JPS59117226A - Bonding device - Google Patents

Bonding device

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JPS59117226A
JPS59117226A JP57226324A JP22632482A JPS59117226A JP S59117226 A JPS59117226 A JP S59117226A JP 57226324 A JP57226324 A JP 57226324A JP 22632482 A JP22632482 A JP 22632482A JP S59117226 A JPS59117226 A JP S59117226A
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JP
Japan
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stage
bonding
chip
tool
work
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JP57226324A
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Japanese (ja)
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Takahiro Furuhashi
古橋　隆宏
Norihiro Yazaki
矢崎　憲弘
Takashi Asayama
朝山　隆史
Osamu Tachibana
立花　修
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Ome Electronic Co Ltd
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
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Abstract

PURPOSE:To enable to perform the same bonding at least to the two sides of a work even when the work is put on a stage as it is by a method wherein the stage is constructed enabling a rotation in the height direction as to incline the stage surface. CONSTITUTION:Carrying in and carrying out of a work 13 are performed when a stage 14 is in the horizontal condition, and a flange 2 is carried out and carried in to the stage 14 according to a loader and unloader mechanism. When the flange 2 is put on the stage 14 and is fixed, a motor 23 is reversed, and the stage 14 is rotated to the left side to come to a standstill. A connecting side 26 to be fixed with a P-I-N diode chip 9 becomes horizontally in this condition, and a bonding tool 16 vacuum adsorbed with the chip 9 at the lower edge in a feed part is descended to fix the chip 9 on the connecting side 26 interposing a cementing material between them. At this time, an X-Y table 17 is transferred according to previously inputted informations as to position the connecting side 26 directly under the tool 16. After bonding is completed, the tool 16 is ascended and transferred, a laser diode chip 5 is vacuum adsorbed to the lower edge thereof in the feed part, and the tool comes to a standstill again at the fixed position.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチップやワイヤをワークに接続するポンディン
グ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bonding device for connecting chips and wires to a workpiece.

従来のボンディング装置は、ステージ上に載置されたワ
ークの一面にチップやワイヤを接続するだけであること
から、ワークに対してチップやワイヤを保持するボンデ
ィングツールが昇降あるいは昇降と水平移動を相対的に
行なうだけで充分であった。Conventional bonding equipment only connects chips and wires to one side of a workpiece placed on a stage, so the bonding tool that holds the chips and wires against the workpiece has to move up and down, or move up and down and move horizontally relative to each other. It was enough just to do it properly.

しかし、最近ではワークの異なる２つの面にそれぞれチ
ップやワイヤを接続する技術が必要となりて来た。たと
えば、このような組立を必要とするものとして、光学式
ビデオディスクの光ピツクアップ用のレーザーダイオー
ドがある。このレーザーダイオード１は第１図に示すよ
うに、７ランジ２の上面中央に垂設したステム３の主面
（右向）にサブマウント４を介してレーザーダイオード
チップ（チップ）５を固定している。テップ５はその端
面、すなわち、上面および下面からレーザー光６をそれ
ぞれ発振する。上方から発振されたレーザー光６は７ラ
ンジ２に周縁を溶接しかつチップ５等を被うキャップ７
の中央に設けられた透明窓８を透過して外部に進む。ま
た、チップ５の下面から発振されたレーザー光６は７ラ
ンジ２に接続されたモニター用のピンダイオードチップ
（チップ）９に達し、レーザー光６の強度をモニターす
るレーザー光として使用されている。また、レーザーダ
イオードチップ５やビンダイオードチップ９と７ランジ
２に絶縁体を介して貫通固定されたリード１０とはワイ
ヤ１１で接続される。However, recently there has been a need for technology to connect chips and wires to two different sides of a workpiece. For example, laser diodes for optical pickup of optical video discs require such an assembly. As shown in FIG. 1, this laser diode 1 is constructed by fixing a laser diode chip 5 via a submount 4 to the main surface (to the right) of a stem 3 vertically installed in the center of the upper surface of a 7-lunge 2. There is. The step 5 emits laser beams 6 from its end faces, that is, its top and bottom faces. The laser beam 6 oscillated from above is applied to a cap 7 that welds the peripheral edge to the flange 2 and covers the chip 5, etc.
The light passes through a transparent window 8 provided at the center of the screen and proceeds to the outside. Further, the laser beam 6 oscillated from the bottom surface of the chip 5 reaches a monitoring pin diode chip (chip) 9 connected to the 7-lunge 2, and is used as a laser beam for monitoring the intensity of the laser beam 6. Further, the laser diode chip 5 and the bottle diode chip 9 are connected to a lead 10 which is fixed through the 7 flange 2 via an insulator by a wire 11.

ところで、前記両チップは相互に略直交する面となるサ
ブマウント４および７ランジ２に固定される。また、ワ
イヤボンディングにあっては、ピンダイオードチップ９
の場合はビンダイオードチップ９の上面と、リード１０
の端面とにワイヤ１１のそれぞれの一端を固定すればよ
いことから、従来のワイヤボンディング装置でボンディ
ングが可能であるが、レーザーダイオードチップ５とり
−ド１０との接続はこれも前記チップボンディングと同
様にｉ’１４９０度異る面にワイヤの両端を別々に接続
しなければならなくなる。By the way, both the chips are fixed to submounts 4 and 7 flange 2 that are substantially orthogonal to each other. In addition, in wire bonding, the pin diode chip 9
In the case of , the top surface of the bin diode chip 9 and the lead 10
Because it is sufficient to fix one end of each wire 11 to the end face of the wire, bonding can be performed using a conventional wire bonding device. The two ends of the wire would have to be connected separately to i'1490 degrees different planes.

従来、このような異る面への同一作業における接続作業
は無いことから、従来のボンディング装置ではステージ
にチップをそのまま載せたのでは作業ができない。この
ため、この種の作業は治具を用いるしか手段はない。Conventionally, there has been no connection work to different surfaces in the same work, and therefore, with conventional bonding equipment, the work cannot be performed by simply placing the chip on the stage. For this reason, the only way to perform this type of work is to use a jig.

しかし、治具を用いることは、作業ライン上に順次ワー
クを供給して、そのワークに順次各組立加工を施す一貫
作業では治具の着脱作業が必要となることから好しくな
い。However, the use of jigs is not preferable because it is necessary to attach and detach the jigs in an integrated operation in which workpieces are sequentially supplied onto a work line and each assembly process is sequentially performed on the workpieces.

したがって、本発明の目的はステージにそのままワーク
を載せてもワークの少なくとも２面に同一のボンディン
グが行なえるボンディング装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a bonding apparatus that can perform the same bonding on at least two surfaces of a workpiece even when the workpiece is placed on a stage as it is.

このような目的を達成するために本発明は、ワークを載
置するステージと、このステージ上のワークに対してボ
ンディングツールに保持したチップまたはワイヤを接続
するボンディング機構と、を有するボンディング装置に
おいて、前記ステージはステージ面が傾斜するように、
高さ方向に回転可能に構成されているものである。In order to achieve such an object, the present invention provides a bonding apparatus that includes a stage on which a work is placed, and a bonding mechanism that connects a chip or wire held by a bonding tool to the work on the stage. The stage is arranged such that the stage surface is inclined.
It is configured to be rotatable in the height direction.

以下実施例により本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

第２図は本発明の一実施例によるチップボンディング装
置の要部を示す断面図、第３図（ａ）、　（ｂ）は同じ
くチップボンディング状態を示す断面図、第４図は同じ
くステージの駆動部を示す概略平面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the main parts of a chip bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 3(a) and 3(b) are sectional views also showing the chip bonding state, and FIG. FIG.

この実施例のチップボンディング装ｆｆｔ１２はワーク
１３を載置するステージ１４と、このステージ１４の上
方に配設される昇降するボンディング機ｍ１５と、から
なっている。ボンディング機構１５は図示しないアーム
の先端にチップを保持するボンディングツール１６を有
している。また、前記ステージ１４は水平方向をＸＹ方
向に自由に移動制御可能なＸＹテーブル１７上に取り付
けられた支持片１８に回転軸１９を介して支持されてい
る。この回転軸１９は第４図に示すように、ステージ１
４に固定されるとともに、ベアリング２０゜２１を介し
て支持片１８に取り付けられている。The chip bonding apparatus fft12 of this embodiment includes a stage 14 on which a workpiece 13 is placed, and a bonding machine m15 disposed above the stage 14 that moves up and down. The bonding mechanism 15 has a bonding tool 16 that holds a chip at the tip of an arm (not shown). Further, the stage 14 is supported via a rotating shaft 19 by a support piece 18 attached to an XY table 17 that can be freely controlled to move horizontally in the XY directions. This rotating shaft 19 is connected to the stage 1 as shown in FIG.
4 and is also attached to the support piece 18 via bearings 20 and 21.

回転軸１９の一端にはウオームホイール２２が取り付け
られている。このウオームホイール２２はＸＹテーブル
１゛１上に配設されたモータ２３の駆動軸２４に連結さ
れたウオーム２５に噛み合い、モータ２３の正逆回動に
よって右回動るるいは左回動するようになっている。ま
た、モータ２３はたとえば入力するパルスに対応した分
だけ回動するようになっている。このため、ステ・−ジ
１４は所望の角度だけ正確に動くようになっている。A worm wheel 22 is attached to one end of the rotating shaft 19. This worm wheel 22 meshes with a worm 25 connected to a drive shaft 24 of a motor 23 disposed on the XY table 1-1, and is rotated clockwise or counterclockwise by the forward and reverse rotation of the motor 23. It has become. Further, the motor 23 is configured to rotate by an amount corresponding to the input pulse, for example. Therefore, the stage 14 can be moved accurately by a desired angle.

つぎに、第３図（ａ）、（ｂ）を参照しながら、レーザ
ーダイオードのレーザーダイオードチップ５およびピン
ダイオードチップ９を固定するボンディング作業につい
て説明する。Next, a bonding operation for fixing the laser diode chip 5 and the pin diode chip 9 of the laser diode will be described with reference to FIGS. 3(a) and 3(b).

このボンディング作業では、第２図に示すように、ステ
ージ１４が水平の状態のときに、ワーク１３の搬入、搬
出が行なわれる。ワーク１３である７ランジ２は一般公
知のローダアンローダ機構によってステージ１４に搬出
入される。７ランジ２がステージ１４に載置されかつ固
定される、たとえば真空吸着、または機械的構造による
クランプによりて固定されると、モータ２３は逆転し、
ステージ１４は第３図（ａ）に示すように左回転して静
止する。この状態では、ビンダイオードチップ９が固定
される接続面２６が水平となる。すると、図示しない供
給部で下端にビンダイオードチップ９を真空吸着したボ
ンディングツール（コレット）１６が下降して接続面２
６上にピンダイオードチップ９を接合材を介して固定す
る。この際、ボンディングツール１６の真下に接続面２
６が位置するように、ＸＹテーブル１７はあらかじめ入
力された情報によって移動する。ボンディング後はボン
ディングツール１６は上昇するとともに、移動して図示
しない供給部でその下端にレーザーダイオードチップ５
を真空吸着し、再び定位置で静止する。In this bonding work, as shown in FIG. 2, the work 13 is carried in and out when the stage 14 is in a horizontal state. The 7-lunge 2, which is the workpiece 13, is carried into and out of the stage 14 by a generally known loader-unloader mechanism. 7. When the flange 2 is placed on the stage 14 and fixed, for example by vacuum suction or clamping with a mechanical structure, the motor 23 reverses;
The stage 14 rotates to the left and stands still, as shown in FIG. 3(a). In this state, the connection surface 26 to which the bin diode chip 9 is fixed is horizontal. Then, the bonding tool (collet) 16, which has vacuum-adsorbed the bottle diode chip 9 at its lower end in a supply section (not shown), descends to the connecting surface 2.
A pin diode chip 9 is fixed onto the pin diode chip 6 via a bonding material. At this time, place the connection surface 2 directly below the bonding tool 16.
The XY table 17 is moved according to information input in advance so that 6 is located. After bonding, the bonding tool 16 rises and moves to place the laser diode chip 5 at its lower end in a supply section (not shown).
is vacuum-adsorbed and comes to rest in the fixed position again.

つぎに％第３図（ｂ）で示すように、モータ２３はさら
に逆転してステージ１４を左回動させ、サブマウント４
のチップ取付面２７が水平となった位置で静止する。す
ると、再びボンディングツール１６が下降し、下端に保
持していたレーザーダイオードチップ５をサブマウント
４のチップ取付面２７に固定する。Next, as shown in FIG. 3(b), the motor 23 is further reversed to rotate the stage 14 to the left, and the submount 4
comes to rest in a position where the chip mounting surface 27 is horizontal. Then, the bonding tool 16 descends again and fixes the laser diode chip 5 held at the lower end to the chip mounting surface 27 of the submount 4.

その後、ボンディングツール１６が上昇しかつ供給部に
ビンダイオードチップ９を取りに行く間に、モータ２３
は正転し、ステージ１４を第２図に示すように水平にす
る。そして、この状態に至ると、図示しないローダ・ア
ンローダがフランジ２をステージ１４から取り外し、か
つ新なフランジ２をステージ１４に供給する。また、ボ
ンディングツール１６はビンダイオードチップ９を保持
して元位置に復帰し、次の作業に備える。Thereafter, while the bonding tool 16 rises and takes the bin diode chip 9 to the supply section, the motor 23
rotates in the normal direction to make the stage 14 horizontal as shown in FIG. When this state is reached, a loader/unloader (not shown) removes the flange 2 from the stage 14 and supplies a new flange 2 to the stage 14. Further, the bonding tool 16 holds the bin diode chip 9 and returns to its original position in preparation for the next operation.

このようなチップボンディング装置によれば、相互に異
る複数の面に同一のチップボンディング装置でボンディ
ングを行うことができる。また、この装置は自動組立ラ
インにそのまま組み込むことができることから、レーザ
ーダイオードの製造の自動化がより図れ、コストの低減
も可能となる。According to such a chip bonding device, bonding can be performed on a plurality of mutually different surfaces using the same chip bonding device. Furthermore, since this device can be directly incorporated into an automatic assembly line, it is possible to further automate the manufacturing of laser diodes and reduce costs.

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

たとえば、このステージは１本の回転軸を中心に正逆回
動してステージを傾斜させる構造であるが、この構造上
に前記構造と同様な他の回転軸を中心に回動するステー
ジを設け、これら２組のステージの傾斜度を制御するこ
とによって、ワークの如何なる面をも水平な面に位置で
きるようになり、さらに、ボンディング性能の向上が図
れるようになる。For example, this stage has a structure that rotates forward and backward around one rotation axis to tilt the stage, but a stage similar to the above structure that rotates around another rotation axis is installed on this structure. By controlling the inclinations of these two sets of stages, any surface of the workpiece can be positioned horizontally, and bonding performance can further be improved.

また、ワークの２つの接続面が水平方向の定位置にくる
ように、回転軸の位置を選択決定すれば、必ずしもＸＹ
テーブルは必要ではなくなる。この場合には汎用性はな
くなるが、ＸＹテーブルを使用しないことから設備費が
安くなる効果がある。In addition, if the position of the rotation axis is selected so that the two connecting surfaces of the workpiece are at fixed positions in the horizontal direction,
The table is no longer needed. In this case, the versatility is lost, but since no XY table is used, the equipment cost is reduced.

また、前記実施例では、回転構造として、ウオームホイ
ールを用いているが、他の回転構造にしても問題ない。Further, in the above embodiment, a worm wheel is used as the rotating structure, but other rotating structures may be used without any problem.

例えばカム−リンク機構を用いてもよい。For example, a cam-link mechanism may be used.

また、本発明は前記ボンディングツールを、ワイヤを接
続するためのボンディングツール（キイピラ１ハ　ウェ
ッジ）に変えることによってワイヤボンディング装置と
もなる。この結果、第１図で示すサブマウント４上のレ
ーザーダイオードチップ５の電極と、この電極が設けら
れる面と略直交するリード１０の上端面へのワイヤ１１
の接続吃自動的に行なうことができるようになり、レー
ザーダイオード組立の自動化をさらに進めるととができ
るようになる。Further, the present invention can also be used as a wire bonding device by changing the bonding tool to a bonding tool (Keypila 1 wedge) for connecting wires. As a result, the wire 11 is connected to the electrode of the laser diode chip 5 on the submount 4 shown in FIG.
The connections can now be made automatically, making it possible to further automate laser diode assembly.

以上のように、本発明のボンディング装置によれば、ワ
ークの各面に正確、確実かつ自動的にボンディングを行
なうことができるので、ボンディング作業人員の低減、
ボンディングコストの軽減を図ることができる。As described above, according to the bonding apparatus of the present invention, bonding can be performed accurately, reliably, and automatically on each side of a workpiece, thereby reducing the number of bonding workers.
Bonding costs can be reduced.

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

第１図はレーザーダイオードの要部を示す断面第２図は
本発明の一実施例によるチップボンディング装置の要部
を示す断面図 第３図（ａ）、　（ｂ）は同じくチップボンディング状
態を示す断面図 第４図は同じくチップボンディング装置のステージの駆
動部を示す概略平面図である。 １・・・レーザーダイオード、２甲フランジ、３・・・
ステム、４・・・サブマウント、５・・・レーザーダイ
オードチップ、９・・・ビンダイオードチップ、１０・
・・リード、１１・・・ワイヤ、１２川チツプボンデイ
ング装置、１３・・・ワーク、１４・・・ステージ、１
５・・・ボーンディング機構、１６・・・ボンディング
ツール、１９・・・回転軸、２２・・・ウオームホイー
ル、２３・・・モータ、２５・・・ウオーム、２６・・
・接続面、２７・・・チップ取付面。 第　　１　　図 第　　４　　図FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main parts of a laser diode. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main parts of a chip bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. The sectional view in FIG. 4 is also a schematic plan view showing the stage drive section of the chip bonding apparatus. 1... Laser diode, 2nd flange, 3...
Stem, 4... Submount, 5... Laser diode chip, 9... Bin diode chip, 10.
... Lead, 11 ... Wire, 12 River chip bonding device, 13 ... Work, 14 ... Stage, 1
5... Bonding mechanism, 16... Bonding tool, 19... Rotating shaft, 22... Worm wheel, 23... Motor, 25... Worm, 26...
・Connection surface, 27...Chip mounting surface. Figure 1 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、　ワークを載置するステージと、このステージ上の
ワークに対して降下してボンディングツールに保持した
チップまたはワイヤを接続するボンディング機構と、を
有するボンディング装置において、前記ステージは高さ
方向に回転可能に構成されていることを特徴とするボン
ディング装置。1. A bonding apparatus having a stage on which a work is placed, and a bonding mechanism that descends relative to the work on this stage to connect a chip or wire held in a bonding tool, in which the stage rotates in the height direction. A bonding device characterized in that it is configured to enable.
JP57226324A 1982-12-24 1982-12-24 Bonding device Pending JPS59117226A (en)

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