(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側にボンディング用のバンプが形成された半導体チップをボンディングヘッドによりバンプが形成された面を下側にして水平方向に保持しつつ降下させ、ベース上に載置された実装基板上に押し当てて半導体チップのバンプと実装基板の電極とを接続させるボンディング装置において、
ボンディングされる半導体チップはその四隅のバンプが前記ボンディングヘッドに導通するように形成され、かつそれらの四隅のバンプの抵抗値が互いに異なってコード化されたものであり、
該ボンディング装置は、
前記ボンディングヘッドとベース間に所定の電圧を印加し電流値を測定する電流モニタ手段と、
その電流モニタ手段が検出した電流値の大きさに基づいて、前記四隅のバンプそれぞれと前記実装基板の電極との接触の有無を検知することにより、降下中の半導体チップのバンプと実装基板の電極との間のギャップの不均一さを検出し、そのギャップが均一になるように前記ボンディングヘッド又はベースの傾きを調整する調整機構とを備えたことを特徴とするボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフリップチップボンディング、チップのダイボンディング、パッケージや部品を実装するマウント装置などのボンディング装置に関し、特に表面側にボンディング用のバンプが形成された半導体装置をボンディングヘッドによりバンプが形成された面を下側にして水平方向に保持しつつ降下させ、ベース上に載置された実装基板上に押し当てて半導体装置のバンプと実装基板の電極とを接続させるボンディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フリップチップボンディング等を行なうボンディング装置では、チップと実装基板との平行度が要求される。そこで、チップ単位でボンディングヘッドとベースとの平行出しや面出しを調整する機構を備えたものが使用されている。
また、チップ単位でボンディング荷重を調整し制御する機構を備えたものも使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
チップ単位でボンディング荷重を制御するボンディング装置は、接続バンプ自体の高さをモニターしているのではないので、ボンディング荷重が特定のバンプに集中する不具合が発生することがある。その場合には、該当箇所のパッド部が損傷を受けたり、バンプが異常に変形して隣接バンプと短絡する不具合が発生し、接続部の信頼性の低下を招く。
【０００４】
また、ボンディングヘッドとベースとの平行出しはボンディング装置の製品単位で行なわれたり、チップ単位で行なわれ、接続点であるバンプそのものに基づいて行われてはいないため、チップ単位でのボンディング荷重制御と同様にボンディング荷重が特定のバンプに集中する不具合が発生することがある。
そこで、本発明は接続バンプ自体の高さによってボンディングヘッドとベースとの間の平行出しや面出しを行なえるようにすることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
接続バンプ自体の高さによってボンディングヘッドとベースとの間の平行出しや面出しを行なえるようにするために、本発明は、ボンディングされる半導体チップとしてその四隅のバンプがボンディングヘッドに導通するように形成され、かつそれらの四隅のバンプの抵抗値が互いに異なってコード化されたものを使用する。
【０００６】
本発明のボンディング装置は、ボンディングヘッドとベース間に所定の電圧を印加し電流値を測定する電流モニタ手段と、その電流モニタ手段が検出した電流値の大きさに基づいて、前記四隅のバンプそれぞれと実装基板の電極との接触の有無を検知することにより、降下中の半導体チップのバンプと実装基板の電極との間のギャップの不均一さを検出し、そのギャップが均一になるようにボンディングヘッド又はベースの傾きを調整する調整機構とを備えている。
【０００７】
【実施例】
図１は実施例を表わしたものである。（Ａ）は概略正面図、（Ｂ）はこの実施例で用いられるＣＳＰ（Chip Size Package）基板を示す断面図である。
【０００８】
半導体素子が形成され、接続用のバンプ４が設けられた半導体チップ２は、その裏面側がボンディングヘッド６に吸着され、水平状態に保持される。ボンディングヘッド６の下方には、表面が水平面となるように固定されたベース８が設けられており、ベース８上にはプリント配線基板やＣＳＰ基板等の実装基板１０ａが載置される。実装基板１０ａ上には半導体チップ２のバンプ４と接続するために配線パターンや電極１２が形成されている。
【０００９】
バンプ４はハンダや金で形成されており、電極１２は金電極上にハンダメッキされたものやハンダバンプなどである。チップ２は水平状態を保ったままでボンディングヘッド６により下降させられ、そのバンプ４が基板１０ａの電極１２と熱圧着により接続される。
【００１０】
半導体チップ２の四隅のバンプ４は、その抵抗値が”１”，”２”，”４”，”８”というような異なった大きさを持つように形成されており、それらの４つのバンプ４がチップ２を通してボンディングヘッド６へ導通している。基板１０ａはＣＳＰ基板であり、図１（Ｂ）に示されるように、チップ搭載面にはバンプ４と接続される電極１２が形成されている。電極１２は金電極やハンダバンプである。基板１０ａの裏面側はプリント配線基板に接続される面であり、その面には金ランド２０が形成されており、チップ搭載面の電極１２とプリント配線基板側の面の金ランド２０とは基板１０ａのスルーホール２１内の導体を介して接続されている。基板１０ａのランド２０が設けられている側をベース８上に載置することにより、電極１２とベース８が導通する。
ボンディングヘッド６とベース８の間に電源２２と電流計２４を接続することにより、ボンディングヘッド６とベース８の間の通電量を測定する。
【００１１】
図１の実施例ではボンディングヘッド６により半導体チップ２を下降させてきてバンプ４を基板１０ａの電極１２に接触させたとき、四隅のバンプ４が同時に電極１２に到達した状態で通電量が最大となる。一方、半導体チップ２と基板１０ａとの平行度が悪かったり、バンプ４の高さにバラツキがあった場合には、四隅のバンプ４のうち電極１２と接触しているものと接触していないものとが存在することになり、電流値が少なくなる。
【００１２】
バンプ４の抵抗値が異なるようにコード化されていることにより、測定された電流値からどのバンプが接触し、どのバンプが接触していないかを検知することができる。その結果に基づいて、調整機構は半導体チップ２を下降させてきてバンプ４を基板１０ａの電極１２に接触させたときに所定の最大通電量がえられるように、ボンディングヘッド６又はベース８の傾きを調整する。
【００１３】
図２は調整機構による調製の仕方を示したものである。（Ａ）のように、バンプ４と実装基板の電極１２との間のギャップが均一でない場合、（Ｂ）のようにベース８の傾きを調製してもよく、（Ｃ）のようにボンディングヘッド６の傾きを調製してもよいことを表わしている。
【００１４】
【発明の効果】
本発明では、電気的に、降下中の半導体装置のバンプと実装基板の電極との間のギャップの不均一さを検出し、そのギャップが均一になるようにボンディングヘッド又はベースの傾きを調整するようにしたので、接続バンプ自体の高さによってボンディングヘッドとベースとの間の平行出しや面出しを行なえるようになり、接続点単位で接続の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を示す図であり、（Ａ）は概略正面図、（Ｂ）はそこで用いられるＣＳＰ基板を示す断面図である。
【図２】調整機構による調製の仕方を示す正面図であり、（Ａ）はバンプ４と実装基板の電極１２との間のギャップが均一でない状態、（Ｂ）はベース８の傾きを調製した場合、（Ｃ）はボンディングヘッド６の傾きを調製した場合である。
【符号の説明】
２      半導体チップ
４      バンプ
６      ボンディングヘッド
８      ベース
１０ａ    ＣＳＰ基板
１２      電極
２０      金ランド
２２      電源
２４      電流計
【図１】
0003604252.tif 000002
【図２】
0003604252.tif 000003