JPH06140467A - ボンディングヘッド装置 - Google Patents

ボンディングヘッド装置

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Publication number
JPH06140467A
JPH06140467A JP4285763A JP28576392A JPH06140467A JP H06140467 A JPH06140467 A JP H06140467A JP 4285763 A JP4285763 A JP 4285763A JP 28576392 A JP28576392 A JP 28576392A JP H06140467 A JPH06140467 A JP H06140467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitance
bonding head
pressure stage
bonding
inclination
Prior art date
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Pending
Application number
JP4285763A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Arikado
一雄 有門
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4285763A priority Critical patent/JPH06140467A/ja
Publication of JPH06140467A publication Critical patent/JPH06140467A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧ステージに対しボンディングヘッドを平
行にする。 【構成】 加圧ステージSTには、ボンディングヘッド
BHに臨む複数のキャパシタンス部CA,CB,CC,
CDが形成され、これらキャパシタンス部とボンディン
グヘッドBHとに所定電圧Eを印加し、かつこれらのキ
ャパシタンス部のそれぞれの静電容量を検出する静電容
量検出部S1,S2,S3,S4と、検出された静電容
量から加圧ステージSTに対するボンディングヘッドB
Hの傾きを求め、この加圧ステージSTに対しこのボン
ディングヘッドBHが平行となるように傾き修正手段D
を制御する制御手段CUとを有する。 【効果】 キャパシタンスに基づいて傾きを知りうる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はボンディングヘッド装置
に係り、詳しくは正確・迅速に加圧ステージに対しボン
ディングヘッドの下面を平行に調節できるようにしたボ
ンディングヘッド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】TAB(タブ)法として知られる電子部
品の製造工程は、チップにバンプを形成する工程と、こ
のチップをタブテープ(フィルムキャリア)のインナー
リードに圧着するインナーリードボンディング工程と、
このタブテープを打ち抜いた後、アウターリードを基板
に接着するアウターリードボンディング工程からなって
いる。
【0003】そして、上記インナーリードボンディング
工程において、複数のバンプを均一につぶしながら、一
括して圧着させるべく、ギャングボンディングヘッドが
用いられる。
【0004】このギャングボンディングヘッドを、チッ
プあるいは加圧ステージに対して、±1μm程度の高い
平行度を有するように調整しておく必要がある。なぜな
ら、この平行度が低下すると、バンプが均一につぶれ
ず、不良品となるためである。
【0005】そして、この平行度の調整は、ボンディン
グヘッドが使用により摩耗したり、タブテープやチップ
の品種を変更したりする際に、行われる。
【0006】図6は、従来のインナーリードボンディン
グヘッド装置の断面図である。図6において、STは水
平な加圧ステージ、51は移動テーブル、52はこのテ
ーブル51に軸53により矢印M2方向揺動可能に支持
される支持ブロック、HRはこの支持ブロック52の先
端部に摺動自在に装着されるヘッドロッドである。そし
て、このヘッドロッドHRの下部にはボンディングヘッ
ドBHが着脱自在に装着され、このヘッドロッドHRの
フランジ部HRaは、ばねKにより上方に付勢され、こ
れによりボンディングヘッドBHとそのロッドHRとが
弾持されている。また、CYはシリンダ、RDはそのロ
ッドであり、このシリンダCYを駆動して、ロッドRD
を矢印M3方向に突出させることにより、ボンディング
ヘッドBHを対面する加圧ステージST側へ押圧するも
のである。なお、Pはチップ、TTはタブテープ、IL
1,IL2はインナーリード、BP1,BP2はバンプ
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ここで、ボンディング
ヘッドBHの押圧面F2と、加圧ステージSTの受面F
1との平行度は、オペレータが次のような作業を行うこ
とにより調整される。すなわち、支持ブロック52に螺
合する傾斜調整用ねじ54を矢印M1方向に回転させる
ことにより、このねじ54の先端部を移動テーブル51
に押当させる。さらに、矢印M1方向に静かに回転さ
せ、概ね上記両面F1,F2が平行と思われる位置で、
ボンディングを試みる。そして図6(b)に示すよう
に、バンプつぶれが不均一になるなどの不都合があれ
ば、それを打ち消すようにねじ54により繰り返し調整
する。
【0008】このように、従来手段では、何度も何度も
ねじでボンディングヘッドの傾きを調整しては試行し、
±1μm程度の高い平行度を出すようになっていたの
で、調整が困難で、しかも調整に長時間を要するという
問題点があった。又、タブテープのアウターリード部に
ついても同様の問題点があった。
【0009】そこで本発明は、加圧ステージとボンディ
ングヘッドの平行度を、容易・迅速に調整できるボンデ
ィングヘッド装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、加圧ステージ
には、ボンディングヘッドに臨む複数のキャパシタンス
部が形成され、これらキャパシタンス部とボンディング
ヘッドとに所定電圧を印加し、かつこれらのキャパシタ
ンス部のそれぞれの静電容量を検出する静電容量検出部
と、検出された静電容量から加圧ステージに対するボン
ディングヘッドの傾きを求め、この加圧ステージに対し
このボンディングヘッドが平行となるように傾き修正手
段を制御する制御手段とを有するものである。
【0011】
【作用】上記構成により、まず昇降手段を駆動してボン
ディングヘッドを加圧ステージにほぼ接触させる。そし
て、静電容量検出部により、ボンディングヘッドとキャ
パシタンス部とに電圧を印加した上で、このキャパシタ
ンス部の静電容量を計測する。ここで、各キャパシタン
ス部の静電容量からボンディングヘッドと各キャパシタ
ンス部との間隙を求め、これにより加圧ステージに対す
るボンディングヘッドの下面の傾きを求める。もちろん
コンデンサの原理から、この間隙が大であれば静電容量
が小さくなる。そして、この傾きを打ち消し、両者が平
行となるように制御手段が、傾き修正手段の駆動を制御
する。
【0012】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
【0013】図1は、本実施例に係るボンディングヘッ
ド装置の断面図、図2は同要部斜視図、図3はキャパシ
タンス部の形成工程図、図4は傾き検出の説明図、図5
は傾き調節工程のフローチャートである。
【0014】さて、図1において、BAは基台であり、
STはこの基台BAに設けられ、水平な加圧ステージで
あり、この加圧ステージSTは耐熱性ステンレス鋼から
なり、ボンディング対象物としてのチップP及びタブテ
ープFを支持し、加熱手段を備えている。なお、ILは
タブテープFのインナーリード部、BPはチップPに形
成されたバンプである。
【0015】Hは基台BAに継手JTにより矢印θ方向
揺動自在に支持された支持ブロックである。BHは加圧
ステージSTに対面するボンディングヘッド、SBはこ
の支持ブロックHに垂直に装着されたスプラインベアリ
ングであり、このスプラインベアリングSBにより下端
部にボンディングヘッドBHを保持するヘッドロッドR
が昇降自在かつ回転不動に支持される。Kはヘッドロッ
ドRのフランジ部とスプラインベアリングSB間に介装
された弾発用ばね、PRはヘッドロッドRの頂部中心に
回転自在に嵌込まれた被押圧子である。すなわち、支持
ブロックHはボンディングヘッドBHを加圧ステージS
Tに対し、昇降、傾斜可能に支持する。BLは基台BA
に立設されたアーム部であり、このアーム部BLの先端
部には、ボンディングヘッドBHを昇降させる昇降手段
としての加圧シリンダCYが支持されている。RDは加
圧シリンダCYのロッドである。
【0016】また、Dは支持ブロックHのx方向の傾き
を調節する傾き修正手段である。さて、GXは基台BA
に設けられ、X方向を向く水平なガイド、LXはこのガ
イドGXに摺動自在に係合するスライダであり、このス
ライダLXの上部は、カムCXに連結されている。この
カムCXには送りナット(図外)が内蔵され、SXはこ
の送りナットに螺合し、右端がモータMXの出力軸に軸
着される送りねじである。また、FXは支持ブロックH
の右下方に回転自在に軸架された円筒状のカムフォロワ
であり、このカムフォロワFXの周面は、カムCXに開
設されたガイド溝の傾斜面CXaに接している。したが
ってモータMXを駆動すると、カムCXを矢印N方向に
移動させ、カムフォロワFXを上下させることにより、
支持ブロックHを継手JTを中心に矢印θ方向に揺動さ
せることができる。その結果、ヘッドロッドRに保持さ
れたボンディングヘッドBHも加圧ステージSTに対
し、X方向に傾斜することができる。なお、Y方向につ
いては図示を省略しているが、上述の手段と同様の手段
が設けてある。そして、Y方向については、モータMX
と同様にモータMY(図外)が設けられている。
【0017】次に図2、図3を参照しながら、加圧ステ
ージSTに形成され、ボンディングヘッドBHに臨むキ
ャパシタンス部などについて説明する。
【0018】図2において、CA,CB,CC,CDは
加圧ステージSTにおいてボンディングヘッドBHと接
触すべき領域の四隅に形成されたキャパシタンス部であ
る。このキャパシタンス部は、このように4個でなくと
も便宜の複数個としてもよい。さて、S1,S2,S
3,S4はキャパシタンス部CA,CB,CC,CDの
それぞれに接続される第1、第2、第3、第4の静電容
量検出部である。これらの静電容量検出部は、ボンディ
ングヘッドBHとこれらキャパシタンス部との間に所定
電圧Eを印加すると共に、これらのキャパシタンス部の
それぞれの静電容量を検出するものである。
【0019】ここで、図4のようにボンディングヘッド
BHが加圧ステージSTに接した際、ボンディングヘッ
ドBHが傾いて、右方のキャパシタンス部CBにほぼ隙
間なく接し、左方のキャパシタンス部CAで間隙tを生
じていたものとする。そして、これらのキャパシタンス
部CA,CBを模式的に描くと、一部拡大図のようにな
り、左方のキャパシタンス部CAの導体W,W間の間隙
tAが右方のキャパシタンス部CBのそれtBよりも大
となる。ここで、両キャパシタンス部CA,CBが同じ
絶縁体Vを導体Wで挟んだものであるとすると、静電容
量は導体V,V間の距離に反比例するので、左方のキャ
パシタンス部CAの静電容量は、右方のキャパシタンス
部CBのそれよりも小さくなる。このように、上記各キ
ャパシタンス部CA,CB,CC,CDの各容量を求め
れば、その部分におけるボンディングヘッドBHと加圧
ステージSTとの間隙を知ることができ、これらの傾き
を求めることができる。
【0020】さて図2において、CUは上記各静電容量
検出部S1,S2,S3,S4の出力を入力し、上記傾
きを求め、この傾きを打ち消してボンディングヘッドB
Hが加圧ステージSTと平行になるように、傾き修正手
段DとしてのモータMX,MYの駆動を制御する、イン
ターフェイス及びコンピュータからなる制御手段であ
る。なお、上記キャパシタンス部CA,CB,CC,C
Dは全く同一のものでなくともよく、特性のバラツキを
この制御手段CUにて補正するようにしてもよい。
【0021】次に、図3を参照して、上記キャパシタン
ス部の形成方法の一例を説明する。まず同図(a)のよ
うな耐熱性ステンレス鋼からなる母材(ヒータプレー
ト)L1に、同図(b)のようにキャパシタンス部とす
べきスペースSを空けてレジストL2bを形成する。な
おL2aはスペースS,S間の境界部U用のレジストで
ある。
【0022】次いで同図(c)のようにエッチングによ
りキャパシタンス部用凹部BA,Bを形成した上でレジ
ストを除去する(同図(d))。
【0023】次いで上記境界部U上のみ再度レジストL
3を形成し、再度エッチング処理した後、レジストL3
を除去する(同図(e),(f))。すると、周囲高さ
H1よりも境界部Uの高さH2が大となる。
【0024】次いで、メッキ工法あるいはスパッタリン
グ工法により、シリコンなどからなる絶縁層L4を全面
に形成する(同図(g))。次に、ニッケルなどをメッ
キして電極層L5を形成し(同図(h))、表面を研磨
あるいはラッピングにより加工して、境界部Uの上部を
露呈させる。すると、上記凹部BA,BBにそれぞれ電
極部L5A,L5Bが形成される(同図(i))。そし
て、加工面上に等厚の絶縁層L6を形成する(同図
(j))。この絶縁層L6としては、平滑度を良好にす
るべくセラミックなどが好適である。
【0025】本実施例に係るボンディングヘッド装置は
上述のような構成より成り、次に図5を参照しながら、
平行度調整手順を説明する。
【0026】まず、加圧シリンダCYを駆動して、ロッ
ドRDを図1破線位置から実線位置へ下降させ、ばねK
のばね力に抗して、被押圧子RR,ヘッドロッドR,ボ
ンディングヘッドBHを押圧し、同ロッドRを下降させ
る(ステップ1)。そして、ボンディングヘッドBHが
加圧ステージSTへ接地したならば、まず第1のキャパ
シタンス部CAとボンディングヘッドBH間に電圧Eを
印加したうえで、第1静電容量検出部S1によりこのキ
ャパシタンス部CAの静電容量を計測し、データが制御
手段CUへ送られる(ステップ2)。同様に、第2、第
3、第4のキャパシタンス部CB,CC,CDについて
も計測を行う(ステップ3〜5)。そして、これらの静
電容量CA,CB,CC,CDの全てが等しい場合は、
加圧ステージSTに対し、ボンディングヘッドBHが平
行とみなして、ロッドRDを上昇させる(ステップ6,
10)。
【0027】一方、そうでないときは、制御手段CU
は、各キャパシタンス部CA,CB,CC,CDの各位
置における間隔を演算し、平行とするためのx方向、y
方向のそれぞれに関する移動量を演算し、演算結果を満
たすようにモータMX,MYを駆動する(ステップ7〜
8)。そして、再度平行度が出ているかどうかチェック
するため、ステップ2以下の処理を繰り返す。
【0028】
【発明の効果】本発明は、加圧ステージには、ボンディ
ングヘッドに臨む複数のキャパシタンス部が形成され、
これらキャパシタンス部とボンディングヘッドとに所定
電圧を印加し、かつこれらのキャパシタンス部のそれぞ
れの静電容量を検出する静電容量検出部と、検出された
静電容量から加圧ステージに対するボンディングヘッド
の傾きを求め、この加圧ステージに対しこのボンディン
グヘッドが平行となるように傾き修正手段を制御する制
御手段とを有するものである。したがって、キャパシタ
ンス部における静電容量に基づいて平行度調整が行わ
れ、正確・迅速に加圧ステージとボンディングヘッドと
を自動的に平行にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るボンディングヘッド装
置の断面図
【図2】本発明の一実施例に係るボンディングヘッド装
置の要部斜視図
【図3】(a)本発明の一実施例に係るキャパシタンス
部の形成工程説明図 (b)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図 (c)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図 (d)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図 (e)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図 (f)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図 (g)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図 (h)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図 (i)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図 (j)本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の形成
工程説明図
【図4】本発明の一実施例に係るキャパシタンス部の動
作説明図
【図5】本発明の一実施例に係るボンディングヘッド装
置のフローチャート
【図6】(a)従来のボンディングヘッド装置の断面図 (b)従来のボンディングヘッド装置の拡大図
【符号の説明】
F,P ボンディング対象物 ST 加圧ステージ BH ボンディングヘッド H 支持ブロック CY 昇降手段 D 傾き修正手段 CA,CB,CC,CD キャパシタンス部 S1,S2,S3,S4 静電容量検出部 CU 制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボンディング対象物を支持する加圧ステー
    ジと、この加圧ステージに対面するボンディングヘッド
    と、このボンディングヘッドをこの加圧ステージに対し
    昇降可能かつ傾斜可能に支持する支持ブロックと、この
    ボンディングヘッドを昇降させる昇降手段と、この支持
    ブロックの傾きを調節する傾き修正手段とを備え、 前記加圧ステージには、前記ボンディングヘッドに臨む
    複数のキャパシタンス部が形成され、これらキャパシタ
    ンス部と前記ボンディングヘッドとに所定電圧を印加
    し、かつこれらのキャパシタンス部のそれぞれの静電容
    量を検出する静電容量検出部と、 検出された静電容量から前記加圧ステージに対する前記
    ボンディングヘッドの傾きを求め、この加圧ステージに
    対しこのボンディングヘッドが平行となるように前記傾
    き修正手段を制御する制御手段とを有することを特徴と
    するボンディングヘッド装置。
JP4285763A 1992-10-23 1992-10-23 ボンディングヘッド装置 Pending JPH06140467A (ja)

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JP4285763A JPH06140467A (ja) 1992-10-23 1992-10-23 ボンディングヘッド装置

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JP4285763A JPH06140467A (ja) 1992-10-23 1992-10-23 ボンディングヘッド装置

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JPH06140467A true JPH06140467A (ja) 1994-05-20

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ID=17695739

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JP4285763A Pending JPH06140467A (ja) 1992-10-23 1992-10-23 ボンディングヘッド装置

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JP (1) JPH06140467A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6561408B2 (en) * 2001-01-17 2003-05-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bonding head and component mounting apparatus
JP2008258473A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品圧着装置および電子部品圧着方法
JP2010056429A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Fukuoka Pref Gov Sangyo Kagaku Gijutsu Shinko Zaidan 実装評価構造及び実装評価方法
KR20200064250A (ko) * 2018-11-28 2020-06-08 삼성디스플레이 주식회사 본딩 장치 및 본딩 방법

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