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WO1996008338A1 - Process and device for applying bonding material to a substrate connection surface - Google Patents

Process and device for applying bonding material to a substrate connection surface Download PDF

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WO1996008338A1
WO1996008338A1 PCT/DE1995/001239 DE9501239W WO9608338A1 WO 1996008338 A1 WO1996008338 A1 WO 1996008338A1 DE 9501239 W DE9501239 W DE 9501239W WO 9608338 A1 WO9608338 A1 WO 9608338A1
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placing
connection surface
connection
placement
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PCT/DE1995/001239
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Joachim Eldring
Erik Jung
Elke Zakel
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Definitions

  • the present invention relates to a process for the applica tion ⁇ lumpy, in particular spherical Wireless Manager ⁇ TERIAL on a substrate pad, wherein the V erbin--making material for the singled orientation relative to the
  • Substrate pad for a subsequent Gottsvor ⁇ gear with the substrate pad in a Plaziereinrich ⁇ is arranged as well as a processing device according to the Oberbe ⁇ handle of claim 11.
  • a method for the application of solder balls is known from the BGA (Ball Grid Array) technique, be disposed at the solder balls in a predetermined distribution on the back of a chip carrier to a contact with a disposed on the side opposite ⁇ of the chip carrier chips enable.
  • BGA Bit Grid Array
  • the particular for application of the solder balls pads of the chip carrier prior to the application of the solder balls are wetted with a formed, for example, a tacky flux adhesion promoter and then applied, the solder balls in a vibration process to the back of the C hipdes so that few of the applied solder balls stick to the sticky pads. The remaining solder balls fall off the back of the chip carrier.
  • a placement device only serves to align the spherical connection material with the connection surfaces of the film carrier. Establishing the connection between the connecting material and the connecting surfaces, the connecting surfaces are lowered onto the connecting material arranged in the placement device in a defined relative arrangement and connected to the connecting material by backward application of a connecting tool under the influence of pressure and temperature.
  • the known method requires a further one Device which enables the placement device to be equipped with connecting material.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a method and a device which enables reliable, automated application of solder balls to substrate connection surfaces with as little effort as possible.
  • the placing device serves not only to align the connecting material with respect to the substrate connecting surface as preparation for the subsequent connection, but also to handle the connecting material, namely for receiving and placing the same on the respective substrate connecting surface, and for Execution of the connection process itself.
  • the placing device serves both as a handling device and as a connecting device.
  • the connection material is thus picked up, placed and connected in the method according to the invention with one and the same device.
  • connection material has been picked up
  • the placement device is subjected to vibrations which are generated by ultrasound, for example.
  • This can result in incorrect alignment of the connection terials are corrected by the placement device after it has been received.
  • a vibration application for example an ultrasound application, can provide a remedy here by means of a vibration-induced separation.
  • a further advantageous type of separation is provided if the separation takes place in a separation device formed on a material reservoir before the connecting material is picked up by the placing device. This makes it possible to pick up the connecting material pieces already in the separated state by the placing device.
  • the placement device is subjected to ultrasound to center the piece of connecting material on the placement device.
  • no separate device is required for centering the connecting material pieces on the placing device.
  • the centering takes place at the same time as the separation; thus in one and the same working step.
  • the separation can take place in a particularly simple manner in the separation device if it is brought about by the influence of gravity.
  • This type of separation can be supported by an ultrasound application and / or an air flow.
  • the method can be carried out with a placement device which is used to hold a single piece of connecting material or to hold several pieces of connecting material defined in their relative arrangement.
  • the first application is, for example, in the placement of connecting material pieces on connection surfaces of a chip which is provided for contacting using the flip-chip method.
  • the second application is, for example, when the method for generating a ball grid array is used.
  • the so-called ball wedge bonding which is used conventionally for the electrical contacting of semiconductor elements with a substrate, is carried out by means of a wire bonding device which has a wire bonding capillary with a channel for feeding the bonding wire and a mouthpiece for producing the
  • Ball or wedge bonds When this wire bonding device is used conventionally, a ball (ball) is first produced by melting an end of the wire protruding from the mouthpiece, which ball is pressed against a connection surface with the mouthpiece of the wire bonding capillary under the action of pressure temperature and ultrasound to produce the ball bonds. The melting takes place by means of a so-called flame lance, which is designed as an electrode and is moved towards the end of the wire by means of a feed device. The formation of an arc between the electrode and the mouthpiece ensures the melting of the wire end. For sale 6 Binding with a further connection surface, the wire bond capillary is moved to the latter, the bond wire being pulled out of the wire bond capillary with the formation of a wire loop.
  • the bond wire is finally connected to the further connection surface by lowering the mouthpiece of the wire bond capillary onto the connection surface, the wedge bond being formed by squeezing the bond wire between the mouthpiece and the connection surface.
  • a predetermined breaking point is formed on the bond wire, at which it tears under tensile stress.
  • connection material is advantageously picked up in the wedge bond phase and the connection material is placed in the ball bond phase.
  • a vacuum source for generating a vacuum is connected to the mouthpiece of the wire bonding capillary serving as a placement device, so that it does not, as in the conventional wire bonding technology, for feeding the bonding wire , but serves to create a vacuum on the mouthpiece of the wire bond capillary.
  • the transfer of the wire bonding capillary from one connection surface to the next connection surface does not serve to form a wire loop, but rather to transport the piece of connecting material to the connection surface.
  • the lowering height of the wire bond capillary above the connecting material to be received is selected so that the connecting material can be taken up without deformation.
  • the ball-bond phase which serves to place and deform the connection material to produce a bond connection on the connection surface, the lowering height of the wire bond capillary is set approximately to the level of the connection surface.
  • the flame lance feed device can be advantageously used Use way for the infeed movement or reset movement of the separating device described above.
  • the device according to the invention has the features of claim 11.
  • the placing device in addition to receiving the connecting material, the placing device also serves to place and connect it to the substrate connection surface, which results in the advantages explained above in connection with the method according to the invention.
  • the placement device is designed as part of a wire bonding device. This makes it possible to reduce the effort for providing the device to a minimum, since essentially a conventional wire bonding device can be used.
  • the wire bonding capillary which in any case forms part of the conventional wire bonding device, can be used to form the placement device, with the proviso that the capillary is not used to feed a bonding wire to its mouthpiece, but rather to create a vacuum on the mouthpiece .
  • a modified conventional wire bonding device serves as an application device, with the proviso that instead of a wire bonding capillary, a placement device is used which is designed as a stem-shaped tool with an arrangement of receptacles for connecting material pieces, the receptacles having a Vacuum can be applied.
  • the placing device is used for the singular application of connecting material pieces; in the case of the second embodiment for the application of a plurality of pieces of connecting material which are in a defined relative arrangement.
  • a connecting material removal device is provided for separating pieces of connecting material, which device is combined with a flame lance delivery device of the wire bonding device. This makes it possible to design the placing device to be movable only in one axis and to feed the connecting material removal device to the placing device with a uniaxial movement for receiving the pieces of connecting material by the placing device.
  • connection material removal device is combined with a singling device, previously separated connection material pieces can be removed from the connection material device with the placement device.
  • a particularly simple design of the separating device is possible if it has a drop channel connecting a material reservoir to the connecting material removal device.
  • the mode of operation of the separating device can be supported by combining the separating device with an ultrasonic oscillating head.
  • FIG. 1 shows an application device with a placement device for the direct removal of connecting material pieces from a material reservoir
  • FIG. 2 shows the placing device used in the application device according to FIG. 1 in individual representation
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a placement device that can be used in the application device according to FIG. 1;
  • Fig. 4 is a bottom view of that shown in Fig. 3 Placing device showing a relative arrangement of placed connecting material pieces made possible by means of this placing device;
  • FIG. 5 shows an application device in which the material reservoir is connected to a removal device via a feed device
  • FIG. 6 shows an application device in which a material preparation device formed from the material reservoir, the feed device and the removal device can be moved relative to the placement device via an infeed device.
  • an application device 10 for applying pieces of connecting material 11, which are spherical here, to a connecting surface 12 of a substrate, which is designed here as a chip 13.
  • the same application device 10 can also be used to equip connection areas of a chip carrier (not shown in more detail here) for producing a ball grid array or also to populate connection areas of a wafer (also not shown in more detail here), from which chips are then separated by being separated are producible.
  • the application device 10 shown in FIG. 1 has a placement device 14 designed as a wire bond capillary of a wire bond device, which takes connection pieces 11 for subsequent application on the connection surfaces 12 from a material reservoir 15 filled with connection material pieces 11.
  • the application device 10 essentially corresponds to a conventional wire bonding device of the type used in wire bonding technology for the production of wire contacts between a semiconductor and a further substrate in the ball wedge process.
  • the placement device 14 is lowered with its mouthpiece 16 into the material reservoir 15 from a starting position (not shown).
  • the lowering depth can be set by appropriate programming of the wire bond device or, as shown in FIG. 1, by a height stop 17. In any case, the lowering depth is selected such that the mouthpiece 16 is brought as close as possible to the connecting material pieces 11 without deformation, so that the connecting material pieces 11 adhere to the mouthpiece 16 by means of a vacuum acting on the mouthpiece 16 through a capillary channel 18.
  • the vacuum can be generated by a vacuum pump (not shown here) connected to the capillary channel 18, which is provided with a valve device (also not shown in more detail) for switching the vacuum on and off.
  • the flexibility of the mass of the connecting material pieces 11 present as bulk material in the material reservoir 15 also contributes to preventing deformation of the connecting material pieces 11 when they are picked up by the placing device 14.
  • the placing device 14 After the connecting material pieces 11 have been picked up by the placing device 14, the latter is moved into a transition position II which is elevated relative to the material reservoir 15 and which can correspond to the aforementioned starting position. Starting from this transitional position II, in a second phase there is an infeed movement in the direction of arrow 46 into a contacting starting position III, from which the placing device 14 finally in a third phase for placing or contacting the connecting material piece 11 on the connecting surface 12 in a contact position IV is lowered.
  • the lowering depth is in turn set by appropriate programming of the wire bonding device or, as shown in FIG. 1, by a corresponding height stop 19.
  • the lowering depth in the third phase is set such that a deformation of the connecting material piece 11 to form a bump-like contact metallization 20 shown in dash-dotted lines in FIG. 1 occurs on the connection surface 12.
  • the placing device 14 is subjected to pressure and temperature and, if an ultrasound wire bonding device is used, ultrasound is also applied, so that a connection between the connecting material piece 11 and the connection surface 12 is analogous to that known from wire bonding technology Friction welding process with the connection surfaces 12 of the substrate formed here as a chip 13 can take place.
  • connection between the connecting material piece 11 and the connecting surface 12 can take place in the ball mode, whereas the connection material pieces 11 can be picked up by the placing device 14 in the wedge mode can.
  • the automated method can be adopted from wire bonding technology to carry out the above-described application of connecting material pieces 11 on the connection areas 12 of the chip 13.
  • the wire bonding capillary used as the placement device 14 is provided with an ultrasonic oscillating head, usually referred to as a transducer 21.
  • the transducer 21 is not only used, as is known from wire bonding technology, for ultrasound application of the wire bonding capillary when contacting the connecting surface in the friction welding process, but also for separating and centering the connecting material pieces 11 on the mouthpiece 16 of the placing device 14
  • the vacuum acting on the mouthpiece 16 when connecting material pieces 11 are received from the material reservoir 15 often results in the adhesion of several material pieces 11.
  • the placing device 14 is moved with an ultrasound pulse when it is transferred to the transition position II that has two positive effects.
  • excess connecting material pieces 11 are shaken off the mouthpiece 16
  • the relative movement of the remaining connecting material piece 11 relative to the mouthpiece 16 results in a quasi-automatic centering of the connecting material piece 11 with respect to the mouthpiece 16.
  • This also ensures that the subsequent placement of the connecting material piece 11 on the connection surface 12, the position of the connecting material piece 11 in a horizontal positioning plane 22 essentially coincides with the position of the placing device 14, so that there is no lateral displacement of the connecting material piece 11 relative to the connecting surface 12, with the result of incorrect contacts can come.
  • a time of one second has proven to be sufficient as the duration of the ultrasound pulse.
  • both the container serving as material reservoir 15 and the placing device are electrically conductive, so that electrostatic charging effects which lead to sticking Vietnamesesmaterial- pieces 11 on the mouthpiece 16, the placement means 14 can also lead after disconnection of the vacuum, from the outset been ⁇ be included.
  • FIG. 2 shows the placement device 14 used in the application device 10 and designed as a wire bond capillary in a single illustration.
  • the placement device 14 used in the aforementioned experiments was approximately 1.1 cm long and had an outer diameter of approximately 0.16 cm.
  • the capillary channel 18 had a diameter of 25 ⁇ m and the surface of the placing device was coated with a gold plating applied in a sputtering apparatus.
  • the connecting material pieces 11 used were designed as solder balls made of a eutectic lead-tin alloy with a diameter of 90 ⁇ m.
  • FIG. 3 shows, in an alternative embodiment, a placing device 22 which can be used in an identical manner to the placing device 14 shown in FIG. 1 as part of the application device 10, with the difference that the placing device 22 is used for placing and Contacting of a plurality of connecting material pieces 11 can take place simultaneously and while maintaining a predetermined relative positioning of the connecting material pieces 11.
  • the placing device 22 consists of a capillary part 23, the dimensions of which essentially correspond to the placing device 14 shown in FIG. 1, with a capillary channel 24, which is accommodated in a vacuum chamber 25 of a stamp plate receptacle 26 opens.
  • a stamp plate 27 with a bore arrangement 48 (FIG. 4) is arranged on the stamp plate receptacle 26 to form connecting material receptacles 28 for receiving individual connecting material pieces 11.
  • the connecting material pieces 11 adhere to the placement device 22 under the action of vacuum in the connecting material receptacles 28.
  • FIG. 4 shows, in addition to a bottom view of the placing device 22 with connecting material pieces 11 arranged in the connecting material receptacles 28, a distribution pattern 30 of the connecting material pieces 11 that can be achieved by means of the placing device 22 on a substrate 29.
  • This illustration clearly shows that the placement device 22 allows the design to be arbitrary Regularly or irregularly formed distribution pattern 30 is possible in accordance with corresponding connection surface arrangements.
  • the placement device 22 is therefore particularly suitable for creating ball grid arrays.
  • FIG. 5 shows an application device 31 with a material supply device 32 which, in addition to a material reservoir 15, has a material removal device 33 which is connected to the material reservoir 15 via a material feed device 34.
  • the application device 31 shown in FIG. 6 does not differ from the application device 10 shown in FIG. 1 of the material reservoir 15, regardless of the phase in which the placement device 14 is when the application method is carried out, it is possible to refill the material reservoir 15 with connecting material pieces 11 at any time without disturbing the method.
  • the material feed device 37 is at least partially designed as a drop channel 40, such that the connecting material pieces 11 enter the steeply arranged drop channel 40 under the influence of gravity from the material reservoir 15 and pass through this into a flat stowage piece 41 of the material feed device 37.
  • the material removal device 38 adjoins the stowage piece 41, which only offers space for receiving a connecting material piece 11.
  • the material supply device 36 can be actuated via an infeed device 43, execute an infeed movement in the direction of the placement device 14 and away from it. Due to the coupling of the material supply device 36 with the feed device 43, it is possible to design the placement device 14 to be movable only in the direction of a vertical feed axis 44 and the horizontal movement necessary for receiving a connecting material piece 11 from the material removal device 38 by the feed device 43 to perform.
  • the delivery device which is present anyway for the horizontal delivery of a flaming lance (not shown in detail here), can be used as the delivery device 43, so that the modified design of the application device shown in FIG 35 apart from the material supply device 36, no further devices are necessary in addition to the devices already present in a wire bonding device.
  • FIG. 6 also shows that, in order to support a smooth separation of connecting material pieces 11 in the individualizing device 39, it is possible to combine them with a transducer 45, in order in particular in the case of connecting material pieces which are not spherical, to be mutually compatible to prevent the pieces of connecting material from wedging and thus prevent the separation from being inhibited.
  • a further possibility of promoting the smooth separation of the connecting material pieces 11 in the separation device 39 is to direct an air flow through the material feed device 37, which can originate, for example, from an air nozzle arranged in the material reservoir 15 and not shown here, and through the material feed device 37 is directed toward the material removal device 38, taking along connecting material pieces 11.

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Abstract

A process and device are disclosed for applying a bonding material (11) in the form of discrete measures, in particular globules, to a substrate connection surface (12). In the proposed process, the bonding material is taken up by a placement device (14) and subsequently placed on the substrate connection surface; before being placed by the placement device (14), the bonding material (11) is formed into a globule and centred in relation to the placement device.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR APPLIKATION VON METHOD AND DEVICE FOR APPLICATION OF
VERBINDUNGSMATERIAL AUF EINER SUBSTRATANSCHLUßFLÄCHECONNECTING MATERIAL ON A SUBSTRATE CONNECTOR
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Applika¬ tion von stückigem, insbesondere kugelförmigem Verbindungsma¬ terial auf einer Substratanschlußfläche, bei dem das Verbin- dungsmaterial zur vereinzelten Ausrichtung gegenüber derThe present invention relates to a process for the applica tion ¬ lumpy, in particular spherical Wireless Manager ¬ TERIAL on a substrate pad, wherein the V erbin--making material for the singled orientation relative to the
Substratanschlußfläche für einen nachfolgenden Verbindungsvor¬ gang mit der Substratanschlußfläche in einer Plaziereinrich¬ tung angeordnet wird sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbe¬ griff des Anspruchs 11.Substrate pad for a subsequent Verbindungsvor ¬ gear with the substrate pad in a Plaziereinrich ¬ is arranged as well as a processing device according to the Oberbe ¬ handle of claim 11.
Ein Verfahren zur Applikation von Lotkugeln ist aus der BGA (Ball-Grid-Array)-Technik bekannt, bei der Lotkugeln in einer vorbestimmten Verteilung auf der Rückseite eines Chipträgers angeordnet werden, um eine Kontaktierung eines auf der Gegen¬ seite des Chipträgers angeordneten Chips zu ermöglichen. Bei dem bekannten Verfahren werden die zum Auftrag der Lotkugeln bestimmten Anschlußflächen des Chipträgers vor dem Aufbringen der Lotkugeln mit einem beispielsweise aus einem klebrigen Flußmittel gebildeten Haftvermittler benetzt und anschließend die Lotkugeln in einem Rüttelverfahren auf die Rückseite des Chipträgers aufgebracht, so daß vereinzelte der aufgebrachten Lotkugeln an den klebrigen Anschlußflächen haften bleiben. Die übrigen Lotkugeln fallen von der Rückseite des Chipträgers ab.A method for the application of solder balls is known from the BGA (Ball Grid Array) technique, be disposed at the solder balls in a predetermined distribution on the back of a chip carrier to a contact with a disposed on the side opposite ¬ of the chip carrier chips enable. In the known method the particular for application of the solder balls pads of the chip carrier prior to the application of the solder balls are wetted with a formed, for example, a tacky flux adhesion promoter and then applied, the solder balls in a vibration process to the back of the C hipträgers so that few of the applied solder balls stick to the sticky pads. The remaining solder balls fall off the back of the chip carrier.
Zwar zeichnet sich dieses bekannte Kontaktierungsverfahren durch eine besondere Einfachheit aus, die auch nur eine ent- sprechend einfache Betriebseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens notwendig macht. Jedoch bedingt das auf dem zufäl- ligen Anhaften der Lotkugeln an den klebrigen Anschlußflächen basierende Verfahren eine nachfolgende, personalintensive Qua¬ litätskontrolle, da es aufgrund des Zufallsprinzips nicht in jedem Fall sichergestellt ist, daß sämtliche Anschlußflächen mit Lotkugeln besetzt werden. Darüber hinaus kann es auch bei einem Transport des Chipträgers vor dem Umschmelzen der Lotku¬ geln zu einem Abfallen von Lotkugeln kommen.Although this known contacting method is characterized by a particular simplicity, which makes even a correspondingly simple operation means experiencing necessary for the implementation of V. However, due to the random If the solder balls adhere to the sticky connection surfaces, a subsequent, personnel-intensive quality control, since it is not guaranteed in all cases due to the random principle that all connection surfaces are filled with solder balls. In addition, when the chip carrier is transported before the remelting of the solder balls, solder balls may fall off.
Weiterhin erweist es sich als Nachteil, daß eine punktgenaue Zentrierung der Lotkugeln auf den Anschlußflächen mit dem be- kannten Verfahren nicht möglich ist. Auch muß aufgrund des vorbeschriebenen Zufallsprinzips des bekannten Verfahrens stets eine größere Menge von Lotkugeln gehandhabt werden, als tatsächlich zur Besetzung der Anschlußflächen benötigt wird.Furthermore, it proves to be a disadvantage that a precise centering of the solder balls on the connection surfaces is not possible with the known method. Also, due to the above-described random principle of the known method, a larger amount of solder balls must always be handled than is actually required to fill the connection areas.
In ISHM'94 Proceedings, Boston (USA) 1994, wird unter dem Ti- tel "Transferred Ball Bump Technology for Tape Carrier Packa- ges", Seite 55, ein Verfahren zur Applikation von kugel¬ förmigem Verbindungsmaterial auf Anschlußflächen eines Film¬ trägers beschrieben, als Vorbereitung für ein nachfolgendes, mit dem Begriff ••Inner-Lead-Bonding" bezeichnetes Verbindungs- verfahren. Bei dem beschriebenen Verfahren dient eine Plazier¬ einrichtung lediglich dazu, das kugelförmige Verbindungsmate¬ rial gegenüber den Anschlußflächen des Filmträgers auszurich¬ ten. Zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Verbindungs¬ material und den Anschlußflächen werden die Anschlußflächen auf das in der Plaziereinrichtung in definierter Relativanord¬ nung angeordnete Verbindungsmaterial abgesenkt und durch rück¬ wärtige Beaufschlagung mit einem Verbindungswerkzeug unter Einwirkung von Druck und Temperatur mit dem Verbindungsmate¬ rial verbunden.In ISHM'94 Proceedings, Boston (USA) 1994, under the title "Transferred Ball Bump Technology for Tape Carrier Packages", page 55, a method for the application of spherical connecting material to connection surfaces of a film carrier is described , as preparation for a subsequent connection process designated by the term "internal lead bonding". In the described process, a placement device only serves to align the spherical connection material with the connection surfaces of the film carrier Establishing the connection between the connecting material and the connecting surfaces, the connecting surfaces are lowered onto the connecting material arranged in the placement device in a defined relative arrangement and connected to the connecting material by backward application of a connecting tool under the influence of pressure and temperature.
Gegenüber dem eingangs genannten, aus der BGA-Technik stammen¬ den Verfahren zur Applikation von Lotkugeln wird zwar eine größere Zuverlässigkeit bei der Applikation von Lotkugeln durch das vorstehende Verfahren erreicht.Compared to the above-mentioned method for applying solder balls originating from BGA technology, greater reliability in the application of solder balls is achieved by the above method.
Das bekannte Verfahren benötigt jedoch neben der Plazierein- richtung, die lediglich zur Anordnung des Verbindungsmaterials in einer vorgegebenen Relativanordnung dient, eine weitere Einrichtung, die das Bestücken der Plaziereinrichtung mit Ver¬ bindungsmaterial ermöglicht. Darüber hinaus ist es zur Durch¬ führung des bekannten Verfahrens notwendig, neben der vorste¬ henden Bestückungseinrichtung noch eine separat handzuhabende Verbindungseinrichtung mit dem vorstehend genannten Verbin¬ dungswerkzeug vorzusehen.However, in addition to the placement device, which only serves to arrange the connecting material in a predetermined relative arrangement, the known method requires a further one Device which enables the placement device to be equipped with connecting material. In addition, in order to carry out the known method, it is necessary to provide a connecting device with the above-mentioned connecting tool, which is to be handled separately, in addition to the above mounting device.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die eine sichere automatisierte Applikation von Lotkugeln auf Sub- stratanschlußflachen mit möglichst geringem Aufwand ermög¬ licht.The present invention is therefore based on the object of creating a method and a device which enables reliable, automated application of solder balls to substrate connection surfaces with as little effort as possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient die Plaziereinrich- tung nicht nur zur Ausrichtung des Verbindungsmaterials gegen¬ über der Substratanschlußfläche als Vorbereitung zur nachfol¬ genden Verbindung, sondern auch zur Handhabung des Verbin¬ dungsmaterials, nämlich zur Aufnahme und Plazierung desselben auf der jeweiligen Substratanschlußfläche, sowie zur Durchfüh- rung des Verbindungsvorgangs selbst.In the method according to the invention, the placing device serves not only to align the connecting material with respect to the substrate connecting surface as preparation for the subsequent connection, but also to handle the connecting material, namely for receiving and placing the same on the respective substrate connecting surface, and for Execution of the connection process itself.
Hierdurch wird die Applikation von Verbindungsmaterial auf Substratanschlußflächen sowie die nachfolgende Verbindung we¬ sentlich vereinfacht, da neben der Plaziereinrichtung keine separaten zur Bestückung der Plaziereinrichtung mit Verbin- dungsmaterial und Herstellung der Verbindung mit den Substrat¬ anschlußflächen bestimmten Einrichtungen notwendig sind. Die Plaziereinrichtung dient somit gleichermaßen als Handhabungs¬ einrichtung wie auch als Verbindungseinrichtung. Aufnahme, Plazierung und Verbindung des Verbindungsmaterials erfolgen demnach bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit ein und der¬ selben Einrichtung.This considerably simplifies the application of connecting material to substrate connection areas and the subsequent connection since, in addition to the placement device, no separate devices are required to equip the placement device with connection material and to establish the connection with the substrate connection areas. The placing device thus serves both as a handling device and as a connecting device. The connection material is thus picked up, placed and connected in the method according to the invention with one and the same device.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Plazier¬ einrichtung nach Aufnahme des Verbindungsmaterials mit etwa durch Ultraschall erzeugten Vibrationen beaufschlagt wird. Hierdurch kann eine fehlerhafte Ausrichtung des Verbindungsma- terials nach dessen Aufnahme durch die Plaziereinrichtung kor¬ rigiert werden. Bei Versuchen hat sich nämlich herausgestellt, daß es aufgrund des extrem kleinen Durchmessers der Lotkugeln, insbesondere bei der Anwendung von Vakuumtechnik zum Haften der Lotkugeln an der Plaziereinrichtung, nicht zu einer Auf¬ nahme vereinzelter Lotkugeln, sondern auch zur Aufnahme von Lotkugelgruppen aus aneinander haftenden Lotkugeln kommen kann. Hier kann eine Vibrationsbeaufschlagung, beispielsweise eine Ultraschallbeaufschlagung, durch eine vibrationsbedingte Vereinzelung für Abhilfe sorgen.It proves to be particularly advantageous if, after the connection material has been picked up, the placement device is subjected to vibrations which are generated by ultrasound, for example. This can result in incorrect alignment of the connection terials are corrected by the placement device after it has been received. Experiments have shown that because of the extremely small diameter of the solder balls, especially when vacuum technology is used to adhere the solder balls to the placement device, it does not result in the taking up of individual solder balls, but also for the reception of solder ball groups from mutually adhering solder balls can come. A vibration application, for example an ultrasound application, can provide a remedy here by means of a vibration-induced separation.
Eine weitere vorteilhafte Art zur Vereinzelung ist gegeben, wenn die Vereinzelung in einer an einem Materialreservoir ausgebildeten Vereinzelungseinrichtung vor Aufnahme des Verbindungsmaterials durch die Plaziereinrichtung erfolgt. Hierdurch wird es möglich, die Verbindungsmaterialstücke be¬ reits im vereinzelten Zustand durch die Plaziereinrichtung aufzunehmen.A further advantageous type of separation is provided if the separation takes place in a separation device formed on a material reservoir before the connecting material is picked up by the placing device. This makes it possible to pick up the connecting material pieces already in the separated state by the placing device.
Unabhängig von der Art und Weise, wie die Vereinzelung durch¬ geführt wird, erweist es sich als vorteilhaft, wenn zur Zen- trierung des VerbindungsmaterialStücks an der Plaziereinrich¬ tung die Plaziereinrichtung mit Ultraschall beaufschlagt wird. Hierdurch wird ebenfalls zur Zentrierung der Verbindungsmate¬ rialstücke an der Plaziereinrichtung keine separate Einrich¬ tung benötigt. Zudem erfolgt im Fall der Ultraschallbeauf- schlagung der Plaziereinrichtung die Zentrierung quasi gleich¬ zeitig mit der Vereinzelung; also in ein und demselben Ar¬ beitsschritt.Regardless of the way in which the separation is carried out, it has proven to be advantageous if the placement device is subjected to ultrasound to center the piece of connecting material on the placement device. As a result, no separate device is required for centering the connecting material pieces on the placing device. In addition, in the case of ultrasound application to the placing device, the centering takes place at the same time as the separation; thus in one and the same working step.
Die Vereinzelung kann auf besonders einfache Art und Weise in der Vereinzelungseinrichtung erfolgen, wenn sie durch Schwer- krafteinfluß bewirkt wird. Diese Art der Vereinzelung kann durch eine Ultraschallbeaufschlagung und/oder eine Luftströ¬ mung unterstützt werden.The separation can take place in a particularly simple manner in the separation device if it is brought about by the influence of gravity. This type of separation can be supported by an ultrasound application and / or an air flow.
Wenn die Vereinzelungseinrichtung vor Aufnahme des Verbin¬ dungsmaterialstücks durch die Plaziereinrichtung eine auf die Plaziereinrichtung zugerichtete Zustellbewegung und an¬ schließend eine von der Plaziereinrichtung weggerichtete Rück- Stellbewegung ausführt, ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer Plaziereinrichtung durch¬ zuführen, die lediglich in einer Achsenrichtung, in der Regel die Hochachse, bewegbar ist.If the separating device, before the piece of connecting material is picked up by the placing device, an infeed movement directed towards the placing device and then a return movement directed away from the placing device. Executing the actuating movement, it is possible to carry out the method according to the invention using a placing device which can only be moved in one axis direction, generally the vertical axis.
Je nach Anwendungsfall kann das Verfahren mit einer Plazier¬ einrichtung durchgeführt werden, die zur Aufnahme eines ein¬ zelnen Verbindungsmaterialstücks oder die zur Aufnahme mehre¬ rer in ihrer Relativanordnung definierter Verbindungsmaterial¬ stücke dient. Der erste Anwendungsfall liegt beispielsweise bei der Plazierung von Verbindungsmaterialstücken auf An¬ schlußflächen eines Chips vor, der für die Kontaktierung im Flip-Chip-Verfahren vorgesehen ist. Der zweite Anwendungsfall liegt beispielsweise bei Anwendung des Verfahrens zur Erzeu¬ gung eines Ball-Grid-Arrays vor.Depending on the application, the method can be carried out with a placement device which is used to hold a single piece of connecting material or to hold several pieces of connecting material defined in their relative arrangement. The first application is, for example, in the placement of connecting material pieces on connection surfaces of a chip which is provided for contacting using the flip-chip method. The second application is, for example, when the method for generating a ball grid array is used.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zur Durchfüh¬ rung des Verfahrens eine Drahtbondvorrichtung verwendet wird, die im Ball-Wedge-Modus betrieben wird. Die Verwendung einer derartigen konventionellen Drahtbondvorrichtung ermöglicht die Durchführung des Verfahrens ohne speziell hierfür vorgesehene Betriebseinrichtungen.It proves to be particularly advantageous if a wire bonding device which is operated in ball-wedge mode is used to carry out the method. The use of a conventional wire bonding device of this type enables the method to be carried out without any operating devices specifically provided for this purpose.
Das sogenannte Ball-Wedge-Bonden, das konventionell zur elek¬ trischen Kontaktierung von Halbleiterelementen mit einem Sub¬ strat dient, wird mittels einer Drahtbondvorrichtung durchge¬ führt, die eine Drahtbondkapillare mit einem Kanal zur Zufüh- rung des Bonddrahts und einem Mundstück zur Erzeugung desThe so-called ball wedge bonding, which is used conventionally for the electrical contacting of semiconductor elements with a substrate, is carried out by means of a wire bonding device which has a wire bonding capillary with a channel for feeding the bonding wire and a mouthpiece for producing the
Ball- oder Wedge-Bonds aufweist. Beim konventionellen Einsatz dieser Drahtbondvorrichtung wird zunächst durch Aufschmelzen eines aus dem Mundstück hervorragenden Drahtendes eine Kugel (Ball) erzeugt, die zur Erzeugung der Ball-Bonds mit dem Mund- stück der Drahtbondkapillare unter Einwirkung von Drucktempe¬ ratur und Ultraschall gegen eine Anschlußfläche gepresst wird. Das Aufschmelzen geschieht mittels einer sogenannten Abflamm- lanze, die als Elektrode ausgebildet ist und mittels einer ZuStelleinrichtung auf das Drahtende hinzubewegt wird. Die Ausbildung eines Lichtbogens zwischen der Elektrode und dem Mundstück sorgt für das Aufschmelzen des Drahtendes. Zur Ver- 6 bindung mit einer weiteren Anschlußfläche wird die Drahtbond¬ kapillare zu dieser bewegt, wobei der Bonddraht unter Ausbil¬ dung einer Drahtschleife aus der Drahtbondkapillare herausge¬ zogen wird. Die Verbindung des Bonddrahts mit der weiteren An- schlußfläche erfolgt schließlich durch Absenken des Mundstücks der Drahtbondkapillare auf die Anschlußfläche, wobei durch Quetschen des Bonddrahts zwischen dem Mundstück und der An¬ schlußfläche der Wedge-Bond ausgebildet wird. Hierdurch wird eine Sollbruchstelle am Bonddraht ausgebildet, an der dieser unter Zugbelastung durchreißt.Ball or wedge bonds. When this wire bonding device is used conventionally, a ball (ball) is first produced by melting an end of the wire protruding from the mouthpiece, which ball is pressed against a connection surface with the mouthpiece of the wire bonding capillary under the action of pressure temperature and ultrasound to produce the ball bonds. The melting takes place by means of a so-called flame lance, which is designed as an electrode and is moved towards the end of the wire by means of a feed device. The formation of an arc between the electrode and the mouthpiece ensures the melting of the wire end. For sale 6 Binding with a further connection surface, the wire bond capillary is moved to the latter, the bond wire being pulled out of the wire bond capillary with the formation of a wire loop. The bond wire is finally connected to the further connection surface by lowering the mouthpiece of the wire bond capillary onto the connection surface, the wedge bond being formed by squeezing the bond wire between the mouthpiece and the connection surface. As a result, a predetermined breaking point is formed on the bond wire, at which it tears under tensile stress.
Bei Verwendung einer derartigen Drahtbondvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt vorteil¬ hafterweise die Aufnahme des Verbindungsmaterials in der Wedge-Bond-Phase und die Plazierung des Verbindungsmaterials in der Ball-Bond-Phase. Zur Anpassung der bekannten Draht- Bond-Vorrichtung an die Verwendung für das erfindungsgemäße Verfahren wird lediglich eine Unterdruckquelle zur Erzeugung eines Vakuums am Mundstück der als Plaziereinrichtung dienen¬ den Drahtbondkapillare angeschlossen, so daß diese nicht, wie bei der konventionellen Drahtbondtechnik, zur Zuführung des Bonddrahts, sondern zur Erzeugung eines Vakuums am Mundstück der Drahtbondkapillare dient. Abweichend von der konventionel¬ len Drahtbondtechnik dient die Überführung der Drahtbondkapil¬ lare von einer Anschlußfläche zur nächsten Anschlußfläche nicht zur Ausbildung einer Drahtschleife, sondern zum Trans¬ port des Verbindungsmaterialstücks zur Anschlußfläche. In der Wedge-Bond-Phase ist die Absenkhöhe der Drahtbondkapillare über dem aufzunehmenden Verbindungsmaterial so gewählt, daß das Verbindungsmaterial ohne Deformation aufgenommen werden kann. In der Ball-Bond-Phase, die zur Plazierung und De¬ formation des Verbindungsmaterials zur Erzeugung einer Bond¬ verbindung auf der Anschlußfläche dient, ist die Absenkhöhe der Drahtbondkapillare etwa auf das Niveau der Anschlußfläche eingestellt.When such a wire bonding device is used to carry out the method according to the invention, the connection material is advantageously picked up in the wedge bond phase and the connection material is placed in the ball bond phase. To adapt the known wire bonding device to the use for the method according to the invention, only a vacuum source for generating a vacuum is connected to the mouthpiece of the wire bonding capillary serving as a placement device, so that it does not, as in the conventional wire bonding technology, for feeding the bonding wire , but serves to create a vacuum on the mouthpiece of the wire bond capillary. In a departure from the conventional wire bonding technology, the transfer of the wire bonding capillary from one connection surface to the next connection surface does not serve to form a wire loop, but rather to transport the piece of connecting material to the connection surface. In the wedge bond phase, the lowering height of the wire bond capillary above the connecting material to be received is selected so that the connecting material can be taken up without deformation. In the ball-bond phase, which serves to place and deform the connection material to produce a bond connection on the connection surface, the lowering height of the wire bond capillary is set approximately to the level of the connection surface.
Bei Verwendung der beschriebenen konventionellen Drahtbondvor¬ richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich die Abflammlanzenzustelleinrichtung in vorteilhafter Weise für die Zustellbewegung bzw. Rückstellbewegung der vor¬ stehend beschriebenen Vereinzelungseinrichtung nutzen.When using the conventional wire bond device described for carrying out the method according to the invention, the flame lance feed device can be advantageously used Use way for the infeed movement or reset movement of the separating device described above.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die Merkmale des An¬ spruchs 11 auf.The device according to the invention has the features of claim 11.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient die Plazierein¬ richtung neben der Aufnahme des Verbindungsmaterials auch zu dessen Plazierung und Verbindung mit der Substratanschlußflä¬ che, wodurch sich die vorstehend im Zusammenhang mit dem er¬ findungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile ergeben.In the device according to the invention, in addition to receiving the connecting material, the placing device also serves to place and connect it to the substrate connection surface, which results in the advantages explained above in connection with the method according to the invention.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Plaziereinrichtung als Teil einer Drahtbondeinrichtung ausgebildet ist. Hierdurch wird es möglich, den Aufwand zur Bereitstellung der Vor¬ richtung auf ein Minimum zu reduzieren, da im wesentlichen von einer konventionellen Drahtbondeinrichtung Gebrauch gemacht werden kann.It is particularly advantageous if the placement device is designed as part of a wire bonding device. This makes it possible to reduce the effort for providing the device to a minimum, since essentially a conventional wire bonding device can be used.
Zur Ausbildung der Plaziereinrichtung kann in einem ersten Ausführungsbeispiel ohne jede Modifikation die ohnehin einen Bestandteil der konventionellen Drahtbondvorrichtung bildende Drahtbondkapillare dienen, mit der Maßgabe, daß die Kapillare nicht zur Zuführung eines Bonddrahts zu deren Mundstück, son¬ dern zur Erzeugung eines Vakuums am Mundstück genutzt wird.In a first exemplary embodiment, the wire bonding capillary, which in any case forms part of the conventional wire bonding device, can be used to form the placement device, with the proviso that the capillary is not used to feed a bonding wire to its mouthpiece, but rather to create a vacuum on the mouthpiece .
In einem anderen Ausführungsbeispiel dient eine modifizierte konventionelle Drahtbondvorrichtung als Applikationsvorrich¬ tung, mit der Maßgabe, daß anstatt einer Drahtbondkapillare eine Plaziereinrichtung zum Einsatz kommt, die als ein stem¬ peiförmiges Werkzeug mit einer Anordnung von Aufnahmen für Verbindungsmaterialstücke ausgebildet ist, wobei die Aufnahmen mit einem Vakuum beaufschlagbar sind. Im Falle des ersten Aus¬ führungsbeispiels dient die Plaziereinrichtung zur singulären Applikation von Verbindungsmaterialstücken; im Falle des zwei¬ ten Ausführungsbeispiels zur Applikation einer Mehrzahl von Verbindungsmaterialstücken, die sich in einer definierten Re¬ lativanordnung befinden.In another exemplary embodiment, a modified conventional wire bonding device serves as an application device, with the proviso that instead of a wire bonding capillary, a placement device is used which is designed as a stem-shaped tool with an arrangement of receptacles for connecting material pieces, the receptacles having a Vacuum can be applied. In the case of the first exemplary embodiment, the placing device is used for the singular application of connecting material pieces; in the case of the second embodiment for the application of a plurality of pieces of connecting material which are in a defined relative arrangement.
Insbesondere im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbei- spiel erweist es sich als vorteilhaft, wenn zur Vereinzelung von Verbindungsmaterialstücken eine Verbindungsmaterialentnah- meeinrichtung vorgesehen ist, die mit einer Abflammlanzen- zustelleinrichtung der Drahtbondvorrichtung kombiniert ist. Hierdurch wird es möglich, die Plaziereinrichtung lediglich einachsig bewegbar auszubilden und zur Aufnahme der Verbin¬ dungsmaterialstücke durch die Plaziereinrichtung die Verbin- dungsmaterialentnahmeeinrichtung der Plaziereinrichtung mit einer einachsigen Bewegung zuzuführen.Especially in connection with the first implementation example game it proves to be advantageous if a connecting material removal device is provided for separating pieces of connecting material, which device is combined with a flame lance delivery device of the wire bonding device. This makes it possible to design the placing device to be movable only in one axis and to feed the connecting material removal device to the placing device with a uniaxial movement for receiving the pieces of connecting material by the placing device.
Wenn die Verbindungsmaterialentnahmeeinrichtung mit einer Ver¬ einzelungseinrichtung kombiniert ist, können der Verbindungs¬ materialeinrichtung mit der Plaziereinrichtung zuvor verein¬ zelte Verbindungsmaterialstücke entnommen werden.If the connection material removal device is combined with a singling device, previously separated connection material pieces can be removed from the connection material device with the placement device.
Eine besonders einfache Ausbildung der Vereinzelungseinrich- tung wird möglich, wenn diese einen ein Materialreservoir mit der Verbindungsmaterialentnahmeeinrichtung verbindenden Fall¬ kanal aufweist.A particularly simple design of the separating device is possible if it has a drop channel connecting a material reservoir to the connecting material removal device.
Die Wirkungsweise der Vereinzelungseinrichtung kann dadurch unterstützt werden, daß die Vereinzelungseinrichtung mit einem Ultraschall-Schwingkopf kombiniert ist.The mode of operation of the separating device can be supported by combining the separating device with an ultrasonic oscillating head.
Nachfolgend werden vorteilhafte Varianten des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens anhand ausgewählter Ausführungsformen der er¬ findungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeich¬ nungen näher erläutert. Es zeigen:Advantageous variants of the method according to the invention are explained in more detail below on the basis of selected embodiments of the device according to the invention with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine Applikationsvorrichtung mit einer Plazier¬ einrichtung zur unmittelbaren Entnahme von Verbindungs¬ materialstücken aus einem Materialreservoir;1 shows an application device with a placement device for the direct removal of connecting material pieces from a material reservoir;
Fig. 2 die bei der Applikationsvorrichtung gemäß Fig. 1 verwendete Plaziereinrichtung in Einzeldarstellung;FIG. 2 shows the placing device used in the application device according to FIG. 1 in individual representation;
Fig. 3 eine alternative Ausführung einer in der Applika¬ tionsvorrichtung gemäß Fig. 1 verwendbaren Plazierein¬ richtung;3 shows an alternative embodiment of a placement device that can be used in the application device according to FIG. 1;
Fig. 4 eine Unteransicht der in Fig. 3 dargestellten Plaziereinrichtung mit Darstellung einer mittels dieser Plaziereinrichtung ermöglichten Relativanordnung von plazierten Verbindungsmaterialstücken;Fig. 4 is a bottom view of that shown in Fig. 3 Placing device showing a relative arrangement of placed connecting material pieces made possible by means of this placing device;
Fig. 5 eine Applikationsvorrichtung, bei der das Materi- alreservoir über eine Zuführeinrichtung mit einer Ent¬ nahmeeinrichtung verbunden ist;5 shows an application device in which the material reservoir is connected to a removal device via a feed device;
Fig. 6 eine Applikationsvorrichtung, bei der eine aus dem Materialreservoir, der Zuführeinrichtung und der Entnahmeeinrichtung gebildete Materialbereit- Stellungseinrichtung über eine ZuStelleinrichtung rela¬ tiv zur Plaziereinrichtung bewegbar ist.6 shows an application device in which a material preparation device formed from the material reservoir, the feed device and the removal device can be moved relative to the placement device via an infeed device.
Fig. 1 zeigt in einer ersten Ausführungsform eine Applikati¬ onsvorrichtung 10 zur Applikation von hier kugelförmig ausge¬ bildeten Verbindungsmaterialstücken 11 auf einer Anschlußflä- ehe 12 eines hier als Chip 13 ausgebildeten Substrats. Die¬ selbe Applikationsvorrichtung 10 kann auch zur Bestückung von Anschlußflächen eines hier nicht näher dargestellten Chipträ¬ gers zur Erzeugung eines Ball-Grid-Arrays oder auch zur Be¬ stückung von Anschlußflächen eines ebenfalls hier nicht näher dargestellten Wafers dienen, aus dem dann durch Vereinzelung Chips herstellbar sind.1 shows, in a first embodiment, an application device 10 for applying pieces of connecting material 11, which are spherical here, to a connecting surface 12 of a substrate, which is designed here as a chip 13. The same application device 10 can also be used to equip connection areas of a chip carrier (not shown in more detail here) for producing a ball grid array or also to populate connection areas of a wafer (also not shown in more detail here), from which chips are then separated by being separated are producible.
Die in Fig. 1 dargestellte Applikationsvorrichtung 10 weist eine als Drahtbondkapillare einer Drahtbondvorrichtung ausge¬ bildete Plaziereinrichtung 14 auf, die Verbindungs aterial- stücke 11 zur nachfolgenden Applikation auf den Anschlußflä¬ chen 12 einem mit Verbindungsmaterialstücken 11 angefülltem Materialreservoir 15 entnimmt. Abgesehen von dem Materialre¬ servoir 15 entspricht die Applikationsvorrichtung 10 im we¬ sentlichen einer konventionellen Drahtbondvorrichtung, wie sie in der Drahtbondtechnik zur Herstellung von Drahtkontaktierun¬ gen zwischen einem Halbleiter und einem weiteren Substrat im Ball-Wedge-Verfahren eingesetzt wird.The application device 10 shown in FIG. 1 has a placement device 14 designed as a wire bond capillary of a wire bond device, which takes connection pieces 11 for subsequent application on the connection surfaces 12 from a material reservoir 15 filled with connection material pieces 11. Apart from the material reservoir 15, the application device 10 essentially corresponds to a conventional wire bonding device of the type used in wire bonding technology for the production of wire contacts between a semiconductor and a further substrate in the ball wedge process.
In einer ersten Phase wird die Plaziereinrichtung 14 aus einer nicht näher dargestellten Ausgangsstellung mit ihrem Mundstück 16 in das Materialreservoir 15 abgesenkt. Die Absenktiefe kann dabei durch eine entsprechende Programmierung der Drahtbond¬ vorrichtung oder auch, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einen Höhenanschlag 17 eingestellt werden. In jedem Fall ist die Ab¬ senktiefe so gewählt, daß das Mundstück 16 ohne Deformation der Verbindungsmaterialstücke 11 möglichst dicht an diese herangeführt wird, so daß mittels eines durch einen Kapillarkanal 18 am Mundstück 16 wirkendes Vakuum die Verbindungsmaterialstücke 11 am Mundstück 16 haften. Das Va¬ kuum kann durch eine hier nicht näher dargestellte, an den Ka¬ pillarkanal 18 angeschlossene Vakuumpumpe erzeugt werden, die mit einer ebenfalls nicht näher dargestellten Ventileinrich¬ tung zum Ein- und Ausschalten des Vakuums versehen ist.In a first phase, the placement device 14 is lowered with its mouthpiece 16 into the material reservoir 15 from a starting position (not shown). The lowering depth can can be set by appropriate programming of the wire bond device or, as shown in FIG. 1, by a height stop 17. In any case, the lowering depth is selected such that the mouthpiece 16 is brought as close as possible to the connecting material pieces 11 without deformation, so that the connecting material pieces 11 adhere to the mouthpiece 16 by means of a vacuum acting on the mouthpiece 16 through a capillary channel 18. The vacuum can be generated by a vacuum pump (not shown here) connected to the capillary channel 18, which is provided with a valve device (also not shown in more detail) for switching the vacuum on and off.
Zur Verhinderung einer Deformation der Verbindungsmaterial¬ stücke 11 beim Aufnehmen durch die Plaziereinrichtung 14 trägt neben einer entsprechenden Einstellung der Absenktiefe auch die Nachgiebigkeit der als Schüttgut im Materialreservoir 15 vorliegenden Masse der Verbindungsmaterialstücke 11 bei.In addition to a corresponding setting of the lowering depth, the flexibility of the mass of the connecting material pieces 11 present as bulk material in the material reservoir 15 also contributes to preventing deformation of the connecting material pieces 11 when they are picked up by the placing device 14.
Nach dem Aufnehmen der Verbindungsmaterialstücke 11 durch die Plaziereinrichtung 14 wird diese in eine relativ zum Material- reservoir 15 erhöhte Übergangsstellung II verfahren, die mit der vorgenannten Ausgangsstellung übereinstimmen kann. Ausge¬ hend von dieser Übergangsstellung II erfolgt in einer zweiten Phase eine Zustellbewegung in Richtung des Pfeils 46 in eine Kontaktierungsausgangsstellung III, aus der die Plazierein- richtung 14 schließlich in einer dritten Phase zur Plazierung bzw. Kontaktierung mit dem Verbindungsmaterialstück 11 auf die Anschlußfläche 12 in eine Kontaktierungsstellung IV abgesenkt wird. Dabei ist wiederum die Absenktiefe durch eine entspre¬ chende Programmierung der Drahtbondvorrichtung oder, wie in Fig. 1 dargestellt, durch einen entsprechenden Höhenanschlag 19 eingestellt.After the connecting material pieces 11 have been picked up by the placing device 14, the latter is moved into a transition position II which is elevated relative to the material reservoir 15 and which can correspond to the aforementioned starting position. Starting from this transitional position II, in a second phase there is an infeed movement in the direction of arrow 46 into a contacting starting position III, from which the placing device 14 finally in a third phase for placing or contacting the connecting material piece 11 on the connecting surface 12 in a contact position IV is lowered. The lowering depth is in turn set by appropriate programming of the wire bonding device or, as shown in FIG. 1, by a corresponding height stop 19.
Die Absenktiefe in der dritten Phase ist so eingestellt, daß sich eine Deformation des Verbindungsmaterialstücks 11 zur Ausbildung einer in Fig. 1 strichpunktiert dargestellten, höckerartigen Kontaktmetallisierung 20 auf der Anschlußfläche 12 einstellt. Während des Kontaktierens wird die Plaziereinrichtung 14 mit Druck und Temperatur und im Falle der Verwendung einer Ultra¬ schall-Drahtbond-Vorrichtung darüber hinaus mit Ultraschall beaufschlagt, so daß eine Verbindung zwischen dem Verbindungs- materialstück 11 und der Anschlußfläche 12 analog dem aus der Drahtbondtechnik bekannten Reibschweißverfahren mit der An¬ schlußflächen 12 des hier als Chip 13 ausgebildeten Substrats erfolgen kann.The lowering depth in the third phase is set such that a deformation of the connecting material piece 11 to form a bump-like contact metallization 20 shown in dash-dotted lines in FIG. 1 occurs on the connection surface 12. During contacting, the placing device 14 is subjected to pressure and temperature and, if an ultrasound wire bonding device is used, ultrasound is also applied, so that a connection between the connecting material piece 11 and the connection surface 12 is analogous to that known from wire bonding technology Friction welding process with the connection surfaces 12 of the substrate formed here as a chip 13 can take place.
Bei Verwendung einer konventionellen Drahtbondvorrichtung zur Bereitstellung der Applikationsvorrichtung 10 kann die Verbin¬ dung zwischen dem Verbindungsmaterialstück 11 und der An¬ schlußfläche 12 im Ball-Modus erfolgen, wohingegen die Auf¬ nahme der Verbindungsmaterialstücke 11 durch die Plazierein¬ richtung 14 im Wedge-Modus erfolgen kann. Daraus zeigt sich, daß zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Applikation von Verbindungsmaterialstücken 11 auf den Anschlußflächen 12 des Chips 13 das automatisierte Verfahren aus der Drahtbond¬ technik übernommen werden kann.When using a conventional wire bonding device to provide the application device 10, the connection between the connecting material piece 11 and the connecting surface 12 can take place in the ball mode, whereas the connection material pieces 11 can be picked up by the placing device 14 in the wedge mode can. This shows that the automated method can be adopted from wire bonding technology to carry out the above-described application of connecting material pieces 11 on the connection areas 12 of the chip 13.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Applikationsvorrichtung, die, wie vorstehend ausgeführt, weitgehend mit einer konventionel¬ len Ultraschall-Drahtbondvorrichtung übereinstimmt, ist die als Plaziereinrichtung 14 verwendete Drahtbondkapillare mit einem üblicherweise als Transducer 21 bezeichneten Ultra¬ schallschwingkopf versehen. Bei der Applikationsvorrichtung 10 wird der Transducer 21 nicht nur, wie aus der Drahtbondtechnik bekannt, zur Ultraschallbeaufschlagung der Drahtbondkapillare bei der Kontaktierung der Anschlußfläche im Reibschweißverfah¬ ren eingesetzt, sondern darüber hinaus zur Vereinzelung und Zentrierung der Verbindungsmaterialstücke 11 am Mundstück 16 der Plaziereinrichtung 14. Bei Versuchen hat sich nämlich her¬ ausgestellt, daß es durch das am Mundstück 16 bei der Aufnahme von Verbindungsmaterialstücken 11 aus dem Materialreservoir 15 wirkende Vakuum häufig zum Haften mehrerer Verbindungsmateri¬ alstücke 11 kommt. Um sicherzustellen, daß lediglich ein Ver- bindungsmaterialstück 11 auf der Anschlußfläche 12 des Chips 13 plaziert wird, wird die Plaziereinrichtung 14 beim Überfüh¬ ren in die Übergangsstellung II mit einem Ultraschallimpuls beaufschlagt, der zwei positive Effekte zur Folge hat. Zum einen werden überzählige Verbindungsmaterialstücke 11 vom Mundstück 16 abgeschüttelt, zum anderen ergibt sich durch die Relativbewegung des verbleibenden Verbindungsmaterialstücks 11 gegenüber dem Mundstück 16 eine quasi selbsttätige Zentrierung des Verbindungsmaterialstücks 11 gegenüber dem Mundstück 16. Hierdurch wird auch sichergestellt, daß bei der nachfolgenden Plazierung des VerbindungsmaterialStücks 11 auf der Anschlu߬ fläche 12 die Position des Verbindungsmaterialstücks 11 in ei- ner horizontalen Positionierungsebene 22 im wesentlichen mit der Position der Plaziereinrichtung 14 übereinstimmt, so daß es nicht zu seitlichen Verlagerungen des Verbindungsmaterial¬ stücks 11 gegenüber der Anschlußfläche 12 mit der Folge von Fehlkontaktierungen kommen kann. Als Dauer des Ultraschall-Im- puls hat sich bei Versuchen eine Zeit von einer Sekunde als ausreichend erwiesen.In the application device shown in FIG. 1, which, as stated above, largely corresponds to a conventional ultrasound wire bonding device, the wire bonding capillary used as the placement device 14 is provided with an ultrasonic oscillating head, usually referred to as a transducer 21. In the application device 10, the transducer 21 is not only used, as is known from wire bonding technology, for ultrasound application of the wire bonding capillary when contacting the connecting surface in the friction welding process, but also for separating and centering the connecting material pieces 11 on the mouthpiece 16 of the placing device 14 Experiments have shown that the vacuum acting on the mouthpiece 16 when connecting material pieces 11 are received from the material reservoir 15 often results in the adhesion of several material pieces 11. To ensure that only one piece of connecting material 11 is placed on the connection surface 12 of the chip 13, the placing device 14 is moved with an ultrasound pulse when it is transferred to the transition position II that has two positive effects. On the one hand, excess connecting material pieces 11 are shaken off the mouthpiece 16, on the other hand, the relative movement of the remaining connecting material piece 11 relative to the mouthpiece 16 results in a quasi-automatic centering of the connecting material piece 11 with respect to the mouthpiece 16. This also ensures that the subsequent placement of the connecting material piece 11 on the connection surface 12, the position of the connecting material piece 11 in a horizontal positioning plane 22 essentially coincides with the position of the placing device 14, so that there is no lateral displacement of the connecting material piece 11 relative to the connecting surface 12, with the result of incorrect contacts can come. In experiments, a time of one second has proven to be sufficient as the duration of the ultrasound pulse.
Durch die vorstehend beschriebene Vereinzelung und Zentrierung der Verbindungsmaterialstücke 11 an der Plaziereinrichtung 14 wird eine derartige Zuverlässigkeit in der Durchführung der Applikation erreicht, daß auf korrigierende manuelle Eingriffe verzichtet werden kann. Damit ist die Grundlage für eine Auto¬ matisierung der Applikation von Verbindungsmaterialstücken 11 auf Anschlußflächen 12 von Substraten geschaffen.The separation and centering of the connecting material pieces 11 on the placing device 14 described above achieve such reliability in the implementation of the application that corrective manual interventions can be dispensed with. This creates the basis for automating the application of connecting material pieces 11 to connection surfaces 12 of substrates.
Um ein Haften überzähliger Verbindungsmaterialstücke 11 an der Plaziereinrichtung 14 von vornherein auszuschließen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, sowohl das als Materialreser¬ voir 15 dienende Behältnis als auch die Plaziereinrichtung elektrisch leitend auszubilden, so daß elektrostatische Aufla- dungseffekte, die zu einem Haften der Verbindungsmaterial- stücke 11 am Mundstück 16 der Plaziereinrichtung 14 auch nach Abschaltung des Vakuums führen können, von vornherein ausge¬ schlossen werden.In order to preclude any excess connecting material pieces 11 from sticking to the placing device 14 from the outset, it has proven advantageous to design both the container serving as material reservoir 15 and the placing device to be electrically conductive, so that electrostatic charging effects which lead to sticking Verbindungsmaterial- pieces 11 on the mouthpiece 16, the placement means 14 can also lead after disconnection of the vacuum, from the outset been ¬ be included.
Fig. 2 zeigt die in der Applikationsvorrichtung 10 verwendete und als Drahtbondkapillare ausgebildete Plaziereinrichtung 14 in einer Einzeldarstellung. Die bei den vorstehend genannren Versuchen verwendete Plaziereinrichtung 14 war ca. 1,1 cm lang und hatte einen Außendurchmesser von ca. 0,16 cm. Der Kapil¬ larkanal 18 hatte einen Durchmesser von 25 μm und die Oberflä¬ che der Plaziereinrichtung war mit einer in einer Sputterappa- ratur aufgebrachten Goldauflage leitend belegt. Die verwende- ten Verbindungsmaterialstücke 11 waren als Lotkugeln aus einer eutektischen Blei-Zinn-Legierung mit einem Durchmesser von 90 μm ausgebildet.FIG. 2 shows the placement device 14 used in the application device 10 and designed as a wire bond capillary in a single illustration. The placement device 14 used in the aforementioned experiments was approximately 1.1 cm long and had an outer diameter of approximately 0.16 cm. The capillary channel 18 had a diameter of 25 μm and the surface of the placing device was coated with a gold plating applied in a sputtering apparatus. The connecting material pieces 11 used were designed as solder balls made of a eutectic lead-tin alloy with a diameter of 90 μm.
Fig. 3 zeigt in einer alternativen Ausführungsform eine Pla¬ ziereinrichtung 22, die in identischer Weise mit der in Fig. 1 als Teil der Applikationsvorrichtung 10 dargestellten Plazier¬ einrichtung 14 verwendet werden kann, mit dem Unterschied, daß mit der Plaziereinrichtung 22 die Plazierung und Kontaktierung mehrerer Verbindungsmaterialstücke 11 gleichzeitig und unter Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Relativpositionierung der Verbindungsmaterialstücke 11 erfolgen kann. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besteht die Plaziereinrichtung 22 aus einem Kapil¬ larteil 23, der in seinen Abmessungen im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Plaziereinrichtung 14 entspricht, mit ei¬ nem Kapillarkanal 24, der in eine Vakuumkammer 25 einer Stem- pelplattenaufnähme 26 mündet. An der Stempelplattenaufnahme 26 ist eine Stempelplatte 27 mit einer Bohrungsanordnung 48 (Fig. 4) angeordnet zur Ausbildung von Verbindungsmaterialaufnahmen 28 zur Aufnahme einzelner Verbindungsmaterialstücke 11.3 shows, in an alternative embodiment, a placing device 22 which can be used in an identical manner to the placing device 14 shown in FIG. 1 as part of the application device 10, with the difference that the placing device 22 is used for placing and Contacting of a plurality of connecting material pieces 11 can take place simultaneously and while maintaining a predetermined relative positioning of the connecting material pieces 11. As can be seen from FIG. 3, the placing device 22 consists of a capillary part 23, the dimensions of which essentially correspond to the placing device 14 shown in FIG. 1, with a capillary channel 24, which is accommodated in a vacuum chamber 25 of a stamp plate receptacle 26 opens. A stamp plate 27 with a bore arrangement 48 (FIG. 4) is arranged on the stamp plate receptacle 26 to form connecting material receptacles 28 for receiving individual connecting material pieces 11.
Wie aus der Darstellung in Fig. 3 deutlich wird, haften die Verbindungsmaterialstücke 11 unter Vakuumeinwirkung positio¬ niert in den Verbindungsmaterialaufnahmen 28 an der Plazier¬ einrichtung 22.As is clear from the illustration in FIG. 3, the connecting material pieces 11 adhere to the placement device 22 under the action of vacuum in the connecting material receptacles 28.
Fig. 4 zeigt neben einer Unteransicht der Plaziereinrichtung 22 mit in den Verbindungsmaterialaufnahmen 28 angeordneten Verbindungsmaterialstücken 11 ein mittels der Plaziereinrich¬ tung 22 auf einem Substrat 29 erzielbares Verteilungsmuster 30 der Verbindungsmaterialstücke 11. Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß mittels der Plaziereinrichtung 22 die Ausbildung beliebig regelmäßig oder unregelmäßig ausgebildeter Vertei- lungs uster 30 in Übereinstimmung mit entsprechenden Anschlu߬ flächenanordnungen möglich ist. Die Plaziereinrichtung 22 eignet sich daher in besonderem Maße zur Erzeugung von Ball- Grid-Arrays.FIG. 4 shows, in addition to a bottom view of the placing device 22 with connecting material pieces 11 arranged in the connecting material receptacles 28, a distribution pattern 30 of the connecting material pieces 11 that can be achieved by means of the placing device 22 on a substrate 29. This illustration clearly shows that the placement device 22 allows the design to be arbitrary Regularly or irregularly formed distribution pattern 30 is possible in accordance with corresponding connection surface arrangements. The placement device 22 is therefore particularly suitable for creating ball grid arrays.
Fig. 5 zeigt eine Applikationsvorrichtung 31 mit einer Materi¬ albereitstellungseinrichtung 32, die neben einem Materialre- servoir 15 eine Materialentnahmeeinrichtung 33 aufweist, die über eine Materialzuführeinrichtung 34 mit dem Materialreser¬ voir 15 verbunden ist. Hinsichtlich der Ausbildung und des Be¬ triebs der Plaziereinrichtung 14 unterscheidet sich die in Fig. 6 dargestellte Applikationsvorrichtung 31 nicht von der in Fig. 1 dargestellten Applikationsvorrichtung 10. Dieser gegenüber bietet die Applikationsvorrichtung 31 den Vorteil, daß durch die von der Materialentnahmeeinrichtung 33 getrennte Anordnung des Materialreservoirs 15 unabhängig von der Phase, in der sich die Plaziereinrichtung 14 bei Durchführung des Applikationsverfahrens befindet, jederzeit ein Nachfüllen des Materialreservoirs 15 mit Verbindungsmaterialstücken 11 ohne störende Beeinflussung des Verfahrens möglich ist.5 shows an application device 31 with a material supply device 32 which, in addition to a material reservoir 15, has a material removal device 33 which is connected to the material reservoir 15 via a material feed device 34. With regard to the design and operation of the placing device 14, the application device 31 shown in FIG. 6 does not differ from the application device 10 shown in FIG. 1 of the material reservoir 15, regardless of the phase in which the placement device 14 is when the application method is carried out, it is possible to refill the material reservoir 15 with connecting material pieces 11 at any time without disturbing the method.
Fig. 6 zeigt eine Applikationsvorrichtung 35 mit einer Materi¬ albereitstellungseinrichtung 36, deren Materialzuführeinrich- tung 37 und Materialentnahmeeinrichtung 38 zusammen eine Ver¬ einzelungseinrichtung 39 bilden. Hierzu ist die Materialzu¬ führeinrichtung 37 zumindest teilweise als Fallkanal 40 ausgebildet, derart, daß die Verbindungsmaterialstücke 11 in Reihenfolge unter Schwerkrafteinfluß aus dem Materialreservoir 15 in den steil angeordneten Fallkanal 40 eintreten und durch diesen in ein flach angeordnetes Staustück 41 der Materialzuführeinrichtung 37 gelangen. An das Staustück 41 schließt die Materialentnahmeeinrichtung 38 an, die lediglich Platz zur Aufnahme eines Verbindungsmaterialstücks 11 bietet. Die steile Anordnung des Fallkanals 40 mit den darin überein- anderliegend angeordneten Verbindungsmaterialstücken 11 sorgt dafür, daß unter Schwerkrafteinschluß durch das Staustück 41 jeweils nach einer Entnahme eines Verbindungsmaterialstücks 11 aus der Materialentnahmeeinrichtung 38 durch die Plazierein- richtung 14 ein nachfolgendes Verbindungsmaterialstück 11 nachrückt. Wie in Fig. 6 durch den Doppelpfeil 42 angedeutet, kann die Materialbereitstellungseinrichtung 36 über eine ZuStellein¬ richtung 43 betätigt, eine Zustellbewegung in Richtung auf die Plaziereinrichtung 14 und von dieser weg ausführen. Aufgrund der Kopplung der Materialbereitstellungseinrichtung 36 mit der ZuStelleinrichtung 43 ist es möglich, die Plaziereinrichtung 14 lediglich in Richtung einer vertikalen Zustellachse 44 be¬ wegbar auszubilden und die zur Aufnahme eines Verbindungsmate¬ rialstücks 11 aus der Materialentnahmeeinrichtung 38 notwen- dige horizontale Bewegung durch die ZuStelleinrichtung 43 aus¬ zuführen.6 shows an application device 35 with a material preparation device 36, the material feed device 37 and material removal device 38 of which together form a singling device 39. For this purpose, the material feed device 37 is at least partially designed as a drop channel 40, such that the connecting material pieces 11 enter the steeply arranged drop channel 40 under the influence of gravity from the material reservoir 15 and pass through this into a flat stowage piece 41 of the material feed device 37. The material removal device 38 adjoins the stowage piece 41, which only offers space for receiving a connecting material piece 11. The steep arrangement of the drop channel 40 with the connecting material pieces 11 arranged one above the other ensures that a subsequent connecting material piece 11 moves up after the removal of a connecting material piece 11 from the material removal device 38 by the placement device 14 under gravity by the baffle piece 41. As indicated in FIG. 6 by the double arrow 42, the material supply device 36 can be actuated via an infeed device 43, execute an infeed movement in the direction of the placement device 14 and away from it. Due to the coupling of the material supply device 36 with the feed device 43, it is possible to design the placement device 14 to be movable only in the direction of a vertical feed axis 44 and the horizontal movement necessary for receiving a connecting material piece 11 from the material removal device 38 by the feed device 43 to perform.
Bei Verwendung einer konventionellen, im Ball-Wedge-Modus be¬ treibbaren Drahtbondvorrichtung kann als ZuStelleinrichtung 43 die ohnehin für die horizontale Zustellung einer hier nicht näher dargestellten Abflaramlanze vorhandene ZuStelleinrichtung verwendet werden, so daß auch für die in Fig. 6 dargestellte modifizierte Ausbildung der Applikationsvorrichtung 35 außer der Materialbereitstellungseinrichtung 36 keine weiteren Ein¬ richtungen neben den ohnehin bei einer Drahtbondvorrichtung vorhandenen Einrichtungen notwendig sind.When using a conventional wire bonding device that can be operated in ball-wedge mode, the delivery device, which is present anyway for the horizontal delivery of a flaming lance (not shown in detail here), can be used as the delivery device 43, so that the modified design of the application device shown in FIG 35 apart from the material supply device 36, no further devices are necessary in addition to the devices already present in a wire bonding device.
Fig. 6 zeigt auch, daß es zur Unterstützung einer reibungslo¬ sen Vereinzelung von Verbindungsmaterialstücken 11 in der Ver¬ einzelungseinrichtung 39 möglich ist, diese mit einem Transdu¬ cer 45 zu kombinieren, um insbesondere im Falle nicht kugel- förmig ausgebildeter Verbindungsmaterialstücke ein gegenseiti¬ ges Verkeilen der Verbindungsmaterialstücke und damit eine Hemmung der Vereinzelung zu verhindern.FIG. 6 also shows that, in order to support a smooth separation of connecting material pieces 11 in the individualizing device 39, it is possible to combine them with a transducer 45, in order in particular in the case of connecting material pieces which are not spherical, to be mutually compatible to prevent the pieces of connecting material from wedging and thus prevent the separation from being inhibited.
Eine weitere Möglichkeit, die reibungslose Vereinzelung der Verbindungsmaterialstücke 11 in der Vereinzelungseinrichtung 39 zu fördern, besteht darin, eine Luftströmung durch die Ma¬ terialzuführeinrichtung 37 zu leiten, die beispielsweise aus einer, hier nicht näher dargestellten, im Materialreservoir 15 angeordneten Luftdüse stammen kann und durch die Materialzu- führeinrichtung 37 zur Materialentnahmeeinrichtung 38 hinge- richtet ist unter Mitnahme von Verbindungsmaterialstücken 11. A further possibility of promoting the smooth separation of the connecting material pieces 11 in the separation device 39 is to direct an air flow through the material feed device 37, which can originate, for example, from an air nozzle arranged in the material reservoir 15 and not shown here, and through the material feed device 37 is directed toward the material removal device 38, taking along connecting material pieces 11.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Applikation von stückigem, insbesondere ku¬ gelförmigem Verbindungsmaterial auf einer Substratan¬ schlußfläche, bei dem das Verbindungsmaterial zur verein¬ zelten Ausrichtung gegenüber der Substratanschlußfläche für einen nachfolgenden Verbindungsvorgang mit der Sub¬ stratanschlußfläche in einer Plaziereinrichtung an¬ geordnet wird, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verfahrens¬ schritte: - Aufnahme des aus einem Materialreservoir (15) stammenden Verbindungsmaterials (11) mittels der Plaziereinrichtung (14, 22),1. A method for the application of lumpy, in particular spherical, connecting material to a substrate connection surface, in which the connection material is arranged in a placement device for individual subsequent alignment with the substrate connection surface for a subsequent connection process with the substrate connection surface the method steps: - picking up the connecting material (11) originating from a material reservoir (15) by means of the placing device (14, 22),
- Plazierung des Verbindungsmaterials (11) auf der Substratanschlußfläche (12) mittels der Plazier- einrichtung (14, 22)- Placing the connecting material (11) on the substrate connection surface (12) by means of the placing device (14, 22)
- Verbindung des Verbindungsmaterials (11) mit der Substratanschlußfläche (12) mittels der Plazierein¬ richtung (14, 22) .- Connection of the connecting material (11) to the substrate connection surface (12) by means of the placing device (14, 22).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Plaziereinrichtung (14, 22) nach Aufnahme des Verbindungsmaterials (11) durch die Plaziereinrichtung (14, 22) mit Vibrationen, insbesondere Ultraschall, be¬ aufschlagt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the placing device (14, 22) after receiving the connecting material (11) by the placing device (14, 22) is subjected to vibrations, in particular ultrasound.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in einer am Materialreservoir (15) ausgebildeten Ver¬ einzelungseinrichtung (39) vor Aufnahme des Verbindungs¬ materials (11) durch die Plaziereinrichtung (14) eine Vereinzelung des Verbindungsmaterials erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that in a materializing device (39) formed in the individualizing device (39) before the connecting material (11) is picked up by the placing device (14), the connecting material is separated.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Vereinzelungseinrichtung (39) eine durch Schwerkraft bewirkte, vorzugsweise durch Ultraschallbe¬ aufschlagung und/oder eine Luftströmung unterstützte Ver- einzelung des Verbindungsmaterials (11) erfolgt.4. The method according to claim 3, characterized in that the separating device (39) causes a separation of the connecting material (11) caused by gravity, preferably supported by ultrasound and / or an air flow.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vereinzelungseinrichtung (39) vor Aufnahme des Verbindungsmaterials (11) durch die Plaziereinrichtung (14) eine auf die Plaziereinrichtung (14) gerichtete Zu¬ stellbewegung und nach Aufnahme des Verbindungsmaterials eine von dieser weggerichtete Rückstellbewegung ausführt.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the separating device (39) prior to receiving the connecting material (11) by the placing device (14) directed towards the placing device (14) adjusting movement and after receiving the connecting material one of these directional reset movement executes.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An¬ sprüche , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Plaziereinrichtung (14) zur Aufnahme eines ein¬ zelnen Verbindungsmaterialstücks (11) dient.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the placing device (14) serves to receive a single piece of connecting material (11).
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Plaziereinrichtung (22) zur Aufnahme mehrerer in ihrer Relativanordnung definierter Verbindungsmaterial¬ stücke (11) dient.7. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the placement device (22) serves to receive a plurality of connecting material pieces (11) defined in their relative arrangement.
8. Verf hren nach einem oder mehreren der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Durchführung des Verfahrens eine Drahtbondvor¬ richtung verwendet wird, die im Ball-Wedge-Modus betrie¬ ben wird.8. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that a wire bonding device which is operated in the ball-wedge mode is used to carry out the method.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Aufnahme des Verbindungsraaterials (11) in der Wedge-Bond-Phase und die Plazierung des Verbindungsmate¬ rials (11) in der Ball-Bond-Phase erfolgt.9. The method according to claim 8, characterized in that the connection material (11) is received in the wedge bond phase and the connection material (11) is placed in the ball bond phase.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zustellbewegung der Vereinzelungseinrichtung (39) durch eine Abflammlanzenzustelleinrichtung der Drahtbond- Vorrichtung ausgeführt wird.10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the feed movement of the separating device (39) is carried out by a flame lance delivery device of the wire bonding device.
11. Vorrichtung zur Applikation von stückigem, insbesondere kugelförmigem Verbindungsmaterial auf einer Substratan¬ schlußfläche, mit einer Plaziereinrichtung zur verein¬ zelten Ausrichtung des Verbindungsmaterials gegenüber der Substratanschlußfläche für einen nachfolgenden Verbin¬ dungsvorgang mit der Substratanschlußfläche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Plazierungseinrichtung (14, 22)zur Aufnahme, Pla¬ zierung und Verbindung des Verbindungsmaterials (11) mit der Substatanschlußflache (12) dient.11. Device for the application of lumpy, in particular spherical, connecting material to a substrate connection surface, with a placement device for the individual alignment of the connection material with respect to the substrate connection surface for a subsequent connection process with the substrate connection surface, characterized in that the placement device (14, 22 ) for receiving, placing and connecting the connecting material (11) to the substrate connection surface (12).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Plaziereinrichtung (14, 22) als Teil einer Draht¬ bondvorrichtung ausgebildet ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the placement device (14, 22) is designed as part of a wire-bonding device.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Plaziereinrichtung (14) als Drahtbondkapillare einer Drahtbondvorrichtung ausgebildet ist, die mit Va¬ kuum beaufschlagbar ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the placement device (14) is designed as a wire bond capillary of a wire bond device which can be acted upon by vacuum.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Plaziereinrichtung (22) als stempeiförmiges Werk¬ zeug mit einer Anordnung von Verbindungsmaterialaufnahmen (28) für Verbindungsmaterialstücke (11) ausgebildet ist, wobei die Verbindungsmaterialaufnahmen (28) mit Vakuum beaufschlagbar sind.14. The apparatus according to claim 12, characterized in that the placing device (22) is designed as a stem-shaped tool with an arrangement of connecting material receptacles (28) for connecting material pieces (11), the connecting material receptacles (28) having a vacuum are acted upon.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis15. The device according to one or more of claims 11 to
14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Verbindungsmaterialentnahmeeinrichtung (38) mit einer Abflammlanzen-Zustelleinrichtung (43) der Draht¬ bondvorrichtung kombiniert ist.14, characterized in that a connection material removal device (38) is combined with a flame lance delivery device (43) of the wire bonding device.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verbindungsmaterialentnahmeeinrichtung (38) mit einer Vereinzelungseinrichtung (39) kombiniert ist.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the connecting material removal device (38) is combined with a separating device (39).
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis17. The device according to one or more of claims 11 to
15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vereinzelungseinrichtung einen mit dem Material¬ reservoir (15) verbundenen Fallkanal (40) aufweist, der zur Materialentnahmeeinrichtung (38) führt.15, characterized in that the separating device has a drop channel (40) connected to the material reservoir (15), which leads to the material removal device (38).
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vereinzelungseinrichtung mit einem Ultraschall- Schwingkopf (45) kombiniert ist. 18. The apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that the separating device is combined with an ultrasonic oscillating head (45).
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