JPH0590341A - Bonder - Google Patents

Bonder

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Publication number
JPH0590341A
JPH0590341A JP25133491A JP25133491A JPH0590341A JP H0590341 A JPH0590341 A JP H0590341A JP 25133491 A JP25133491 A JP 25133491A JP 25133491 A JP25133491 A JP 25133491A JP H0590341 A JPH0590341 A JP H0590341A
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JP
Japan
Prior art keywords
axis
rotating body
rotating
rotation
curved surface
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP25133491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Adachi
司 安立
Harumi Nonogaki
晴己 野々垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP25133491A priority Critical patent/JPH0590341A/en
Publication of JPH0590341A publication Critical patent/JPH0590341A/en
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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】リードを一括にボンディングするボンディング
装置に関し、リードと基板のパターンとの位置ズレを防
止して超精密な位置決めができ、むらのない平行な面接
触による加圧加熱を行うことを目的とする。 【構成】載置台2は基板3の中央点Oを通るX軸を中心
とする円筒面2bを下方に有し、回転台4の円筒内面4
aと円筒面2bとの間には載置台2をX軸の周りで回動
できるようにボール5が介装されている。引張バネ8は
載置台2のバランスをとって静止させる。回転台4は中
央点Oを通るY軸を中心とし、載置台2の円筒面2bの
半径よりも大きな半径の円筒面4bを下方に有す。固定
台9の円筒内面9aと円筒面4bとの間には回転台4が
Y軸の周りで回動できるようにボール10が介装されて
いる。引張バネ13は回転台4のバランスをとって静止
させている。
(57) [Abstract] [Purpose] Regarding a bonding device for bonding leads in a lump, it is possible to prevent misalignment between the leads and the pattern of the substrate and perform ultra-precision positioning, and pressure heating by even parallel surface contact. The purpose is to do. [Structure] The mounting table 2 has a cylindrical surface 2b centered on the X-axis passing through the center point O of the substrate 3 on the lower side, and a cylindrical inner surface 4 of the rotary table 4.
A ball 5 is interposed between a and the cylindrical surface 2b so that the mounting table 2 can be rotated around the X axis. The tension spring 8 balances the mounting table 2 and makes it stand still. The rotary table 4 has a cylindrical surface 4b centered on the Y-axis passing through the center point O and having a radius larger than the radius of the cylindrical surface 2b of the mounting table 2 below. A ball 10 is interposed between the cylindrical inner surface 9a of the fixed base 9 and the cylindrical surface 4b so that the rotary base 4 can rotate about the Y axis. The tension spring 13 balances the turntable 4 and keeps it stationary.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、基板のパターンに半導
体のリードを、ミクロン単位の精度で位置決め及び平行
当接し、それを加圧加熱して一括にボンディング(ギャ
ングボンディング)する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for positioning and parallel-contacting a semiconductor lead on a pattern of a substrate with an accuracy of a micron unit and heating it under pressure to collectively bond (gang bonding).

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、基板のパターンに半導体チップを
ボンディングする方式としては、ワイヤーボンディング
とタブボンディング(Tape Automated Bonding)の2通
りが一般的に行われているが、リード間のピッチ100
μ以下、リード数125〜250本以上のものは、タブ
ボンディングでなければ無理とされている。
2. Description of the Related Art At present, as a method of bonding a semiconductor chip to a pattern of a substrate, there are generally two methods of wire bonding and tab automated bonding (Tape Automated Bonding).
It is not possible to use a lead wire having μ or less and 125 to 250 or more leads unless tab bonding.

【0003】タブボンディングは周知の如く、テープに
プリント及びエッチング加工によってリードを形成し、
該テープのインナーリードに半導体チップをボンディン
グし(ILB)、アウターリードを基板のパターンにボ
ンディング(OLB)するもので、図9のボンディング
装置30で行われる。
As is well known in tab bonding, leads are formed on a tape by printing and etching,
The semiconductor chip is bonded to the inner lead of the tape (ILB), and the outer lead is bonded to the pattern of the substrate (OLB), which is performed by the bonding apparatus 30 of FIG.

【0004】OLBを例に説明すると、基板33は、サ
ーモドツール34の加圧加熱面34aと平行な載置面3
2上に置かれている。基板33上にはILB処理後の半
導体チップ35が、予め光学的手段でリード36と基板
33のパターンを精密に位置合わせされ、サーモドツー
ル34でリード36を加圧加熱してボンディングを行
う。
Taking the OLB as an example, the substrate 33 is placed on the mounting surface 3 parallel to the pressure heating surface 34a of the thermotool 34.
It is placed on 2. On the substrate 33, the semiconductor chip 35 after the ILB processing is preliminarily precisely aligned with the pattern of the leads 36 and the substrate 33 by an optical means, and the leads 36 are pressurized and heated by the thermo-tool 34 to perform bonding.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステー
ジ31の載置面32とサーモドツール34の加圧面34
aは正確に平行であることはまずありえない。従って、
狭いピッチで並んだ細くて多数(例えば、コンピュータ
用半導体チップではリードピッチ50μ(ミクロン)以
下、リード幅40μ以下、リード数500本以上)のリ
ードを一括してボンディングする際、サーモドツール3
4の加圧面34aがリード36に当接したときに相互間
に微細な傾斜誤差が生じる。よって、そのまま加圧面3
4aをリード36に加圧すると、リード36と基板33
のパターンとの位置ズレが生じ、また、加圧力に部分的
強弱むらが生じる。
However, the mounting surface 32 of the stage 31 and the pressing surface 34 of the thermod tool 34 are not provided.
It is unlikely that a is exactly parallel. Therefore,
When bonding a large number of thin and narrow lines (for example, a semiconductor semiconductor chip for computers has a lead pitch of 50 μ (micron) or less, a lead width of 40 μ or less, and a number of leads of 500 or more) at the same time, the thermod tool 3
When the pressing surface 34a of No. 4 abuts on the lead 36, a fine tilt error occurs between them. Therefore, the pressing surface 3 as it is
When the lead 4 is pressed against the lead 36, the lead 36 and the substrate 33
There is a positional deviation from the pattern, and the applied pressure has partial strength unevenness.

【0006】そのため、リード36と基板33のパター
ンとの位置ズレが生じると、リード36とパターンが接
続しなかったり、隣のリードに誤接続してしまったりす
るミスが発生する。又、加圧力の強弱むらによってリー
ド36の不溶接又は不完全溶接や、過度の加圧力による
リード36の溶断等が発生する。
Therefore, if the lead 36 and the pattern of the substrate 33 are misaligned, the lead 36 and the pattern may not be connected or may be erroneously connected to an adjacent lead. Further, non-welding or incomplete welding of the leads 36 due to unevenness of the applied pressure, or melting of the leads 36 due to excessive applied pressure occurs.

【0007】このようにして、例え1本のリードの誤接
続や溶接不良でも、製品全体が不良品となるため、上記
は極めて重大な課題であり、よって正確なタブボンディ
ングを行なうために、平行当接(ズレがでない平均的面
接触)を得ることが従来からの課題であった。
In this way, even if one lead is erroneously connected or the welding is defective, the entire product becomes a defective product, and the above is a very serious problem. Therefore, in order to perform accurate tab bonding, It has been a conventional problem to obtain contact (average surface contact without displacement).

【0008】上記課題を解決するため、従来、図10に
示すように弾性体37を介して載置台38を設けたステ
ージ39が特開昭62−149142号公報にて開示さ
れている。ところが、この構造では、サーモドツール
(図示略)により加圧された際、図11に示すように弾
性体37の弾性変形による横方向の微小ズレΔCを無く
すことはできない。例えば、傾斜角度θを0.3°とし
たとき、ズレ量は15μ〜25μと非常に大きくなり、
サーモドツールの加圧面と基板33とのズレ力で細いリ
ード13は変形してしまうという問題がある。
In order to solve the above problems, a stage 39 provided with a mounting table 38 via an elastic body 37 as shown in FIG. 10 is conventionally disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-149142. However, with this structure, it is not possible to eliminate the lateral minute deviation ΔC due to the elastic deformation of the elastic body 37 as shown in FIG. 11 when it is pressed by a thermod tool (not shown). For example, when the inclination angle θ is set to 0.3 °, the deviation amount becomes very large, 15 μ to 25 μ,
There is a problem that the thin lead 13 is deformed by the displacement force between the pressing surface of the thermo-tool and the substrate 33.

【0009】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、リードと基板のパターンとの位置ズ
レを防止して超精密な位置決めを行うことができるとと
もに、むらのない平行な面接触による加圧加熱を行うこ
とができることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. It is possible to prevent the positional deviation between the lead and the pattern of the substrate and to perform ultra-precision positioning, and to perform parallel and uniform The purpose is to be able to perform pressure heating by surface contact.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、基板又は半導体チップの載置面を有する
ステージと、テープに設けられたリードにより形成され
る非溶接側平面の中央点の両側にリードに当接する少な
くとも二辺部よりなる当接部を有し、リードを基板のパ
ターン又は半導体チップの電極部に加圧加熱して一括に
ボンディングするサーモドツールと、前記当接部を載置
面と平行になるようにリードに当接させる平行当接機構
とを備えたボンディング装置において、平行当接機構
を、前記中央点を通る非溶接側平面内の第1軸を中心と
した球面以外の回転曲面を少なくとも一部に有する第1
回動体と、第1回動体の回転曲面を支持して第1回動体
を前記第1軸の周りで回動させる第1支持体とを備えた
第1機構部と、非溶接側平面内において前記中央点を通
りかつ前記第1軸と交差する第2軸を中心とし、その最
大曲率半径が第1回動体における回転曲面の最大曲率半
径よりも大きい球面以外の回転曲面を少なくとも一部に
有する第2回動体と、第2回動体の回転曲面を支持して
第2回動体を前記第2軸の周りで回動させる第2支持体
とを備えた第2機構部とを備えて構成し、第1及び第2
機構部を前記ステージ及び/又はサーモドツールに設け
た。
In order to achieve the above object, the present invention provides a stage having a mounting surface for a substrate or a semiconductor chip and a center point of a non-welding side plane formed by leads provided on a tape. A thermo-tool having a contact portion having at least two sides contacting the lead on both sides of the lead, and bonding the leads collectively by heating under pressure to the pattern of the substrate or the electrode portion of the semiconductor chip; and the contact portion. A parallel abutting mechanism for abutting against the lead so as to be parallel to the mounting surface, the parallel abutting mechanism having a first axis in a non-welding side plane passing through the center point as a center. Having at least a part of a curved surface other than a curved spherical surface
In a non-welding side plane, a first mechanism portion including a rotating body and a first support body that supports a curved surface of rotation of the first rotating body and rotates the first rotating body around the first axis. At least a part of which has a rotation curved surface other than a spherical surface having a maximum curvature radius larger than the maximum curvature radius of the rotation curved surface of the first rotating body with a second axis passing through the center point and intersecting the first axis as a center. A second rotating body; and a second mechanism portion including a second supporting body that supports the curved curved surface of the second rotating body and rotates the second rotating body around the second axis. , First and second
A mechanical unit is provided on the stage and / or the thermod tool.

【0011】又、本発明は、当接部を平面方形状とし、
第1回動体の第1軸と第2回動体の第2軸とを直交させ
ている。又、本発明は、第1機構部に第1回動体を初期
位置に復帰させるための第1復帰手段を設けるととも
に、第2機構部に第2回動体を初期位置に復帰させるた
めの第2復帰手段を設けた。
Further, according to the present invention, the abutting portion has a planar rectangular shape,
The first axis of the first rotating body and the second axis of the second rotating body are orthogonal to each other. Further, according to the present invention, the first mechanism portion is provided with a first returning means for returning the first rotating body to the initial position, and the second mechanism portion is provided with a second returning means for returning the second rotating body to the initial position. A reset means was provided.

【0012】又、本発明は、第1支持体に第1回動体の
回転曲面を支持するコロを設け、第2支持体に第2回動
体の回転曲面を支持するコロを設けた。更に、本発明
は、第1機構部の第1支持体と第2機構部の第2回動体
とを一体に設けた。
Further, according to the present invention, the first supporting member is provided with a roller for supporting the rotating curved surface of the first rotating member, and the second supporting member is provided with a roller for supporting the rotating curved surface of the second rotating member. Further, according to the present invention, the first support body of the first mechanism portion and the second rotating body of the second mechanism portion are integrally provided.

【0013】[0013]

【作用】従って、本発明によれば、リードと基板のパタ
ーン又は半導体チップの電極部とをボンディングする際
に、まず、サーモドツールの当接部の1角が点接触する
と、第1回動体が第1軸を中心にして回動して該接触点
から始まる一辺が線接触し、一辺が線接触すると第2回
動体が第2軸を中心にして回動して該接触線から始まる
面(全面)が面接触し、サーモドツールの当接部がステ
ージの載置面と平行になるようにリードに当接される。
これにより、むらのない平行な面接触による加圧加熱を
行うことが可能となる。
Therefore, according to the present invention, when the lead is bonded to the pattern of the substrate or the electrode portion of the semiconductor chip, first, one corner of the contact portion of the thermod tool comes into point contact with the first rotating body. Is rotated about the first axis, and one side starting from the contact point comes into line contact, and when one side comes into line contact, the second rotating body rotates about the second axis and starts from the contact line. The (entire surface) is in surface contact, and is brought into contact with the lead so that the contact portion of the thermod tool is parallel to the mounting surface of the stage.
As a result, it becomes possible to perform pressure heating by even surface contact without unevenness.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明をボンディング装置のステージ
に具体化した一実施例を図1〜図6に従って説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in a stage of a bonding apparatus will be described below with reference to FIGS.

【0015】尚、図1はステージの分解斜視図、図2は
ステージの平面図、図3は図2のA−A線断面図、図4
は図2のB−B線断面図、図5はズレを示す説明図、図
6は載置台と回転台の円筒面を同位相として示した拡大
断面図である。又、本実施例におけるサーモドツールの
当接部は、方形状の半導体チップの四方に延びるリード
を一括にボンディングできる平面方形状をなすものとし
て説明する。
1 is an exploded perspective view of the stage, FIG. 2 is a plan view of the stage, FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG.
2 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2, FIG. 5 is an explanatory view showing the deviation, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the cylindrical surfaces of the mounting table and the rotary table in phase. Further, the contact portion of the thermo-tool in this embodiment will be described as having a planar rectangular shape capable of collectively bonding the leads extending in all directions of a rectangular semiconductor chip.

【0016】図1に示すように、ステージ1の第1回動
体としての載置台2は、載置面2a上に載置された方形
状の基板3(正確にはリードにより形成される非溶接側
平面)の中央点Oを通りかつサーモドツールの当接部の
対向する一対の辺に平行な第1軸、即ち、X軸を中心と
する円筒面2bを下方に有している。
As shown in FIG. 1, the mounting table 2 as the first rotating body of the stage 1 has a rectangular substrate 3 (to be precise, a non-welding formed by a lead) mounted on the mounting surface 2a. It has a first surface parallel to a pair of opposite sides of the abutting part of the thermod tool, that is, a cylindrical surface 2b centered on the X axis, which passes through the center point O of the side plane).

【0017】第1支持体及び第2回動体としての回転台
4はX軸を中心とする円筒内面4aを備え、円筒内面4
aと前記円筒面2bとの間には載置台2がX軸の周りを
小さな力で回動できるようにコロとしての多数のボール
5が介装され、これらのボール5は多数の収容孔6aを
有するリテーナ6により間隔が保持されている。回転台
4の対向する端面には規制板7が固着されており、載置
台2をX軸の周りでのみ回動させ、載置台2のX軸方向
への移動及び他の軸(Y軸)の周りでの回動を規制する
ようにしている。
The turntable 4 as the first support and the second turning body has a cylindrical inner surface 4a centered on the X-axis, and the cylindrical inner surface 4
A large number of balls 5 serving as rollers are interposed between a and the cylindrical surface 2b so that the mounting table 2 can be rotated around the X axis with a small force, and these balls 5 have a large number of accommodation holes 6a. The spacing is maintained by the retainer 6 having the. A regulation plate 7 is fixed to opposite end surfaces of the rotary table 4, and the mounting table 2 is rotated only around the X axis to move the mounting table 2 in the X axis direction and other axes (Y axis). The rotation around is restricted.

【0018】載置台2のX軸と平行な対向する一対の側
面と回転台4の間には載置台2の初期位置を決めるため
の復帰手段として引張バネ8が介装され、載置台2のバ
ランスをとって静止させている。本実施例では載置台
2、回転台4、規制板7及び引張バネ8等で第1機構部
が構成されている。
A tension spring 8 is provided as a return means for determining the initial position of the mounting table 2 between a pair of side surfaces of the mounting table 2 which face each other in parallel with the X-axis and the rotating table 4, and the mounting table 2 is provided with a tension spring 8. Balanced and stationary. In this embodiment, the mounting table 2, the rotary table 4, the regulating plate 7, the tension spring 8 and the like constitute a first mechanism section.

【0019】又、回転台4は前記中央点Oを通りかつサ
ーモドツールの当接部の他の対向する一対の辺に平行な
第2軸、即ち、Y軸を中心とし、かつ載置台2の円筒面
2bの半径R1よりも大きな半径R2の円筒面4bを下
方に有している。
The rotary table 4 passes through the central point O and is parallel to a second axis, that is, the Y axis, which is parallel to the other pair of opposite sides of the abutting part of the thermo-tool, and the mounting table 2 is provided. It has a cylindrical surface 4b having a radius R2 larger than the radius R1 of the cylindrical surface 2b.

【0020】第2支持体としての固定台9はY軸を中心
とする円筒内面9aを備え、円筒内面9aと前記回転台
4の円筒面4bとの間には回転台4がY軸の周りを小さ
な力で回動できるようにコロとしての多数のボール10
が介装され、これらのボール10は多数の収容孔11a
を有するリテーナ11により間隔が保持されている。固
定台9の対向する端面には規制板12が固着されてお
り、回転台4をY軸の周りでのみ回動させ、回転台4の
Y軸方向への移動及び他の軸(X軸)の周りでの回動を
規制するようにしている。
The fixed table 9 as the second support has a cylindrical inner surface 9a centered on the Y axis, and the rotary table 4 is arranged around the Y axis between the cylindrical inner surface 9a and the cylindrical surface 4b of the rotary table 4. A large number of balls 10 that can be rotated with a small force
, And these balls 10 have a large number of receiving holes 11a.
The spacing is maintained by the retainer 11 having the. A regulation plate 12 is fixed to the opposite end faces of the fixed base 9, and the rotary base 4 is rotated only around the Y axis to move the rotary base 4 in the Y axis direction and another axis (X axis). The rotation around is restricted.

【0021】又、回転台4に固着された一対の規制板7
と固定台9の間には回転台4の初期位置を決めるための
復帰手段として引張バネ13が介装され、回転台4のバ
ランスをとって静止させている。本実施例では回転台
4、固定台9、規制板12及び引張バネ13等で第2機
構部が構成されている。
A pair of regulating plates 7 fixed to the rotary table 4
A tension spring 13 is interposed as a return means for determining the initial position of the rotary table 4 between the fixed table 9 and the fixed table 9, and the rotary table 4 is kept stationary while being balanced. In this embodiment, the rotary table 4, the fixed table 9, the regulating plate 12, the tension spring 13 and the like constitute a second mechanism section.

【0022】さて、載置台2の載置面2a上に基板3の
各辺をX軸及びY軸に平行となるように載置した状態
で、図6に示すようにサーモドツール14を下降させ、
当接部15の1角が基板3の接触点D0 で点接触(正確
には、図示しないリードを介して接触)すると、ボール
5にサーモドツール14の押圧力Fgが働く。押圧力F
gは、載置台2下部の円筒面2bの点P1 と回転台4の
円筒面4aのP2 に作用して、それぞれ回転方向の分力
Fc1 ,Fc2 が発生しステージ1と回転台2を回転さ
せようとする。
Now, with the sides of the substrate 3 placed on the placing surface 2a of the placing table 2 so as to be parallel to the X and Y axes, the thermotool 14 is lowered as shown in FIG. Let
When one corner of the contact portion 15 comes into point contact with the contact point D 0 of the substrate 3 (accurately, via a lead (not shown)), the pressing force Fg of the thermo-tool 14 acts on the ball 5. Pressing force F
g acts on the point P 1 on the cylindrical surface 2b on the lower part of the mounting table 2 and the point P 2 on the cylindrical surface 4a of the rotary table 4 to generate component forces Fc 1 and Fc 2 in the rotational direction, respectively. Try to rotate 2.

【0023】この時、載置台2の円筒面2bの半径R1
と回転台4の円筒面4bの半径R2との関係は、
At this time, the radius R1 of the cylindrical surface 2b of the mounting table 2
And the radius R2 of the cylindrical surface 4b of the turntable 4 are

【0024】[0024]

【数1】R1<R2 となっているため、回転方向の分力Fc1 とFc2 との
関係は、
Since R1 <R2, the relationship between the component forces Fc 1 and Fc 2 in the rotation direction is

【0025】[0025]

【数2】Fc1 >Fc2 となる。さらに、載置台2の円筒面2bのころがり抵抗
1 と回転台4の円筒面4bのころがり抵抗f2 とを比
較すると、円筒面2bにかかる重量は載置台2の重量の
みであり、円筒面4bにかかる重量は載置台2及び回転
台4の重量であり、円筒面4bにかかる重量が大きいた
め、
## EQU2 ## Fc 1 > Fc 2 . Further, comparing the rolling resistance f 1 of the cylindrical surface 2b of the mounting table 2 with the rolling resistance f 2 of the cylindrical surface 4b of the rotating table 4, the weight applied to the cylindrical surface 2b is only the weight of the mounting table 2 The weight applied to 4b is the weight of the mounting table 2 and the turntable 4, and since the weight applied to the cylindrical surface 4b is large,

【0026】[0026]

【数3】f1 <f2 になる。## EQU3 ## f 1 <f 2 .

【0027】従って、サーモドツール14の当接部15
の1角が基板3と点接触すると、まず動き易い載置台2
が引張バネ8の付勢力に抗してX軸を中心に回動し始
め、該接触点D0 から始まるY軸に平行な当接部15の
1辺が線接触すると、載置台2の回動が止まる。
Therefore, the contact portion 15 of the thermo-tool 14
When one corner of the table comes into point contact with the substrate 3, the mounting table 2 that is easy to move first
Starts rotating around the X axis against the urging force of the tension spring 8, and when one side of the abutting portion 15 parallel to the Y axis starting from the contact point D 0 makes a line contact, the rotation of the mounting table 2 The movement stops.

【0028】更に、サーモドツール14を下降させて基
板3に押し当てていくと、今度は回転台4が引張バネ1
3の付勢力に抗してY軸を中心に回動し始め、前記接触
線から始まる面(サーモドツール14の当接部15の下
面全面)が面接触することになる。
Further, when the thermo-tool 14 is lowered and pressed against the substrate 3, this time, the rotary table 4 is pulled by the tension spring 1.
3 starts to rotate about the Y-axis against the urging force of 3, and the surface starting from the contact line (the entire lower surface of the contact portion 15 of the thermod tool 14) comes into surface contact.

【0029】サーモドツール14の当接部15に基板3
(正確にはリードにより形成される非溶接側平面)が平
行当接する際の回転中心(不動点)は中央点Oである
が、初期接触点D0 の平面方向のズレ量ΔDは、図5に
示すようにサーモドツール14の幅をW、載置台2の初
期位置からの傾斜角をθとすると、
The substrate 3 is attached to the contact portion 15 of the thermo-tool 14.
The center of rotation (fixed point) when the (non-welding side plane formed by the leads) comes into parallel contact is the center point O, but the amount of deviation ΔD in the plane direction of the initial contact point D 0 is as shown in FIG. As shown in, when the width of the thermo-tool 14 is W and the inclination angle of the mounting table 2 from the initial position is θ,

【0030】[0030]

【数4】ΔD=W/2(1−cosθ) で表わされる。従って、例えばサーモドツール14のツ
ール幅W=15mm,傾斜角θ=0.3°とすると、ズ
レ量ΔD≒1×10-4mm=0.1μとなり、ゼロと考
えてよい。
## EQU4 ## It is represented by .DELTA.D = W / 2 (1-cos .theta.). Therefore, for example, when the tool width W of the thermo-tool 14 is 15 mm and the inclination angle θ is 0.3 °, the deviation amount ΔD≈1 × 10 −4 mm = 0.1 μ, which can be considered to be zero.

【0031】このように、本実施例のボンディング装置
によるギャングボンディングでは最初にサーモドツール
14の当接部15の1角を基板3(正確にはリード)に
点接触させ、ついで該接触点から始まるY軸と平行な当
接部15の1辺を線接触させる際、初期接触点のズレが
ほとんど生じないように載置台2の円筒面2bと回転台
4の円筒内面4aとの間に介装したボール5によるころ
がりで行なうため、当接部15の1辺のリードへの線接
触を極めて正確かつスムーズに行うことができる。
As described above, in the gang bonding by the bonding apparatus of the present embodiment, first, one corner of the abutting portion 15 of the thermod tool 14 is brought into point contact with the substrate 3 (correctly, the lead), and then from the contact point. When one side of the abutting portion 15 parallel to the starting Y-axis is brought into line contact, it is interposed between the cylindrical surface 2b of the mounting table 2 and the cylindrical inner surface 4a of the rotary table 4 so that the displacement of the initial contact point hardly occurs. Since rolling is performed by the mounted balls 5, line contact with the lead on one side of the contact portion 15 can be performed extremely accurately and smoothly.

【0032】次に、サーモドツール14の当接部15を
線接触した1辺からX方向の面接触へ移行させるにあた
り、まず載置台2の回動後に回転台4を回動させること
ができるので、当接部15の線接触からX方向の面接触
への移行を極めて自然にかつリードの位置ズレの恐れを
ほとんどなくして行なうことができる。
Next, when the contact portion 15 of the thermo-tool 14 is moved from one side in line contact to surface contact in the X direction, first, the rotating table 4 can be rotated after rotating the mounting table 2. Therefore, the transition from the line contact of the contact portion 15 to the surface contact in the X direction can be performed very naturally and with almost no risk of misalignment of the lead.

【0033】これによって、リードと基板3のパターン
との位置ズレを防止して超精密な位置決めを行うことが
できるとともに、むらのない平行な面接触による加圧加
熱を行うことができる。
As a result, it is possible to prevent the positional deviation between the lead and the pattern of the substrate 3 and perform super-precision positioning, and it is possible to perform pressure heating by even parallel surface contact.

【0034】尚、本実施例では基板3のパターンにリー
ドを一括してボンディングするアウターリードボンディ
ング(OLB)を例に説明したが、半導体チップの電極
部にリードを一括してボンディングするインナーリード
ボンディング(ILB)に実施しても同様の効果が得ら
れることはいうまでもない。
In this embodiment, the outer lead bonding (OLB) in which the leads are collectively bonded to the pattern of the substrate 3 has been described as an example. However, the inner lead bonding in which the leads are collectively bonded to the electrode portion of the semiconductor chip. It goes without saying that the same effect can be obtained even if it is carried out in (ILB).

【0035】尚、本実施例では、サーモドツール14を
固定とし、ステージ1をサーモドツール14の当接部1
5にそわせる構成としたが、ステージ1を固定とし、サ
ーモドツール14側に本実施例と同様の機構を設け、サ
ーモドツール14の当接部15をステージ1にそわせる
構成としてもよい。
In this embodiment, the thermo-tool 14 is fixed and the stage 1 is attached to the abutting portion 1 of the thermo-tool 14.
Although the stage 1 is fixed, the stage 1 may be fixed, and a mechanism similar to that of the present embodiment may be provided on the side of the thermotool 14 so that the abutting portion 15 of the thermotool 14 is directed toward the stage 1. ..

【0036】又、図7,図8に示すように、ステージ1
6に第1機構部を設け、サーモドツール20に第2機構
部を設けたボンディング装置としてもよい。即ち、ステ
ージ16の第1支持体としての固定台17は前記基板3
(正確にはリードにより形成される非溶接側平面)の中
央点Oを通るX軸(図7において紙面直交方向の軸)を
中心とする円筒内面17aを備え、円筒内面17aと載
置台2の円筒面2bとの間には載置台2がX軸の周りを
小さな力で回動できるように多数のボール18が介装さ
れている。尚、ボール18の間隔を保持するリテーナは
図示していない。固定台17の対向する端面には載置台
2をX軸の周りでのみ回動させ、載置台2の移動及びY
軸の周りでの回動を規制する規制板19が固着されてい
る。載置台2の対向する一対の側面と固定台17の間に
は載置台2の初期位置を決めるための引張バネ8が介装
されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the stage 1
It is also possible to provide a bonding device in which the first mechanical section 6 is provided and the thermod tool 20 is provided with the second mechanical section. That is, the fixed base 17 as the first support of the stage 16 is the substrate 3
A cylindrical inner surface 17a having an X-axis (an axis in the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 7) passing through the center point O of (correctly, the non-welding side plane formed by the lead) is provided, and the cylindrical inner surface 17a and the mounting table 2 are A large number of balls 18 are interposed between the mounting table 2 and the cylindrical surface 2b so that the mounting table 2 can be rotated around the X axis with a small force. A retainer that holds the space between the balls 18 is not shown. The mounting table 2 is rotated only around the X axis on the opposite end surfaces of the fixed table 17 to move the mounting table 2 and to move the Y table.
A regulation plate 19 that regulates the rotation around the shaft is fixed. A tension spring 8 for determining an initial position of the mounting table 2 is interposed between a pair of side surfaces of the mounting table 2 facing each other and the fixed table 17.

【0037】サーモドツール20の第2回動体としての
ツール本体21は上部に中央点Oを通るY軸(図8にお
いて紙面直交方向の軸)を中心とし、かつ載置台2の円
筒面2bの半径R1よりも大きな半径R2の円筒面21
aを有し、下部に当接部15を有している。第2支持体
としての取付け台22は同じくY軸を中心とする円筒内
面22aを備え、円筒内面22aとツール本体21の円
筒面21aとの間にはツール本体21がY軸の周りを小
さな力で回動できるように多数のボール23が介装され
ている。尚、ボール23の間隔を保持するリテーナは図
示していない。取付け台22の対向する端面にはツール
本体21をY軸の周りでのみ回動させ、ツール本体21
の移動及びX軸の周りでの回動を規制する規制板24が
固着されている。ツール本体21と取付け台22の間に
はツール本体21の初期位置を決めるための引張バネ1
3が介装されている。
The tool main body 21 as the second rotating body of the thermod tool 20 is centered on the Y axis passing through the center point O (the axis orthogonal to the paper surface in FIG. 8) at the upper part and on the cylindrical surface 2b of the mounting table 2. Cylindrical surface 21 with radius R2 larger than radius R1
a and the contact portion 15 at the bottom. The mounting base 22 as the second support body also has a cylindrical inner surface 22a centering on the Y axis, and between the cylindrical inner surface 22a and the cylindrical surface 21a of the tool main body 21, the tool main body 21 exerts a small force around the Y axis. A large number of balls 23 are interposed so that they can be rotated by. A retainer that holds the space between the balls 23 is not shown. On the opposing end surfaces of the mounting base 22, the tool body 21 is rotated only around the Y axis, and the tool body 21 is rotated.
A regulation plate 24 that regulates the movement of and the rotation around the X-axis is fixed. A tension spring 1 is provided between the tool body 21 and the mount 22 to determine the initial position of the tool body 21.
3 is interposed.

【0038】上記のように構成されたボンディング装置
にてギャングボンディングを行う際には、サーモドツー
ル20を下降させ、当接部15の1角が基板3に点接触
(正確には、図示しないリードを介して接触)すると、
まず動き易い載置台2が引張バネ8の付勢力に抗してX
軸を中心に回動し始め、当接部15の1辺が線接触して
載置台2の回動が止まる。更に、サーモドツール20を
下降させて基板3に押し当てていくと、今度はツール本
体21が引張バネ13の付勢力に抗してY軸を中心に回
動し始め、前記接触線から始まる面(ツール本体21の
当接部15全面)が面接触することになる。従って、本
実施例でも上記実施例と同様の作用、効果を得ることが
できる。
When performing gang bonding with the bonding apparatus configured as described above, the thermotool 20 is lowered and one corner of the contact portion 15 makes point contact with the substrate 3 (correctly, not shown). Contact via the lead)
First, the easy-to-move mounting table 2 resists the urging force of the tension spring 8 and
Starting to rotate about the axis, one side of the contact portion 15 makes a line contact, and the rotation of the mounting table 2 stops. When the thermo-tool 20 is further lowered and pressed against the substrate 3, the tool body 21 starts to rotate around the Y-axis against the biasing force of the tension spring 13 and starts from the contact line. The surface (the entire surface of the contact portion 15 of the tool body 21) comes into surface contact. Therefore, also in this embodiment, it is possible to obtain the same actions and effects as those of the above embodiment.

【0039】又、前記実施例では、載置台2の円筒面2
bと回転台4の円筒内面4aとの間、回転台4の円筒面
4bと固定台9の円筒内面9aとの間にコロとしてボー
ル5,10を介装してころがり摺動するように構成した
が、コロとしてローラを用いてもよい。又、載置台2と
回転台4との相対回動、及び回転台4と固定台9との相
対回動はコロ(ボール5,10)を省略したすべり摺動
としたり、空気層を利用したエアーガイド、又は磁気反
力を利用した磁気ガイド等としてもよい。
Further, in the above embodiment, the cylindrical surface 2 of the mounting table 2 is used.
b and the cylindrical inner surface 4a of the rotary table 4, and between the cylindrical surface 4b of the rotary table 4 and the cylindrical inner surface 9a of the fixed table 9, balls 5 and 10 are provided as rollers to roll and slide. However, a roller may be used as the roller. Further, the relative rotation between the mounting table 2 and the rotary table 4 and the relative rotation between the rotary table 4 and the fixed table 9 are made by sliding without the rollers (balls 5 and 10), or an air layer is used. An air guide or a magnetic guide utilizing magnetic reaction force may be used.

【0040】又、前記実施例では載置台2及び回転台4
の初期位置を決めるための復帰手段としてそれぞれ引張
バネ8,13を用いたが、これに限定されず、例えば、
圧縮バネ又は板バネとしてもよいし、エアーシリンダー
を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, the mounting table 2 and the rotary table 4 are used.
Although the tension springs 8 and 13 are used as the returning means for determining the initial position of, respectively, the present invention is not limited to this.
A compression spring or a leaf spring may be used, or an air cylinder may be used.

【0041】又、前記実施例では載置台2及び回転台4
を円筒面2b,4bを備えたものとしたがこれに限定さ
れるものではなく、それぞれX軸,Y軸を中心とする回
転曲面、例えば円錐台の外周の曲面を一部に備えたもの
とし、回転台4及び固定台9は対応する回転曲面を支持
できるものであればよい。
Further, in the above embodiment, the mounting table 2 and the rotary table 4 are used.
Is provided with the cylindrical surfaces 2b and 4b, but the present invention is not limited to this. It is assumed that the curved surfaces around the X axis and the Y axis, for example, the curved surface of the outer circumference of the truncated cone are provided in part. The rotary base 4 and the fixed base 9 may be those capable of supporting the corresponding rotary curved surfaces.

【0042】更に、前記実施例ではサーモドツール14
の当接部15を平面方形状としたが、これに限定され
ず、例えば方形状の半導体チップの対向する一対の辺か
ら延びるリードを一括にボンディングできる2辺部を備
えた当接部としてもよいし、3辺部からなる平面コ字状
の当接部としてもよい。
Further, in the above embodiment, the thermod tool 14 is used.
Although the contact portion 15 has a rectangular shape in plan view, the contact portion is not limited to this and may be, for example, a contact portion having two side portions capable of collectively bonding leads extending from a pair of opposite sides of a rectangular semiconductor chip. It may be a flat U-shaped contact portion having three sides.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
リードと基板のパターンとの位置ズレを防止して超精密
な位置決めを行うことができるとともに、むらのない平
行な面接触による加圧加熱を行うことができる優れた効
果がある。
As described in detail above, according to the present invention,
There is an excellent effect that the positional deviation between the leads and the pattern of the substrate can be prevented, ultra-precision positioning can be performed, and the pressure and heating can be performed by even parallel surface contact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明をステージに具体化した一実施例を示す
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in which the present invention is embodied in a stage.

【図2】ステージを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a stage.

【図3】図2のA−A線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】図2のB−B線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図5】ズレ量の算出を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing calculation of a deviation amount.

【図6】載置台と回転台の円筒面を同位相として示した
拡大断面図である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the cylindrical surfaces of the mounting table and the rotary table in phase with each other.

【図7】別の実施例を示す正断面図である。FIG. 7 is a front sectional view showing another embodiment.

【図8】図7の側断面図である。FIG. 8 is a side sectional view of FIG.

【図9】従来のボンディング装置を示す正面図である。FIG. 9 is a front view showing a conventional bonding apparatus.

【図10】従来のボンディング装置を示す正面図であ
る。
FIG. 10 is a front view showing a conventional bonding apparatus.

【図11】従来例のズレを示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a shift of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステージ 2 第1回動体としての載置台 2a 載置面 3 基板 4 第1支持体及び第2回動体としての回転台 14,20 サーモドツール 15 当接部 17 第1支持体としての固定台 21 第2回動体としてのツール本体 22 第2支持体としての取付け台 O 中央点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 stage 2 mounting base as a 1st rotation body 2a mounting surface 3 substrate 4 rotation base as a 1st support body and a 2nd rotation body 14,20 thermod tool 15 contact part 17 fixed base as a 1st support body 21 Tool Main Body as Second Rotating Body 22 Mounting Base as Second Supporting Body O Center Point

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板(3)又は半導体チップの載置面
(2a)を有するステージ(1)と、 テープに設けられたリードにより形成される非溶接側平
面の中央点(O)の両側にリードに当接する少なくとも
二辺部よりなる当接部(15)を有し、リードを基板
(3)のパターン又は半導体チップの電極部に加圧加熱
して一括にボンディングするサーモドツール(14,2
0)と、 前記当接部(15)を載置面(2a)と平行になるよう
にリードに当接させる平行当接機構とを備えたボンディ
ング装置において、 平行当接機構を、前記中央点(O)を通る非溶接側平面
内の第1軸を中心とした球面以外の回転曲面を少なくと
も一部に有する第1回動体(2)と、第1回動体(2)
の回転曲面を支持して第1回動体(2)を前記第1軸の
周りで回動させる第1支持体(4,17)とを備えた第
1機構部と、 前記非溶接側平面内において前記中央点(O)を通りか
つ前記第1軸と交差する第2軸を中心とし、その最大曲
率半径が第1回動体(2)における回転曲面の最大曲率
半径よりも大きい球面以外の回転曲面を少なくとも一部
に有する第2回動体(4,21)と、第2回動体(4,
21)の回転曲面を支持して第2回動体(4,21)を
前記第2軸の周りで回動させる第2支持体(9,22)
とを備えた第2機構部とを備えて構成し、 第1及び第2機構部を前記ステージ(1)及び/又はサ
ーモドツール(14,20)に設けたことを特徴とする
ボンディング装置。
1. A stage (1) having a mounting surface (2a) for a substrate (3) or a semiconductor chip and both sides of a center point (O) of a non-welding side plane formed by leads provided on a tape. A thermod tool (14, which has a contact portion (15) having at least two sides for contacting the lead, and presses and heats the lead to the pattern of the substrate (3) or the electrode portion of the semiconductor chip to collectively bond the leads. Two
0) and a parallel contact mechanism for contacting the lead so that the contact portion (15) is parallel to the mounting surface (2a). A first rotating body (2) having at least a part of a rotating curved surface other than a spherical surface centering on the first axis in a non-welding side plane passing through (O), and a first rotating body (2)
In the non-welding side plane, and a first mechanism part including a first support body (4, 17) for supporting the rotation curved surface of the first rotation body (2) for rotating the first rotation body (2) around the first axis. At a center other than the spherical surface having a maximum radius of curvature larger than the maximum radius of curvature of the rotating curved surface of the first rotating body (2), with the second axis passing through the central point (O) and intersecting the first axis as a center. A second rotating body (4, 21) having a curved surface in at least a part thereof, and a second rotating body (4, 21).
21) A second support body (9, 22) for supporting the rotation curved surface of (21) and rotating the second rotation body (4, 21) around the second axis.
And a second mechanism section including a second mechanism section, wherein the first and second mechanism sections are provided on the stage (1) and / or the thermotool (14, 20).
【請求項2】 当接部は平面方形状であり、第1回動体
の第1軸と第2回動体の第2軸とは直交していることを
特徴とする請求項1に記載のボンディング装置。
2. The bonding according to claim 1, wherein the abutting portion has a planar rectangular shape, and the first axis of the first rotating body and the second axis of the second rotating body are orthogonal to each other. apparatus.
【請求項3】 第1機構部は第1回動体を初期位置に復
帰させるための第1復帰手段を備えるとともに、第2機
構部は第2回動体を初期位置に復帰させるための第2復
帰手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のボン
ディング装置。
3. The first mechanism portion includes a first returning means for returning the first rotating body to the initial position, and the second mechanism portion includes a second returning portion for returning the second rotating body to the initial position. The bonding apparatus according to claim 1, further comprising means.
【請求項4】 第1支持体は第1回動体の回転曲面を支
持するコロを備え、第2支持体は第2回動体の回転曲面
を支持するコロを備えることを特徴とする請求項1に記
載のボンディング装置。
4. The first supporting body includes rollers that support the curved surface of rotation of the first rotating body, and the second support body includes rollers that support the curved surface of rotation of the second rotating body. The bonding apparatus according to.
【請求項5】 第1機構部の第1支持体と第2機構部の
第2回動体とを一体に設けたことを特徴とする請求項1
に記載のボンディング装置。
5. The first support body of the first mechanism portion and the second rotating body of the second mechanism portion are integrally provided.
The bonding apparatus according to.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025110098A1 (en) * 2023-11-21 2025-05-30 オイレス工業株式会社 Adjustment device and processing device provided with same

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