JPH05167235A - Bonding device - Google Patents

Bonding device

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JPH05167235A
JPH05167235A JP33538191A JP33538191A JPH05167235A JP H05167235 A JPH05167235 A JP H05167235A JP 33538191 A JP33538191 A JP 33538191A JP 33538191 A JP33538191 A JP 33538191A JP H05167235 A JPH05167235 A JP H05167235A
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JP
Japan
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solder ball
chip
holding surface
suction
pad
Prior art date
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Pending
Application number
JP33538191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fukuda
孝 福田
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05167235A publication Critical patent/JPH05167235A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency of bonding work by a method wherein a solder ball is held on a holding surface by air suction so as to instantaneously melt down the solder ball. CONSTITUTION:A suction hole 10 communicating with a suction device 4 is made in an electric impulse bonding chip 1 and provided in a holding surface 7 formed on the end part 1A of the chip 1 thereby enabling a solder ball 6 to be held on the holding surface 7 by the air suction from the suction device 4. Accordingly, the chip 1 holding the solder ball 6 on the holding surface 7 is shifted to the part right above a specific pad 9 and then lowered by an elevating mechanism 2 so that the solder ball 6 may be pressed against a pad 9 to be melted down by the power PW fed from a power supply unit 3. At this time, the solder ball 6 can be instantaneously heated by the chip 1 thereby the solder ball 6 to be next bonded is immediately, held resultantly, making the continuous bonding work feasible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気式インパルスボン
ディング用チップに半田ボールを保持させ、該半田ボー
ルがプリント基板に配設された所定のパッドに溶融させ
るよう形成されたボンディング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding apparatus formed so that an electric impulse bonding chip holds a solder ball and the solder ball is melted to a predetermined pad provided on a printed circuit board.

【0002】プリント基板に配設されたパッドに配線
材、電子部品のリード端子などを接続する場合は、一般
的に、半田付けによるボンディングが行われる。このよ
うな半田付けでは、常に、所定量の半田の供給を行い、
品質の均一化および作業の効率化を図るよう、所定径の
半田ボールが使用されている。
When connecting a wiring material, a lead terminal of an electronic component, or the like to a pad provided on a printed board, bonding by soldering is generally performed. In such soldering, always supply a predetermined amount of solder,
A solder ball having a predetermined diameter is used in order to make quality uniform and work efficiency.

【0003】したがって、半田ボールによるボンディン
グが容易に行われるボンディング装置の実用化が望まれ
ている。
Therefore, it has been desired to put into practical use a bonding apparatus which facilitates bonding with solder balls.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来は図4の従来の説明図に示すように
形成されていた。図4の(a)(b)は構成図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, the structure was formed as shown in the conventional explanatory view of FIG. 4A and 4B are configuration diagrams.

【0005】図4の(a) に示すように、電源装置3 の電
極3Aに接続された供給バー16に電気式インパルスボンデ
ィング用チップ11を係止し、電源装置3 から所定のパル
ス電源を供給することでチップ11の先端部11A が所定の
温度に加熱することが行われ、一方、矢印A のようにエ
アを吸引する吸引装置に連結されるノズル12の先端12A
に半田ボール6 を吸着させるように形成されていた。
As shown in FIG. 4A, the electric impulse bonding chip 11 is locked to the supply bar 16 connected to the electrode 3A of the power supply device 3 to supply a predetermined pulse power supply from the power supply device 3. By doing so, the tip 11A of the tip 11 is heated to a predetermined temperature, while the tip 12A of the nozzle 12 connected to a suction device for sucking air as shown by arrow A.
It was formed so as to attract the solder ball 6.

【0006】また、プリント基板8 にはパッド9 が配設
され、このようなチップ11およびノズル12は、半田付け
すべき所定のパッド9 の直上に移送されるように形成さ
れていた。
Further, a pad 9 is arranged on the printed board 8, and such a chip 11 and a nozzle 12 are formed so as to be transferred directly above a predetermined pad 9 to be soldered.

【0007】そこで、ノズル12の先端12A に半田ボール
6 を吸着することで所定のパッド9に半田ボール6 を位
置決めし、チップ11の先端部11A によって半田ボール6
をパッド9 に押圧し、チップ11の加熱によって半田ボー
ル6 を溶融させることが行われる。
Therefore, a solder ball is attached to the tip 12A of the nozzle 12.
The solder ball 6 is positioned on a predetermined pad 9 by sucking 6 and the solder ball 6 is fixed by the tip 11A of the chip 11.
Is pressed against the pad 9, and the solder ball 6 is melted by heating the chip 11.

【0008】また、(b) の場合は、チップ13にはヒータ
13Aが設けられ、電源装置14からの電源の供給によって
チップ13がヒータ13A によって加熱されるように形成さ
れていた。
In the case of (b), the chip 13 has a heater.
13A is provided, and the chip 13 is formed so as to be heated by the heater 13A when power is supplied from the power supply device 14.

【0009】この場合、チップ13の中央部には先端部13
B に達する貫通穴13C が設けられ、ノズル15に連結さ
れ、吸引装置によって矢印A に示すエアの吸引が行われ
るように形成されている。
In this case, the tip 13 is provided at the center of the chip 13.
A through hole 13C reaching B is provided, is connected to the nozzle 15, and is formed so that the suction device sucks the air shown by the arrow A.

【0010】そこで、エアの吸引によってチップ13の先
端部13B に半田ボール6 を吸着することで保持し、チッ
プ13の昇降およびプリント基板8 の移送によって、所定
のパッド9 の直上に半田ボール6 を位置決めし、チップ
13の先端部13A によって半田ボール6 をパッド9 に押圧
し、前述と同様に、チップ13の加熱によって半田ボール
6 を溶融させることが行われる。但し、この場合貫通穴
13C によって溶融された半田が吸引されないよう、半田
の溶融開始に同期してノズル15から逆にエアが吹き出す
ように配慮されている。
Therefore, the solder ball 6 is held by adsorbing the solder ball 6 to the tip portion 13B of the chip 13 by sucking air, and the solder ball 6 is immediately above the predetermined pad 9 by moving the chip 13 up and down and moving the printed circuit board 8. Position and tip
The solder ball 6 is pressed against the pad 9 by the tip portion 13A of 13 and the solder ball 6 is heated by the heating of the chip 13 as described above.
6 is melted. However, in this case the through hole
In order to prevent the solder melted by 13C from being sucked, it is considered that the air is blown backward from the nozzle 15 in synchronization with the start of melting the solder.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図4の(a) に
よる構成では、プリント基板8 の上面に、チップ11と、
ノズル12とを配設し、両者の制御を行う必要があり、特
に、半田ボール6 の径が微細な場合は、ノズル12によっ
て所定のパッド9 に位置決された時、チップ11によって
押圧することが困難となり、実際には、ピンセットなど
を用いることで人手による介入が必要となる。
However, in the structure according to FIG. 4A, the chip 11 and the chip 11 are provided on the upper surface of the printed circuit board 8.
It is necessary to arrange the nozzle 12 and control both of them, and especially when the diameter of the solder ball 6 is small, when the nozzle 12 is positioned on the predetermined pad 9, it is pressed by the chip 11. However, in practice, manual intervention is required by using tweezers or the like.

【0012】また、図4の(b) による構成では、貫通穴
13C の吸引によって保持した状態で半田ボール6 の加熱
を行うことができ、前述に比較して位置決めが容易とな
るが、チップ13の加熱がヒータ13A によって行われるの
で、一旦加熱するとチップ13の先端部13B が冷却するま
でに時間を要し、次にボンディングすべき半田ボール6
の吸着には、或る程度の時間を経過させ、先端部13B の
温度が降下し、半田ボール6 を吸着しても溶融が生じる
ことのない状態になってから、初めて次のボンディング
が可能となる。
Further, in the structure shown in FIG. 4B, the through hole
The solder balls 6 can be heated while being held by suction of 13C, and positioning is easier compared to the above, but since the heater of the chip 13 is performed by the heater 13A, once the tip of the chip 13 is heated. It takes time for part 13B to cool, and the next solder ball 6
For a certain amount of time, the temperature of the tip portion 13B drops and the next bonding is possible only after the solder balls 6 are attracted and no melting occurs. Become.

【0013】したがって、前者の場合は、多くの人手を
要することになり、後者の場合は、ボンディングに要す
る時間が長くなり、いづれも作業効率が悪くなる問題を
有していた。
Therefore, in the former case, a lot of manpower is required, and in the latter case, there is a problem that the time required for bonding becomes long and the working efficiency is deteriorated in each case.

【0014】そこで、本発明では、ボンディング作業の
効率化を図ることを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to improve the efficiency of the bonding work.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図で、(a) は構成図,(b)はチップの要部側面拡大図であ
る。
FIGS. 1A and 1B are explanatory views of the principle of the present invention. FIG. 1A is a configuration diagram and FIG. 1B is an enlarged side view of a main part of a chip.

【0016】図1の(a) に示すように、先端部1Aに半田
ボール6 を保持する保持面7 を有する電気式インパルス
ボンディング用チップ1 と、該チップ1 に電源PWを供給
する電源装置3 と、該チップ1 を垂直方向Z に昇降させ
る昇降機構2 と、該チップ1にホース5 を介して接続さ
れる吸引装置4 と、パッド9 が配設されたプリント基板
8 とを備え、該吸引装置4 によるエアの吸引によって該
保持面7 に該半田ボール6 を保持し、所定の該パッド9
に位置決めすることで該電源装置3 からの電源PWの供給
によって瞬時に該半田ボール6 を溶融させるように、ま
た、(b) に示すように、前記保持面7 には前記ホース5
に連通し、かつ、対称に配置された2つの吸引穴10が設
けられ、該吸引穴10の吸引によって該保持面7 に前記半
田ボール6 の保持が行われるように構成する。
As shown in FIG. 1 (a), a tip 1A for electric impulse bonding having a holding surface 7 for holding a solder ball 6 and a power supply unit 3 for supplying a power PW to the tip 1. And a printed circuit board on which a pad 9 is provided, a lifting mechanism 2 for lifting and lowering the chip 1 in the vertical direction Z, a suction device 4 connected to the chip 1 via a hose 5, and a pad 9.
And holding the solder balls 6 on the holding surface 7 by suction of air by the suction device 4,
So that the solder balls 6 are instantly melted by the supply of the power PW from the power supply device 3, and as shown in (b), the holding surface 7 has the hose 5
And two suction holes 10 that are symmetrically arranged and communicate with each other, and that the solder balls 6 are held on the holding surface 7 by suction of the suction holes 10.

【0017】このように構成することによって前述の課
題は解決される。
The above-mentioned problems can be solved by such a configuration.

【0018】[0018]

【作用】即ち、電気式インパルスボンディング用チップ
1 には吸引装置4 に連通する吸引穴10を設け、吸引穴10
がチップ1 の先端部1Aに形成された保持面7 に配設され
るようにすることで吸引装置4 のエアの吸引によって保
持面7 に半田ボール6 の保持が行われるようにしたもの
である。
[Operation] That is, an electric impulse bonding chip
1 has a suction hole 10 communicating with the suction device 4, and the suction hole 10
Is arranged on the holding surface 7 formed on the tip 1A of the chip 1 so that the solder balls 6 are held on the holding surface 7 by the suction of air by the suction device 4. ..

【0019】したがって、保持面7 に半田ボール6 を保
持した状態でチップ1 を所定のパッド9 の直上に移送さ
せ、昇降機構2 によってチップ1 を降下させ、半田ボー
ル6をバッド9 に押圧し、電源装置3 からの電源PWの供
給により、半田ボール6 の溶融が行われるようにするこ
とができる。
Therefore, while holding the solder ball 6 on the holding surface 7, the chip 1 is transferred to a position right above a predetermined pad 9, and the elevating mechanism 2 lowers the chip 1 to press the solder ball 6 against the pad 9, By supplying the power PW from the power supply device 3, the solder balls 6 can be melted.

【0020】この場合、チップ1 による加熱は瞬間的に
行われるので、次にボンディングすべき半田ボール6 の
吸着は、直ちに行うことができ、従来のようなチップ13
の先端部13B の温度が降下するのを待機する必要がな
く、連続したボンディング作業が可能となり、作業の効
率化が図れる。
In this case, since the heating by the chip 1 is instantaneously performed, the solder ball 6 to be bonded next can be immediately adsorbed, and the conventional chip 13
Since it is not necessary to wait for the temperature of the tip portion 13B of the device to drop, continuous bonding work becomes possible, and work efficiency can be improved.

【0021】[0021]

【実施例】以下本発明を図2を参考に詳細に説明する。
図2は本発明による一実施例の構成図, 図3は本発明の
チップの説明図で、(a) は正面図,(b)は側面図である。
全図を通じて、同一符号は同一対象物を示す。
The present invention will be described in detail below with reference to FIG.
2 is a configuration diagram of an embodiment according to the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of a chip of the present invention, (a) is a front view, and (b) is a side view.
Throughout the drawings, the same reference numerals denote the same objects.

【0022】図2に示すように、電源装置3 の電極3Aに
供給バー16を介して接続されたチップ1 には吸引装置4
からのホース5 が連結されており、チップ1 は昇降機構
2 によって矢印Zのように昇降されるように形成されて
いる。
As shown in FIG. 2, the suction device 4 is attached to the tip 1 connected to the electrode 3A of the power supply device 3 via the supply bar 16.
Hose 5 from the
It is formed so that it can be raised and lowered by 2 as shown by arrow Z.

【0023】また、昇降機構2 はモータコントローラ2A
の制御によって駆動される上下移動用モータ2Bによって
回転されるボールネジ2Dと、上下移動用スライドガイド
2Cとにより絶縁材より成るブロック2Eを昇降させるよう
に形成され、チップ1 がブロック2Eに係止されること
で、矢印Z のように昇降される。
The lifting mechanism 2 is a motor controller 2A.
Ball screw 2D that is rotated by a vertical movement motor 2B that is driven by the control of
The block 2E made of an insulating material is formed so as to move up and down by 2C, and the chip 1 is locked to the block 2E to move up and down as indicated by an arrow Z.

【0024】そこで、プリント基板8 に配設された所定
のパッド9 の直上にチップ1 を位置させ、例えば、半田
ボール6 を収納したシャーレ20をシリンダ21によって矢
印Bのように移動させ、点線C に示すチップ1 の昇降軌
道に突出させることでチップ1 を降下させ、吸引装置4
による吸引によって半田ボール6 の吸着を行い、半田ボ
ール6 を保持し、チップ1 によって半田ボール6を保持
した後、シャーレ20を昇降軌道から退避させることで更
に、チップ1 を降下させ、パッド9 に半田ボール6 を押
圧させ、電源装置3 からの電源PWを供給し、半田ボール
6 の溶融を行うようにすることができる。
Therefore, the chip 1 is positioned directly above the predetermined pad 9 provided on the printed circuit board 8, and for example, the petri dish 20 containing the solder balls 6 is moved by the cylinder 21 as shown by the arrow B, and the dotted line C The tip 1 is lowered by projecting it to the ascent and descent path of the tip 1 shown in Fig.
The solder balls 6 are attracted by the suction by the, the solder balls 6 are held, the solder balls 6 are held by the chip 1, and then the petri dish 20 is retracted from the hoisting orbit to further lower the chip 1 to the pad 9. Press the solder ball 6 and supply the power PW from the power supply 3 to the solder ball.
6 can be melted.

【0025】また、チップ1 は図3の(a)(b)に示すよう
に、絶縁層1-2 をサンドイッチ状に挟持する銅部材1-1
より成り、先端部1Aは除々に先細にすることで保持面7
が形成されており、ホース5 の接続される継手1-3 が係
止される箇所には硬質ナイロン1-4 による円柱が埋設さ
れ、硬質ナイロン1-4 に設けられた横穴10A と、横穴10
A から保持面7 に貫通する縦穴10B とによってホース5
に連通する吸引穴10が形成されている。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the chip 1 has a copper member 1-1 for sandwiching an insulating layer 1-2 in a sandwich form.
And the tip 1A gradually taper
Is formed, and a column made of hard nylon 1-4 is embedded in the place where the joint 1-3 to which the hose 5 is connected is locked.The horizontal hole 10A provided in the hard nylon 1-4 and the horizontal hole 10
A vertical hole 10B from A to the holding surface 7 and a hose 5
Is formed with a suction hole 10.

【0026】この場合、チップ1 に供給される電源PWの
流れが瞬間的に均一に行われることが要求されるので、
吸引穴10が左右対称的に2個配設され、絶縁層1-2 を中
心にして分割される互いの銅部材1-1 に於ける電気抵抗
が等しくなるように配慮されている。
In this case, since it is required that the flow of the power supply PW supplied to the chip 1 be instantaneously and uniformly performed,
Two suction holes 10 are symmetrically arranged so that the electric resistances of the respective copper members 1-1 divided around the insulating layer 1-2 are equal to each other.

【0027】このように構成すると、半田ボール6を保
持した状態で溶融を行え、しかも、半田ボール6を溶融
させる加熱は保持面7から数mmの箇所で行われること
になり、半田ボール6の溶融後、直ちに、次の半田ボー
ル6の保持を行うことができボンディング作業を効率良
く行うことができる。
According to this structure, the solder balls 6 can be melted while being held, and the heating for melting the solder balls 6 is performed at a position several mm from the holding surface 7, so that the solder balls 6 can be heated. Immediately after melting, the next solder ball 6 can be held, and the bonding work can be performed efficiently.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チップ自身によって半田ボール6の吸着を行い、しか
も、半田ボールの溶融を瞬間的に行うことができ、連続
したボンディングを行うことができる。
As described above, according to the present invention,
The solder balls 6 can be attracted by the chip itself, and the solder balls can be instantaneously melted, and continuous bonding can be performed.

【0029】したがって、従来のような人手による作業
が不要となり、かつ、連続したボンディング作業が可能
となり、作業工数の短縮による効率化が図れ、実用的効
果は大である。
Therefore, the conventional manual work is not required, and the continuous bonding work can be performed, and the efficiency can be improved by shortening the working man-hour, and the practical effect is great.

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

【図1】 本発明の原理説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention.

【図2】 本発明による一実施例の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment according to the present invention.

【図3】 本発明のチップの説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of a chip of the present invention.

【図4】 従来の説明図FIG. 4 is a conventional explanatory diagram

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チップ 2 昇降機構 3 電源装置 4 吸引装置 5 ホース 6 半田ボール 7 保持面 8 プリント基
板 9 パッド 10 吸引穴 1A 先端部
1 Chip 2 Lifting Mechanism 3 Power Supply Device 4 Suction Device 5 Hose 6 Solder Ball 7 Holding Surface 8 Printed Circuit Board 9 Pad 10 Suction Hole 1A Tip

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 先端部(1A)に半田ボール(6) を保持する
保持面(7) を有する電気式インパルスボンディング用チ
ップ(1) と、該チップ(1) に電源(PW)を供給する電源装
置(3) と、該チップ(1) を垂直方向(Z) に昇降させる昇
降機構(2) と、該チップ(1) にホース(5) を介して接続
される吸引装置(4) と、パッド(9) が配設されたプリン
ト基板(8) とを備え、該吸引装置(4) によるエアの吸引
によって該保持面(7) に該半田ボール(6) を保持し、所
定の該パッド(9) に位置決めすることで該電源装置(3)
からの電源(PW)の供給によって瞬時に該半田ボール(6)
を溶融させることを特徴とするボンディング装置。
1. An electric impulse bonding chip (1) having a holding surface (7) for holding a solder ball (6) at its tip (1A), and a power source (PW) is supplied to the chip (1). A power supply device (3), an elevating mechanism (2) for elevating and lowering the tip (1) in the vertical direction (Z), and a suction device (4) connected to the tip (1) via a hose (5) , A printed circuit board (8) on which the pad (9) is arranged, holds the solder ball (6) on the holding surface (7) by suction of air by the suction device (4), and The power supply (3) is positioned by positioning it on the pad (9).
Instantly by supplying power (PW) from the solder ball (6)
A bonding apparatus, characterized in that it melts.
【請求項2】 請求項1記載の前記保持面(7) には前記
ホース(5)に連通し、かつ、対称に配置された2つの吸
引穴(10)が設けられ、該吸引穴(10)の吸引によって該保
持面(7) に前記半田ボール(6) の保持が行われることを
特徴とするボンディング装置。
2. The holding surface (7) according to claim 1, provided with two suction holes (10) communicating with the hose (5) and symmetrically arranged, the suction holes (10). The solder ball (6) is held on the holding surface (7) by suction of (1).
JP33538191A 1991-12-19 1991-12-19 Bonding device Pending JPH05167235A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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