JPH0834229B2 - ボンディング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体集積回路（IC）や大規模集積回路（LS
I）の半導体部品のボンディング装置に関し、特に電子
デバイスの大型化に伴なうボンディングの改良をしたボ
ンディング装置に関する。

［背景技術］ 従来、この種のボンディング装置は第３図及び第４図
に示すようなものである。第３図の装置はコンスタント
ヒート方式のものであり、ツールホルダ６はボンディン
グツール５を支持固定すると共に傾斜調整機構を備えて
おり、ボンディングツール５をＸ方向及びＹ方向に調整
することができる。この傾斜調整はボンディング対象物
であるワークとボンディングツールとの平行度を取るた
めのものであって、ボンディングする前に調整する。こ
の調整はパルスヒート方式においても必要である。ツー
ルホルダ６は上下駆動部７に保持され上下駆動される。
この上下駆動部７は、XYテーブルに載置されており、こ
のXYテーブルはＸ方向及びＹ方向に駆動されてボンディ
ングツール５を基板10に配置されたICチップ８及びリー
ド９上に位置決めしてボンディングする。

このボンディングツール５の構成を第４図６に示す。
第４図のワーク押圧部１の押圧面はボンディング対象物
であるICチップ８（デバイス）を一度で熱圧着ボンディ
ングできる大きさで構成されている。パルスヒート方式
も同様である。このワーク押圧部１はシャンク材２に載
置固定され、このシャンク材２の側面にはカートリッジ
ヒータ３及び熱電対４が設けられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のボンディング装置では以下のよ
うな欠点を有する。

すなわち、 従来の装置ではワーク押圧部がデバイスの大きさで形
成されているので、全接合部に対して均等なボンディン
グ荷重が要求され、“ワークとボンディングツールの平
行度”について２方向の厳密な設定が必要となる。

従来の装置ではボンディングの対象となるワークのボ
ンディング面の高さにバラツキがあると、全接合部に対
して均等なボンディング荷重を供給することができな
い。

また、デバイスの大型化に伴ない、それに応じたボン
ディング荷重が必要となりボンディング装置自体の能力
も向上させなければならない。

デバイスが大型化することによりそれに応じたボンデ
ィングツールの熱容量も必要となる。

デバイスの大型化によりボンディングツールも大型化
する必要があるが、ツールの製作が困難となりしかも精
度面でも加工精度の維持が困難となる。

そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされた
もので、電子デバイスが大型化してもボンディングする
ことのできるなど、種々の効果を併せ奏し得るボンディ
ング装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、直線状若しくは一定幅の帯形状内に配列さ
れた被ボンディング部品をボンディングするボンディン
グ装置であって、Ｘ方向及びＹ方向に駆動するXY駆動手
段と、該XY駆動手段に載置される上下駆動手段と、該上
下駆動手段により上下駆動される保持手段と、該保持手
段により保持され被ボンディング部品のボンディング面
を押圧してボンディングするボンディングツールとを備
え、前記ボンディングツールはボンディングツール用固
定部と、該固定部に支持された回転軸を中心として回動
するボンデンィングツール可動部とで構成するようにし
たものである。

［実施例］ 次に本発明について第１図及び第２図を用いて詳細に
説明する。

第１図において、ツールホルダ23はボンディングツー
ルを支持固定すると共に傾斜調整機構を備えており、ボ
ンディングツールをＸ方向及びＹ方向に調整することが
できる。この傾斜調整はボンディング対象物であるワー
クとボンディングツールとの平行度を取るためのもので
あり、ボンディングする前に調整する。ツールホルダ23
が上下駆動部により上下駆動され、この上下駆動部がXY
テーブルに載置されてＸ方向及びＹ方向に駆動して位置
決めされる点は本実施例のものも従来装置と同様であ
る。

第１図のボンディングツール各部の構成について説明
すると、ボンディングツール可動部19の側面にはカート
リッジヒータ21及び熱電対22が埋設されており、このボ
ンディングツール可動部19は略Ｕ字形状よりなるボンデ
ィングツール固定部20に支持されている回転軸25を中心
として回動可能に支持されている。このボンディングツ
ール可動部19の回転軸25を中心として凸状で且つボンデ
ィング面が円弧形状に形成されたワーク接触部24はボン
ディングツール固定部20のセンター上に位置するように
構成されている。これはツールホルダー23側からの荷重
に対してモーメントの発生を防ぐためである。また、本
実施例のボンディングツール保持部分は従来装置と同じ
構成であるため互換性を有するように構成されている。

第２図（ａ）は第２図（ｂ）に示す基板18上に位置決
めされたICチップ８上のインナーリード16及びアウター
リード17のアウターリードボンディングで本実施例によ
りボンディングする場合の原理を示す図である。

第２図（ａ）において、回転軸25の中心０（ツール支
点基準位置14）から０′（ツール位置移動位置15）へ移
動するとボンディングツール基準位置12から二点鎖線で
示すボンディングツール移動位置13にツールは移動する
が、ボンディング面の高さのバラツキに関係なくＡから
Ａ′までのボンディング部分−接合部に応じた均等なピ
ーク荷重が与えられる。つまり、回転軸25の中心0,0′
からワーク接触部24の円弧面A,A′までの距離はＲ＝
Ｒ′であるのでＡ−Ａ′間でのボンディング面の高さが
同一であれば回転中心０から０′へは平行移動するから
である。この種のボンディングでは第２図（ｂ）に示す
ような角状に配列されたリードやバンプが対象となる。
したがって、本実施例によるボンディングは第２図
（ｂ）の４辺の内１辺ずつ２辺を連続してボンディング
後ツール及びツールホルダ部を90度回転させるか若しく
は別に配設されたボンディングツール、ボンディングス
テーションにより残り２辺のボンディングを行なう。前
述のように、本実施例ではボンディングの際、一定荷重
で回転軸25をワークと平行に移動するが上下方向には上
下駆動部７の荷重軸を有するためボンディング部分の高
さに応じた位置で常に追従移動する。したがって、加熱
されたボンディングツールを上述のような運動をするこ
とにより熱圧着ボンディングをすることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、以下のような効
果を有する。

本発明は回転軸を中心として一回転方向に自由度を有
するためボンディングツールの傾斜調整は従来は２方向
であるのに対して１方向のみでよい。

本発明はボンディング対象物のボンディング面の高さ
にバラツキがあってもボンディング部分の高さに応じた
均等なボンディング荷重でボンディングをすることがで
きる。

本発明によればデバイスが大型化してもボンディング
対象物であるワークとボンディングツールとの接触部分
は一部分であるため大荷重を必要としない。

本発明によればワークとボンディングツールとの接触
部分が一部分であるため従来の装置よりも熱容量が少な
くてすむ。

本発明によればワーク接触部（ボンディング面）の加
工精度を得ることが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、第２図は第１図のボン
ディングツールを用いてアウタリードボンディングをす
る場合の原理を示す図、第３図及び第４図は従来例を示
す図である。 １……ワーク押圧部、２……シャンク材、３……カート
リッジヒータ、４……熱電対、５……ボンディングツー
ル、６……ツールホルダ、７……上下駆動部、８……IC
チップ、９……リード、10……基板、12……ボンディン
グツール基準位置、13……ボンディングツール移動位
置、14……ツール支点基準位置、15……ツール位置移動
位置、16……インナーリード、17……アウタリード、18
……基板、19……ボンディングツール可動部、20……ボ
ンディングツール固定部、21……カートリッジヒータ、
22……熱電対、23……ツールホルダ、24……ワーク接触
部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直線状若しくは一定幅の帯形状内に配列さ
   れた被ボンディング部品をボンディングするボンディン
   グ装置であって、Ｘ方向及びＹ方向に駆動するXY駆動手
   段と、該XY駆動手段に載置される上下駆動手段と、該上
   下駆動手段により上下駆動される保持手段と、該保持手
   段により保持され被ボンディング部品のボンディング面
   を押圧してボンディングするボンディングツールとを備
   え、前記ボンディングツールはボンディングツール固定
   部と、該固定部に支持された回転軸を中心として回動す
   るボンディングツール可動部とで構成され、前記ボンデ
   ィングツール可動部先端のボンディング面が円弧状に形
   成されかつ前記回転軸を曲率中心とする曲率半径を有す
   ることを特徴とするボンディング装置。
2. 【請求項２】ボンディングツール可動部先端が凸状に形
   成され且つボンディング面が円弧状に形成されたことを
   特徴とする請求項１記載のボンディング装置。