JP2003037122A - Bonding apparatus and bonding method - Google Patents
Bonding apparatus and bonding methodInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光素子等のデバイスの品質及び生産性を高め
ることができ、製造コストを低減することができる、簡
素なボンディング装置を提供する
【解決手段】 ダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置にお
いては、ローダ3によってステージ13にキャリアが載
置される。キャリアはステージ13によって搬送され
る。そして、キャリアの上に半田片が仮付けされた後、
ダイボンド地点で、キャリアをセラミックヒータにより
加熱しつつ、ダイボンドヘッド6によって光素子チップ
が半田接合される。さらに、キャリアはワイヤボンド地
点まで搬送され、ここでワイヤボンドヘッド11によっ
て、キャリアと光素子チップとに金線がボンディングさ
れ、光素子が完成する。この光素子は、アンローダ8に
よってアンローディングされる。
[PROBLEMS] To provide a simple bonding apparatus capable of improving the quality and productivity of a device such as an optical element and reducing the manufacturing cost. , The carrier is placed on the stage 13 by the loader 3. The carrier is conveyed by the stage 13. And after the solder pieces are temporarily attached on the carrier,
At the die bond point, the optical element chip is soldered by the die bond head 6 while the carrier is heated by the ceramic heater. Further, the carrier is transported to a wire bond point, where a gold wire is bonded to the carrier and the optical element chip by the wire bond head 11 to complete the optical element. This optical element is unloaded by the unloader 8.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ボンディング装置
及びボンディング方法に関するものであって、とくに情
報通信手段に使用される光素子の組み立て工程などで使
用されるボンディング装置及びボンディング方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding apparatus and a bonding method, and more particularly to a bonding apparatus and a bonding method used in an assembling process of an optical element used for information communication means.
【0002】[0002]
【従来の技術】情報通信手段などに用いられる光素子
は、一般に、レーザダイオード、フォトダイオード等の
光素子チップがキャリアに接合され、かつ光素子チップ
とキャリアとが金線等で電気的に接続された構造を有し
ている。そして、かかる光素子の製造ないしは組み立て
に際しては、ダイボンダあるいはワイヤボンダ等を用い
て、光素子チップとキャリアとが接合され、あるいは金
線等で接続される。2. Description of the Related Art Generally, an optical element used for information communication means has an optical element chip such as a laser diode or a photodiode bonded to a carrier, and the optical element chip and the carrier are electrically connected by a gold wire or the like. It has a structured structure. When manufacturing or assembling such an optical element, a die bonder, a wire bonder, or the like is used to join the optical element chip and the carrier, or to connect them with a gold wire or the like.
【0003】図4は、このような従来技術にかかるダイ
ボンダ及びワイヤボンダの構成を示している。以下、こ
の従来のダイボンダ及びワイヤボンダの構成及び機能を
説明する。図4において、101はダイボンダを示し、
102はワイヤボンダを示している。ダイボンダ101
には、これにキャリアを供給するDBローダ103(ダ
イボンダ側ローダ)と、キャリアを搬送し、位置決め
し、あるいは加熱するDB搬送部104(ダイボンダ側
搬送部)と、半田供給部105と、キャリアに光素子チ
ップを接合するダイボンドヘッド106と、光素子チッ
プをウエハ状態で供給することができるウエハローダ1
07と、ダイボンド完了体を収納するDBアンローダ1
08(ダイボンダ側アンローダ)とが設けられている。FIG. 4 shows the structure of a die bonder and a wire bonder according to such a conventional technique. The structures and functions of the conventional die bonder and wire bonder will be described below. In FIG. 4, 101 is a die bonder,
102 is a wire bonder. Die bonder 101
The DB loader 103 (die bonder-side loader) that supplies the carrier to this, the DB transport unit 104 (die bonder-side transport unit) that transports, positions, or heats the carrier, the solder supply unit 105, and the carrier. Die bond head 106 for joining optical element chips and wafer loader 1 capable of supplying optical element chips in a wafer state
07 and the DB unloader 1 that stores the die-bond completed body
08 (die bonder-side unloader).
【0004】他方、ワイヤボンダ102には、これにキ
ャリアを供給するWBローダ109(ワイヤボンダ側ロ
ーダ)と、ダイボンダ101の場合と同様にキャリアを
搬送し、位置決めし、あるいは加熱するWB搬送部11
0(ワイヤボンダ側搬送部)と、ワイヤボンドヘッド1
11と、ワイヤボンド完了体を収納するWBアンローダ
112(ワイヤボンダ側アンローダ)とが設けられてい
る。On the other hand, to the wire bonder 102, a WB loader 109 (wire bonder loader) for supplying a carrier to the wire bonder 102, and a WB transfer section 11 for transferring, positioning or heating the carrier as in the case of the die bonder 101.
0 (wire bonder side transfer part) and wire bond head 1
11 and a WB unloader 112 (wire bonder-side unloader) for housing the wire bond completed body.
【0005】次に、図5を参照しつつ、従来技術におけ
るキャリアの加熱機構ないしは加熱方法を説明する。図
5において、121は光素子チップを示し、122はキ
ャリアを示し、123は金線を示している。また、12
4は光素子チップ121とキャリア122とを接合する
半田片を示し、125は半田付け用ヒートブロックを示
し、126はダイボンド用ヒートブロックを示し、12
7はワイヤボンド用ヒートブロックを示している。な
お、図5中には示されていないが、各ヒートブロック1
25〜127は、熱源(カートリッジヒータなど)と温
度測定器(熱電対など)とを内蔵し、それぞれその設定
温度を保つよう温度制御されている。Next, referring to FIG. 5, a conventional carrier heating mechanism or heating method will be described. In FIG. 5, 121 indicates an optical element chip, 122 indicates a carrier, and 123 indicates a gold wire. Also, 12
Reference numeral 4 denotes a solder piece for joining the optical element chip 121 and the carrier 122, 125 denotes a soldering heat block, 126 denotes a die bonding heat block, and 12
Reference numeral 7 indicates a heat block for wire bonding. Although not shown in FIG. 5, each heat block 1
25 to 127 have a heat source (cartridge heater or the like) and a temperature measuring device (thermocouple or the like) built therein, and are temperature-controlled so as to maintain their respective set temperatures.
【0006】以下、従来技術にかかるダイボンダ101
の動作すなわちダイボンド工程を説明する。ポケット付
きトレイ等に収納されたキャリア122は、人手でDB
ローダ103にセットされる。このトレイ上のキャリア
122は、1つずつ真空吸着によりDB搬送部104に
供給される。このキャリア122は、DB搬送部104
により位置決め・保持されて半田供給部105に運ばれ
る。そして、半田供給部105によって、キャリア12
2に半田片が仮付けされる。A die bonder 101 according to the prior art will be described below.
The operation, that is, the die bonding step will be described. The carrier 122 stored in a tray with pockets, etc.
It is set in the loader 103. The carriers 122 on the tray are supplied to the DB transfer unit 104 by vacuum suction one by one. This carrier 122 is used for the DB transport unit 104.
It is positioned and held by and is carried to the solder supply section 105. Then, by the solder supply unit 105, the carrier 12
A solder piece is temporarily attached to 2.
【0007】さらに、ダイボンド地点まで運ばれたキャ
リア122には、ダイボンドヘッド106によって良品
の光素子チップ121が接合される。この良品の光素子
チップ121は、人手でウエハローダ107にセットさ
れたウエハから、画像処理技術等を用いて認識・選別さ
れたものである。次に、キャリア122は室温近くまで
冷却され、DB搬送部104に保持されたキャリア12
2は、DBアンローダ108によって真空吸着され、収
納用ポケット付きトレイに収納される。これによりダイ
ボンド工程が完了する。Further, a good optical element chip 121 is bonded by the die bond head 106 to the carrier 122 carried to the die bond point. The non-defective optical element chip 121 is one that is manually recognized and selected from the wafer set on the wafer loader 107 by using an image processing technique or the like. Next, the carrier 122 is cooled to near room temperature, and the carrier 12 held in the DB transport unit 104 is
2 is vacuum-sucked by the DB unloader 108 and stored in a tray with a storage pocket. This completes the die bonding process.
【0008】次に、従来技術にかかるワイヤボンダ10
2の動作すなわちワイヤボンド工程を説明する。ダイボ
ンド工程が完了したキャリア122はポケット付きトレ
イに収納され、このトレイ(複数枚)はカセットと呼ば
れる持ち運び用の箱にセットされる。このカセットはW
Bローダ109にセットされ、ワイヤボンド工程が開始
される。WBローダ109は、ダイボンダ101の場合
と同様に、キャリア122を1つずつWB搬送部110
にセットする。Next, the wire bonder 10 according to the prior art.
The second operation, that is, the wire bonding step will be described. The carrier 122 that has completed the die-bonding process is stored in a pocketed tray, and the trays (plural sheets) are set in a carrying box called a cassette. This cassette is W
It is set in the B loader 109 and the wire bonding process is started. As with the die bonder 101, the WB loader 109 includes the carriers 122 one by one in the WB transport unit 110.
Set to.
【0009】WB搬送部110では、ダイボンダ101
の場合と同様に位置決め・保持されたキャリア122が
ワイヤボンド地点まで運ばれ、ワイヤボンドヘッド11
1によって、光素子チップ121の電極部とキャリア1
22の電気配線部分とに金線123が接合される。ワイ
ヤボンドが完了したキャリア122は、室温近くまで冷
却された後、WBアンローダ112によって真空吸着さ
れ、収納用ポケット付きトレイに収納され、全ての工程
が完了する。In the WB transfer section 110, the die bonder 101
In the same manner as in the above case, the carrier 122 positioned and held is carried to the wire bond point, and the wire bond head 11
1, the electrode portion of the optical element chip 121 and the carrier 1
The gold wire 123 is joined to the electrical wiring portion of 22. After the wire bonding is completed, the carrier 122 is cooled to near room temperature, vacuum-adsorbed by the WB unloader 112, and stored in a tray with a storage pocket, and all steps are completed.
【0010】これら一連のダイボンド工程及びワイヤボ
ンド工程の中で、キャリア122が必要とする接合温度
はさまざまである。このような接合温度の一例を示す
と、半田付けでは250℃であり、ダイボンドでは37
0℃であり、ワイヤボンドでは300℃である。したが
って、従来技術では、キャリア温度をこれらの設定温度
に維持するために、半田付け用ヒートブロック125、
ダイボンド用ヒートブロック126及びワイヤボンド用
ヒートブロック127の温度を制御し、この表面にキャ
リア122を接触させることにより、必要な温度を得る
ようにしている。上記温度例と各工程順とによれば、キ
ャリア122の温度プロファイルは、およそ次のように
なる。In the series of die-bonding process and wire-bonding process, the carrier temperature required by the carrier 122 varies. An example of such a joining temperature is 250 ° C. in soldering and 37 in die bonding.
The temperature is 0 ° C., and the temperature for wire bonding is 300 ° C. Therefore, in the prior art, in order to maintain the carrier temperature at these set temperatures, the soldering heat block 125,
The temperature of the die-bonding heat block 126 and the wire-bonding heat block 127 is controlled, and the carrier 122 is brought into contact with this surface to obtain a necessary temperature. According to the above temperature example and each process order, the temperature profile of the carrier 122 is approximately as follows.
【0011】(1)室温状態のキャリア122をセット
→(2)キャリア122を半田付け温度まで加熱→
(3)キャリア122をダイボンド温度まで加熱→
(4)キャリア122の温度を室温まで下げて一旦収納
→(5)ワイヤボンダでキャリア122を再度セット→
(6)キャリア122をワイヤボンド温度まで加熱→
(7)キャリア122の温度を室温まで下げて収納完了(1) Set the carrier 122 at room temperature → (2) Heat the carrier 122 to the soldering temperature →
(3) Heating the carrier 122 to the die bond temperature →
(4) Lower the temperature of the carrier 122 to room temperature and store it once → (5) Set the carrier 122 again with the wire bonder →
(6) Heating the carrier 122 to the wire bond temperature →
(7) Lower the temperature of the carrier 122 to room temperature and complete storage
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
図4及び図5に示す従来のダイボンダ及びワイヤボンダ
ないしは光素子の製造方法では、前記のとおり、両ボン
ダでそれぞれ個別に、キャリアを収納するトレイやマガ
ジンなどを多量に準備する必要があるので、製造コスト
が高くなるといった問題がある。さらに、材料を両ボン
ダ間で搬送するための人手が必要であり、生産投入計画
も両ボンダで管理することが必要であり、業務が煩雑化
するといった問題がある。However, in the conventional die bonder and wire bonder or optical element manufacturing method shown in FIGS. 4 and 5, for example, as described above, trays and magazines for individually accommodating carriers in both bonders are used. Since it is necessary to prepare a large amount of the above, there is a problem that the manufacturing cost becomes high. Further, there is a problem that manpower is required to convey the material between both bonders, and the production input plan needs to be managed by both bonders, which complicates the work.
【0013】また、ダイボンド工程及びワイヤボンド工
程の両方においてキャリアを供給・排出する機能を十分
に確保するために、ほぼ同じ供給・排出ユニットを両ボ
ンダにそれぞれ設ける必要があり、装置コストも高くな
るといった問題がある。かつ、両ボンダ間で材料の受け
渡しができるように材料をセットする治具や人手による
ハンドリング、両ボンダ間での生産計画管理などが必要
である。さらに、キャリアそのものやトレイなどの仕様
が変更された場合、その供給・排出ユニットについて、
ボンダ毎に改造することが必要となる。このため、汎用
性に乏しく、装置の構築、維持及び管理に多くの費用が
必要であるといった問題がある。Further, in order to sufficiently secure the function of supplying / discharging the carrier in both the die-bonding process and the wire-bonding process, it is necessary to equip both bonders with substantially the same supplying / discharging unit, which increases the apparatus cost. There is such a problem. At the same time, it is necessary to have a jig for setting the material so that the material can be delivered between the two bonders, handling by hand, and production plan management between the two bonders. In addition, if the specifications of the carrier itself or the tray are changed,
It is necessary to modify each bonder. Therefore, there is a problem that the versatility is poor and a large amount of cost is required for construction, maintenance and management of the device.
【0014】加えて、各ボンダで、キャリアを加熱する
ために、個別に材料加熱用のヒータブロックなどを設け
る必要があり、装置の構成がさらに複雑化するといった
問題がある。さらに、従来のヒートブロック方式は、一
定温度で維持する制御方式であるので、加熱・冷却性能
が材料の伝熱特性によって左右され、結果的に加熱・冷
却に時間がかかり、生産性が低くなるといった問題があ
る。また、光素子チップの接合材料である半田の濡れ性
を左右する加熱プロファイルをきめ細かく設定すること
は不可能であり、光素子の品質が安定しないといった問
題がある。In addition, in each bonder, in order to heat the carrier, it is necessary to individually provide a heater block for heating the material, which causes a problem that the structure of the apparatus is further complicated. Furthermore, since the conventional heat block method is a control method that maintains a constant temperature, the heating / cooling performance is affected by the heat transfer characteristics of the material, and as a result, heating / cooling takes time and productivity is reduced. There is such a problem. In addition, it is impossible to finely set the heating profile that affects the wettability of the solder, which is the bonding material of the optical element chip, and the quality of the optical element is not stable.
【0015】本発明は、上記従来の問題の少なくとも一
部を解決するためになされたものであって、ボンディン
グにより製造される光素子等のデバイスの品質及び生産
性を高めることができ、その製造コストを低減すること
ができる簡素でコンパクトなボンディング装置ないしは
ボンディング方法を提供することを解決すべき課題とす
る。The present invention has been made to solve at least a part of the above conventional problems, and can improve the quality and productivity of devices such as optical elements manufactured by bonding, and manufacture the same. It is an object to be solved to provide a simple and compact bonding apparatus or bonding method capable of reducing the cost.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明にかかるボンディング装置は、(i)
直線状のレールと、(ii)レール上に移動自在に載置さ
れたステージと、(iii)ステージを、レールに沿って
往復移動するよう駆動するサーボモータ(その他の駆動
手段でもよい)と、(iv)ステージに被ボンディング体
(例えば、キャリア)を載置するローダと、(v)ステ
ージに一体的に配設され、該ステージ上に載置された被
ボンディング体を位置決め固定する位置決め固定手段
と、(vi)ステージに一体的に装着され、ステージ上に
位置決め固定された被ボンディング体を加熱するパルス
ヒータ(例えば、セラミックヒータ)と、(vii)ステ
ージ上に載置された被ボンディング体に半田片を供給す
る半田片供給手段と、(viii)ステージ上に載置された
被ボンディング体上に、半田片を用いてボンディング体
(例えば、光素子チップ)をボンディング(接合)する
ボンディングユニットと、(ix)被ボンディング体にボ
ンディング体がボンディングされた後、ステージ上から
ボンディング完了体をアンローディング(撤去)するア
ンローダとを備え、(x)ボンディングユニットが、ボ
ンディング体を被ボンディング体に所定荷重で押圧しつ
つパルスヒータをオンすることにより半田片を溶融させ
る一方、パルスヒータをオフすることにより半田片を固
化させるようになっていることを特徴とするものであ
る。The bonding apparatus according to the present invention made to solve the above-mentioned problems is (i)
A linear rail, (ii) a stage movably mounted on the rail, and (iii) a servo motor that drives the stage to reciprocate along the rail (other drive means may be used), (Iv) A loader for mounting an object to be bonded (for example, a carrier) on the stage, and (v) positioning fixing means integrally disposed on the stage for positioning and fixing the object to be bonded mounted on the stage. And (vi) a pulse heater (for example, a ceramic heater) that is integrally mounted on the stage and that positions and fixes the object to be bonded on the stage, and (vii) the object to be bonded that is placed on the stage. Solder piece supply means for supplying a solder piece and (viii) a bonding body (for example, an optical element chip) using the solder piece on the body to be bonded placed on the stage. A bonding unit for bonding (bonding) and (ix) an unloader for unloading (removing) the bonding-completed body from the stage after the bonding body is bonded to the object to be bonded are provided. While the body is pressed against the body to be bonded with a predetermined load, the pulse heater is turned on to melt the solder piece, while the pulse heater is turned off to solidify the solder piece. is there.
【0017】上記ボンディング装置においては、(xi)
レールが、互いに平行となるように複数組(例えば、2
組)設けられ、各レール上にそれぞれステージが載置さ
れるとともに、各ステージに対して、それぞれ、サーボ
モータと位置決め固定手段とパルスヒータとが設けら
れ、(xii)ローダが各ステージに選択的に被ボンディ
ング体を載置し、半田片供給手段が各ステージに載置さ
れた被ボンディング体に選択的に半田片を供給し、ボン
ディングユニットが各ステージ上に載置された被ボンデ
ィング体に選択的にボンディング体をボンディングし、
かつアンローダが各ステージ上から選択的にボンディン
グ完了体をアンローディングするようになっているのが
好ましい。In the above bonding apparatus, (xi)
A plurality of sets (for example, 2
Set), each stage is mounted on each rail, and each stage is provided with a servo motor, a positioning fixing means, and a pulse heater, and (xii) a loader is selectively provided for each stage. The object to be bonded is placed on the substrate, the solder piece supply means selectively supplies the solder piece to the object to be bonded placed on each stage, and the bonding unit is selected to the object to be bonded placed on each stage. Bonding the bonding body,
In addition, it is preferable that the unloader selectively unloads the completed bonding body from each stage.
【0018】上記ボンディング装置においては、パルス
ヒータがオフすると同時に該パルスヒータを強制的に冷
却する冷却手段(例えば、強制通風冷却手段)を備えて
いるのが好ましい。It is preferable that the above-mentioned bonding apparatus is provided with a cooling means (for example, forced draft cooling means) for forcibly cooling the pulse heater at the same time when the pulse heater is turned off.
【0019】また、上記ボンディング装置においては、
被ボンディング体にボンディング体がボンディングされ
た後、ステージ上で少なくともボンディング体にワイヤ
(例えば、金線等の金属線)をボンディングするワイヤ
ボンディングヘッドを備えているのが好ましい。In the above bonding apparatus,
It is preferable to include a wire bonding head for bonding a wire (for example, a metal wire such as a gold wire) to at least the bonding body on the stage after the bonding body is bonded to the bonded body.
【0020】本発明にかかるボンディング方法は、
(i)直線状のレール上を、該レールに沿って自在に往
復移動するステージに被ボンディング体を載置するステ
ップと、(ii)ステージ上に載置された被ボンディング
体を位置決め固定するステップと、(iii)ステージ上
に位置決め固定された被ボンディング体に半田片を供給
するステップと、(iv)ステージ上に載置された被ボン
ディング体上に、半田片を用いてボンディング体をボン
ディングするステップと、(v)被ボンディング体にボ
ンディング体をボンディングした後、ステージ上からボ
ンディング完了体をアンローディングするステップとを
含み、(vi)ボンディング体をボンディングするステッ
プで、ボンディング体を被ボンディング体に所定荷重で
押圧しつつ、ステージに一体的に配設されたパルスヒー
タをオンすることにより半田片を溶融させる一方、パル
スヒータをオフすることにより半田片を固化させること
を特徴とするものである。The bonding method according to the present invention is
(I) a step of placing an object to be bonded on a linear rail on a stage that freely reciprocates along the rail, and (ii) a step of positioning and fixing the object to be bonded placed on the stage And (iii) a step of supplying a solder piece to an object to be bonded which is positioned and fixed on the stage, and (iv) a bonding element is bonded to the object to be bonded placed on the stage by using the solder piece. And (v) bonding the bonded body to the bonded body and then unloading the bonding completed body from the stage. (Vi) bonding the bonded body to the bonded body. While pressing with a predetermined load, the pulse heater integrated with the stage is turned on. While melting the solder pieces, it is characterized in that the solidifying solder pieces by turning off the pulse heater.
【0021】上記ボンディング方法においては、パルス
ヒータをオフすると同時に該パルスヒータを強制的に冷
却する(例えば、パルスヒータに強制通風を行って冷却
する)のが好ましい。In the above bonding method, it is preferable that the pulse heater is turned off and the pulse heater is forcibly cooled (for example, forced ventilation is performed on the pulse heater to cool the pulse heater).
【0022】上記ボンディング方法においては、被ボン
ディング体にボンディング体をボンディングした後にお
いて、ステージ上で少なくともボンディング体にワイヤ
をボンディングするステップを含むのが好ましい。The above-mentioned bonding method preferably includes a step of bonding a wire to at least the bonding body on the stage after bonding the bonding body to the body to be bonded.
【0023】なお、特開昭55−088341号公報、
特開昭57−054337号公報、特開昭63−314
838号公報、特開昭55−021178号公報あるい
は特開平06−283555公報には、本願発明と類似
のボンディング装置ないしはボンディング方法が開示さ
れている。しかしながら、これらの各公報に開示されて
いるボンディング装置ないしはボンディング方法は、い
ずれも、キャリアの搬送形態ないしは加熱・冷却形態、
あるいは接合形態等が、本願発明とは明らかに異なるも
のである。[0023] Incidentally, JP-A-55-088341,
JP-A-57-054337, JP-A-63-314
Japanese Patent Laid-Open No. 838, Japanese Patent Laid-Open No. 55-021178, or Japanese Patent Laid-Open No. 06-283555 discloses a bonding apparatus or bonding method similar to the present invention. However, the bonding apparatus or the bonding method disclosed in each of these publications is not limited to the carrier transfer mode or the heating / cooling mode,
Alternatively, the joining form and the like are obviously different from the present invention.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。図1は本発明にかかるダイボンダ・ワイ
ヤボンダ一体装置(ボンディング装置)の構成を示し、
図2は該ダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置におけるキ
ャリア(被ボンディング体)の加熱機構を示し、図3
(a)、(b)はそれぞれキャリアと光素子チップ(ボ
ンディング体)とがボンディングされてなる光素子(ボ
ンディング完了体)を示している。この光素子用のダイ
ボンダ・ワイヤボンダ一体装置は、ダイボンド工程及び
ワイヤボンド工程の2つの工程を実行する一体型装置で
あり、キャリアの加熱源にセラミックヒータ(パルスヒ
ータ)を使用したものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below. FIG. 1 shows the configuration of a die bonder / wire bonder integrated device (bonding device) according to the present invention.
FIG. 2 shows a heating mechanism of a carrier (bonded body) in the die bonder / wire bonder integrated device, and FIG.
(A) and (b) respectively show an optical element (bonding completed body) obtained by bonding a carrier and an optical element chip (bonding body). This integrated die bonder / wire bonder device for an optical element is an integrated device that executes two processes, a die bonding process and a wire bonding process, and uses a ceramic heater (pulse heater) as a heating source of a carrier.
【0025】まず、この実施の形態にかかるダイボンダ
・ワイヤボンダ一体装置によるボンディング手法及びボ
ンディングの対象となるデバイスの概要を説明する。こ
のダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置におけるボンディ
ングの対象となるデバイスは、例えば図3(a)、
(b)に示すような、レーザダイオードやフォトダイオ
ードを備えた光素子である。First, an outline of a bonding method and a device to be bonded by the die bonder / wire bonder integrated device according to this embodiment will be described. Devices to be bonded in this die bonder / wire bonder integrated device are, for example, as shown in FIG.
An optical element including a laser diode or a photodiode as shown in (b).
【0026】図3(a)、(b)において、21は光素
子チップ(例えば、レーザダイオード、フォトダイオー
ド等)を示し、22はこの光素子チップ21が接合され
るベース部品であるキャリアを示し、23は光素子チッ
プ21とキャリア22とを電気的に接合する金線を示し
ている。ここで、キャリア22は、セラミック等の材料
を使用して形成され、導電性金属メッキにより形成され
た電気回路を有している。なお、詳しくは図示していな
いが、光素子チップ21とキャリア22とは、半田によ
り機械的に接合されている。なお、ここでは半田を用い
ているが、半田以外の接合材を用いることができるのは
もちろんである。In FIGS. 3A and 3B, reference numeral 21 denotes an optical element chip (for example, laser diode, photodiode, etc.), and 22 denotes a carrier which is a base component to which the optical element chip 21 is joined. , 23 are gold wires for electrically connecting the optical element chip 21 and the carrier 22. Here, the carrier 22 is formed using a material such as ceramic and has an electric circuit formed by conductive metal plating. Although not shown in detail, the optical element chip 21 and the carrier 22 are mechanically joined by solder. Although solder is used here, it goes without saying that a bonding material other than solder can be used.
【0027】この光素子の製造手順は、およそ次のとお
りである。すなわち、まず、キャリア22をダイボンダ
・ワイヤボンダ一体装置に投入して加熱し、接合材であ
る一定量の半田(半田片)をキャリア22のチップ接合
部分に仮付けする。さらに、キャリア22を加熱し、半
田の上部に光素子チップ21を供給する。そして、一定
荷重のもとで一定時間が経過したときに接合が完了す
る。その際、半田の酸化を防止して良好な濡れ性を確保
するために、酸化防止雰囲気を生成して接合を行う。次
に、キャリア22の温度をやや下げてワイヤボンド接合
温度にする。この時点で、光素子チップ21とキャリア
22とを金線23で接合する。次に、ボンディング完了
体を収納するためにキャリア22の温度を室温程度まで
低下させて、全ての製造工程(組み立て工程)が完了す
る。The manufacturing procedure of this optical element is approximately as follows. That is, first, the carrier 22 is put into a die bonder / wire bonder integrated device and heated, and a certain amount of solder (solder piece) as a bonding material is temporarily attached to the chip bonding portion of the carrier 22. Further, the carrier 22 is heated and the optical element chip 21 is supplied on the solder. Then, the joining is completed when a certain time has passed under a certain load. At that time, in order to prevent oxidation of the solder and ensure good wettability, an oxidation atmosphere is generated to perform the bonding. Next, the temperature of the carrier 22 is slightly lowered to the wire bond joining temperature. At this point, the optical element chip 21 and the carrier 22 are joined by the gold wire 23. Next, the temperature of the carrier 22 is lowered to about room temperature in order to house the bonding completed body, and all manufacturing steps (assembly steps) are completed.
【0028】以下、図1及び図2を参照しつつ、この実
施の形態にかかるダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置の
具体的な構成及び機能、ないしはこれを用いたボンディ
ング方法を説明する。図1において、1はダイボンダ・
ワイヤボンダ一体装置を示し、3はキャリア22を供給
するローダを示し、4はキャリア22を搬送し、位置決
めし、あるいは加熱する搬送部を示している。なお、搬
送部4は、第1搬送部4Aと第2搬送部4Bとを備えた
ツイン構成となっている。The specific structure and function of the die bonder / wire bonder integrated device according to this embodiment or the bonding method using the same will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, 1 is a die bonder
The wire bonder integrated device is shown, 3 is a loader for supplying the carrier 22, and 4 is a carrying section for carrying, positioning, or heating the carrier 22. The transport unit 4 has a twin configuration including the first transport unit 4A and the second transport unit 4B.
【0029】各搬送部4A、4Bは、それぞれ、直線状
のレール12と、レール12上に移動自在に載置された
ステージ13と、ステージ13をレール12に沿って往
復移動するよう駆動するサーボモータ(図示せず)とを
備えている。なお、両搬送部4A、4Bのレール12は
互いに平行となるように配設されている。ローダ3は、
ステージ13がローディング地点(図1では左端部)に
位置するときに、キャリア22をこのステージ13に載
置(ローディング)する。Each of the transport units 4A and 4B has a linear rail 12, a stage 13 movably mounted on the rail 12, and a servo for driving the stage 13 to reciprocate along the rail 12. And a motor (not shown). The rails 12 of both the transport units 4A and 4B are arranged so as to be parallel to each other. The loader 3
When the stage 13 is located at the loading point (the left end in FIG. 1), the carrier 22 is placed (loaded) on the stage 13.
【0030】図1において、5はステージ13上に載置
されたキャリア22に半田片(図示せず)を供給する半
田供給部(半田片供給手段)を示し、6はステージ13
上に載置されたキャリア22上に半田片を用いて光素子
チップ21を接合(ボンディング)するダイボンドヘッ
ド(ボンディングユニット)を示している。また、図1
において、7は光素子チップ21をウエハ状態でキャリ
ア22に供給することができるウエハローダを示し、1
1はステージ13上で光素子チップ21及びキャリア2
2に金線23をボンディングするワイヤボンドヘッド
(ワイヤボンディングヘッド)を示し、8はステージ1
3上からワイヤボンド完了品である光素子をアンローデ
ィング(撤去)して収納するアンローダを示している。In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a solder supply section (solder piece supply means) for supplying a solder piece (not shown) to the carrier 22 placed on the stage 13, and 6 denotes the stage 13.
The die bond head (bonding unit) which joins (bonds) the optical element chip 21 on the carrier 22 mounted on top using a solder piece is shown. Also, FIG.
7 shows a wafer loader capable of supplying the optical element chip 21 to the carrier 22 in a wafer state.
1 is an optical element chip 21 and a carrier 2 on the stage 13.
2 is a wire bond head (wire bonding head) for bonding the gold wire 23, and 8 is the stage 1
3 shows an unloader for unloading (removing) an optical element which is a wire bond completed product and storing it from above.
【0031】図2に示すように、各ステージ13には、
該ステージに一体的に装着されてキャリア22を加熱す
るセラミックヒータ25(パルスヒータ)と、それぞれ
ステージ13上でキャリア22を位置決め固定(保持)
する位置決めピン26及び位置決めブロック24(位置
決め固定手段)と、セラミックヒータ25や位置決め要
素をまとめて搭載しているベース28とを備えている。
ここで、ダイボンドヘッド6は、光素子チップ21をキ
ャリア22に所定荷重で押圧しつつ、セラミックヒータ
25をオンすることにより半田を溶融させる一方、セラ
ミックヒータをオフすることにより半田を固化させるよ
うになっている。As shown in FIG. 2, each stage 13 has
A ceramic heater 25 (pulse heater) mounted integrally on the stage to heat the carrier 22, and positioning and fixing (holding) the carrier 22 on the stage 13 respectively.
The positioning pin 26 and the positioning block 24 (positioning fixing means), and the base 28 on which the ceramic heater 25 and the positioning elements are collectively mounted are provided.
Here, the die bond head 6 presses the optical element chip 21 against the carrier 22 with a predetermined load, and turns on the ceramic heater 25 to melt the solder, while turning off the ceramic heater solidifies the solder. Has become.
【0032】次に、ダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置
の動作を説明する。このダイボンダ・ワイヤボンダ一体
装置においては、まず、ポケット付きトレイ等に収納さ
れた複数(多数)のキャリア22が、人手でローダ3に
セットされる。このトレイ上のキャリア22は、ローダ
3によって1つずつ真空吸着されて、第1搬送部4Aの
ステージ13と第2搬送部4Bのステージ13とに交互
に(選択的に)供給ないしは載置される。Next, the operation of the die bonder / wire bonder integrated device will be described. In this die bonder / wire bonder integrated device, first, a plurality (a large number) of carriers 22 housed in a tray with pockets or the like are manually set on the loader 3. The carriers 22 on the tray are vacuum-adsorbed one by one by the loader 3, and are alternately (selectively) supplied or placed on the stage 13 of the first transport unit 4A and the stage 13 of the second transport unit 4B. It
【0033】各搬送部4A、4Bにおいて、ステージ1
3上で位置決め及び固定(保持)されたキャリア22
は、ステージ13によって半田供給部5に対応する位置
まで運ばれ、ここでキャリア22に半田が仮付けされ
る。さらに、キャリア22はステージ13によってダイ
ボンド地点まで運ばれ、ここでダイボンドヘッド6によ
ってキャリア22の上に良品の光素子チップ21が接合
(ボンディング)される(ダイボンド工程)。この良品
の光素子チップ21は、人手でウエハローダ7にセット
されたウエハから、画像処理技術等を使用して、認識さ
れ、選別されたものである。In each of the transport sections 4A and 4B, the stage 1
Carrier 22 positioned and fixed (held) on 3
Is carried to a position corresponding to the solder supply section 5 by the stage 13, and the solder is temporarily attached to the carrier 22 there. Further, the carrier 22 is carried to the die bond point by the stage 13, and the good optical element chip 21 is bonded (bonded) on the carrier 22 by the die bond head 6 (die bonding step). The non-defective optical element chip 21 is one that is recognized and selected from the wafer manually set on the wafer loader 7 by using an image processing technique or the like.
【0034】ダイボンド工程で光素子チップ21が接合
されたキャリア22は、ステージ13によってワイヤボ
ンド地点まで運ばれ、ここでワイヤボンドヘッド11に
よって光素子チップ21の電極部とキャリア22の電気
配線部分とが金線23で接合される(ワイヤボンド工
程)。ワイヤボンドが完了したキャリア22は、アンロ
ーダ8により真空吸着されてステージ13からアンロー
ディングされ、収納用ポケット付きトレイに収納され、
全ての工程が完了する。The carrier 22 to which the optical element chip 21 is bonded in the die-bonding process is carried to the wire bond point by the stage 13, and the electrode portion of the optical element chip 21 and the electric wiring part of the carrier 22 are carried by the wire bond head 11 here. Are joined by the gold wire 23 (wire bonding step). The carrier 22 for which wire bonding has been completed is vacuum-sucked by the unloader 8, unloaded from the stage 13, and stored in a tray with a storage pocket.
All steps are completed.
【0035】以下、ダイボンド工程ないしはワイヤボン
ド工程におけるステージ13上でのキャリア22の具体
的な位置決め固定操作及び加熱・冷却操作を説明する。
図2からわかるように、各ステージ13においては、位
置決めピン26と位置決めブロック27とがベース28
に搭載されている。そして、ステージ13上でキャリア
22が位置決め固定(保持)される前は、位置決めピン
26及び位置決めブロック27は、それぞれ、矢印X及
び矢印Yで示す方向とは逆方向に移動(後退)した地点
に位置している。つまり、位置決めピン26及び位置決
めブロック27は開放状態で待機している。The specific positioning and fixing operation and heating / cooling operation of the carrier 22 on the stage 13 in the die bonding process or the wire bonding process will be described below.
As can be seen from FIG. 2, in each stage 13, the positioning pin 26 and the positioning block 27 are provided with a base 28.
It is installed in. Then, before the carrier 22 is positioned and fixed (held) on the stage 13, the positioning pin 26 and the positioning block 27 are moved to the positions opposite to the directions indicated by the arrows X and Y, respectively. positioned. That is, the positioning pin 26 and the positioning block 27 are on standby in the open state.
【0036】そして、キャリア22を位置決め固定する
際には、位置決めピン26及び位置決めブロック27
は、それぞれ、矢印X及び矢印Yで示す方向に移動(前
進)し、キャリア22と当接してこれをセラミックヒー
タ25に押し付ける。これにより、キャリア22が、所
定の位置に位置決めされ、固定(保持)される。When positioning and fixing the carrier 22, the positioning pin 26 and the positioning block 27 are used.
Respectively move (advance) in the directions indicated by arrows X and Y, contact the carrier 22 and press it against the ceramic heater 25. As a result, the carrier 22 is positioned at a predetermined position and fixed (held).
【0037】このようにして、ステージ13上ないしは
ベース28上で位置決め固定されたキャリア22は、セ
ラミックヒータ25から熱を受け取り、所定の設定温度
に加熱又は冷却されることになる。セラミックヒータ2
5は、制御されたパルス電流が供給されるとその内部抵
抗により急激に発熱する。そして、このセラミックヒー
タ25では、これに供給するパルス電流を制御すること
により(例えば、オン・オフ制御)、その到達温度や加
熱時間を制御するようにしている。In this way, the carrier 22 positioned and fixed on the stage 13 or the base 28 receives heat from the ceramic heater 25 and is heated or cooled to a predetermined set temperature. Ceramic heater 2
When the controlled pulse current is supplied, 5 rapidly heats up due to its internal resistance. In the ceramic heater 25, the ultimate temperature and the heating time are controlled by controlling the pulse current supplied to the ceramic heater 25 (for example, on / off control).
【0038】また、セラミックヒータ25を冷却する際
には、これに供給しているパルス電流を遮断した上で
(遮断とほぼ同時に)、該セラミックヒータ25自体に
強制通風を行ってこれを強制冷却し、その温度を迅速に
低下させる。この実施の形態では、セラミックヒータ2
5に室温状態の高圧窒素を当てる(吹き付ける)ように
している。この冷却源である高圧窒素の供給圧力、流
量、供給時間等を制御することにより、冷却による到達
温度とその所要時間とを制御する。なお、冷却源として
室温状態の空気を用いてもよい。When the ceramic heater 25 is cooled, the pulse current supplied to the ceramic heater 25 is cut off (almost at the same time as the cutoff), and the ceramic heater 25 itself is forcedly ventilated to forcibly cool it. Then, the temperature is quickly lowered. In this embodiment, the ceramic heater 2
The high-pressure nitrogen at room temperature is applied (sprayed) to 5. By controlling the supply pressure, flow rate, supply time, and the like of the high-pressure nitrogen that is the cooling source, the temperature reached by cooling and the required time thereof are controlled. Air at room temperature may be used as the cooling source.
【0039】このダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置に
おけるダイボンド工程及びワイヤボンド工程で、キャリ
ア22が必要とする接合温度はさまざまであるが、この
ような接合温度の一例を示すと、半田付けでは250℃
であり、ダイボンドでは370℃であり、ワイヤボンド
では300℃である。この場合、キャリア22の温度プ
ロファイルは、およそ次のとおりである。In the die bond process and the wire bond process in this die bonder / wire bonder integrated device, the bonding temperature required by the carrier 22 varies, but an example of such a bonding temperature is 250 ° C. in soldering.
And 370 ° C. for die bond and 300 ° C. for wire bond. In this case, the temperature profile of the carrier 22 is approximately as follows.
【0040】(1)室温状態のキャリア22をセット→
(2)セラミックヒータ25でキャリア22を半田付け
温度まで加熱→(3)セラミックヒータ25でキャリア
22をダイボンド温度までさらに加熱→(4)キャリア
22をワイヤボンド温度まで強制冷却して300℃に保
持→(5)キャリア22の温度を室温まで下げて収納完
了(1) Set the carrier 22 at room temperature →
(2) Heat the carrier 22 to the soldering temperature with the ceramic heater 25 → (3) Further heat the carrier 22 to the die bond temperature with the ceramic heater 25 → (4) Force cool the carrier 22 to the wire bond temperature and keep it at 300 ° C → (5) Lower the temperature of the carrier 22 to room temperature and complete storage
【0041】また、この実施の形態にかかるダイボンダ
・ワイヤボンダ一体装置では、セラミックヒータ25の
特徴である急速加熱特性を利用して、光素子チップ21
がキャリア22上に配置された後で、ダイボンド温度へ
の加熱を開始するようにしている。すなわち、チップ着
地後加熱方式を採用している。なお、従来のダイボンダ
では、ヒートブロック上でキャリアがすでにダイボンド
温度まで加熱された状態で光素子チップをキャリアに配
置して接合するようにしている。Further, in the die bonder / wire bonder integrated device according to this embodiment, the optical element chip 21 is utilized by utilizing the rapid heating characteristic which is the characteristic of the ceramic heater 25.
After being placed on the carrier 22, heating to the die bond temperature is started. That is, the heating method after landing the chip is adopted. In the conventional die bonder, the optical element chip is arranged on the carrier and bonded while the carrier is already heated to the die bond temperature on the heat block.
【0042】具体的には、このダイボンダ・ワイヤボン
ダ一体装置では、半田付け温度に保持された状態で、半
田供給部5に対応する地点からダイボンド地点に搬送さ
れてきたキャリア22に向かって、まず良品の光素子チ
ップ21を真空吸着により保持したダイボンドヘッド6
が下降を開始する。そして、キャリア22上の半田と光
素子チップ21とが接触した瞬間、つまり光素子チップ
21が半田上に着地した瞬間をダイボンドヘッド6によ
り検出し、この時点でダイボンドヘッド6ないしは光素
子チップ21の下降動作を停止させる。Specifically, in this die bonder / wire bonder integrated device, a good product is first passed toward the carrier 22 conveyed from the point corresponding to the solder supply section 5 to the die bond point while being kept at the soldering temperature. Die bond head 6 holding the optical element chip 21 by vacuum suction
Starts descending. The die bond head 6 detects the moment when the solder on the carrier 22 contacts the optical element chip 21, that is, the moment when the optical element chip 21 lands on the solder, and at this time, the die bond head 6 or the optical element chip 21 is detected. Stop the descending motion.
【0043】次に、一定時間経過後、セラミックヒータ
25を起動させ、これを半田付け温度(250℃)から
ダイボンド温度(370℃)まで一気に加熱し、キャリ
ア22を昇温させる。この間、光素子チップ21は半田
の上に着地した状態のままである。ここで、半田は、そ
の溶融温度を超えてダイボンド温度に到達したときに、
光素子チップ21とキャリア22との間で溶融状態とな
る。この後、半田の濡れ面積を広げるためにチップ攪拌
動作(スクラブ動作)を行う。このチップ撹拌動作は、
溶融状態の半田上で、ダイボンドヘッド6に保持された
光素子チップ21を、ダイボンドヘッド6の所定の動作
(例えば、ボックス動作など)に追従して動かすことに
より実現される。Next, after a lapse of a fixed time, the ceramic heater 25 is activated, and this is heated all at once from the soldering temperature (250 ° C.) to the die bond temperature (370 ° C.) to raise the temperature of the carrier 22. During this time, the optical element chip 21 remains in the state of landing on the solder. Here, when the solder reaches its die-bonding temperature above its melting temperature,
The optical element chip 21 and the carrier 22 are in a molten state. After that, a chip stirring operation (scrub operation) is performed in order to increase the wetted area of the solder. This tip stirring operation is
It is realized by moving the optical element chip 21 held by the die bond head 6 on the molten solder so as to follow a predetermined operation (for example, box operation) of the die bond head 6.
【0044】このチップ攪拌動作(スクラブ動作)が完
了すると、セラミックヒータ25がダイボンド温度(3
70℃)を保持している状態で、ダイボンドヘッド6は
真空吸着により保持している光素子チップ21を開放状
態にする(保持を解除する)。この後、ダイボンドヘッ
ド6は光素子チップ21の上方へ上昇動作を行う。これ
により、半田を接合材として使用した、光素子チップ2
1とキャリア22の接合動作が完了する。When the chip stirring operation (scrub operation) is completed, the ceramic heater 25 is moved to the die bond temperature (3
70 ° C.), the die bond head 6 opens the held optical element chip 21 by vacuum suction (releases the holding). After that, the die bond head 6 moves upward above the optical element chip 21. Thereby, the optical element chip 2 using the solder as the bonding material
The joining operation of 1 and the carrier 22 is completed.
【0045】図示していないが、この接合動作は、半田
の濡れ性の低下を防止するために、半田酸化防止雰囲気
の中で行われる。具体的には、チップ接合面に向けて一
定温度に加熱・制御された窒素などの不活性ガスを供給
することにより、半田酸化防止雰囲気が生成される。Although not shown, this joining operation is performed in a solder oxidation preventing atmosphere in order to prevent deterioration of solder wettability. Specifically, a solder oxidation prevention atmosphere is generated by supplying an inert gas such as nitrogen heated and controlled to a constant temperature toward the chip bonding surface.
【0046】前記のとおり、このダイボンダ・ワイヤボ
ンダ一体装置では、チップ着地後加熱方式を採用してい
るが、これは光素子チップ21とキャリア22の接合時
に、外部の酸素との遮断をより確実にして、半田の濡れ
性を良好にすることを目的としている。従来の接合手法
では、光素子チップが半田の上に載置される前にキャリ
ア上で半田が溶融するので、半田は酸化されやすい。こ
れに対して、このダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置で
は、半田が酸化しやすい溶融状態に達する前に、チップ
とキャリアとによって半田が押さえつけられ、かつチッ
プ接合面に不活性ガスが供給されるので、半田は酸化さ
れない。また、セラミックヒータ25の急速加熱の特性
を利用して、比較的短時間で接合を完了することができ
る。As described above, in this die bonder / wire bonder integrated device, the heating method after landing the chip is adopted, but this makes it possible to more reliably block the oxygen from the outside when the optical element chip 21 and the carrier 22 are joined. And to improve the wettability of the solder. In the conventional joining method, since the solder is melted on the carrier before the optical element chip is placed on the solder, the solder is easily oxidized. On the other hand, in this die bonder / wire bonder integrated device, the solder is pressed down by the chip and the carrier and the inert gas is supplied to the chip bonding surface before the solder reaches a molten state where the solder is easily oxidized. Is not oxidized. Further, the rapid heating characteristic of the ceramic heater 25 can be used to complete the joining in a relatively short time.
【0047】かくして、このダイボンダ・ワイヤボンダ
一体装置ないしはボンディング方法によれば、次のよう
な作用・効果が得られる。まず、ダイボンド工程とワイ
ヤボンド工程とを単一の一体型装置で行うので、各設備
の総費用を低減することができる。さらに、装置間で材
料を搬送するためのパレットやカセットが不要となり、
人手を必要としない。このため、設備の維持、管理に必
要な費用を軽減することができる。また、ダイボンド工
程とワイヤボンド工程とが連結された装置であるので、
従来の個別的なボンディング装置で必要であった生産計
画管理も不要である。さらに、一体型装置であるもの
の、装置設定条件を変更することにより、ダイボンダ専
用装置又はワイヤボンダ専用装置としての使い方も選択
できるため、柔軟性のある生産形態が得られる。Thus, according to the die bonder / wire bonder integrated device or the bonding method, the following actions and effects can be obtained. First, since the die-bonding process and the wire-bonding process are performed by a single integrated device, the total cost of each facility can be reduced. Furthermore, there is no need for pallets or cassettes to transport materials between devices,
Does not require human labor. Therefore, it is possible to reduce the cost required to maintain and manage the equipment. In addition, since it is a device in which the die bonding process and the wire bonding process are connected,
The production plan management that was necessary in the conventional individual bonding equipment is also unnecessary. Further, although the device is an integrated device, by changing the device setting conditions, the usage as a die bonder-dedicated device or a wire bonder-dedicated device can be selected, so that a flexible production form is obtained.
【0048】このダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置で
は、キャリア22を搬送する搬送部4A、4Bが2系列
設けられているので(ツイン構成)、生産性が大幅に高
められる。また、一方の搬送部4A、4Bが、品種切り
替えなどに伴う段取り替え作業中であっても、もう一方
の搬送部4A、4Bは運転可能である。このため、全体
としての装置の稼動率が高められる。In this die-bonder / wire-bonder integrated device, since two transfer sections 4A and 4B for transferring the carrier 22 are provided (twin configuration), the productivity is greatly improved. Further, even when one of the transport units 4A and 4B is in the process of changeover work due to a type change, the other transport units 4A and 4B can be operated. Therefore, the operating rate of the device as a whole is improved.
【0049】さらに、このダイボンダ・ワイヤボンダ一
体装置では、各搬送部4A、4Bにそれぞれ1セットの
セラミックヒータ25等からなるヒータユニットを設け
るだけでよいので、複数のヒートブロックを備えた従来
のもの(図5参照)と比較して、加熱・冷却構造が簡素
化され、装置コストが低減される。また、セラミックヒ
ータ25の急速加熱特性を利用して、キャリア22の加
熱を短時間で完了することができるので、各キャリア2
2の処理時間を短くすることができ、生産性が高くな
る。Further, in this die bonder / wire bonder integrated device, since it is only necessary to provide a heater unit composed of one set of ceramic heaters 25 and the like in each of the transport sections 4A and 4B, the conventional one having a plurality of heat blocks ( 5), the heating / cooling structure is simplified and the device cost is reduced. Further, since the heating of the carrier 22 can be completed in a short time by utilizing the rapid heating characteristic of the ceramic heater 25, each carrier 2
The processing time of 2 can be shortened, and the productivity is increased.
【0050】また、光素子チップ21が半田上に着地し
た後でセラミックヒータ22でキャリア22を加熱する
ようにしているので、半田濡れ性の阻害要因である外部
の酸素との遮断が実現できる。これにより、半田濡れ性
が良好で安定した高品質のチップ接合が実現される。Moreover, since the carrier 22 is heated by the ceramic heater 22 after the optical element chip 21 has landed on the solder, it is possible to cut off the oxygen from the outside, which is a factor inhibiting solder wettability. This realizes stable and high-quality chip bonding with good solder wettability.
【0051】前記のとおり、この実施の形態では、セラ
ミック材料などで形成されたキャリア22と光素子チッ
プ21とを半田接合する場合について説明を行ってい
る。しかしながら、本発明にかかるボンディング装置な
いしはボンディング方法の適用範囲は、このような場合
に限定されるものではない。本発明にかかるボンディン
グ装置ないしはボンディング方法は、その他の材料ない
しは接合材を用いる場合でも、ダイボンド工程ないしは
ワイヤボンド工程が必要であって、かつ各工程における
操作温度を個別に設定することが必要なときには広く適
用することができ、この場合も上記実施の形態の場合と
同様の作用・効果を奏する。As described above, in this embodiment, the case where the carrier 22 formed of a ceramic material or the like and the optical element chip 21 are solder-bonded to each other has been described. However, the application range of the bonding apparatus or the bonding method according to the present invention is not limited to such a case. The bonding apparatus or the bonding method according to the present invention, even when using other materials or bonding materials, when the die bonding step or the wire bonding step is necessary, and it is necessary to individually set the operating temperature in each step. It can be widely applied, and also in this case, the same operation and effect as in the case of the above-described embodiment are exhibited.
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明にかかるボンディング装置によれ
ば、半田片の溶融にパルスヒータを用いているので、該
溶融を短時間で行うことができ、生産性を向上させるこ
とができる。また、同一ステージにおいて被ボンディン
グ体に対する半田片の供給と、ボンディング体のボンデ
ィングとを行うことができるので、該装置の構成が極め
て簡素なものとなる。さらに、ステージをレールに沿っ
て往復移動することができるので、被ボンディング体に
対する半田片の供給と、ボンディング体のボンディング
とを交互に行うボンディング方法にも適用することがで
き、フレキシブルなボンディング装置とすることができ
る。また、ボンディング完了体の品質を高めることがで
きる。According to the bonding apparatus of the present invention, since the pulse heater is used for melting the solder pieces, the melting can be performed in a short time and the productivity can be improved. Further, since it is possible to supply the solder pieces to the object to be bonded and to bond the bonding body in the same stage, the structure of the apparatus becomes extremely simple. Furthermore, since the stage can be reciprocally moved along the rail, it can be applied to a bonding method in which the supply of the solder piece to the object to be bonded and the bonding of the bonding body are alternately performed, and a flexible bonding device is provided. can do. In addition, the quality of the bonded body can be improved.
【0053】上記ボンディング装置において、レールを
複数組設け、各レール上にそれぞれステージを載置する
とともに、各ステージに対してそれぞれサーボモータと
位置決め固定手段とパルスヒータとを設けた場合は、上
記作用・効果が得られるほか、生産性をさらに高めるこ
とができる。In the above bonding apparatus, when a plurality of sets of rails are provided, a stage is placed on each rail, and a servo motor, a positioning fixing means, and a pulse heater are provided for each stage, the above-mentioned operation is performed.・ In addition to being effective, productivity can be further increased.
【0054】上記ボンディング装置に、パルスヒータが
オフすると同時に該パルスヒータを強制的に冷却する冷
却手段を設けた場合は、上記作用・効果が得られるほ
か、ボンディングの完了から被ボンディング体の搬送開
始までの時間の短縮により、生産性を一層向上させるこ
とができる。When the above-mentioned bonding apparatus is provided with the cooling means for forcibly cooling the pulse heater at the same time when the pulse heater is turned off, the above-described action and effect can be obtained, and the conveyance of the object to be bonded is started after the completion of bonding. By shortening the time until, the productivity can be further improved.
【0055】上記ボンディング装置に、ボンディング体
のボンディング後、ステージ上でボンディング体にワイ
ヤをボンディングするワイヤボンディングヘッドを設け
た場合は、上記作用・効果が得られるほか、ワイヤボン
ディングも同一ステージ上で行うことができるので、該
装置の構成を極めて合理的で簡素なものとすることがで
きる。When the above-described bonding apparatus is provided with a wire bonding head for bonding a wire to the bonding body on the stage after bonding the bonding body, the above-described actions and effects can be obtained, and the wire bonding is also performed on the same stage. Therefore, the structure of the device can be made extremely rational and simple.
【0056】本発明にかかるボンディング方法によれ
ば、半田片の溶融にパルスヒータを用いているので、該
溶融を短時間で行うことができ、生産性を向上させるこ
とができる。また、同一ステージにおいて被ボンディン
グ体に対する半田片の供給と、ボンディング体のボンデ
ィングとを行うことができ、ボンディング工程が極めて
簡素なものとなる。さらに、ステージがレールに沿って
往復移動することができるので、被ボンディング体に対
する半田片の供給と、ボンディング体のボンディングと
を交互に行うボンディング方法にも適用することができ
る。また、ボンディング完了体の品質を高めることがで
きる。According to the bonding method of the present invention, since the pulse heater is used for melting the solder pieces, the melting can be performed in a short time and the productivity can be improved. Moreover, the supply of the solder pieces to the object to be bonded and the bonding of the bonding body can be performed in the same stage, and the bonding process becomes extremely simple. Further, since the stage can reciprocate along the rail, it can be applied to a bonding method in which the supply of the solder piece to the body to be bonded and the bonding of the bonding body are alternately performed. In addition, the quality of the bonded body can be improved.
【0057】上記ボンディング方法において、パルスヒ
ータをオフすると同時に該パルスヒータを強制的に冷却
する場合は、上記作用・効果が得られるほか、ボンディ
ングの完了から被ボンディング体の搬送開始までの時間
の短縮により、生産性を一層向上させることができる。In the above bonding method, when the pulse heater is turned off and at the same time the pulse heater is forcibly cooled, the above-described actions and effects are obtained, and the time from the completion of bonding to the start of conveyance of the object to be bonded is shortened. Thereby, the productivity can be further improved.
【0058】上記ボンディング方法において、ボンディ
ング体のボンディング後、ステージ上でボンディング体
にワイヤをボンディングする場合は、上記作用・効果が
得られるほか、ワイヤボンディングも同一ステージ上で
行うことができるので、ボンディング工程を極めて合理
的で簡素なものとすることができる。In the above-mentioned bonding method, when the wire is bonded to the bonding body on the stage after the bonding of the bonding body, the above-described actions and effects can be obtained, and the wire bonding can be performed on the same stage. The process can be extremely rational and simple.
【図1】 本発明の実施の形態にかかるダイボンダ・ワ
イヤボンダ一体装置の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a die bonder / wire bonder integrated device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図1に示すダイボンダ・ワイヤボンダ一体装
置の各ステージに設けられたキャリアの加熱機構の斜視
図である。FIG. 2 is a perspective view of a carrier heating mechanism provided in each stage of the die bonder / wire bonder integrated device shown in FIG.
【図3】 (a)は図1に示すダイボンダ・ワイヤボン
ダ一体装置によってボンディングが行われた光素子の側
面図であり、(b)は(a)に示す光素子の正面図であ
る。3A is a side view of an optical element bonded by the die bonder / wire bonder integrated device shown in FIG. 1, and FIG. 3B is a front view of the optical element shown in FIG.
【図4】 従来技術にかかるダイボンダ及びワイヤボン
ダの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a die bonder and a wire bonder according to a conventional technique.
【図5】 従来技術にかかるキャリアの加熱機構の斜視
図である。FIG. 5 is a perspective view of a heating mechanism for a carrier according to the related art.
1 ダイボンダ・ワイヤボンダ一体装置、 3 ロー
ダ、4 搬送部、 4A第1搬送部、 4B 第2搬送
部、 5 半田供給部、 6 ダイボンドヘッド、 7
ウエハローダ、 8 アンローダ、 11 ワイヤボ
ンドヘッド、21 光素子チップ、 22 キャリア、
23 金線、 25 セラミックヒータ、 26 位
置決めピン、 27 位置決めブロック、 28 ベー
ス、101 ダイボンダ、 102 ワイヤボンダ、
103 DBローダ、 104 DB搬送部、 105
半田供給部、 106 ダイボンドヘッド、 107
ウエハローダ、 108 DBアンローダ、 109
WBローダ、 110 WB搬送部、 111 ワイ
ヤボンドヘッド、 112 WBアンローダ、121
光素子チップ、 122 キャリア、 123 金線、
124 半田片、 125 半田付け用ヒートブロッ
ク、 126 ダイボンド用ヒートブロック、 127
ワイヤボンド用ヒートブロック。1 die bonder / wire bonder integrated device, 3 loader, 4 transfer section, 4A first transfer section, 4B second transfer section, 5 solder supply section, 6 die bond head, 7
Wafer loader, 8 unloader, 11 wire bond head, 21 optical device chip, 22 carrier,
23 gold wire, 25 ceramic heater, 26 positioning pin, 27 positioning block, 28 base, 101 die bonder, 102 wire bonder,
103 DB loader, 104 DB transport unit, 105
Solder supply unit, 106 Die bond head, 107
Wafer loader, 108 DB unloader, 109
WB loader, 110 WB transfer section, 111 wire bond head, 112 WB unloader, 121
Optical element chip, 122 carrier, 123 gold wire,
124 Solder Pieces, 125 Soldering Heat Block, 126 Die Bonding Heat Block, 127
Heat block for wire bond.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 達哉 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 5F044 BB01 BB22 BB25 FF04 5F047 BA05 BB05 CA08 FA21 FA32 FA36 FA54 FA69 FA73 FA75 FA79 FA84 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tatsuya Sakamoto 2-6-2 Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo Ryoden Engineering Co., Ltd. F term (reference) 5F044 BB01 BB22 BB25 FF04 5F047 BA05 BB05 CA08 FA21 FA32 FA36 FA54 FA69 FA73 FA75 FA79 FA84
Claims (7)
駆動するサーボモータと、 前記ステージに被ボンディング体を載置するローダと、 前記ステージに一体的に配設され、該ステージ上に載置
された前記被ボンディング体を位置決め固定する位置決
め固定手段と、 前記ステージに一体的に装着され、前記ステージ上に位
置決め固定された前記被ボンディング体を加熱するパル
スヒータと、 前記ステージ上に載置された前記被ボンディング体に半
田片を供給する半田片供給手段と、 前記ステージ上に載置された前記被ボンディング体上
に、前記半田片を用いてボンディング体をボンディング
するボンディングユニットと、 前記被ボンディング体に前記ボンディング体がボンディ
ングされた後、前記ステージ上からボンディング完了体
をアンローディングするアンローダとを備えていて、 前記ボンディングユニットが、前記ボンディング体を前
記被ボンディング体に所定荷重で押圧しつつ前記パルス
ヒータをオンすることにより前記半田片を溶融させる一
方、前記パルスヒータをオフすることにより前記半田片
を固化させるようになっていることを特徴とするボンデ
ィング装置。1. A linear rail, a stage movably mounted on the rail, a servomotor that drives the stage to reciprocate along the rail, and an object to be bonded to the stage. A loader that mounts the unit, a positioning fixing unit that is integrally disposed on the stage and that positions and fixes the object to be bonded that is mounted on the stage, and a mounting unit that is integrally mounted on the stage. A pulse heater for heating the object to be bonded, which is positioned and fixed on the stage, a solder piece supply means for supplying a solder piece to the object to be bonded placed on the stage, and the object to be placed on the stage. A bonding unit for bonding the bonding body using the solder piece on the bonding body; An unloader for unloading the bonding-completed body from the stage after the bonding body is bonded, wherein the bonding unit presses the bonding body against the body to be bonded with a predetermined load to operate the pulse heater. A bonding apparatus, wherein the solder piece is melted when turned on, while the pulse piece is turned off to solidify the solder piece.
複数組設けられ、 各レール上にそれぞれ前記ステージが載置されるととも
に、各ステージに対して、それぞれ、前記サーボモータ
と前記位置決め固定手段と前記パルスヒータとが設けら
れ、 前記ローダが各ステージに選択的に前記被ボンディング
体を載置し、前記半田片供給手段が各ステージに載置さ
れた前記被ボンディング体に選択的に前記半田片を供給
し、前記ボンディングユニットが各ステージ上に載置さ
れた前記被ボンディング体に選択的に前記ボンディング
体をボンディングし、前記アンローダが各ステージ上か
ら選択的にボンディング完了体をアンローディングする
ようになっていることを特徴とする請求項1に記載のボ
ンディング装置。2. A plurality of sets of the rails are provided so as to be parallel to each other, the stages are mounted on the rails, and the servo motor and the positioning and fixing means are provided for the respective stages. And the pulse heater are provided, the loader selectively mounts the object to be bonded on each stage, and the solder piece supply means selectively connects the solder to the object to be bonded mounted on each stage. So that the bonding unit selectively bonds the bonding body to the bonded body mounted on each stage, and the unloader selectively unloads the bonding completed body from each stage. The bonding apparatus according to claim 1, wherein:
パルスヒータを強制的に冷却する冷却手段を備えている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のボンディング
装置。3. The bonding apparatus according to claim 1, further comprising cooling means for forcibly cooling the pulse heater at the same time when the pulse heater is turned off.
グ体がボンディングされた後、ステージ上で少なくとも
前記ボンディング体にワイヤをボンディングするワイヤ
ボンディングヘッドを備えていることを特徴とする請求
項1〜3のいずれか1つに記載のボンディング装置。4. A wire bonding head for bonding a wire to at least the bonding body on a stage after the bonding body is bonded to the bonding target body, according to claim 1. The bonding apparatus according to any one of the above.
自在に往復移動するステージに被ボンディング体を載置
するステップと、前記ステージ上に載置された前記被ボ
ンディング体を位置決め固定するステップと、前記ステ
ージ上に位置決め固定された前記被ボンディング体に半
田片を供給するステップと、前記ステージ上に載置され
た前記被ボンディング体上に、前記半田片を用いてボン
ディング体をボンディングするステップと、前記被ボン
ディング体に前記ボンディング体をボンディングした
後、前記ステージ上からボンディング完了体をアンロー
ディングするステップとを含み、前記ボンディング体を
ボンディングするステップで、前記ボンディング体を前
記被ボンディング体に所定荷重で押圧しつつ、前記ステ
ージに一体的に配設されたパルスヒータをオンすること
により前記半田片を溶融させる一方、前記パルスヒータ
をオフすることにより前記半田片を固化させることを特
徴とするボンディング方法。5. A step of placing an object to be bonded on a linear rail on a stage that freely reciprocates along the rail, and positioning and fixing the object to be bonded placed on the stage. A step of supplying a solder piece to the object to be bonded which is positioned and fixed on the stage; and a bonding element to be bonded on the object to be bonded placed on the stage using the solder piece. And a step of unloading a bonding-completed body from the stage after bonding the bonding body to the bonding body, wherein the bonding body is bonded to the bonding body in the bonding step. While pressing with a predetermined load, it is integrated with the stage. The bonding method is characterized in that the solder piece is melted by turning on the pulse heater, and the solder piece is solidified by turning off the pulse heater.
パルスヒータを強制的に冷却することを特徴とする請求
項5に記載のボンディング方法。6. The bonding method according to claim 5, wherein the pulse heater is turned off and the pulse heater is forcibly cooled at the same time.
グ体をボンディングした後において、ステージ上で少な
くとも前記ボンディング体にワイヤをボンディングする
ステップを含むことを特徴とする請求項5又は6に記載
のボンディング方法。7. The bonding method according to claim 5, further comprising a step of bonding a wire to at least the bonding body on a stage after the bonding body is bonded to the bonding target body.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222990A JP2003037122A (en) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | Bonding apparatus and bonding method |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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2001
- 2001-07-24 JP JP2001222990A patent/JP2003037122A/en active Pending
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