をコントロール
（極力弱めにする）することによりボンディングツール
10が基板13に接触する際の衝撃的な力を回避でき品質が
安定する。（なお衝撃的な力が加わるとその部分のリー
ドのみつぶれが大きくなる。）またこれによりボンディ
ングツール側の下降速度を速くすることができ、インデ
ックスの短縮が可能となる。リードが均等に加圧され
るため、加圧ムラ、濡れ不足等が減少し品質が安定す
る。水平面内での回転ズレが生じないため搭載精度が
向上する。
に用いた場合機能性ばね15のばね常数をコントロール
（極力弱めにする）することによりボンディングツール
10が基板13に接触する際の衝撃的な力を回避でき品質が
安定する。（なお衝撃的な力が加わるとその部分のリー
ドのみつぶれが大きくなる。）またこれによりボンディ
ングツール側の下降速度を速くすることができ、インデ
ックスの短縮が可能となる。リードが均等に加圧され
るため、加圧ムラ、濡れ不足等が減少し品質が安定す
る。水平面内での回転ズレが生じないため搭載精度が
向上する。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、機能性ばねと、その中
心に配置した支柱とを用いることにより、加圧力を受け
る面が水平面内で回転しないような精密な平面調芯が可
能となり、半導体組立装置に用いて品質の安定した半導
体装置が得られるといった効果がある。
心に配置した支柱とを用いることにより、加圧力を受け
る面が水平面内で回転しないような精密な平面調芯が可
能となり、半導体組立装置に用いて品質の安定した半導
体装置が得られるといった効果がある。
【図１】本発明の実施側を半導体組立装置に用いた場合
を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は機能性ばねを示
す斜視図である。
を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は機能性ばねを示
す斜視図である。
【図２】本発明の実施側の作用を説明するための図であ
る。
る。
【図３】従来のフェイス・ダウン・タイプのＴＡＢ実装
の場合を示す図で、（ａ）はボンディング前の状態、
（ｂ）はボンディング後の状態を示す図である。
の場合を示す図で、（ａ）はボンディング前の状態、
（ｂ）はボンディング後の状態を示す図である。
【図４】従来の平面調芯機構を示す図である。
【図５】従来の平面調芯機構を示す図である。
10…ボンディングツール
11…精密平面調芯機構
12…半導体チップ
12ａ…リード
13…基板
13ａ…電極パターン
14…ステージ
15…機能性ばね
16…支柱
17，17′…切り込み
18…接続部
Claims (2)
- 【請求項１】 加圧力を受ける部材を支承する機能性ば
ね(15)と、該機能性ばね(15)の中心に位置し、該機能性
ばね(15)より僅かに高さが低く、且つ先端が球面をなす
支柱(16)とを具備して成ることを特徴とする精密平面調
芯機構。 - 【請求項２】 上記機能性ばね(15)は、弾性を有する材
料で形成された円筒に、その外周の左右から切り込み
(17，17′）を入れた段を複数段設け、且つその隣り合
う段の切り込み方向が90°異なることを特徴とする請求
項１の精密平面調芯機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15676591A JP2868029B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 精密平面調芯機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15676591A JP2868029B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 精密平面調芯機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH056922A true JPH056922A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2868029B2 JP2868029B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=15634827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15676591A Expired - Lifetime JP2868029B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 精密平面調芯機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2868029B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015107715A1 (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | シャープ株式会社 | 実装基板の製造装置、及び実装基板の製造方法 |
| RU2578628C1 (ru) * | 2012-04-26 | 2016-03-27 | ГЛОБЕРИДЖ, Инк. | Подшипник с магнитожидкостным уплотнением |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP15676591A patent/JP2868029B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2578628C1 (ru) * | 2012-04-26 | 2016-03-27 | ГЛОБЕРИДЖ, Инк. | Подшипник с магнитожидкостным уплотнением |
| WO2015107715A1 (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | シャープ株式会社 | 実装基板の製造装置、及び実装基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2868029B2 (ja) | 1999-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981110 |