JPS63177530A - ダイボンデイング方法とその装置 - Google Patents

ダイボンデイング方法とその装置

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JPS63177530A
JPS63177530A JP62009578A JP957887A JPS63177530A JP S63177530 A JPS63177530 A JP S63177530A JP 62009578 A JP62009578 A JP 62009578A JP 957887 A JP957887 A JP 957887A JP S63177530 A JPS63177530 A JP S63177530A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は樹脂によって半導体チップをリードフレームの
ベッド部などの被接着部上に接着するダイボンディング
方法およびその装置に関する。
（従来の技術） 一般的なダイボンディング状態の断面図を第４図に示す
。熱硬化性樹脂などの樹脂４２によってリードフレーム
のベッド部４１上に半導体チップ４３が接着されてダイ
ボンディングが行われる。
このダイボンディングに際しては、樹脂４２の量が接着
面積、接着強度に直接に影響するため、樹脂の定量供給
が重要となっている。このため、半導体チップの種類や
使用される樹脂の特性などによってスクリーン印刷法、
スタンピング法、ディスペンス法、空気圧定量吐出法等
が適宜、選択されている。この内、空気圧定量吐出法は
空気圧によって樹脂を吐出させるものであり、作業性、
樹脂使用効率の面で他の方法よりも優れており、従来よ
り多用されている。
第５図はかかる空気圧定量吐出法によるダイボンディン
グ装置の従来例のブロック図を示している。熱硬化性の
樹脂４４が充填された樹脂容器４５下端部にニードル４
６が取り付けられている。
ニードル４６は基台４７に支持されたリードフレームの
ベッド部４１上に臨んでおり、樹脂容器４５に高圧空気
が供給されると容器４５内の樹脂４４が一定量二−ドル
４６からベッド部４１上に落下するようになっている。
この高圧空気の供給は流路４８によって樹脂容器４５に
接続された加圧装置５０によって行われる。加圧装置５
０は吐出時間制御部５１と吐出圧力制御部５２とで構成
されている。吐出時間制御部５１は高圧空気の供給時間
を調整するものであり、高圧空気を供給するための電磁
弁等の駆動時間を制御している。一方、吐出圧力制御部
５２は高圧空気の供給圧力を調整するものであり、高圧
空気供給源５４に接続されている。このように構成され
た加圧装置５０はマウント制御部５３からの吐出タイミ
ングによって高圧空気を所定の吐出時間、吐出圧力のエ
アーパルス５５として樹脂容器４５に加え、樹脂容器４
５内の樹脂４４をニードル４６から押し出すように作用
する。
しかしながら、従来のダイボンディング装置では、樹脂
の吐出量が経時的に変動する問題点がある。これは樹脂
容器４５内に残存する樹脂量の変動や吐出時間制御部５
１の電磁弁の応答性の変動に起因するものである。この
内、前者の原因は樹脂の吐出によって樹脂容器４５の空
容積が変化することに伴い、樹脂容器４５への圧力の立
上り特性が変化するためであることを本発明者は発見し
た。第６図は定粘度シリコン樹脂を内容積５ｃｃの樹脂
容器４５に充填して一定圧力で断続的に樹脂を吐出させ
た場合の吐出量の変動を測定した特性図である。吐出開
始時（ＳＴＡＲＴ）を「０」とした場合の樹脂高さＨ（
ｎ＋ｍ）と樹脂吐出量Ｗ（ｇ）とが相関しており、終了
時（ＥＮＤ）の吐出量が１５〜２５％減少している。す
なわち樹脂の吐出量は圧力立上り特性と相関するもので
あり、経時的に樹脂吐出量が変動し、定量供給が不可能
となる要因となっている。このようなことは、粘度や揮
発性などが異なる多種類の樹脂の出現および吐出ノズル
の多点化、樹脂容器の大型化に伴い、さらに顕著となっ
ており、半導体チップの多様化。
大型化に伴う品質面での問題点となっている。
（発明が解決しようとする問題点） 以上のことから従来においては、使用する樹脂の粘度特
性、残量に応じて実際のダイボンディング状態を観察し
ながら吐出時間又は吐出圧力を調整する必要があり、稼
動率、生産性、管理面に悪影響をおよぼしている。
本発明は上記事情を考慮してなされ、樹脂吐出量の変動
を自動的に修正して常に一定の樹脂吐出量を維持するこ
とができるダイボンディング方法およびその装置を提供
することを目的としている。
〔発明の構成〕
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、高圧空気を所定の吐
出条件で樹脂容器に加えて被接着部上に樹脂を吐出させ
、この吐出された樹脂により、半導体チップを被接着部
に接着するダイボンディング方法において、前記樹脂容
器へ加えられる圧力波形を検出し、この検出された圧力
波形と予め定められた基準圧力波形との差を補償するよ
うに前記吐出条件を制御することにより、前記樹脂容器
内の樹脂量が変化しても常に所定の樹脂量を吐出させる
ことを特徴とする。
また、本発明は、半導体チップを被接着部に接着する樹
脂が充填された樹脂容器と、前記樹脂容器に所定の吐出
時間および吐出圧力で高圧空気を供給して樹脂を吐出さ
せる加圧装置と、前記樹脂容器に加えられる圧力波形を
検出する圧力センサと、この圧力センサにより検出され
た圧力波形を予め定められた基準圧力波形と比較し、こ
の基準圧力波形との差を補償するように前記加圧装置の
吐出条件を制御する補正回路とを備えていることを特徴
とする。
（作　用） 樹脂容器に加えられる圧力波形は樹脂量変化に伴う変動
量であり、補正回路はこの検出圧力波形を基準圧力波形
とを比較し、その差を補償するように吐出条件を制御す
ることにより樹脂吐出量の変動の自動修正を行う。
（実施例） 以下、本発明を図面を参照してさらに具体的に説明する
。
第１図は本発明の一実施例によるダイボンディング装置
である。基台１上に載置されたリードフレーム２の被接
着部上に樹脂容器３が設けられている。樹脂容器３は内
部に接着用の熱硬化樹脂などの樹脂４が充填されており
、下端部には樹脂４を半導体基板２上に吐出させるニー
ドル５が取り付けられている。この樹脂の吐出は流路６
によって樹脂容器３に接続された加圧装置７からの高圧
空気の供給によって行われる。加圧装置７は電磁弁等（
図示せず）を備える吐出時間制御部８および吐出圧力制
御部９とを備えており、吐出時間制御部８はマウント制
御部１０に接続され、吐出圧′　　力制御部９は高圧空
気供給源１１に接続されている。ここで吐出時間制御部
８は樹脂を吐出させる高圧空気の供給時間、具体的には
電磁弁の作動時間、を制御し、吐出圧力制御部９は高圧
空気の供給圧力を制御する。従って、これらの制御部８
゜９を通過すると、高圧空気の量および圧力が制御され
るから高圧空気の供給によって吐出する樹脂４の吐出量
が間接的に制御されるようになっている。
このようなダイボンディング装置においては、装置作動
中に樹脂容器３内の樹脂が漸減し、樹脂容器３内の空気
容積が増大して容器３内に供給される高圧空気の圧力が
変動するため樹脂吐出量が変動する。この吐出量の変動
を修正するため補正回路２０が設けられている。補正回
路２０はＡ／Ｄ変換器２１．メモリ２２．積分回路２３
゜比較部２４．演算部２５とを備え、さらに積分回路２
３と比較部２４との間に基準値メモリ２６が接続されて
構成されている。又、樹脂容器３に高圧空気を供給する
流路６には高圧空気の圧力を検出する圧力センサ２７が
設けられ、この圧力センサ２７が補正回路２０のＡ／Ｄ
変換器２１に接続されている。さらに補正回路２０の演
算部２５は前記加圧装置７の吐出時間制御部８に接続さ
れている。
Ａ／Ｄ変換器２１は圧力センサ２７からの出力波形をＡ
／Ｄ変換し、メモリ２２はＡ／Ｄ変換された検出圧力波
形を記憶する。積分回路２３はメモリ２２からの検出圧
力波形を積分する。この積分にあっては第２図（ａ）の
ようにしきい値り以上の有効成分を積分する。基準値メ
モリ２６は予め任意に設定された基準圧力波形の積分値
を記憶するが、この基準値もしきい値り以上の有効成分
の積分値である。比較部２４は基準値メモリ２６に記憶
されている基準値と積分回路２３で得られた検出値とを
比較し、演算部２５はこれらの差Ａ（第２図（ｂ）の斜
線部分）を求める。そして、演算部２５はこの差Ａを補
償するように吐出時間制御部８に信号を発し、これによ
り吐出時間制御部８の電磁弁の作動時間の制御が行われ
る。
次に、以上の装置を使用して樹脂容器３内からの樹脂を
吐出させる制御原理を第２図により説明する。まず、補
正回路２０の基準値メモリ２６に基準値を格納する。基
準値は半導体チップを被接着部に最も良好に接着させる
樹脂量が選択される。
この樹脂量を吐出させるための吐出条件は例えば装置作
動当初に樹脂が充填された樹脂容器３から樹脂を吐出さ
せて定めるのが好ましい。この吐出条件による圧力波形
は第２図（ａ）のような高圧気体の圧力波形Ｅとして得
られる。この圧力波形Ｅの内、しきい値り以上の有効成
分が積分回路２３によって積分されて前記基準値メモリ
２６に格納される。この場合、この圧力波形は吐出時間
制御部８の電磁弁の作動時間ｔに依存する。加圧装置７
の作動によって樹脂４の吐出が行われ、樹脂容器３内の
樹脂量が減ると同図（ｂ）の曲線Ｆのように、高圧気体
の圧力が変動する。この圧力は圧力センサ２７によって
検出され、Ａ／Ｄ変換器２１によりＡ／Ｄ変換されてメ
モリ２２に記憶される。そして、積分回路２３でしきい
値り以上の有効成分が積分され、この積分値と基準値メ
モリ２６からの積分値が比較される。次に、このように
して得られた検出値と基準値との差を演算部２５で求め
る。この差はしきい値り以上における曲線Ｅと曲線Ｆの
積分値の差であり、同図（ｂ）の斜線部分Ａが相当する
。この差Ａは樹脂を吐出させる圧力の差であるから、吐
出する樹脂量は差Ａだけ減少するはずである。従って、
差Ａを補償するため、演算部２５は吐出時間制御部８に
電磁弁の作動時間αだけ延ばす命令を発する。
このように吐出時間制御部８が付加時間をαだけ延ばす
命令を発すると、吐出時間制御部８では電磁弁がｔ十α
の開作動する。これにより、差Ａと近似する面積の補償
量Ｂ（同図（Ｃ））に相当する高圧空気が増加するから
、樹脂の吐出量は基準圧力波形の場合と略同等となり、
均一な吐出量を維持するようにしている。
以上説明したように本実施例の制御原理は第２図（ｂ）
の積分値差Ａを求めてその差Ａだけの面積補償量Ｂが生
ずるように第２図（ｃ）に示すように吐出時間ｔをαだ
け延ばそうとするものである。しかしながら第２図（ｂ
）からあきらかなように、電磁弁の作動に対して圧力波
形は時間遅れが生ずる。吐出時間ｔを延ばすか否かは電
磁弁の吐出時間を内に判断することが必要であるが、こ
の時間遅れのため、吐出時間を後の時刻ｔ１では差Ａを
演算することがむづかしい。このためこの差Ａを類推す
るための方法として第２図（ｄ）に示すように次のよう
なものがある。
■　吐出時間制御部８の作動が停止する直前の時刻ｔ１
における曲線Ｅと曲線Ｆとの差Ａ′を求めてαに換算す
る。この場合基準値メモリ２６には時刻ｔ１までの積分
値が基準値として記憶される。
■　それぞれの曲線ＥおよびＦの圧力立上り時間の差か
らαを求める。これは曲線Ｅと曲線Ｆがしきい値りと交
わる時刻の差ＴＡを求めることにより行うことができる
。この場合基準値メモリ２６には曲線Ｅがしきい値りに
達する時刻が基準値として記憶される。
■　各曲線Ｅ、　　Ｆがしきい値りから立上る角度差θ
Ａからαを求める。この場合基準値メモリ２６には曲線
Ｅが立上る角度が基準値として記憶される。
■　以上■〜■は実時間で面積差Ａを類推する方法であ
るが、１回前に行われた作動から差Ａを求め、これから
類推してαを求めるようにしてもよい。すなわち、吐出
される樹脂量が僅少であるから、１回前における容器３
内の残存樹脂量と今回の残存樹脂量がほとんど等しいと
考えられ、１回前の情報から今回の作動における付加時
間αを求めるものである。この場合においては曲ＩＥと
曲線Ｆとがすでに得られているからこの差Ａからαを類
推する。
このように本実施例によれば検出された圧力波形を基準
波形と比較することにより、延長する吐出時間を定める
ので、常にほぼ同じ樹脂量を吐出させることができる。
なお上記実施例では所定の基準値を用いて差Ａを類推し
て付加時間又は付加圧力を演算しているため、基準値に
ずれがある場合にはその演算値が異なるおそれがある。
このことを防止するため実際に空気圧を加えた結果によ
り面積差ＡとＢの実測値を比較部２４により計算し、そ
の計算結果を演算部２５にフィードバックするようにし
てもよい。フィードバックの方法は例えば演算部２５か
ら吐出時間制御部８への出力信号に乗する定数を変化さ
せるようにする。
第３図は本発明の他の実施例によるダイボンディング装
置を示すブロック図であり、前述の実施例と同一の要素
は同一の符号で対応させである。
この実施例では補正回路２０の演算部２５が加圧装置７
の吐出圧力制御部９に接続されている。前述の実施例と
同様の方法により演算部２５では基準値と検出値との差
に基づいて吐出圧力の付加値が演算され、吐出圧力制御
部９に出力される。これにより吐出圧力制御部９は、例
えば高圧空気の吹き出し口の開口径を増減して圧力の補
正が行われる。
なお、本発明においては、圧力センサ２７が高圧空気の
圧力を検出しているから、この検出値を利用して他の作
動を行うことができる。例えば、検出値が樹脂の吐出圧
力に達しない場合には警報を表示してもよい。又、検出
値を樹脂容器３内の樹脂４の残量検出として利用するこ
とができる。
すなわち樹脂容器３が空になった場合には検出値が吐出
圧力に達しないため、樹脂補充の目安とすることができ
る。さらには、補正回路２０で制御される吐出時間制御
部８および吐出圧力制御部９の作動を監視して、その故
障の有無を確認することも可能である。
〔発明の効果〕
以上のとおり本発明によると、圧力センサで検出した検
出圧力波形を基準圧力波形と比較して、その差を補償す
るようにしたから、樹脂吐出量の変動の自動修正ができ
、常に一定の吐出量を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例によるダイボンディング装置
のブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）。 （ｃ）、　　（ｄ）は圧力変動を示す特性曲線図、第３
図は本発明の他の実施例によるダイボンディング装置の
ブロック図、第４図はダイボンディング状態を示す断面
図、第５図は従来のダイボンディング装置のブロック図
、第６図は樹脂残量と樹脂吐出量との関係を示す特性図
である。 ２・・・半導体基板、３・・・樹脂容器、４・・・樹脂
、７・・・加圧装置、８・・・吐出時間制御部、９・・
・吐出圧力制御部、２０・・・補正回路、２７・・・圧
力センサ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第４図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、高圧空気を所定の吐出条件で樹脂容器に加えて被接
    着部上に樹脂を吐出させ、この吐出された樹脂により、
    半導体チップを被接着部に接着するダイボンディング方
    法において、 前記樹脂容器へ加えられる圧力波形を検出し、この検出
    された圧力波形と予め定められた基準圧力波形との差を
    補償するように前記吐出条件を制御することにより、前
    記樹脂容器内の樹脂量が変化しても常に所定の樹脂量を
    吐出させることを特徴とするダイボンディング方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記吐
    出条件は前記樹脂容器に加えられる高圧空気の吐出時間
    であることを特徴とするダイボンディング方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記吐
    出条件は前記樹脂容器に加えられる高圧空気の吐出圧力
    であることを特徴とするダイボンディング方法。 ４、半導体チップを被接着部に接着する樹脂が充填され
    た樹脂容器と、 前記樹脂容器に所定の吐出時間および吐出圧力で高圧空
    気を供給して樹脂を吐出させる加圧装置と、 前記樹脂容器に加えられる圧力波形を検出する圧力セン
    サと、 この圧力センサにより検出された圧力波形を予め定めら
    れた基準圧力波形と比較し、この基準圧力波形との差を
    補償するように前記加圧装置の吐出条件を制御する補正
    回路と を備えていることを特徴とするダイボンディング装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の装置において、 前記補正回路が前記加圧装置の吐出時間を制御すること
    を特徴とするダイボンディング装置。 ６、特許請求の範囲第４項記載の装置において、 前記補正回路が前記加圧装置の吐出圧力を制御すること
    を特徴とするダイボンディング装置。
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