JPH05121470A - ダイボンダ装置 - Google Patents

ダイボンダ装置

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JPH05121470A
JPH05121470A JP28305591A JP28305591A JPH05121470A JP H05121470 A JPH05121470 A JP H05121470A JP 28305591 A JP28305591 A JP 28305591A JP 28305591 A JP28305591 A JP 28305591A JP H05121470 A JPH05121470 A JP H05121470A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
die
collet
collet holder
semiconductor pellet
die bonder
Prior art date
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Pending
Application number
JP28305591A
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English (en)
Inventor
Takeshi Shioda
武 塩田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH05121470A publication Critical patent/JPH05121470A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、コレットホルダの耐摩耗性を
改善して保守管理を容易にするとともに軽量化を図り、
ダイ吸着操作およびダイボンディング操作の高速化に対
応することが可能なダイボンダ装置を提供することにあ
る。 【構成】本発明に係るダイボンダ装置は、コレットホル
ダ11aに保持したダイコレット4,6先端に半導体ペ
レット1を真空吸着する動作と、吸着した半導体ペレッ
ト1をリードフレーム5上面に移送し押圧する動作とを
繰り返して、半導体ペレット1とリードフレーム5とを
連続的に接合するダイボンダ装置において、上記コレッ
トホルダ11aをセラミックス材料で形成したことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ペレットをリード
フレームに接合するダイボンダ装置に係り、特に構成部
品の耐摩耗強度を改善して長寿命化および保守の簡素化
を図り、さらにボンディングヘッド等を軽量化すること
により高速運転を可能にしたダイボンダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LSI、IC、トランジスタなどの半導
体部品の製造工程においては、例えば図2に示すような
ダイボンダ装置が使用される。このダイボンダ装置は、
ウエハをカッティングして形成した多数の角形の半導体
ペレット1を載置するウエハカセットリング2と、ウエ
ハカセットリング2上にある規格合格品の半導体ペレッ
ト1のみを1個ずつ吸着し、プリアライメント3に搬送
するダイ吸着用コレット4と、プリアライメント3によ
って位置決めされた半導体ペレット1を吸着し、吸着し
た半導体ペレット1をリードフレーム5上の所定位置に
押し付けるダイボンディング用コレット6とを備えて構
成される。
【0003】上記ダイ吸着用コレット4およびダイボン
ディング用コレット6はそれぞれ図3に示すヘッド7に
装着される。このヘッド7は、リンク機構やカム機構よ
って昇降旋回するアーム8の先端にブッシュ9を設け、
このブッシュ9内にスライドボール10を介してコレッ
トホルダ11を昇降自在に設け、コレットホルダ11の
下端軸方向に形成した直径3mm程度の穴に上記ダイコレ
ット4,6を挿入固定して形成される。コレットホルダ
11の上端部には真空源と接続するためのホース口12
が設けられるとともに、コレットホルダ11の回転を防
止する回り止め13が設けられている。
【0004】従来、上記コレットホルダ11は、スライ
ドボール10を介してブッシュ9と高速度で摺接するた
め、耐摩耗強度を高める観点から、従来SKS3等の合
金工具鋼で筒状に形成した後に、外筒表面を軟窒化処理
して硬度を52〜55HRC程度に仕上げて製作されてい
る。
【0005】ダイ吸着用コレット4およびダイボンディ
ング用コレット6は、それぞれヘッド7,7に組み込ま
れ、図示しないカム装置により上下動するリンクによっ
て上下方向に昇降したり水平方向に旋回運動するように
構成されている。
【0006】ダイ吸着用コレット4は、図2に示すよう
にウエハカセットリング2上に載置された複数の半導体
ペレット1,1…のうち、検査合格品のみを光学的に検
知し1個ずつ真空吸着してプリアライメント3に順次搬
送する。プリアライメント3は搬送された半導体ペレッ
ト1の位置決めを行なう。位置決めされた半導体ペレッ
ト1はダイボンディング用コレット6の先端部に真空吸
着された状態で搬送され、リードフレーム5の所定位置
に載置される。そしてコレット6はスクラブモーション
を半導体ペレット1に付加するため、半導体ペレット1
は強い押圧力を受ける。半導体ペレット1の裏面にはN
i−Auメッキが施される一方、リードフレーム5の表
面にはAgメッキが施されることによりハンダに対する
濡れ性が高められる。そして半導体ペレット1はリード
フレーム5上の所定位置にPb−Snハンダで一体に接
合される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の合
金工具鋼にて形成したコレットホルダを使用したダイボ
ンダ装置においては、スライドボールおよびブッシュに
対するコレットホルダの耐摩耗性が未だ低いため、半導
体ペレットの取付位置精度が低下したり、装置の保守管
理が煩雑になる欠点があった。
【0008】すなわち、スライドボールによるコレット
ホルダの摩耗によってホルダとブッシュとの間隙が広が
ると、半導体ペレットの吸着位置がずれてしまい、不良
品が急増してしまう。
【0009】一方、コレットホルダとブッシュとの間隙
を小さく設定すると、コレットホルダの昇降動作が円滑
に実行されず、両者の摺動部に潤滑不足が起こり、焼付
きが発生し易い。そのため高頻度でコレットホルダを交
換する必要があった。このようにコレットホルダを交換
するたびにダイボンダ装置を停止するために長期間に渡
る連続運転が困難であり、装置の保守管理に要する労力
も増大する問題点がある。
【0010】またコレットホルダは高比重の合金工具鋼
を主要材料としているため、ヘッド全体の重量が大きく
なり、ダイ吸着およびダイボンディングの高速化が困難
になる問題点もある。すなわち高重量のコレットホルダ
を装着したヘッドは慣性力が大きく、またボンディグ装
置に装着した場合に振動が大きくなることがあり、半導
体ペレットの配設位置のずれが増大する欠点がある。
【0011】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、耐摩耗性を改善して保守管理を容易
にするとともに軽量化を図り、ダイ吸着操作およびダイ
ボンディング操作の高速化に対応することが可能なダイ
ボンダ装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係るダイボンダ装置は、コレットホルダに保持
したダイコレット先端に半導体ペレットを真空吸着する
動作と、吸着した半導体ペレットをリードフレーム上面
に移送し押圧する動作とを繰り返して、半導体ペレット
とリードフレームとを連続的に接合するダイボンダ装置
において、上記コレットホルダをセラミックス材料で形
成したことを特徴とする。
【0013】また、セラミックス材料は窒化けい素(S
3 4)、サイアロン(Si−Al−O−N)、ジル
コニア(ZrO2 )および炭化けい素(SiC)の少な
くとも1種から構成するとよい。
【0014】上記セラミックニス材料はいずれも耐摩耗
性に優れており、このセラミックス材料で形成したコレ
ットホルダにおいて潤滑不足が生じた場合においても、
焼付き事故を発生することは少ない。また上記セラミッ
クス材は従来の金属材料と比較して軽量であり、ダイ吸
着用ヘッドおよびダイボンディング用ヘッドの総重量を
低減することができる。また比重が小さい順に列挙する
とSi3 4 ,SiC,Si−Al−O−N,ZrO2
となるため、軽量化を目的とする場合にはSi3 4
SiCが好適である。また、ZrO2 は比重は比較的に
大きいものの、破壊靭性値が高く、特に耐衝撃特性が優
れている。
【0015】
【作用】上記構成に係るダイボンダ装置によれば、ダイ
コレットを保持するコレットホルダを、軽量で耐摩耗性
に優れたセラミックス材料で形成しているため、装置を
長寿命化することが可能になり、またコレットホルダ部
の焼付き事故も少なくなるため、装置の保守管理が極め
て簡素になる。
【0016】またコレットホルダを、Si3 4 ,サイ
アロン,ZrO2 ,SiCなどのように、従来の合金工
具鋼より低比重のセラミックス材料で構成することによ
り、コレットホルダを含むヘッド全体を軽量化すること
が可能であり、ダイ吸着操作およびダイボンディング操
作の高速化に資することができる。
【0017】
【実施例】次に本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。本発明に係るダイボンダ装置はそのコ
レットホルダの材質に特徴があり、他の構成は、図2お
よび図3に示す従来装置と同一である。またコレットホ
ルダ11aの構成例を図1に示す。
【0018】すなわち本実施例に係るダイボンダ装置
は、コレットホルダ11aに保持したダイコレット4,
6先端に半導体ペレット1を吸着する動作と、吸着した
半導体ペレット1をプリアライメント3への移送やリー
ドフレーム5上面に移送し押圧する動作とを繰り返し
て、半導体ペレット1とリードフレーム5とを連続的に
接合するダイボンダ装置において、上記コレットホルダ
11aを、Si3 4 ,サイアロン,ZrO2 ,SiC
などのセラミックス材料で形成して構成される。
【0019】図1に示すコレットホルダ11aの下端に
形成した差込孔14には別途製作したダイコレット4,
6が装着される。ダイコレット4,6を装着したコレッ
トホルダ11aは、図3に示すようにアーム8先端に設
けたブッシュ9内にスライドボール10を介して昇降自
在に配設されてヘッド7を構成する。
【0020】ここでコレットホルダ11aを構成する材
料としては、ダイ吸着操作時およびダイボンディング操
作時に作用する衝撃力に十分耐える靭性を有し、かつ軽
量で耐摩耗性が優れた材料であれば、何ら限定されるも
のではない。しかし軽量性および耐摩耗性を同時に満足
するものとしては、上記各種のセラミックス材料が好適
である。
【0021】このように本実施例に係るダイボンダ装置
によれば、ダイコレット4,6を保持するコレットホル
ダ11aを軽量で耐摩耗性に優れたセラミックス材料で
形成しているため、装置を長寿命化することが可能にな
り、またコレットホルダ部の焼付き事故も少なくなるた
め、装置の保守管理が極めて簡素になる。
【0022】また、ホルダ11aを、Si3 4 ,サイ
アロン,ZrO2 ,SiCなどのように合金工具鋼より
低比重のセラミックス材料で形成することにより、コレ
ットホルダを含むヘッド7全体の重量をより軽減するこ
とができ、ダイ吸着操作およびダイボンディング操作の
高速化に十分に対応することができる。
【0023】次に本実施例に係るダイボンダ装置の効果
について、より具体的に説明する。
【0024】実施例1としてAl2 3 を4重量%、A
lNを3重量%、Y2 3 を5重量%、残部 Si3
4 から成るSi3 4 原料混合体を冷間静水圧法(CI
P)により成形し、さらに得られた成形体の軸方向中心
に沿って穴を開け、さらに700℃で3時間加熱して脱
脂した後に、温度1750℃で4時間焼成し、得られた
焼結体を研削加工して、図1に示す寸法形状を有するコ
レットホルダを10本調製した。
【0025】また実施例2としてY2 3 を3重量%含
有する部分安定化ジルコニア原料粉末を用いた他は、実
施例1と同様な製法で処理し、ZrO2 製のコレットホ
ルダを10本製造した。
【0026】また比較例として従来材料である合金工具
鋼(SKS3)を機械研削加工して図1に示すホルダと
同一寸法を有するコレットホルダを10本用意した。各
ホルダはさらに軟窒化処理を施すことにより、その表面
硬度を52〜55HRCに調整した。
【0027】そして得られた各コレットホルダの重量を
比較して表1に示す結果を得た。
【0028】こうして10本ずつ調製した、実施例1〜
2および比較例のコレットホルダを1本ずつ、図2に示
すダイボンダ装置のコレットホルダとして装着し、1辺
が0.35mmのSiペレットとリードフレームとの接合
作業を連続的に6ヶ月間実施した後、コレットホルダ外
表面部の摩耗深さを測定して、下記表1に示す結果を得
た。各計測項目の数値は、いずれも各コレットホルダ1
0本についてそれぞれ計測し、各データの平均値で示し
ている。
【0029】また重量は、従来材である比較例のコレッ
トホルダの重量を100として相対値で示している。
【0030】
【表1】
【0031】表1に示す結果から明らかなように、実施
例1〜2に係るコレットホルダを装着したダイボンダ装
置によれば、ブッシュおよびスライドボールと高速度で
摺動するコレットホルダを軽量で耐摩耗性に優れたセラ
ミックス材(Si3 4 ,ZrO2 )で形成しているた
め、従来材を使用した比較例のコレットホルダと比較し
て摩耗量が極めて少なく、ダイボンダ装置の寿命を大幅
に延伸することができる。
【0032】したがってコレットホルダを交換するため
にダイボンダ装置を高頻度で停止する必要がなくなり、
長期間にわたって装置を連続的に運転することが可能と
なり、装置の保守管理を大幅に簡素化し、半導体等の製
造効率を大幅に改善することができる。
【0033】また実施例1〜2のコレットホルダを使用
した装置によれば、コレットホルダを軽量なセラミック
ス材で形成しているため、従来の合金工具鋼製のコレッ
トホルダ(比較例1)と比較して、重量を30〜60%
低減することができ、ダイボンダ装置の高速運転化にも
十分対応することができる。
【0034】なお、実施例1〜2および比較例の各コレ
ットホルダを使用してダイボンディングを実施して接合
体を形成した場合において、接合された各Siペレット
とリードフレームとの接合性の良否を適宜検査したとこ
ろ、各接合体ともSiペレットのはがれはほとんど発生
せず、接合性に関しては各コレットホルダ間に有意差は
見出せなかった。
【0035】
【発明の効果】以上説明の通り本発明に係るダイボンダ
装置によれば、ダイコレットを保持するコレットホルダ
を、軽量で耐摩耗性に優れたセラミックス材料で形成し
ているため、装置を長寿命化することが可能になり、ま
たコレットホルダ部の焼付き事故も少なくなるため、装
置の保守管理が極めて簡素になる。
【0036】またコレットホルダを、Si3 4 ,サイ
アロン、ZrO2 ,SiCなどのように、従来の合金工
具鋼より低比重のセラミックス材料で構成することによ
り、コレットホルダを装着したヘッド全体を軽量化する
ことが可能であり、ダイ吸着操作およびダイボンディン
グ操作の高速化に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るダイボンダ装置に装着されるコレ
ットホルダの一実施例を示す断面図。
【図2】ダイボンディング装置の構成例を示す斜視図。
【図3】ダイボンディングヘッドおよびダイ吸着ヘッド
の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
1 半導体ペレット 2 ウエハカセットリング 3 プリアライメント 4 ダイ吸着用コレット 5 リードフレーム 6 ダイボンディング用コレット 7 ヘッド 8 アーム 9 ブッシュ 10 スライドボール 11,11a コレットホルダ 12 ホース口 13 回り止め 14 差込孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コレットホルダに保持したダイコレット
    先端に半導体ペレットを真空吸着する動作と、吸着した
    半導体ペレットをリードフレーム上面に移送し押圧する
    動作とを繰り返して、半導体ペレットとリードフレーム
    とを連続的に接合するダイボンダ装置において、上記コ
    レットホルダをセラミックス材料で形成したことを特徴
    とするダイボンダ装置。
  2. 【請求項2】 セラミックス材料は窒化けい素(Si3
    4 )、サイアロン(Si−Al−O−N)、ジルコニ
    ア(ZrO2 )および炭化けい素(SiC)の少なくと
    も1種から成ることを特徴とする請求項1記載のダイボ
    ンダ装置。
JP28305591A 1991-10-29 1991-10-29 ダイボンダ装置 Pending JPH05121470A (ja)

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JP28305591A JPH05121470A (ja) 1991-10-29 1991-10-29 ダイボンダ装置

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JPH05121470A true JPH05121470A (ja) 1993-05-18

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JP28305591A Pending JPH05121470A (ja) 1991-10-29 1991-10-29 ダイボンダ装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100550049B1 (ko) * 1997-12-07 2006-10-04 언액시스 인터내셔널 트레이딩 엘티디 앞뒤로 움직이는 칩 그리퍼를 가진 반도체 배치장치

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KR100550049B1 (ko) * 1997-12-07 2006-10-04 언액시스 인터내셔널 트레이딩 엘티디 앞뒤로 움직이는 칩 그리퍼를 가진 반도체 배치장치

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