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JPH0821799B2 - Bonding method for outer leads - Google Patents
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JPH0821799B2 - Bonding method for outer leads - Google Patents

Bonding method for outer leads

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JPH0821799B2
JPH0821799B2 JP1330755A JP33075589A JPH0821799B2 JP H0821799 B2 JPH0821799 B2 JP H0821799B2 JP 1330755 A JP1330755 A JP 1330755A JP 33075589 A JP33075589 A JP 33075589A JP H0821799 B2 JPH0821799 B2 JP H0821799B2
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thermocompressor
outer lead
substrate
pressing
electrode
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体チップのアウターリードを基板の電
極部に熱圧着するアウターリードのボンディング方法に
関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an outer lead bonding method for thermocompression bonding an outer lead of a semiconductor chip to an electrode portion of a substrate.

(従来の技術) 合成樹脂フィルムにより作られたフィルムキャリヤに
半導体を搭載し、このフィルムキャリヤを打ち抜くこと
により半導体チップを製造することが、TAB法として知
られている。
(Prior Art) Mounting a semiconductor on a film carrier made of a synthetic resin film and punching the film carrier to manufacture a semiconductor chip is known as a TAB method.

このようにして製造された半導体チップは、上記のよ
うにフィルムキャリヤを打ち抜いたことにより形成され
たアウターリードを有しており、このアウターリードを
基板に形成された電極部に接着することは、一般にアウ
ターリードボンディングと呼ばれる。
The semiconductor chip manufactured in this manner has outer leads formed by punching the film carrier as described above, and bonding the outer leads to the electrode portion formed on the substrate is Generally called outer lead bonding.

(発明が解決しようとする課題) アウターリードの基板への接着は、基板の上面に形成
された電極部にアウターリードを着地させ、熱圧着子を
アウターリードに押し付けて、電極部を加熱溶融させる
ことにより行われる。ところが電極部の素材となる半田
は溶融硬化の温度特性を有しており、半田の品種によっ
て差異はあるが、一般には、160〜180℃まで徐々に加熱
した後、220℃以上に一気に加熱することにより溶融さ
せ、次いで徐々に冷却して硬化させるのが望ましい。ま
たアウターリードは極細極薄であって、しかもポリイミ
ドのような合成樹脂により形成されているため、いきな
り高温に加熱すると、材質が変質するなどして好ましく
なく、したがって徐々に加熱することが望ましい。
(Problems to be Solved by the Invention) The outer lead is bonded to the substrate by landing the outer lead on the electrode portion formed on the upper surface of the substrate and pressing the thermocompressor against the outer lead to heat and melt the electrode portion. It is done by However, the solder used as the material of the electrode part has a temperature characteristic of melting and hardening, and although there are differences depending on the type of solder, it is generally heated gradually to 160 to 180 ° C and then heated to 220 ° C or more all at once. Therefore, it is desirable to melt and then to gradually cool and cure. Further, since the outer lead is extremely thin and thin and is made of a synthetic resin such as polyimide, it is not preferable that the material is deteriorated when it is suddenly heated to a high temperature. Therefore, it is preferable to gradually heat the outer lead.

そこで本発明は、このような半田やアウターリードの
温度特性を満足できるボンディング手段を提供すること
を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a bonding means that can satisfy such temperature characteristics of solder and outer leads.

(課題を解決するための手段) このために本発明は、ノズルシャフトを下降させて、
このノズルシャフトの下端部の吸着部に吸着された半導
体チップを基板に搭載する第1の工程と、加熱処理によ
り予め加熱された熱圧着子を下降させて弱い力で半導体
チップのアウターリードを基板の電極部に押し付ける第
2の工程と、次に熱圧着子の温度を上昇させるととも
に、より強い力でアウターリードを基板の電極部に押し
付ける第3の工程と、次に熱圧着子に冷気を吹き付ける
ことにより熱圧着子の温度を低下させてアウターリード
を基板の電極部に押し付ける第4の工程と、熱圧着子を
上昇させて押し付け状態を解除する第5の工程とからア
ウターリードのボンディング方法を構成した。
(Means for Solving the Problem) For this purpose, the present invention lowers the nozzle shaft,
The first step of mounting the semiconductor chip adsorbed on the adsorption portion at the lower end of the nozzle shaft on the substrate, and lowering the thermocompressor preheated by the heat treatment to weaken the outer leads of the semiconductor chip to the substrate. Second step of pressing the thermo-compressor against the electrode section of the substrate, then the third step of increasing the temperature of the thermocompressor and pressing the outer lead against the electrode section of the substrate with a stronger force, and then applying cool air to the thermocompressor. The outer lead bonding method includes a fourth step of lowering the temperature of the thermocompressor by spraying to press the outer lead against the electrode portion of the substrate, and a fifth step of raising the thermocompressor to release the pressed state. Configured.

また、望ましくは、前記第2の工程において、前記熱
圧着子をばね材のばね力により弱い力で半導体チップの
アウターリードを基板の電極部に押し付ける。また前記
第3の工程において、前記熱圧着子に前記加熱手段であ
るヒートブロックを上方から押し付けることにより、よ
り強い力でアウターリードを基板の電極部に押し付け
る。また前記第4の工程において、前記ノズルシャフト
が嵌挿された直立管の下部から冷気を吹き出して、前記
熱圧着子にこの冷気を吹き付ける。
Further, desirably, in the second step, the outer leads of the semiconductor chip are pressed against the electrode portions of the substrate by a weak force of the thermocompression bonding element due to the spring force of the spring material. Further, in the third step, the outer lead is pressed against the electrode portion of the substrate with a stronger force by pressing the heat block as the heating means against the thermocompressor from above. Further, in the fourth step, cold air is blown from the lower portion of the upright tube in which the nozzle shaft is fitted and is blown onto the thermocompressor.

(作用) 上記構成によれば、まず弱い力で熱圧着子をアウター
リードに押し付け、次いで熱圧着子の温度を上げて強い
力で押し付け、次いで熱圧着子の温度を下げることによ
り、アウターリードを基板の電極部に確実にボンディン
グできる。
(Operation) According to the above configuration, the thermocompressor is first pressed against the outer lead with a weak force, then the temperature of the thermocompressor is increased and pressed with a strong force, and then the temperature of the thermocompressor is lowered, thereby removing the outer lead. It can be surely bonded to the electrode portion of the substrate.

(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。
(Example) Next, the Example of this invention is described, referring drawings.

第1図はボンディングヘッドの斜視図、第2図は一部
切欠斜視図である。1はプレート状の支持フレームであ
り、その中央部には直立管2が装着されている。この直
立管2にはノズルシャフト3が昇降自在に嵌挿されてお
り、その下端部には半導体チップPの吸着部4が設けら
れている。この半導体チップPはTAB法により製造され
たものであって、第3図に示すように、フィルムキャリ
ヤを打ち抜いて作られた極細極薄のアウターリードLが
半導体チップCの4辺から4方向に延出している。なお
半導体Cの2辺から2方向にアウターリードLが延出し
ているものもあり、このような半導体チップにも本発明
に係る手段は適用できる。
FIG. 1 is a perspective view of a bonding head, and FIG. 2 is a partially cutaway perspective view. Reference numeral 1 is a plate-shaped support frame, and an upright tube 2 is attached to the central portion thereof. A nozzle shaft 3 is vertically slidably fitted into the upright tube 2, and a suction portion 4 for a semiconductor chip P is provided at a lower end portion thereof. This semiconductor chip P is manufactured by the TAB method. As shown in FIG. 3, the ultra-thin and ultra-thin outer leads L punched out from the film carrier are formed in four directions from four sides of the semiconductor chip C. It is extended. Note that there are some semiconductor leads in which the outer leads L extend in two directions from two sides, and the means according to the present invention can also be applied to such a semiconductor chip.

5は上記支持フレーム1の下面に設けられた加熱手段
としてのヒートブロックであって、上記直立管2はこの
ヒートブロック5を貫通している。第2図において12は
給電線である。ヒートブロック5の下面には、下方へ向
って先細の伝熱部6が一体的に突設されている。7は吸
着部4の側方に設けられた熱圧着子であって、4方向に
延出するアウターリードLに押接できるように吸着部4
を取り囲む矩形枠状であり、またその断面形状は、膨大
部7aと、小形の押圧部7bを有している。後に詳述するよ
うに、この押圧部7bをアウターリードLに押し付けて、
これを基板に形成された半田から成る電極部に熱圧着す
るものであり、膨大部7aは蓄熱部となっている。この熱
圧着子7は、ヒートブロック5と一体的に形成してもよ
いものであるが、本実施例では熱圧着子7をヒートブロ
ック5と別体とすることにより、半導体チップの品種変
更には、熱圧着子7のみの交換で対応できるようにして
いる。この場合、アウターリードLが2方向に延出する
ものは、熱圧着子は矩形枠状に形成する必要はなく、こ
の2方向のアウターリードLに対応する形状となる。
Reference numeral 5 denotes a heat block as a heating means provided on the lower surface of the support frame 1, and the upright tube 2 penetrates the heat block 5. In FIG. 2, reference numeral 12 is a feeder line. On the lower surface of the heat block 5, a tapered heat transfer portion 6 is integrally provided so as to extend downward. Reference numeral 7 denotes a thermocompressor provided on the side of the suction portion 4 so that the suction portion 4 can be pressed against the outer leads L extending in four directions.
It has a rectangular frame shape surrounding and has an enlarged portion 7a and a small pressing portion 7b in cross section. As will be described later in detail, the pressing portion 7b is pressed against the outer lead L,
This is thermocompression-bonded to the electrode portion made of solder formed on the substrate, and the expanded portion 7a is a heat storage portion. The thermocompression-bonding element 7 may be formed integrally with the heat block 5, but in the present embodiment, the thermocompression-bonding element 7 is separated from the heat block 5 to change the type of semiconductor chip. Is designed so that only the thermocompressor 7 can be replaced. In this case, in the case where the outer leads L extend in two directions, the thermocompression bonding element does not need to be formed in a rectangular frame shape, but has a shape corresponding to the outer leads L in these two directions.

第2図において、8はヒートブロック5を取り囲むよ
うに配設された枠形のブラケットであって、熱圧着子7
はシャフト9を介してこのブラケット8に結合されてい
る。10は熱圧着子7を下方に付勢するコイルばね、11は
シャフト9の昇降をガイドするベヤリング部である。
In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a frame-shaped bracket arranged so as to surround the heat block 5,
Is connected to this bracket 8 via a shaft 9. Reference numeral 10 is a coil spring for urging the thermocompressor 7 downward, and 11 is a bearer portion for guiding the shaft 9 up and down.

第2図及び第4図(a)において、14は熱圧着子7を
上下動させて伝熱部6に接離させるための接離手段であ
って、支持フレーム1の下面の取付け板22に、ピン16を
中心に回転自在に軸着されたアーム15を有している。ア
ーム15の先端部には、上記ブラケット8の下面に当接す
るローラ17が軸着されている。18は、ローラ17を下方す
なわち熱圧着子7を伝熱部6から下方に分離させる方向
に付勢するばね材である。19はフレーム21(第1図参
照)に垂設されたロッドであり、その下端部は、アーム
15の他端部に軸着されたローラ20に押当し、ばね材18の
ばね力に抗して、ローラ17をブラケット8の下面に押当
させている。後に詳述するように、熱圧着子7を伝熱部
6に接離させることにより、伝熱部6から熱圧着子7へ
の伝熱を断接し、熱圧着子7の温度制御を行うようにし
ている。また熱圧着子7が上昇位置にある接合状態で、
両者6,7には小間隔tが確保されており(第4図(a)
部分拡大図参照)、このように間隔tを確保することに
より、熱圧着子7が伝熱部6により過度に加熱されるの
を防止している。
2 and 4 (a), 14 is a contacting / separating means for moving the thermocompressor 7 up and down to bring it into contact with and separate from the heat transfer portion 6, and is attached to the mounting plate 22 on the lower surface of the support frame 1. , And has an arm 15 rotatably mounted around a pin 16. A roller 17 that comes into contact with the lower surface of the bracket 8 is pivotally attached to the tip of the arm 15. Reference numeral 18 denotes a spring member that urges the roller 17 downward, that is, in a direction of separating the thermocompression-bonding member 7 downward from the heat transfer section 6. Reference numeral 19 is a rod suspended from the frame 21 (see FIG. 1), and the lower end of the rod is an arm.
The roller 17 is pressed against the roller 20 axially attached to the other end of the roller 15, and the roller 17 is pressed against the lower surface of the bracket 8 against the spring force of the spring member 18. As will be described later in detail, the heat transfer from the heat transfer section 6 to the thermocompressor 7 is cut off by connecting the thermocompressor 7 to the heat transfer section 6 to control the temperature of the thermocompressor 7. I have to. In the joined state in which the thermocompression-bonding element 7 is in the raised position,
A small interval t is secured between both 6 and 7 (Fig. 4 (a)).
(Refer to a partially enlarged view) By securing the interval t in this way, the thermocompression-bonding element 7 is prevented from being excessively heated by the heat transfer section 6.

第4図(a)において、支持フレーム1の上面側部に
はシャフト23が立設されている。24はシャフト23の上方
に設けられた多段シリンダであり、そのロッド25はシャ
フト23の上面に接地している。26は第2のシリンダであ
って、そのロッド27は支持フレーム1の上面に結合され
ている。この第2のシリンダ26は、その退去力F2(同図
(c)参照)により、支持フレーム1やヒートブロック
5等の荷重を支持するものである。このシリンダ24は、
押圧子7をアウターリードLに強く押し付けるための加
圧手段であり、また熱圧着子7を吸着部4とは別個に独
立して昇降させる昇降手段となっている。
In FIG. 4 (a), a shaft 23 is provided upright on the upper surface side portion of the support frame 1. Reference numeral 24 is a multi-stage cylinder provided above the shaft 23, and its rod 25 is grounded to the upper surface of the shaft 23. 26 is a second cylinder, the rod 27 of which is connected to the upper surface of the support frame 1. The second cylinder 26 supports the load of the support frame 1, the heat block 5 and the like by its retreat force F2 (see FIG. 7C). This cylinder 24
It is a pressing means for strongly pressing the pressing element 7 against the outer lead L, and is an elevating means for moving the thermocompression bonding element 7 up and down independently of the adsorption section 4.

第4図(a)において、40はノズルシャフト3を昇降
させるためのパルスモータであって、ねじ杆41を回転さ
せ、これに螺着されたナット体42を昇降させる。ノズル
シャフト3の上端部にはブロック43が装着されており、
コイルばね44により、ノズルシャフト3を下方に付勢し
ている。45はその上端部が上記ナット体42に押圧される
シャフトであって、その下端部には上記ブロック43の下
面に押当するローラ46が装着されている。47はシャフト
45の昇降ガイドブロック、48はシャフト45を上方に付勢
するコイルばねである。なお各図において、ばねの付勢
方向は矢印により示している。
In FIG. 4 (a), 40 is a pulse motor for raising and lowering the nozzle shaft 3, which rotates a screw rod 41 and raises and lowers a nut body 42 screwed thereto. A block 43 is attached to the upper end of the nozzle shaft 3,
The nozzle shaft 3 is biased downward by the coil spring 44. 45 is a shaft the upper end of which is pressed by the nut body 42, and a roller 46 which is pressed against the lower surface of the block 43 is attached to the lower end of the shaft. 47 is a shaft
Reference numeral 45 is a lifting guide block, and 48 is a coil spring that biases the shaft 45 upward. In each drawing, the urging direction of the spring is indicated by an arrow.

したがってパルスモータ40が作動してナット体42が下
降すると、シャフト45はコイルばね48のばね力に抗して
下降し、ローラ46も下降して、ノズルシャフト3はコイ
ルばね44のばね力により下降する。またナット体42が上
昇すると、シャフト45はコイルばね48のばね力により上
昇し、ノズルシャフト3はローラ46により押し上げられ
て上昇する。
Therefore, when the pulse motor 40 operates and the nut body 42 descends, the shaft 45 descends against the spring force of the coil spring 48, the roller 46 also descends, and the nozzle shaft 3 descends by the spring force of the coil spring 44. To do. When the nut body 42 rises, the shaft 45 rises due to the spring force of the coil spring 48, and the nozzle shaft 3 is pushed up by the roller 46 and rises.

第1図において、50はノズルシャフト3をその軸心を
中心に回転させるためのモータ、51はカム、52はカムフ
ォロア、53はカムフォロア52が軸着された回動子、54は
回動子53に垂設されたシャフト、55はノズルシャフト3
側から延出するロッド56の先端部に装着されて、シャフ
ト54に押当するローラである。これらの手段は、吸着部
4に吸着された半導体チップPを水平回転させて、その
向きやθ方向の位置補正を行うものであるが、本発明と
は直接関係ないので、その詳細な説明は省略する。
In FIG. 1, 50 is a motor for rotating the nozzle shaft 3 about its axis, 51 is a cam, 52 is a cam follower, 53 is a rotator to which the cam follower 52 is attached, and 54 is a rotator 53. Shaft 55 hung vertically on the nozzle shaft 55
A roller that is mounted on the tip of a rod 56 extending from the side and presses against the shaft 54. These means horizontally rotate the semiconductor chip P adsorbed to the adsorbing portion 4 and correct the position and the position in the θ direction, but since they are not directly related to the present invention, a detailed description thereof will be given. Omit it.

第3図は冷却手段を示すものであって、13は上記ノズ
ルシャフト3と直立管2の間に嵌挿された内管であり、
直立管2と内管13の間には、パイプ28を通して、冷気が
送り込まれ、この冷気は直立管2の下端部からアウタリ
ードLを押圧する熱圧着子7の押圧部7bへ向って随時吹
き出される(破線矢印参照)。パイプ28は直立管2の上
部に接続されており、吹き込まれた冷気は、直立管2と
内管13の間を下降する。したがって、ノズルシャフト3
をその全長に渉って冷却し、ノズルシャフト3がヒート
ブロック5により過度に加熱されて熱変形し、ボンディ
ング精度に誤差が生じるのを防止している。この冷気の
温度は、例えば常温である。またノズルシャフト3と内
管13の間にも空隙があり、この空隙によりヒートブロッ
ク5の熱がノズルシャフト3に伝達されるのを断熱して
いる。なお上記のように、ノズルシャフト3が貫挿され
た直立管2の下端部から冷気を吹き出させれば、冷気は
四方に吹き出して、吸着部4を取り囲むように位置する
押圧部7bに、まんべんなく冷気を吹き当てることができ
る利点があるが、冷気の吹き出し手段は直立管2やヒー
トブロック5とは別個に設け、熱圧着子7の斜上方から
押圧子7の押圧部7bに向けて冷気を吹き付けてもよいも
のであり、冷却手段の具体的構成は本実施例に限定され
ない。
FIG. 3 shows a cooling means, and 13 is an inner tube fitted between the nozzle shaft 3 and the upright tube 2,
Cold air is sent between the upright tube 2 and the inner tube 13 through a pipe 28, and this cold air is blown from the lower end of the upright tube 2 toward the pressing portion 7b of the thermocompression-bonding element 7 that presses the outer lead L at any time. (See dashed arrow). The pipe 28 is connected to the upper portion of the upright pipe 2, and the blown cold air descends between the upright pipe 2 and the inner pipe 13. Therefore, the nozzle shaft 3
The nozzle block 3 is prevented from being excessively heated by the heat block 5 to be thermally deformed, thereby causing an error in bonding accuracy. The temperature of this cold air is, for example, normal temperature. There is also a gap between the nozzle shaft 3 and the inner pipe 13, and this gap insulates the heat of the heat block 5 from being transferred to the nozzle shaft 3. As described above, if cold air is blown out from the lower end portion of the upright tube 2 through which the nozzle shaft 3 is inserted, the cool air is blown out in all directions and is evenly distributed over the pressing portion 7b positioned so as to surround the adsorption portion 4. Although there is an advantage that cold air can be blown, the cool air blowing means is provided separately from the upright tube 2 and the heat block 5, and the cool air is blown toward the pressing portion 7b of the pressing member 7 from obliquely above the thermocompressor 7. It may be sprayed, and the specific configuration of the cooling means is not limited to this embodiment.

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4図(a)〜(f)を参照しながらボンディ
ング方法を説明する。
This bonding head has the above-mentioned structure. Next, the bonding method will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (f).

吸着部4の下端部に半導体チップPを吸着したボンデ
ィングヘッドは、基板Sの上方に到来する(第4図
(a))。次いでモータ40が駆動することにより、吸着
部4は下降して、半導体チップPを基板Sに搭載し、ア
ウターリードLを基板Sの上面に形成された半田から成
る電極部30に着地させる(同図(b))。
The bonding head that has sucked the semiconductor chip P onto the lower end of the suction portion 4 reaches above the substrate S (FIG. 4A). Next, when the motor 40 is driven, the suction portion 4 is lowered, the semiconductor chip P is mounted on the substrate S, and the outer lead L is landed on the electrode portion 30 made of solder formed on the upper surface of the substrate S (same as above). Figure (b)).

次いでシリンダ24が作動することにより、支持フレー
ム1は下降する。するとローラ20はロッド19から離れ、
アーム15はばね材18のばね力により回転して熱圧着子7
は下降し、その押圧部7bはアウターリードLに押当し
て、これを電極部30に押し付ける(同図(c))。この
場合、押圧部7bをいきなり強い力でアウターリードLに
押し付けると、アウターリードLや電極部30が悪影響を
受けやすい。そこで本手段は、多段シリンダ24のロッド
25を先づ弱い力で突出させて熱圧着子7を下降させ、ば
ね材18のばね力によりアーム15を回転させることによ
り、先づ弱い力で押圧部7bをアウターリードLに押し付
ける(第4図(c))。次いで伝熱部6が熱圧着子7上
に着地したならば、多段シリンダ24のロッド25の突出力
F1を増大することにより、押圧部7bをアウターリードL
に強く押し付ける(同図(d))。
Then, the cylinder 24 is actuated to lower the support frame 1. The roller 20 then separates from the rod 19,
The arm 15 is rotated by the spring force of the spring material 18 to rotate the thermocompressor 7.
Moves down, and its pressing portion 7b presses the outer lead L and presses it against the electrode portion 30 (FIG. 7 (c)). In this case, if the pressing portion 7b is suddenly pressed against the outer lead L with a strong force, the outer lead L and the electrode portion 30 are likely to be adversely affected. Therefore, this means is the rod of the multi-stage cylinder 24.
25 is first projected with a weak force to lower the thermocompressor 7, and the arm 15 is rotated with the spring force of the spring material 18, whereby the pressing portion 7b is pressed against the outer lead L with a weak force first (fourth). Figure (c)). Next, if the heat transfer part 6 lands on the thermocompression-bonding element 7, the thrust output of the rod 25 of the multistage cylinder 24
By increasing F1, the pressing portion 7b is moved to the outer lead L
Press firmly against ((d) in the figure).

次いでシリンダ24のロッド25を上方に退去させること
により、ヒートブロック5を上昇させる(同図
(e))。この状態で、熱圧着子7は伝熱部6から分離
され、ばね材18のばね力により、アウターリードLの押
圧状態を継続する。次いでロッド27が更に上昇すること
により、熱圧着子7はアウターリードLから離れ、ボン
ディング作業は終了する(同図(f))。
Then, the rod 25 of the cylinder 24 is retracted upward to raise the heat block 5 ((e) in the figure). In this state, the thermocompression-bonding element 7 is separated from the heat transfer section 6, and the spring force of the spring member 18 keeps the outer lead L pressed. Then, the rod 27 further rises, the thermocompression-bonding element 7 separates from the outer lead L, and the bonding operation is completed ((f) in the figure).

ところで、電極部30の素材である半田は溶融硬化の温
度特性を有している。すなわち一般には、160゜〜180℃
程度まで加熱した後、220℃以上に一気に加熱すること
により溶融させ、次いで徐々に冷却して硬化させるのが
望ましい。そこで本装置は、次のようにして電極部30の
加熱温度をコントロールする。
By the way, the solder, which is a material of the electrode portion 30, has a temperature characteristic of melt hardening. That is, in general, 160 ° to 180 ° C
After heating to a certain degree, it is desirable that the material be melted by heating at 220 ° C. or more at once, and then gradually cooled to be hardened. Therefore, the present apparatus controls the heating temperature of the electrode section 30 as follows.

ヒートブロック5の温度は、常時220〜230℃で一定で
あるが、第4図(a),(b)において、熱圧着子7は
伝熱部6と上記小間隔tがあることから、約160〜180℃
程度に予熱されている。次いで同図(c)に示すよう
に、熱圧着子7は下降してアウターリードLに着地し、
アウターリードLを押圧しながら電極部30を徐々に加熱
する。
The temperature of the heat block 5 is constant at 220 to 230 ° C. at all times, but in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the thermocompressor 7 has a small gap t with the heat transfer part 6, so 160-180 ° C
It has been preheated to a degree. Next, as shown in FIG. 7C, the thermocompression-bonding member 7 descends and lands on the outer lead L,
The electrode portion 30 is gradually heated while pressing the outer lead L.

次いで同図(d)に示すように、伝熱部6が熱圧着子
7に着地し、熱圧着子7の温度を220〜230℃程度まで一
気に上昇させて、電極部30を完全に加熱溶融させ、その
状態でシリンダ24のロッド25の突出力F1により、アウタ
ーリードLを電極部30に強く押し付けて、アウターリー
ドLを電極部30に熱圧着する。
Next, as shown in FIG. 7D, the heat transfer part 6 lands on the thermocompression-bonding element 7, and the temperature of the thermocompression-bonding element 7 is raised at a stretch to 220 to 230 ° C. to completely heat and melt the electrode part 30. Then, in that state, the outer lead L is strongly pressed against the electrode portion 30 by the protrusion output F1 of the rod 25 of the cylinder 24, and the outer lead L is thermocompression-bonded to the electrode portion 30.

次いで同図(e)に示すように、伝熱部6は上昇して
熱圧着子7から離れ、熱圧着子7への伝熱を中断すると
ともに、破線矢印にて示すように冷気を吹き出すことに
より、熱圧着子7や電極部30を180℃以下まで冷却し、
熱圧着子7による押圧状態を継続する。なお電極部30を
220℃以上に加熱した後、熱圧着子7を伝熱部6と一緒
にいきなり上昇させてアウターリードLの押圧状態を解
除すると、電極部30は加熱されて溶融状態にあることか
ら、アウターリードLは跳ね上り、溶融状態の電極部30
から分離しやすい。したがって上述したように、伝熱部
6を上昇させた後も、熱圧着子7によるアウターリード
Lの押圧状態を継続して、電極部30を180℃程度まで冷
却し、アウターリードLの跳ね上りの虞れがなくなった
後、熱圧着子7を上昇させて押圧状態を解除する。そし
て同図(f)に示すように、熱圧着子7による押圧状態
が解除されると、冷風の吹き出しは中止され、また電極
部30は徐々に冷却されて硬化し、アウターリードLは電
極部30に固着される。
Next, as shown in FIG. 7E, the heat transfer part 6 rises and separates from the thermocompression-bonding element 7, interrupts heat transfer to the thermocompression-bonding element 7, and blows out cool air as indicated by a dashed arrow. To cool the thermocompressor 7 and the electrode part 30 to 180 ° C or less,
The pressing state by the thermocompression-bonding element 7 is continued. In addition, the electrode part 30
After heating to 220 ° C. or higher, the thermocompressor 7 is suddenly raised together with the heat transfer section 6 to release the pressed state of the outer lead L, and the electrode section 30 is heated and is in a molten state. L jumps up and melts the electrode part 30
Easy to separate from. Therefore, as described above, even after the heat transfer part 6 is raised, the outer lead L is kept pressed by the thermocompression-bonding element 7 to cool the electrode part 30 to about 180 ° C., and the outer lead L jumps up. After the fear of the problem disappears, the thermocompression-bonding element 7 is lifted to release the pressed state. Then, as shown in (f) of the figure, when the pressing state by the thermocompression-bonding element 7 is released, the blowing of the cold air is stopped, the electrode portion 30 is gradually cooled and hardened, and the outer lead L becomes the electrode portion. Stick to 30.

このように本手段は、熱圧着子7を加熱手段であるヒ
ートブロック5と接離自在とし、また押圧部7bや電極部
30に向って冷気を吹き出して冷却する手段を有している
ので、電極部30を良好に加熱溶融させ、アウターリード
Lを電極部30に確実に接着することができる。なお180
℃,220℃などの上記温度は例示的なものであり、これら
の温度は半田の品種等によって異る。
As described above, the present means allows the thermocompression-bonding element 7 to come into contact with and separate from the heat block 5 which is a heating means, and also to press the pressing portion 7b and the electrode portion.
Since there is a means for blowing cold air toward 30 to cool it, the electrode portion 30 can be satisfactorily heated and melted, and the outer lead L can be reliably bonded to the electrode portion 30. 180
The above temperatures such as ℃ and 220 ℃ are examples, and these temperatures vary depending on the type of solder and the like.

(発明の効果) 本発明によれば、基板の電極部の温度特性を満足させ
ながら、これを加熱溶融させて、半導体チップのアウタ
ーリードを確実にボンディングできる。またこの場合第
2の工程において、熱圧着子をばね材のばね力により弱
い力で半導体チップのアウターリードを基板の電極部に
押し付けることにより、アウターリードが痛まないよう
に熱圧着子をソフトにアウターリードに押し付けること
ができる。また第3の工程において、熱圧着子に加熱手
段であるヒートブロックを上方から押し付けることによ
り、熱圧着子の温度を急上昇させてより強い力でアウタ
ーリードに押し付け、電極部を確実に溶融させてアウタ
ーリードを電極部にボンディングできる。また第4の工
程において、ノズルシャフトが嵌挿された直立管の下部
から冷気を吹き出して、熱圧着子にこの冷気を吹き付け
ることにより、直立管の下部から冷気を四方へ吹き出し
て熱圧着子にまんべんなく冷気を吹き当て、熱圧着子を
場所的なばらつきなく均一に冷却でき、ひいては溶融し
た電極部を均一に冷却して固化させることができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, while satisfying the temperature characteristics of the electrode portion of the substrate, the electrode portion can be heated and melted to reliably bond the outer leads of the semiconductor chip. Further, in this case, in the second step, the thermocompressor is softened by pressing the outer lead of the semiconductor chip against the electrode portion of the substrate by a weak force of the spring force of the spring material, so that the outer crimp is not damaged. Can be pressed against the outer lead. In the third step, the heat block, which is a heating means, is pressed against the thermocompression-bonding member from above, so that the temperature of the thermocompression-bonding member is sharply increased and pressed against the outer lead with a stronger force to surely melt the electrode portion. The outer lead can be bonded to the electrode part. In the fourth step, cold air is blown from the lower portion of the upright tube in which the nozzle shaft is inserted and blown onto the thermocompressor, so that cold air is blown from the lower portion of the upright tube in all directions to the thermocompressor. Even if cold air is blown evenly, the thermocompression-bonding member can be uniformly cooled without spatial variation, and the molten electrode portion can be uniformly cooled and solidified.

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

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図は一部切欠斜視図、第
3図は冷却手段の断面図、第4図は作業順の正面図であ
る。 3……ノズルシャフト 4……吸着部 7……熱圧着子 30……電極部 P……半導体チップ L……アウターリード S……基板
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a bonding head, FIG. 2 is a partially cutaway perspective view, FIG. 3 is a sectional view of a cooling means, and FIG. FIG. 3 ... Nozzle shaft 4 ... Adsorption part 7 ... Thermocompressor 30 ... Electrode part P ... Semiconductor chip L ... Outer lead S ... Substrate

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ノズルシャフトを下降させて、このノズル
シャフトの下端部の吸着部に吸着された半導体チップを
基板に搭載する第1の工程と、加熱手段により予め加熱
された熱圧着子を下降させて弱い力で半導体チップのア
ウターリードを基板の電極部に押し付ける第2の工程
と、次に熱圧着子の温度を上昇させるとともに、より強
い力でアウターリードを基板の電極部に押し付ける第3
の工程と、次に熱圧着子に冷気を吹き付けることにより
熱圧着子の温度を低下させてアウターリードを基板の電
極部に押し付ける第4の工程と、熱圧着子を上昇させて
押し付け状態を解除する第5の工程と、を含むことを特
徴とするアウターリードのボンディング方法。
1. A first step of lowering a nozzle shaft to mount a semiconductor chip adsorbed on an adsorption portion at a lower end portion of the nozzle shaft on a substrate, and a thermocompressor preheated by a heating means. The second step of pressing the outer leads of the semiconductor chip against the electrode parts of the substrate with a weak force, and the second step of raising the temperature of the thermocompressor and pressing the outer leads against the electrode parts of the substrate with a stronger force.
Step, and then the fourth step of lowering the temperature of the thermocompressor by blowing cold air to the thermocompressor to press the outer leads against the electrode part of the substrate, and raising the thermocompressor to release the pressed state The outer lead bonding method, which comprises:
【請求項2】前記第2の工程において、前記熱圧着子を
ばね材のばね力により弱い力で半導体チップのアウター
リードを基板の電極部に押し付けることを特徴とする請
求項1記載のアウターリードのボンディング方法。
2. The outer lead according to claim 1, wherein, in the second step, the outer lead of the semiconductor chip is pressed against the electrode portion of the substrate by a weak force of the thermocompressor due to the spring force of the spring material. Bonding method.
【請求項3】前記第3の工程において、前記熱圧着子に
前記加熱手段であるヒートブロックを上方から押し付け
ることにより前記熱圧着子の温度を上昇させるととも
に、より強い力でアウターリードを基板の電極部に押し
付けることを特徴とする請求項1記載のアウターリード
のボンディング方法。
3. In the third step, the temperature of the thermocompressor is raised by pressing the heat block, which is the heating means, against the thermocompressor from above, and the outer lead is attached to the substrate with a stronger force. The outer lead bonding method according to claim 1, wherein the outer lead is pressed against the electrode portion.
【請求項4】前記第4の工程において、前記ノズルシャ
フトが嵌挿された直立管の下部から冷気を吹き出して、
前記熱圧着子にこの冷気を吹き付けることを特徴とする
請求項1記載のアウターリードのボンディング方法。
4. In the fourth step, cool air is blown out from the lower portion of the upright pipe in which the nozzle shaft is fitted and inserted,
The outer lead bonding method according to claim 1, wherein the cold air is blown onto the thermocompression bonding element.
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