JP2000012570A - ダイボンダおよびダイボンディング方法 - Google Patents

ダイボンダおよびダイボンディング方法

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JP2000012570A
JP2000012570A JP17868398A JP17868398A JP2000012570A JP 2000012570 A JP2000012570 A JP 2000012570A JP 17868398 A JP17868398 A JP 17868398A JP 17868398 A JP17868398 A JP 17868398A JP 2000012570 A JP2000012570 A JP 2000012570A
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JP
Japan
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semiconductor pellet
collet
needle
push
adhesive sheet
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Pending
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JP17868398A
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Inventor
Koji Kawase
浩二 川瀬
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイボンダにおける半導体ペレットのピック
アップ制御で、半導体ペレットを突き上げる突き上げニ
ードルとその突き上げられた半導体ペレットを吸着する
コレットの衝撃荷重を少なくする制御。 【解決手段】 ダイボンダの半導体ペレット2のピック
アップで、コレット4が半導体ペレット2を吸着するま
で、突き上げニードル3で低速で持ち上げるようにする
と共に、半導体ペレット2を突き上げる突き上げニード
ル3と突き上げられた半導体ペレットを吸着するコレッ
ト4の移動する速度を共に曲線制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイボンダにおけ
る半導体ペレットのピックアップ制御に関するもので、
特に、半導体ペレットを突き上げる突き上げニードルと
その突き上げられた半導体ペレットを吸着するコレット
を制御するダイボンダとダイボンディング方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】通常のダイボンダは、粘着シートに貼付
されたウエハがダイシングソウによって分割された半導
体ペレットを、画像処理装置で良否判定し、良判定の半
導体ペレットを粘着シートの下から一個ずつ突き上げニ
ードルで突き上げ、その突き上げられた半導体ペレット
を上方からコレットで真空吸着してピックアップする。
その後に、ピックアップされた半導体ペレットをボンデ
ィングヘッドで外囲器の所定位置に接合する技術であ
る。
【0003】この半導体ペレットのピックアップ工程で
は、半導体ペレットに突き上げニードルとコレットがそ
れぞれ動的に接触するため衝撃が加わる。以下に半導体
ペレットのピックアップ工程について図面を参照して説
明する。
【0004】図5は従来の半導体ペレットのピックアッ
プ工程についてのステップ毎の状況を説明する説明図
(縦軸はZ軸での位置、横軸は時間軸、従ってa〜eは
位置的にはX−Y軸上の同位置で、半導体ペレット等は
Z軸方向のみに変位する)であり、図6はピックアップ
工程のステップ毎のコレットと突き上げニードルの軌跡
とそれによる半導体ペレットが受ける衝撃荷重を示すグ
ラフである。図5で示す様ように、まず、ダイボンダの
図示しない画像処理部によって粘着シート11に貼付さ
れ「良」と認識された半導体ペレット12を、突き上げ
ニードル13とコレット14とが作動する所定の作動位
置aまでX−Y軸方向に移動させて位置決めする。
【0005】次に、このa位置で、Z軸方向に突き上げ
ニードル13及びコレット14を所定量移動する。移動
完了後でも突き上げニードル13と粘着シート11との
間には若干の隙間が存在する。
【0006】次に、コレット14を半導体ペレット12
の上面の位置bまで下降する。それによりコレット14
は半導体ペレット12に衝撃荷重を与えてその上面に接
触する。
【0007】次に点cの位置から、突き上げニードル1
3とコレット14は同期をとりながら半導体ペレット1
2に対して突き上げ動作を開始する。この突き上げ動作
は図5に示すように直線的な移動速度で行い、また、こ
のときのコレット14の移動量は突き上げニードル13
に対し、半導体ペレット12の1 個分の厚みと同等もし
くは、それ以上の移動量に設定している場合が多い。
【0008】それにより、突き上げニードル13の上昇
は点dを通過し、点eで粘着シート11を突き破ってコ
レット14より先に移動完了となり、突き上げ頂点の位
置でコレットが移動完了になるのを待つ。コレット14
は半導体ペレット12を吸着して上昇後、半導体ペレッ
ト12の挟み込み量分下降して停止する。その際に、吸
着されている半導体ペレット12は突き上げニードル1
3に衝突する。
【0009】次に、コレット14が移動完了後に、突き
上げニードル13は原点の位置まで移動を行い、ピック
アップ動作を完了させる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述の半導体ペレット
のピックアップ動作においては、図6に示すように半導
体ペレットに対する突き上げニードルとコレットからの
衝撃荷重のピークが3回発生する。それらは、(イ)半
導体ペレットとコレット接触の瞬間、(ロ) ニードル突
き上げ動作開始時、(ハ) ニードル突き上げ動作完了時
である。
【0011】すなわち、この3回の衝撃荷重のピークに
より半導体ペレットに加わる衝撃が強く、半導体ペレッ
トの劣化等による製品不良が発生していた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明による手段によれ
ば、粘着シートに貼着された半導体ペレットを前記粘着
シートの下方から突き上げニードルで突き上げ、その突
き上げられた半導体ペレットを上方からコレットでピッ
クアップするダイボンダにおいて、前記突き上げニード
ルと前記コレットの移動速度は共に曲線制御されている
ことを特徴とするダイボンダにある。
【0013】また本発明による手段によれば、前記コレ
ットが前記半導体ペレットに接触するまで、前記突き上
げニードルが前記半導体ペレットを低速で持ち上げるこ
とを特徴とするダイボンダにある。
【0014】また本発明による手段によれば、前記突き
上げニードルと前記半導体ペレットの移動速度の制御に
適用する曲線の曲率は等しいことを特徴とするダイボン
ダにある。
【0015】また本発明による手段によれば、粘着シー
トに貼着された半導体ペレットを前記粘着シートの下方
から突き上げニードルで突き上げ、その突き上げられた
半導体ペレットを上方からコレットでピックアップする
ダイボンディング方法において、前記突き上げニードル
と前記コレットの移動する速度は共に曲線制御されてい
ることを特徴とするダイボンディング方法にある。
【0016】
【発明の実施の形態】通常、ダイボンダにおける半導体
ペレットのピックアップは、まず、パターン認識装置に
より半導体ペレットの不良検出が行われる。通常、IT
Vによって半導体ペレットの画像が取り込まれ、画像処
理部での画像処理によって半導体ペレットのずれ、大き
な傷、形状不良やパターンの大きな欠陥等が検出され
る。その検出結果はダイボンダの記憶部に記憶され、ダ
イボンダの際に欠陥が検出されたものはスキップされ
る。
【0017】半導体ペレットはディスクリートの場合、
材質的に脆く衝撃に対してあまり強くない。また、寸法
的にも小さく、厚さが0.2mm程度で、表面積は0.
2mm×0.2mm程度であるため、ピックアップの際
にコレットに正確に吸着されないと回転してしまうこと
があるので。突き上げニードルを下方からから接触させ
てそれを防止している。
【0018】以下に本発明のピックアップ動作を説明す
ると、図1はその概略図で、粘着シート1の表面に貼付
され不良検出されなかった半導体ペレット2を、突き上
げニードル3で粘着シート1の裏面から突き上げ、その
突き上げられた半導体ペレット2を上方からコレット4
によってピックアップする。
【0019】図2(a)、(b)は、コレット4の先端
形状を示す側面図で、(a)スクライブを必要とする場
合のもで、(b)はスクライブを必要としない場合のも
のである。いずれにしろ、コレット4の先端部はパイプ
状の細管で内部に図示しないバキューム源に接続された
バキューム孔5が形成されている。
【0020】また、半導体ペレット2のピックアップ動
作で作動する、コレット4や突き上げニードル3の動力
源は図示しないサーボモータを使用している。また、そ
れらの各サーボモータの制御はCPUで一括制御し、ま
た、モータの立ち上がりから立ち下がりまでの速度曲線
は、プログラムの設定によって任意の曲線を生成するこ
とができる。従って、突き上げニードル3やコレット4
の動作については所望の速度制御を行うことができる。
【0021】以下に、さらに具体的に本発明の実施の形
態を図面を参照して説明する。
【0022】図3は本発明の実施の形態を示す半導体ペ
レットのピックアップ工程についてのステップ毎の状況
を説明する説明図(従来の技術と同様に、縦軸はZ軸で
の位置、横軸は時間軸、従ってf〜iは位置的にはX−
Y軸上の同位置で、半導体ペレット等はZ軸方向のみに
変位する)であり、図4はそのピックアップ工程のステ
ップ毎の突き上げニードルとコレットの移動速度の変化
を示す軌跡とその際に半導体ペレットが受ける衝撃荷重
を示すグラフである。
【0023】図3で示すように、まず、図示しないダイ
ボンダの画像処理部によって、粘着シート1に貼付され
「良」と認識された半導体ペレット2を、突き上げニー
ドル3とコレット4とが作動する所定の作動位置fまで
X−Y軸方向に移動し位置決めする。
【0024】次に、作動位置fで突き上げニードル3及
びコレット4をZ軸方向にそれぞれ移動する。移動完了
後でも突き上げニードル3と粘着シート1との間には若
干の隙間が存在する。
【0025】次に、コレット4を半導体ペレット2の上
面の位置gまで下降させる。このコレット4の下降位置
では、コレット4と半導体ペレット2とは距離があり接
触していない。
【0026】次に点gの位置から、突き上げニードルが
3が低速で静かに上昇して粘着シート1に接触し、さら
に、半導体ペレット2とコレット4が接触するまで半導
体ペレット2を低速で持ち上げ続ける。
【0027】次に点hの位置から、突き上げニードル3
とコレット4は同期をとりながら、半導体ペレット2の
突き上げ動作を開始する。このとき突き上げニードル3
とコレット4は、図示しない制御部によって移動速度が
同じ曲線に曲線制御されて駆動される。この曲線制御の
曲線は、例えば、Sin曲線やサイクロイド曲線等を半
導体ペレット2に応じ設定することができる。この移動
速度が曲線制御された突き上げニードル3は低速で上昇
し、i点で半導体ペレット2が貼付されている粘着シー
ト1を突き破り半導体ペレット2に接触する。その時点
では突き上げニードル3の移動速度は曲線制御であるの
で極めて低速域に設定されているため、半導体ペレット
2が接触によって受ける衝撃は極めて小さく押さえられ
ている。
【0028】この制御部はマイコンからの指令によって
制御される。それらは、例えば、駆動源である図示しな
いブラシレスモータ(サーボモータ)は、ステータ部分
にロータの極の位置を検出するための位置検出素子とし
て、ホール素子を電気角で60度又は102度の間隔で
複数個配設されている。そして、このホール素子からの
位置信号に基づいてステータコイルへの通電タイミング
を決定する論理変換部が設けられ、論理変換部の結果に
よりステータコイルに通電する出力手段であるインバー
タ回路が設けられている。
【0029】また、ホール素子を用いるとブラシレスモ
ータ内の構造が複雑になるので、ホール素子を用いず
に、ステータコイルに生じる誘起電圧による制御を行う
場合もある。
【0030】その場合は、ロータの回転に基づいてステ
ータコイルに生じる誘起電圧を検出し、その誘起電圧を
90度の遅れ特性を有するフィルタ回路(抵抗とコンデ
ンサで構成)により移相することによってロータの極に
対応する位置信号を得る。また、その信号によってイン
バータ回路を介するステータコイルへの通電タイミング
を決定する論理変換部を設ける構成となる。
【0031】なお、この場合は、ロータが停止している
ときにはステータコイルに誘起電圧が生じないので、始
動時には論理変換部に低周波の疑似信号を付与してい
る。この制御部も同様に、マイコンからの指令によって
制御される。
【0032】これらのモータ制御によりコレット4と突
き上げニードル3の動作を制御し、所望の曲線制御を行
うことができる。なお、この制御はコレット4の動作を
制御し、それに突き上げニードルの動きを倣わせて制御
している。
【0033】また、コレット4の移動量は、通常、突き
上げニードル3に対し、半導体ペレット2の1個分の厚
みと同等もしくはそれ以上の移動量に設定している。
【0034】それにより、突き上げニードル13の上昇
は、点iで粘着シート1を突き破ってコレット14より
先に移動完了となり、突き上げ頂点の位置でコレットが
移動完了になるのを待つ。コレット14は半導体ペレッ
ト12を吸着して上昇後、半導体ペレット2の挟み込み
量分だけ移動速度が曲線制御されて緩やかに下降して停
止する。
【0035】次に、コレット14が移動完了後に、突き
上げニードル13は原点の位置まで移動を行い、ピック
アップ動作を完了させる。
【0036】図4に示すように、上述の実施の形態によ
れば、従来の半導体ペレット2がピックアップの際に3
度受けていた衝撃荷重はほぼ解消された。
【0037】すなわち、3度の衝撃荷重の内、半導体ペ
レット2とコレット4の接触の瞬間に関しては、上述の
実施の形態では、半導体ペレット2とコレット4が接触
するまで、突き上げニードル3が半導体ペレット2を低
速で持ち上げるため、コレット4との接触は緩やかで衝
撃を受けることはない。
【0038】また、突き上げニードル3の突き上げ動作
開始時と突き上げニードル3の突き上げ動作完了時に関
しては、いずれも、突き上げニードル3とコレット4の
速度制御を直線制御に比べて緩やかで衝撃の少なくなる
曲線制御を適用したので、半導体ペレットが受ける衝撃
荷重が緩和された。
【0039】
【発明の効果】本発明では、ダイボンダの半導体ペレッ
トのピックアップにおいて、コレットが半導体ペレット
を吸着するまで、突き上げニードルを低速で持ち上げる
ようにし、かつ、半導体ペレットを突き上げる突き上げ
ニードルと突き上げられた半導体ペレットを吸着するコ
レットの移動する速度を共に曲線制御したので、半導体
ペレットをピックアップする際の衝撃が大幅に緩和さ
れ、半導体ペレットの劣化等の製品不良が無くなり、製
造歩留まりが大幅に向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】ピックアップの概要を示す説明図。
【図2】コレットの先端部を示す断面図。
【図3】本発明の実施の形態を示す半導体ペレットのピ
ックアップ工程についてのステップ毎の状況を説明する
説明図。
【図4】本発明のピックアップ工程についてのステップ
毎の突き上げニードルとコレットの速度変化を示す軌跡
と半導体ペレットが受ける衝撃荷重を示すグラフ。
【図5】従来の半導体ペレットのピックアップ工程につ
いてのステップ毎の状況を説明する説明図。
【図6】従来のピックアップ工程についてのステップ毎
のコレットとニードルの移動速度の軌跡と半導体ペレッ
トの衝撃荷重を示すグラフ。
【符号の説明】
1、11…粘着シート、2、12…半導体ペレット、
3、13…突き上げニードル、4、14…コレット、
5、15…バキューム孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粘着シートに貼着された半導体ペレット
    を前記粘着シートの下方から突き上げニードルで突き上
    げ、その突き上げられた半導体ペレットを上方からコレ
    ットでピックアップするダイボンダにおいて、 前記突き上げニードルと前記コレットの移動速度は共に
    曲線制御されていることを特徴とするダイボンダ。
  2. 【請求項2】 前記コレットが前記半導体ペレットに接
    触するまで、前記突き上げニードルが前記半導体ペレッ
    トを低速で持ち上げることを特徴とする請求項1記載の
    ダイボンダ。
  3. 【請求項3】 前記突き上げニードルと前記半導体ペレ
    ットの移動速度の制御に適用する曲線の曲率は等しいこ
    とを特徴とする請求項1記載のダイボンダ。
  4. 【請求項4】 粘着シートに貼着された半導体ペレット
    を前記粘着シートの下方から突き上げニードルで突き上
    げ、その突き上げられた半導体ペレットを上方からコレ
    ットでピックアップするダイボンディング方法におい
    て、 前記突き上げニードルと前記コレットの移動する速度は
    共に曲線制御されていることを特徴とするダイボンディ
    ング方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7445688B2 (en) 2003-07-09 2008-11-04 Tdk Corporation Method and apparatus for picking up work piece and mounting machine
JP2013222715A (ja) * 2012-04-12 2013-10-28 Canon Machinery Inc ピックアップ方法およびピックアップ装置
JP2016131230A (ja) * 2015-01-15 2016-07-21 パイオニア株式会社 突上げ装置及び突上げ方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7445688B2 (en) 2003-07-09 2008-11-04 Tdk Corporation Method and apparatus for picking up work piece and mounting machine
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