JPS5932059B2 - ボンデイングヘツド - Google Patents
ボンデイングヘツドInfo
- Publication number
- JPS5932059B2 JPS5932059B2 JP54082864A JP8286479A JPS5932059B2 JP S5932059 B2 JPS5932059 B2 JP S5932059B2 JP 54082864 A JP54082864 A JP 54082864A JP 8286479 A JP8286479 A JP 8286479A JP S5932059 B2 JPS5932059 B2 JP S5932059B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- block
- bearing
- heating
- spindle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体素子などのボンディングに使用するボ
ンディング装置のボンディングヘッドに関するものであ
る。
ンディング装置のボンディングヘッドに関するものであ
る。
金属フレームに半導体素子をボンディングするために、
従来から行なわれている方法は、第１図に示されている
ように、まず所定温度に加熱されている加熱ブロック１
上に金属フレーム２を並設配置して、各フレーム上のボ
ンディングパット２ａに前工程で付着させてある半田３
を溶解させておき、ついでビニールシート４上に貼りつ
けられている半導体素子５を、図示していないボンディ
ング装置のニードルで１個づつ吸着して、前記ボンディ
ングパット２ａ上に搬送し、半田３を介して加圧付着さ
せ、その後、金属フレーム２を冷却させて固着させると
いうものであつた。
従来から行なわれている方法は、第１図に示されている
ように、まず所定温度に加熱されている加熱ブロック１
上に金属フレーム２を並設配置して、各フレーム上のボ
ンディングパット２ａに前工程で付着させてある半田３
を溶解させておき、ついでビニールシート４上に貼りつ
けられている半導体素子５を、図示していないボンディ
ング装置のニードルで１個づつ吸着して、前記ボンディ
ングパット２ａ上に搬送し、半田３を介して加圧付着さ
せ、その後、金属フレーム２を冷却させて固着させると
いうものであつた。
そして前記ボンディング作業に使用するボンディング装
置のボンディングヘッドは、一般に第２図および第３図
のように構成されている。
置のボンディングヘッドは、一般に第２図および第３図
のように構成されている。
すなわち、これらの各図において、ボンディングアーム
６の先端部には、軸受けシリンダＴを土下方向に向けて
装着してあり、この軸受けシリンダＴに対して、下部に
ニードル９を有し、かつ上、下部で径差を与えたスピン
ドル８を、上下摺動自在に貫挿させると共に、廻り止め
部材１０による廻り止めを施し、さらに前記軸受けシリ
ンダＴにパイプ１１から空気圧を導入してスピンドル８
に下方への所定加圧力を与え、かつこのスピンドル８を
パイプ１２により真空ポンプに連通させて、ニードル９
の先端に負圧、すなわち半導体素子５に対する吸着力を
発生させるようにしたものである。従つてこのような構
成によるボンディングヘッドによれば、ニードル９によ
る半導体素子５の吸着ができると共に、この吸着ならび
に金属フレーム２への加圧付着に際しての緩衝を、軸受
けシリンダＴへの空気圧導入によつて行なわせ得るほか
、その動作中は廻り止め部材１０によりスピンドル８の
位置規制をなして、正確なボンディング作業を実行でき
るのである。ここで前記ボンディング作業を高能率に行
なわせろ目的で、装置自体を自動化かつ商運化するのに
は、パターン認識技術によつて、半導体素子の位置、方
向などの検出、ならびに修正を行なう必要があり、その
作動制御装置が複数かつ高価になるという不都合がある
ほか、半導体素子を１個づつボンディングさせているこ
とから、その作業能力には自ずから限界を生ずるもので
あつた。
６の先端部には、軸受けシリンダＴを土下方向に向けて
装着してあり、この軸受けシリンダＴに対して、下部に
ニードル９を有し、かつ上、下部で径差を与えたスピン
ドル８を、上下摺動自在に貫挿させると共に、廻り止め
部材１０による廻り止めを施し、さらに前記軸受けシリ
ンダＴにパイプ１１から空気圧を導入してスピンドル８
に下方への所定加圧力を与え、かつこのスピンドル８を
パイプ１２により真空ポンプに連通させて、ニードル９
の先端に負圧、すなわち半導体素子５に対する吸着力を
発生させるようにしたものである。従つてこのような構
成によるボンディングヘッドによれば、ニードル９によ
る半導体素子５の吸着ができると共に、この吸着ならび
に金属フレーム２への加圧付着に際しての緩衝を、軸受
けシリンダＴへの空気圧導入によつて行なわせ得るほか
、その動作中は廻り止め部材１０によりスピンドル８の
位置規制をなして、正確なボンディング作業を実行でき
るのである。ここで前記ボンディング作業を高能率に行
なわせろ目的で、装置自体を自動化かつ商運化するのに
は、パターン認識技術によつて、半導体素子の位置、方
向などの検出、ならびに修正を行なう必要があり、その
作動制御装置が複数かつ高価になるという不都合がある
ほか、半導体素子を１個づつボンディングさせているこ
とから、その作業能力には自ずから限界を生ずるもので
あつた。
また第４図に示したように、前記加熱プロツク１上に所
定のピツチ間隔Ｐ１で、一連に連接された金属フレーム
１３を配設させ、かつトレイ１４土に前記ピツチ間隔Ｐ
１に等しいピツチ間隔Ｐ２で形成した角孔１４ａ内に、
各々の半導体素子５を収納させておき、同時に複数個の
半導体素子５を各角孔１４ａから吸着して搬送させ、金
属フレーム１３止の各ボンデイングパツト１３ａに同時
に加圧付着させる手段が考えられる。なおこのときのボ
ンデイング条件としては、→１としてピツチ間隔Ｐｌ，
Ｐ２が１２關、ニードルの温度が約３００℃、ニードル
の加圧力が約１Ｋｆであればよい。そしてこのような方
法に適用されるボンディングヘツドは、複数のスピンド
ルを有する構成とし、かつ常に加熱零囲気に曝されるた
めに、スピンドル相互の間隔が熱変化しないこと、およ
び高温下での作動が円滑であることなどの条件を満足す
る必要がある。この発明はこのような条件を満足して、
同時に複数個の半導体素子を、対応する金属フレーム土
の各ボンデイングパツトに対し、ボンデイングすること
のできるボンデイングヘツドを提供するものである。
定のピツチ間隔Ｐ１で、一連に連接された金属フレーム
１３を配設させ、かつトレイ１４土に前記ピツチ間隔Ｐ
１に等しいピツチ間隔Ｐ２で形成した角孔１４ａ内に、
各々の半導体素子５を収納させておき、同時に複数個の
半導体素子５を各角孔１４ａから吸着して搬送させ、金
属フレーム１３止の各ボンデイングパツト１３ａに同時
に加圧付着させる手段が考えられる。なおこのときのボ
ンデイング条件としては、→１としてピツチ間隔Ｐｌ，
Ｐ２が１２關、ニードルの温度が約３００℃、ニードル
の加圧力が約１Ｋｆであればよい。そしてこのような方
法に適用されるボンディングヘツドは、複数のスピンド
ルを有する構成とし、かつ常に加熱零囲気に曝されるた
めに、スピンドル相互の間隔が熱変化しないこと、およ
び高温下での作動が円滑であることなどの条件を満足す
る必要がある。この発明はこのような条件を満足して、
同時に複数個の半導体素子を、対応する金属フレーム土
の各ボンデイングパツトに対し、ボンデイングすること
のできるボンデイングヘツドを提供するものである。
以下、この発明に係わるボンデイングヘツドの−実施例
につき、第５図ないし第７図を参照して詳細に説明する
。
につき、第５図ないし第７図を参照して詳細に説明する
。
これらの第５図ないし第７図において、ボンディングア
ーム１５の先端部には、熱影響を避けるためにスペーサ
１６を介して、一体構成された支持プロツク１７が取付
けてある。
ーム１５の先端部には、熱影響を避けるためにスペーサ
１６を介して、一体構成された支持プロツク１７が取付
けてある。
この支持プロツク１ｒは、前記ピツチ間隔Ｐｌ，Ｐ２に
等しいピツチ間隔で下方に開口された複数の受け孔１７
ａを設けると共に、その全体を均一に加熱制御するため
に、所定個数のヒータ１８と熱電対１９とを分散配置さ
せてあり、これらを各々のリード線１８ａ，１９ａによ
り図示しない制御装置に結線してある。また前記各受け
孔１７ａには、土方から加圧調整ネジ２０が螺合され、
かつ各受け孔１７ａの相互間は連通路２１により連通さ
れていて、パイプ２１ａを経てこれらの各受け孔１７ａ
を図示しない真空ポンプに接続してある。また前記支持
プロツク１７の下部には、前記各受け孔１７ａの位置に
一致して同数の軸受け孔２２ａを上下方向に形成させた
軸受けプロック２２が固定してあつて、各軸受け孔２２
ａに径大とした頭部をもつ中空管状の吸着スピンドル２
３を、受け孔側から上下摺動自在に嵌挿させると共に、
その受け孔１７ａ側に開口された上端と、前記加圧調整
ネジ２０との間にバネ２４を介装させて、この各スピン
ドル２３を所定加圧力に弾圧保持させてある。
等しいピツチ間隔で下方に開口された複数の受け孔１７
ａを設けると共に、その全体を均一に加熱制御するため
に、所定個数のヒータ１８と熱電対１９とを分散配置さ
せてあり、これらを各々のリード線１８ａ，１９ａによ
り図示しない制御装置に結線してある。また前記各受け
孔１７ａには、土方から加圧調整ネジ２０が螺合され、
かつ各受け孔１７ａの相互間は連通路２１により連通さ
れていて、パイプ２１ａを経てこれらの各受け孔１７ａ
を図示しない真空ポンプに接続してある。また前記支持
プロツク１７の下部には、前記各受け孔１７ａの位置に
一致して同数の軸受け孔２２ａを上下方向に形成させた
軸受けプロック２２が固定してあつて、各軸受け孔２２
ａに径大とした頭部をもつ中空管状の吸着スピンドル２
３を、受け孔側から上下摺動自在に嵌挿させると共に、
その受け孔１７ａ側に開口された上端と、前記加圧調整
ネジ２０との間にバネ２４を介装させて、この各スピン
ドル２３を所定加圧力に弾圧保持させてある。
そしてさらに各スピンドル２３の下方に突出された部分
には、個々に加熱プロツク２５が止着されており、これ
を前記軸受けプロツク２２に連繋させて廻り止め作用を
得ると共に、この加熱プロツク２５にも、前記支持プロ
ツク１７と同様に、各々にリード線２６ａ，２７ａを取
出したヒータ２６、熱電対２７を配置したものである。
従つてこの実施例構成においては、所定のピツチ間隔で
配列される各吸着スピンドル２３に、真空ポンプによる
負圧が作用しているので、前記した第４図に示す各角孔
１４ａ内の半導体素子５を同時に吸着して、これらを対
応する金属フレーム１３上の各ボンデイングパツト１３
ａに、溶融半田を介して加圧付着させ得るものであり、
また吸着の際の緩衝ならびにボンデイング加圧は、加圧
調整ネジ２０の調整により任意の値に設定でき、さらに
支持プロツク１７ならびに加熱プロツク２２は、各々内
装した加熱手段、すなわちヒータ１８，２６およびその
発熱制御のための熱電対１９，２７により、常に所定温
度に維持させ得るのである。
には、個々に加熱プロツク２５が止着されており、これ
を前記軸受けプロツク２２に連繋させて廻り止め作用を
得ると共に、この加熱プロツク２５にも、前記支持プロ
ツク１７と同様に、各々にリード線２６ａ，２７ａを取
出したヒータ２６、熱電対２７を配置したものである。
従つてこの実施例構成においては、所定のピツチ間隔で
配列される各吸着スピンドル２３に、真空ポンプによる
負圧が作用しているので、前記した第４図に示す各角孔
１４ａ内の半導体素子５を同時に吸着して、これらを対
応する金属フレーム１３上の各ボンデイングパツト１３
ａに、溶融半田を介して加圧付着させ得るものであり、
また吸着の際の緩衝ならびにボンデイング加圧は、加圧
調整ネジ２０の調整により任意の値に設定でき、さらに
支持プロツク１７ならびに加熱プロツク２２は、各々内
装した加熱手段、すなわちヒータ１８，２６およびその
発熱制御のための熱電対１９，２７により、常に所定温
度に維持させ得るのである。
またボンディング作業に際して、各スピンドル２３を軸
支する軸受けプロツク２２は、前記した金属フレーム１
３の加熱プロツク１からの輻射熱および各スピンドル２
３の加熱プロツク２５からの伝導熱により熱膨張して、
各スピンドル２３相互間のピツチが変化することになり
、このた・めに正確なボンディング作業が不能となる。
支する軸受けプロツク２２は、前記した金属フレーム１
３の加熱プロツク１からの輻射熱および各スピンドル２
３の加熱プロツク２５からの伝導熱により熱膨張して、
各スピンドル２３相互間のピツチが変化することになり
、このた・めに正確なボンディング作業が不能となる。
この対策としてこの実施例では、この軸受けプロック２
２を固定支持する支持プロツク１７を加熱するようにさ
せ、作業開始前に軸受けプロツク２２を熱膨張させた状
態としておくのであり、同時に各スピンドル２３間のピ
ツチもまたこの熱膨張時点で正規のピツチ間隔Ｐｌ，Ｐ
２となるようにあらかじめ加工しておくのである。実験
の結果によれば、各加熱プロツク１，２５の温度に対応
して軸受けプロツク１７はおおよそ１００℃まで温度上
昇するので、この温度を得るための最適温度、ここでは
おおよそ３００℃に支持プロツク１７を温度設定したと
ころ、各スピンドル２３間のピツチ精度を±０．０４ｍ
１程度までにし得た。さらに軸受け孔２２ａとスピンド
ル２３との各摺動表面、例えば窒化処理しておくことに
より、この程度の温度では常に円滑な摺動を行なわせる
ことができる。なお前記実施例は、半導体素子のボンデ
ィングについて述べたが、その他のボンディングについ
ても同様に適用できることは勿論である。以上詳述した
ようにこの発明のボンデイングヘツドによれば、複数の
半導体素子などの対象物のボンディングを同時に実行で
きて、ボンディング作業を高能率化し得られ、ひいては
位置、方向などの作動制御装置を簡略化できるなどの特
長を有するものである。
２を固定支持する支持プロツク１７を加熱するようにさ
せ、作業開始前に軸受けプロツク２２を熱膨張させた状
態としておくのであり、同時に各スピンドル２３間のピ
ツチもまたこの熱膨張時点で正規のピツチ間隔Ｐｌ，Ｐ
２となるようにあらかじめ加工しておくのである。実験
の結果によれば、各加熱プロツク１，２５の温度に対応
して軸受けプロツク１７はおおよそ１００℃まで温度上
昇するので、この温度を得るための最適温度、ここでは
おおよそ３００℃に支持プロツク１７を温度設定したと
ころ、各スピンドル２３間のピツチ精度を±０．０４ｍ
１程度までにし得た。さらに軸受け孔２２ａとスピンド
ル２３との各摺動表面、例えば窒化処理しておくことに
より、この程度の温度では常に円滑な摺動を行なわせる
ことができる。なお前記実施例は、半導体素子のボンデ
ィングについて述べたが、その他のボンディングについ
ても同様に適用できることは勿論である。以上詳述した
ようにこの発明のボンデイングヘツドによれば、複数の
半導体素子などの対象物のボンディングを同時に実行で
きて、ボンディング作業を高能率化し得られ、ひいては
位置、方向などの作動制御装置を簡略化できるなどの特
長を有するものである。
第１図は従来のボンデイング作業の動作を示す説明図、
第２図は従来のボンデイングヘツドを示す斜視図、第３
図は同上断面図、第４図はこの発明でのポンディング作
業の動作を概念として示す説明図、第５図はこの発明に
係わるボンデイングヘツドの一実施例を示す斜視図、第
６図は同土断面図、第７図は同土要部を切り欠いた正面
図である。 １５・・・・・・ボンディングアーム、１６・・・・・
・スペーサ、１７・−・・・・支持プロツク、１７ａ・
・・・−・受け孔、１８，２６・・・・・・ヒータ、１
９，２７・・・・・・熱電対、２０・・・・・・圧力調
整ネジ、２２・・・・・・軸受けプロツク、２２ａ・・
・・・軸受け孔、２３・・・・・・吸着スピンドル、２
４・・・・・・バネ、２５・・・・・・加熱プロツク。
第２図は従来のボンデイングヘツドを示す斜視図、第３
図は同上断面図、第４図はこの発明でのポンディング作
業の動作を概念として示す説明図、第５図はこの発明に
係わるボンデイングヘツドの一実施例を示す斜視図、第
６図は同土断面図、第７図は同土要部を切り欠いた正面
図である。 １５・・・・・・ボンディングアーム、１６・・・・・
・スペーサ、１７・−・・・・支持プロツク、１７ａ・
・・・−・受け孔、１８，２６・・・・・・ヒータ、１
９，２７・・・・・・熱電対、２０・・・・・・圧力調
整ネジ、２２・・・・・・軸受けプロツク、２２ａ・・
・・・軸受け孔、２３・・・・・・吸着スピンドル、２
４・・・・・・バネ、２５・・・・・・加熱プロツク。
Claims (1)
- １ ボンディングアームの先端にスペーサを介して取付
けられ、かつ所定のピッチ間隔で複数の受け孔を下方に
開口させた支持ブロックと、前記各受け孔位置に一致す
る軸受け孔を有して支持ブロックの下部に固定した軸受
けブロツクと、前記各軸受け孔に上下摺動自在に嵌挿さ
れると共に、受け孔側から可調整的に弾圧された複数個
の吸着スピンドルと、各吸着スピンドルに廻り止めを兼
ねて止着された個々の加熱ブロックと、前記支持ブロッ
クおよび各加熱ブロックを各々に設定温度に加熱する加
熱手段とを備えたことを特徴とするボンディングヘッド
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54082864A JPS5932059B2 (ja) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | ボンデイングヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54082864A JPS5932059B2 (ja) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | ボンデイングヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS567445A JPS567445A (en) | 1981-01-26 |
| JPS5932059B2 true JPS5932059B2 (ja) | 1984-08-06 |
Family
ID=13786190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54082864A Expired JPS5932059B2 (ja) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | ボンデイングヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932059B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5831543A (ja) * | 1981-08-19 | 1983-02-24 | Nec Home Electronics Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1979
- 1979-06-28 JP JP54082864A patent/JPS5932059B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS567445A (en) | 1981-01-26 |
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