JPH0563011A - ダイボンダー・ヘツドの構造 - Google Patents

ダイボンダー・ヘツドの構造

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JPH0563011A
JPH0563011A JP14190691A JP14190691A JPH0563011A JP H0563011 A JPH0563011 A JP H0563011A JP 14190691 A JP14190691 A JP 14190691A JP 14190691 A JP14190691 A JP 14190691A JP H0563011 A JPH0563011 A JP H0563011A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
die
lsi
collet
package
cavity
Prior art date
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Application number
JP14190691A
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English (en)
Inventor
Akira Haga
彰 羽賀
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75301Bonding head
    • H01L2224/75302Shape
    • H01L2224/75303Shape of the pressing surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイボンド作業において、LSIとパッケー
ジの位置決めを再現性良く、しかも安価に行えるダイボ
ンダー装置を提供する。 【構成】 ダイ吸着コレット1をパッケージ内に位置決
め治具2により位置決めしてセットし、ダイ吸着コレッ
ト1に保持されたLSI3とパッケージ5のキャビティ
5−1との中心間のズレを極めて小さい範囲に抑える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダイボンダー・ヘッドの
構造に関し、特に半導体装置と半導体容器との位置関係
を一定に保つ位置決め機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術について図面を参照しながら説
明する。図3(a),(b)は、従来技術によるダイボ
ンダー・ヘッド構造を用いたダイボンド作業を示す断面
図である。図示していない上下動可能なZ軸に、ダイ吸
着用コレット1がコレット支持軸1−1によって取付け
られている。LSI3はLSI支持テーパー1−2によ
ってピックアップされた後、あらかじめヒーターブロッ
ク6によって所望の温度に熱せられたパッケージ5のキ
ャビティ5−1上にロー材4を介して搭載される。その
後、ヘッド部側、もしくはヒーターブロック側に設けら
れている図示していないX−Yスクラブ機構によってス
クラブされる。この様子を図3(a)に示す。スクラブ
は、X・Y2方向に対し最大0.5mm程度スクラブ方
向7に振幅させ、十分ロー材が溶けた段階で、LSI3
をキャビティ5−1の中央部へ移動させ(図3
(b))、ダイボンド作業を終了する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来のダイボンダ
ーでは、パッケージ5のキャビティ5−1の中心と、L
SI3の中心とを一致させることが困難であり、ある程
度のズレDx,Dy(〜0.3mm程度)が生ずる欠点
があった(図4)。このズレによる影響は、例えばLS
Iの電極パッドピッチが180μm以上と広い製品で
は、さほど問題とはならないが、150μmピッチ以下
の製品では、このズレによって後工程のワイヤーボンデ
ィング時に、実質のワイヤー間隔が狭くなり、ワイヤー
間のショートの危険性が増大する。
【0004】このズレを低減する方法としては、従来い
くつかの方法がとられていた。手動ダイボンダーでは顕
微鏡の接眼レンズのヘアラインを工夫することによっ
て、ある程度ズレを低減する方法がとられているが、作
業者毎のバラツキが解消できず、結局最大0.2mm位
のズレが生じていまう。
【0005】自動ダイボンダーでは、LSIチップ及び
パッケージをあらかじめ自動認識させる方法をとるもの
があるが、誤認識がしばしば生ずること、価格が一般の
自動ボンダーの2倍以上すること、また設置面積が広く
なるという欠点があるため、広く使用されるには至って
いない。
【0006】本発明の目的は、LSIとキャビティとの
中心間のズレを0.03mm以下に抑えるようにしたダ
イボンダー・ヘッドの構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るダイボンダー・ヘッドの構造において
は、ダイ吸着コレットと、位置決め治具とを有するダイ
ボンダー・ヘッドの構造であって、ダイ吸着コレット
は、コレット支持軸に支持され下端面にLSIを保持す
るLSI支持テーパーを有し、該LSIをパッケージの
キャビティ内に搬入・保持するものであり、位置決め治
具は、下端部にテーパーを有し、該テーパーがパッケー
ジのキャビティ内端部に接触することによりダイ吸着コ
レットのキャビティ内での位置規制を行い、ダイ吸着コ
レットに保持されたLSIとパッケージのキャビティと
の中心間の位置合せを行うものである。
【0008】また、前記位置決め治具は、ダイ吸着コレ
ットを支持したコレット支持軸に上下動可能に支持され
たものである。
【0009】また、前記位置決め治具は、コレット支持
軸に沿う方向にスプリングで付勢されたものである。
【0010】
【作用】本発明では、ダイ吸着コレットを位置決め治具
によりパッケージ内に位置決めして配置し、ダイ吸着コ
レットに保持されたLSIとパッケージとの中心間のズ
レを0.03mm以下に抑えるようにしたものである。
【0011】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0012】(実施例1)図1(a),(b)は、本発
明の実施例1を示す断面図である。
【0013】図において、ダイ吸着コレット1はコレッ
ト支持軸1−1によってZ軸方向(図中上下方向)に向
けて支持されている。また、ダイ吸着コレット1の下端
面には、凹状のLSI支持テーパー1−2が設けられて
おり、LSI3はLSI支持テーパー1−2にピックア
ップされる。ビックアップされたLSI3は、ダイ吸着
コレット1を利用して、ヒーターブロック6にて所望の
温度に熱せられたパッケージ5のキャビティ5−1上に
ロー材4を介して搭載される。
【0014】一方、位置決め治具2は、コレット側面部
1−3とコレット支持軸1−1に沿って上下方向に動作
することが可能であり、かつ、この治具2のコレット側
面部1−3に接する部位の最下部から外側上方向にテー
パー2−1が60°の角度で設けられている。
【0015】図1(a)は、スクラブ状態を示してお
り、位置決め治具2が支持されている図示していない上
下機構によって、位置決め治具2は上方部にセットされ
ている。
【0016】十分にロー材4が溶けて、ダイボンド作業
を開始させる時には、位置決め治具2を下降させる。下
降に伴い、位置決め治具2のテーパー2−1とパッケー
ジ5の端部5−2とは接触するようになるが、LSI3
の中心とキャビティ5−1の中心とが一致していない状
態では、この接触は1辺もしくは2辺に限られる。
【0017】この状態で、さらに位置決め治具2を下降
させると、テーパー2−1に沿って端部5−2が移動し
て行き、最終的に4辺全てのテーパー2−1と端部5−
2が接触した位置でLSI3の中心とキャビティ5−1
の中心とが一致し、LSI3の位置決めが完了する(図
1(b))。
【0018】この状態でLSI支持テーパー1−2の真
空状態を解き、コレット支持軸1−1及びダイ吸着コレ
ット1を上方向(Z軸)に引き上げる。これによりダイ
ボンド作業は完了する。
【0019】(実施例2)図2(a),(b)は、本発
明の実施例2を示す断面図である。
【0020】実施例1との相違点は、位置決め治具の上
下駆動方式において、本実施例では、スプリング2−2
により、位置決め治具2を常に下方向に押しつける構造
としている点にあり、それ以外の構成要素は同一であ
る。尚、本実施例でのテーパー2−1の角度は45°と
する。
【0021】図2(a)は、スクラブ動作を示してい
る。スクラブによって、コレット1がキャビティ5−1
の中心から一方向に偏ると、テーパー2−1がパッケー
ジ端部5−2に押し上げられて、位置決め治具2は上方
向に移動する。
【0022】ダイボンド作業時に、X−Y方向の動きを
フリーにすれば、スプリング2−2の弾性力によって位
置決め治具2は下降し、4辺全てのテーパー2−1と端
部5−2が接触するまで、即ちLSI3の中心とキャビ
ティ5−1の中心とが一致するまで下降を続ける(図2
(b))。
【0023】これによって、実施例1よりも簡単に位置
決めが行えるという利点が生ずる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、手動ダイ
ボンダー,自動ダイボンダーによらず、LSIチップと
キャビティとの中心間のズレを0.03mm以下に抑え
ることが可能となり、また自動認識装置と比較してコス
トは1/100と安価である。さらに、既存のダイボン
ダーに設置する場合の費用増は、ダイ吸着コレット2ヶ
分程度と極めて低価格である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例2を示す断面図である。
【図3】従来例を示す断面図である。
【図4】LSIのズレを示す模式図である。
【符号の説明】
1 ダイ吸着コレット 1−1 コレット支持軸 1−2 LSI支持テーパー 1−3 コレット側面部 2 位置決め治具 2−1 テーパー 2−2 スプリング 3 LSI 4 ロー材 5 パッケージ 5−1 キャビティ 5−2 パッケージ端部 6 ヒーターブロック
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダイボンダー・ヘッドの
構造に関し、特に半導体装置と半導体容器との位置関係
を一定に保つ位置決め機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術について図面を参照しながら説
明する。図3(a),(b)は、従来技術によるダイボ
ンダー・ヘッド構造を用いたダイボンド作業を示す断面
図である。図示していない上下動可能なZ軸に、ダイ吸
着用コレット1がコレット支持軸1−1によって取付け
られている。LSI3はLSI支持テーパー1−2によ
ってピックアップされた後、あらかじめヒーターブロッ
ク6によって所望の温度に熱せられたパッケージ5のキ
ャビティ5−1上にロー材4を介して搭載される。その
後、ヘッド部側、もしくはヒーターブロック側に設けら
れている図示していないX−Yスクラブ機構によってス
クラブされる。この様子を図3(a)に示す。スクラブ
は、X・Y2方向に対し最大0.5mm程度スクラブ方
向7に振幅させ、十分ロー材が溶けた段階で、LSI3
をキャビティ5−1の中央部へ移動させ(図3
(b))、ダイボンド作業を終了する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来のダイボンダ
ーでは、パッケージ5のキャビティ5−1の中心と、L
SI3の中心とを一致させることが困難であり、ある程
度のズレDx,Dy(〜0.3mm程度)が生ずる欠点
があった(図4)。このズレによる影響は、例えばLS
Iの電極パッドピッチが180μm以上と広い製品で
は、さほど問題とはならないが、150μmピッチ以下
の製品では、このズレによって後工程のワイヤーボンデ
ィング時に、実質のワイヤー間隔が狭くなり、ワイヤー
間のショートの危険性が増大する。
【0004】このズレを低減する方法としては、従来い
くつかの方法がとられていた。手動ダイボンダーでは顕
微鏡の接眼レンズのヘアラインを工夫することによっ
て、ある程度ズレを低減する方法がとられているが、作
業者毎のバラツキが解消できず、結局最大0.2mm位
のズレが生じていまう。
【0005】自動ダイボンダーでは、LSIチップ及び
パッケージをあらかじめ自動認識させる方法をとるもの
があるが、誤認識がしばしば生ずること、価格が一般の
自動ボンダーの2倍以上すること、また設置面積が広く
なるという欠点があるため、広く使用されるには至って
いない。
【0006】本発明の目的は、LSIとキャビティとの
中心間のズレを0.03mm以下に抑えるようにしたダ
イボンダー・ヘッドの構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るダイボンダー・ヘッドの構造において
は、ダイ吸着コレットと、位置決め治具とを有するダイ
ボンダー・ヘッドの構造であって、ダイ吸着コレット
は、コレット支持軸に支持され下端面にLSIを保持す
るLSI支持テーパーを有し、該LSIをパッケージの
キャビティ内に搬入・保持するものであり、位置決め治
具は、下端部にテーパーを有し、該テーパーがパッケー
ジのキャビティ内端部に接触することによりダイ吸着コ
レットのキャビティ内での位置規制を行い、ダイ吸着コ
レットに保持されたLSIとパッケージのキャビティと
の中心間の位置合せを行うものである。
【0008】また、前記位置決め治具は、ダイ吸着コレ
ットを支持したコレット支持軸に上下動可能に支持され
たものである。
【0009】また、前記位置決め治具は、コレット支持
軸に沿う方向にスプリングで付勢されたものである。
【0010】
【作用】本発明では、ダイ吸着コレットを位置決め治具
によりパッケージ内に位置決めして配置し、ダイ吸着コ
レットに保持されたLSIとパッケージとの中心間のズ
レを0.03mm以下に抑えるようにしたものである。
【0011】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0012】(実施例1)図1(a),(b)は、本発
明の実施例1を示す断面図である。
【0013】図において、ダイ吸着コレット1はコレッ
ト支持軸1−1によってZ軸方向(図中上下方向)に向
けて支持されている。また、ダイ吸着コレット1の下端
面には、凹状のLSI支持テーパー1−2が設けられて
おり、LSI3はLSI支持テーパー1−2にピックア
ップされる。ビックアップされたLSI3は、ダイ吸着
コレット1を利用して、ヒーターブロック6にて所望の
温度に熱せられたパッケージ5のキャビティ5−1上に
ロー材4を介して搭載される。
【0014】一方、位置決め治具2は、コレット側面部
1−3とコレット支持軸1−1に沿って上下方向に動作
することが可能であり、かつ、この治具2のコレット側
面部1−3に接する部位の最下部から外側上方向にテー
パー2−1が60°の角度で設けられている。
【0015】図1(a)は、スクラブ状態を示してお
り、位置決め治具2が支持されている図示していない上
下機構によって、位置決め治具2は上方部にセットされ
ている。
【0016】十分にロー材4が溶けて、ダイボンド作業
を開始させる時には、位置決め治具2を下降させる。下
降に伴い、位置決め治具2のテーパー2−1とパッケー
ジ5の端部5−2とは接触するようになるが、LSI3
の中心とキャビティ5−1の中心とが一致していない状
態では、この接触は1辺もしくは2辺に限られる。
【0017】この状態で、さらに位置決め治具2を下降
させると、テーパー2−1に沿って端部5−2が移動し
て行き、最終的に4辺全てのテーパー2−1と端部5−
2が接触した位置でLSI3の中心とキャビティ5−1
の中心とが一致し、LSI3の位置決めが完了する(図
1(b))。
【0018】この状態でLSI支持テーパー1−2の真
空状態を解き、コレット支持軸1−1及びダイ吸着コレ
ット1を上方向(Z軸)に引き上げる。これによりダイ
ボンド作業は完了する。
【0019】(実施例2)図2(a),(b)は、本発
明の実施例2を示す断面図である。
【0020】実施例1との相違点は、位置決め治具の上
下駆動方式において、本実施例では、スプリング2−2
により、位置決め治具2を常に下方向に押しつける構造
としている点にあり、それ以外の構成要素は同一であ
る。尚、本実施例でのテーパー2−1の角度は45°と
する。
【0021】図2(a)は、スクラブ動作を示してい
る。スクラブによって、コレット1がキャビティ5−1
の中心から一方向に偏ると、テーパー2−1がパッケー
ジ端部5−2に押し上げられて、位置決め治具2は上方
向に移動する。
【0022】ダイボンド作業時に、X−Y方向の動きを
フリーにすれば、スプリング2−2の弾性力によって位
置決め治具2は下降し、4辺全てのテーパー2−1と端
部5−2が接触するまで、即ちLSI3の中心とキャビ
ティ5−1の中心とが一致するまで下降を続ける(図2
(b))。
【0023】これによって、実施例1よりも簡単に位置
決めが行えるという利点が生ずる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、手動ダイ
ボンダー,自動ダイボンダーによらず、LSIチップと
キャビティとの中心間のズレを0.03mm以下に抑え
ることが可能となり、また自動認識装置と比較してコス
トは1/100と安価である。さらに、既存のダイボン
ダーに設置する場合の費用増は、ダイ吸着コレット2ヶ
分程度と極めて低価格である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイ吸着コレットと、位置決め治具とを
    有するダイボンダー・ヘッドの構造であって、 ダイ吸着コレットは、コレット支持軸に支持され下端面
    にLSIを保持するLSI支持テーパーを有し、該LS
    Iをパッケージのキャビティ内に搬入・保持するもので
    あり、 位置決め治具は、下端部にテーパーを有し、該テーパー
    がパッケージのキャビティ内端部に接触することにより
    ダイ吸着コレットのキャビティ内での位置規制を行い、
    ダイ吸着コレットに保持されたLSIとパッケージのキ
    ャビティとの中心間の位置合せを行うものであることを
    特徴とするダイボンダー・ヘッドの構造。
  2. 【請求項2】 前記位置決め治具は、ダイ吸着コレット
    を支持したコレット支持軸に上下動可能に支持されたも
    のであることを特徴とする請求項1に記載のダイボンダ
    ー・ヘッドの構造。
  3. 【請求項3】 前記位置決め治具は、コレット支持軸に
    沿う方向にスプリングで付勢されたものであることを特
    徴とする請求項1に記載のダイボンダー・ヘッドの構
    造。
JP14190691A 1991-06-13 1991-06-13 ダイボンダー・ヘツドの構造 Pending JPH0563011A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14190691A JPH0563011A (ja) 1991-06-13 1991-06-13 ダイボンダー・ヘツドの構造

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JP14190691A JPH0563011A (ja) 1991-06-13 1991-06-13 ダイボンダー・ヘツドの構造

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JPH0563011A true JPH0563011A (ja) 1993-03-12

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ID=15302913

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JP14190691A Pending JPH0563011A (ja) 1991-06-13 1991-06-13 ダイボンダー・ヘツドの構造

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JP (1) JPH0563011A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011100774A (ja) * 2009-11-04 2011-05-19 Denso Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011100774A (ja) * 2009-11-04 2011-05-19 Denso Corp 半導体装置の製造方法

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