JP2001156083A - Manufacturing method of semiconductor device and die bonding apparatus - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device and die bonding apparatus

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JP2001156083A
JP2001156083A JP33294099A JP33294099A JP2001156083A JP 2001156083 A JP2001156083 A JP 2001156083A JP 33294099 A JP33294099 A JP 33294099A JP 33294099 A JP33294099 A JP 33294099A JP 2001156083 A JP2001156083 A JP 2001156083A
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JP
Japan
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collet
shank
die
die bonding
bonding apparatus
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Application number
JP33294099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Arihiro Hasebe
有弘 長谷部
Hiroshi Maki
浩 牧
Koji Hosaka
浩二 保坂
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
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  • Die Bonding (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve collect changing frequency. SOLUTION: A die bonding apparatus 21 is provided with a dismounting jig 66 engaging with a collet 40 mounted to a shank 36, and a mounting jig 69 for mounting a new collet 40A to the shank 36 from which the collet 40 was dismounted. On changing collets, the collet mounted to the shank 36 is engaged with the dismounting jig 66 at a put-down device 30 of the die bonding apparatus 21 to remove the collet 40 from the shank 36. Then the shank 36 is moved to the position of the dismounting jig 69 by the put-down device, and the new collet 40A is mounted thereto. As the collet can automatically be changed, performance of frequency for changing collets can extremely be improved, damage and contamination on the die surface by the damage and the contamination of the collet can be protected, resulting in prevention of defective die bonding due to flawaand biassed abrasion of the collet.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
技術、特に、ダイボンディング技術に関し、例えば、半
導体装置の製造方法において、半導体ダイ(以下、ダイ
という。)をリードフレームにボンディングするダイボ
ンディング技術に利用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and more particularly, to a die bonding technique. The technology that is effective for technology

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造方法において、ダイを
リードフレームに固着するダイボンディング工程に次の
ようなダイボンディング装置が使用されることがある。
すなわち、コレットシャンクの下端に装着されたコレッ
トがダイの上面に押接されて真空吸着保持され、リード
フレームのタブの上面に塗布された接着材の上に押し付
けられることにより、ダイがタブに接着材層を介して固
着される。
2. Description of the Related Art In a method of manufacturing a semiconductor device, the following die bonding apparatus may be used in a die bonding step of fixing a die to a lead frame.
That is, the collet attached to the lower end of the collet shank is pressed against the upper surface of the die and held by vacuum suction, and is pressed onto the adhesive applied on the upper surface of the tab of the lead frame, so that the die adheres to the tab. It is fixed via the material layer.

【0003】なお、ダイボンディング技術を述べてある
例としては、株式会社日経BP社1993年5月31日
発行「VLSIパッケージング技術(下)」P17〜P
22、がある。
[0003] As an example describing the die bonding technology, see "VLSI Packaging Technology (Lower)", pages 17 to P, issued on May 31, 1993 by Nikkei BP Co., Ltd.
22.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようなダイボンデ
ィング装置において、ダイの表面の傷や汚染を防止する
ためには、ダイの表面に接触するコレットの交換頻度を
高める必要がある。しかしながら、コレットの交換作業
には人手を要するため、作業時間が長くなるばかりでな
く、人為的ミスや個人差による誤差が発生するという問
題点があり、コレットの交換頻度は低く抑えられること
を余儀なくされている。
In such a die bonding apparatus, it is necessary to increase the frequency of exchanging a collet in contact with the die surface in order to prevent scratches and contamination on the die surface. However, since the collet replacement requires labor, not only the work time is lengthened, but also there is a problem that errors due to human error and individual differences occur, and the frequency of collet replacement is inevitably reduced. Have been.

【0005】本発明の目的は、コレットの交換頻度を高
めることができるダイボンディング技術を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a die bonding technique that can increase the frequency of collet replacement.

【0006】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.

【0008】すなわち、ダイボンディング装置は、コレ
ットシャンクに取り付けられたコレットを係合する取外
治具と、コレットを取り外された前記コレットシャンク
に新規のコレットを取り付ける取付治具とを備えてい
る。
[0008] That is, the die bonding apparatus includes a removing jig for engaging a collet attached to the collet shank, and an attaching jig for attaching a new collet to the collet shank from which the collet has been removed.

【0009】コレットの交換作業に際して、コレットシ
ャンクに取り付けられたコレットはダイボンディング装
置の作動によって取外治具に係合されてコレットシャン
クから取り外される。コレットを取り外されたコレット
シャンクはダイボンディング装置の作動によって取付治
具の位置に移動され、新規のコレットをダイボンディン
グ装置の作動によって取り付けられる。したがって、前
記したダイボンディング装置によれば、半導体ダイを真
空吸着するコレットをダイボンディング装置の作動によ
って自動的に交換することができるため、コレットの交
換頻度を高めることができる。
When the collet is replaced, the collet attached to the collet shank is engaged with the removal jig by the operation of the die bonding device and is removed from the collet shank. The collet shank from which the collet has been removed is moved to the position of the mounting jig by the operation of the die bonding device, and a new collet is mounted by the operation of the die bonding device. Therefore, according to the die bonding apparatus described above, the collet for vacuum-sucking the semiconductor die can be automatically replaced by the operation of the die bonding apparatus, so that the collet replacement frequency can be increased.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態である
ダイボンディング装置を示す斜視図である。図2はコレ
ットを示しており、(a)は平面図、(b)は正面断面
図、(c)は底面図である。図3コレット交換装置を示
しており、(a)は平面図、(b)は(a)のb−b線
に沿う側面断面図、(c)は(a)のc−c線に沿う側
面断面図である。図4以降はその作用を説明するための
説明図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. 2A and 2B show a collet, wherein FIG. 2A is a plan view, FIG. 2B is a front sectional view, and FIG. 2C is a bottom view. 3 shows a collet exchange device, (a) is a plan view, (b) is a side sectional view along the line bb of (a), (c) is a side surface along the line cc of (a) It is sectional drawing. FIG. 4 et seq. Are explanatory diagrams for explaining the operation.

【0011】本実施形態において、本発明に係る半導体
装置の製造方法は、ダイボンディング工程が図1に示さ
れているダイボンディング装置によって実施されるよう
に構成されている。そして、本発明に係るダイボンディ
ング装置は、多連リードフレームの各単位リードフレー
ムにおけるタブにダイをボンディングするように構成さ
れている。
In the present embodiment, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is configured such that the die bonding step is performed by the die bonding apparatus shown in FIG. The die bonding apparatus according to the present invention is configured to bond a die to a tab in each unit lead frame of a multiple lead frame.

【0012】図1に示されているように、多連リードフ
レーム11は42アロイ等の鉄系材料や、無酸素銅等の
銅系材料(銅または銅合金)のような導電性および熱伝
導性の良好な材料が使用されてプレス加工によって横長
の長方形の平板形状に形成されている。多連リードフレ
ーム11は単位リードフレーム12が一方向に繰り返し
形成されて一列に連結された多連構造に形成されてお
り、各単位リードフレーム12にはダイを固着するため
のタブ13がそれぞれ形成されている。
As shown in FIG. 1, the multiple lead frame 11 is made of a conductive and heat conductive material such as an iron-based material such as 42 alloy or a copper-based material (copper or copper alloy) such as oxygen-free copper. A material having good properties is used and formed into a horizontally long rectangular flat plate shape by press working. The multiple lead frame 11 is formed in a multiple structure in which unit lead frames 12 are repeatedly formed in one direction and connected in a row. Each unit lead frame 12 has a tab 13 for fixing a die. Have been.

【0013】図1に示されているように、他方のワーク
であるダイ14は次のような工程でウエハリング15に
保持された状態でダイボンディング装置21に供給され
る。すなわち、ダイ14は半導体装置の製造工程におけ
る所謂前工程において、半導体ウエハの状態にて半導体
集積回路を作り込まれることにより製造される。半導体
集積回路を作り込まれた半導体ウエハの裏面には粘着シ
ートが貼着される。ウエハリングに貼着されたウエハシ
ートはダイシング工程において個々のダイ14に分断さ
れる。この際、粘着シートが貼着されているため、個々
のダイ14はばらばらになることはない。ダイ14に分
断されたウエハシートは粘着シートを引き伸ばされ、ウ
エハリング15に装着される。引き伸ばされたウエハシ
ートにおいて、隣合うダイ14、14同士は間隔を置い
た状態になる。そして、この状態で、ダイ14群はダイ
ボンディング工程に供給され、ダイボンディング装置2
1のピックアップ装置50にセットされる。
As shown in FIG. 1, the die 14, which is the other work, is supplied to the die bonding apparatus 21 while being held by the wafer ring 15 in the following process. That is, the die 14 is manufactured by forming a semiconductor integrated circuit in a state of a semiconductor wafer in a so-called pre-process in a semiconductor device manufacturing process. An adhesive sheet is adhered to the back surface of the semiconductor wafer on which the semiconductor integrated circuit is built. The wafer sheet attached to the wafer ring is divided into individual dies 14 in a dicing process. At this time, since the adhesive sheet is stuck, the individual dies 14 do not fall apart. The wafer sheet divided into the dies 14 is stretched from an adhesive sheet and mounted on the wafer ring 15. In the stretched wafer sheet, adjacent dies 14 are spaced from each other. Then, in this state, the group of dies 14 is supplied to the die bonding step, and the die bonding apparatus 2
1 pickup device 50.

【0014】ダイボンディング装置21はワークとして
の多連リードフレーム11を一方向(以下、X方向とす
る。)にピッチ送りするフィーダ22を備えており、フ
ィーダ22の上流側端部と下流側端部とには、多連リー
ドフレーム11をフィーダ22に供給するためのローデ
ィング装置23と、ボンディング済みの多連リードフレ
ーム11をフィーダ22から排出するためのアンローデ
ィング装置24とがそれぞれ設備されている。
The die bonding apparatus 21 includes a feeder 22 for feeding the multiple lead frames 11 as a workpiece in one direction (hereinafter, referred to as an X direction). The upstream end and the downstream end of the feeder 22 are provided. The unit is provided with a loading device 23 for supplying the multiple lead frames 11 to the feeder 22 and an unloading device 24 for discharging the bonded multiple lead frames 11 from the feeder 22. .

【0015】フィーダ22のローディング装置23の下
流側には、接着材としての銀ペースト25をタブ3に塗
布するための銀ペースト塗布装置26が設備されてい
る。銀ペースト塗布装置26にはディスペンサ27が接
続されており、銀ペースト塗布装置26はディスペンサ
27の制御によって銀ペースト25を一定量ずつ吐出し
て、タブ3の上に塗布するようになっている。
Downstream of the loading device 23 of the feeder 22, a silver paste application device 26 for applying a silver paste 25 as an adhesive to the tub 3 is provided. A dispenser 27 is connected to the silver paste application device 26. The silver paste application device 26 discharges a predetermined amount of the silver paste 25 by a control of the dispenser 27 and applies the silver paste 25 onto the tub 3.

【0016】フィーダ22における銀ペースト塗布装置
26の下流側には、ダイをタブにボンディングするため
のプットダウン装置30が設備されている。プットダウ
ン装置30はX軸ロボット31を備えており、X軸ロボ
ット31はその上に設置されたスタンド32をフィーダ
22の送り方向(以下、X方向とする。)に往復移動さ
せるように構成されている。スタンド32にはY軸ロボ
ット33が設置されており、Y軸ロボット33は垂直方
向下向きに支持したアーム34をX方向と直交する方向
(以下、Y方向とする。)に往復移動させるように構成
されている。アーム34の先端にはZ軸ロボット35が
設置されており、Z軸ロボット35は垂直方向下向きに
支持したコレットシャンク(以下、シャンクという。)
36を上下方向(以下、Z方向とする。)に往復移動さ
せるように構成されている。シャンク36の先端部には
ダイ14を真空吸着保持するためのコレット40が着脱
自在に取り付けられている。
Downstream of the silver paste application device 26 in the feeder 22, a put-down device 30 for bonding a die to a tub is provided. The put-down device 30 includes an X-axis robot 31, and the X-axis robot 31 is configured to reciprocate a stand 32 mounted thereon in a feed direction of the feeder 22 (hereinafter, referred to as an X direction). ing. A Y-axis robot 33 is installed on the stand 32. The Y-axis robot 33 is configured to reciprocate an arm 34 supported vertically downward in a direction orthogonal to the X direction (hereinafter, referred to as a Y direction). Have been. A Z-axis robot 35 is installed at the tip of the arm 34, and the Z-axis robot 35 is supported vertically downward by a collet shank (hereinafter, referred to as a shank).
36 is configured to reciprocate in a vertical direction (hereinafter, referred to as a Z direction). A collet 40 for holding the die 14 by vacuum suction is detachably attached to the tip of the shank 36.

【0017】本実施形態において、コレット40は図2
に示されているように構成されている。すなわち、コレ
ット40はゴムまたは樹脂が使用されて外径がコレット
シャンク36の外径よりも大きい略円柱形状に形成され
た本体41を備えており、本体41の下面には円錐台形
状の吸着面部42が形成されている。吸着面部42の中
心には円形の吸引口43が同心円に開設されており、本
体41の円柱の中心線上には吸引孔44が吸引口43に
連通するように開設されている。また、本体41の円柱
の中心線上にはシャンク取付口部45が吸引孔44に同
心円に開設されており、シャンク取付口部45の上端部
には迎え角部46が上広がりとなる円錐形状に形成され
ている。なお、本実施形態においてコレット40の形状
は円形を採用しているが、コレット40の形状は円形に
限定されるものでないことは勿論であり、図2(b)に
想像線で示されているように、コレット40の形状はコ
レットシャンク36に対しオーバーハングOHを構成す
る形状になっておればよい。
In this embodiment, the collet 40 is shown in FIG.
It is configured as shown in FIG. That is, the collet 40 includes a main body 41 formed of a substantially cylindrical shape using rubber or resin and having an outer diameter larger than the outer diameter of the collet shank 36. The lower surface of the main body 41 has a frusto-conical suction surface portion. 42 are formed. A circular suction port 43 is provided concentrically at the center of the suction surface portion 42, and a suction hole 44 is provided on the center line of the column of the main body 41 so as to communicate with the suction port 43. On the center line of the cylinder of the main body 41, a shank mounting opening 45 is formed concentrically with the suction hole 44, and at the upper end of the shank mounting opening 45, an angle of attack 46 is formed in a conical shape in which the angle of attack 46 is widened upward. Is formed. In the present embodiment, the shape of the collet 40 is circular, but it is needless to say that the shape of the collet 40 is not limited to a circle, and is shown by an imaginary line in FIG. As described above, the shape of the collet 40 may be a shape that forms the overhang OH with respect to the collet shank 36.

【0018】プットダウン装置30のX軸ロボット31
のフィーダ22を挟んで反対側には、ウエハリング15
からダイ14を一個ずつピックアップするピックアップ
装置50が設備されている。ピックアップ装置50はウ
エハリング15をXY方向に移動させるXYテーブル5
1を備えている。XYテーブル51の真下にはウエハリ
ング15に保持されたダイ14を一個ずつ突き上げる突
き上げ棒52が設備されており、XYテーブル51の真
上にはダイ14の良否を検出する視覚観測系53が設備
されている。
X-axis robot 31 of put-down device 30
The wafer ring 15 is located on the opposite side of the feeder 22
A pick-up device 50 for picking up the dies 14 one by one is provided. An XY table 5 for moving the wafer ring 15 in the XY directions
1 is provided. Immediately below the XY table 51, push-up rods 52 for pushing up the dies 14 held by the wafer ring 15 one by one are provided. Above the XY table 51, a visual observation system 53 for detecting the quality of the dies 14 is provided. Have been.

【0019】ピックアップ装置50はΘZロボット54
を備えており、ΘZロボット54はアーム55を往復回
動かつ昇降させるように構成されている。アーム55の
先端部にはダイを真空吸着保持するためのコレット56
が取り付けられている。XYテーブル51の片脇にはア
ライメントステージ57が設備されており、アライメン
トステージ57はダイ14の位置を四枚のブレードによ
って機械的にアライメントするように構成されている。
The pickup device 50 is a ΘZ robot 54
The ΘZ robot 54 is configured to reciprocally rotate and move the arm 55 up and down. A collet 56 for holding the die by vacuum suction is provided at the tip of the arm 55.
Is attached. An alignment stage 57 is provided on one side of the XY table 51. The alignment stage 57 is configured to mechanically align the position of the die 14 with four blades.

【0020】ピックアップ装置50の片脇には図1およ
び図3に示されているコレット交換装置60が設置され
ている。すなわち、図1および図3に示されているよう
に、コレット交換装置60は上面が開口した平面視が略
長方形の箱形状に形成されたフレーム(器枠)61を備
えており、フレーム61はダイボンディング装置21の
機台(図示せず)に据え付けられている。フレーム61
内の底面上には上面が開口し平面視が長方形の箱形状に
形成されたトレー62が置かれており、トレー62の上
端の一端辺(以下、前端辺とする。)には把手63が折
り曲げらている。トレー62の後端壁の左端部には取入
口64が全高にわたって開設されており、フレーム61
の室内における取入口64に対向する位置には傾斜面部
材65が傾斜面が取入口64に対向するように取り付け
られている。
A collet changing device 60 shown in FIGS. 1 and 3 is provided on one side of the pickup device 50. That is, as shown in FIGS. 1 and 3, the collet exchanging device 60 includes a frame (mounting frame) 61 having an open upper surface and formed in a substantially rectangular box shape in plan view. It is installed on a machine base (not shown) of the die bonding apparatus 21. Frame 61
A tray 62 having an open top surface and formed in a rectangular box shape in a plan view is placed on the inner bottom surface, and a handle 63 is provided on one end side (hereinafter, referred to as a front end side) of the upper end of the tray 62. It is bent. At the left end of the rear end wall of the tray 62, an intake 64 is opened over the entire height.
An inclined surface member 65 is mounted at a position facing the inlet 64 in the room so that the inclined surface faces the inlet 64.

【0021】フレーム61の上面における傾斜面部材6
5の真上には略長方形の平板形状に形成された取外治具
66が水平に固定されており、取外治具66の後端辺の
中央には取外口67が前方に向かって切り欠かれてい
る。取外口67は内径がシャンク36の外径よりも若干
大径でコレット40の外径よりも小径の半長円形の切欠
形状(U溝形状)に形成されており、その開口側である
後端部には迎え角部68が後方広がりに形成されてい
る。取外治具66の取外口67はU溝形状に限らず、V
溝形状でもよい。
The inclined surface member 6 on the upper surface of the frame 61
A removal jig 66 formed in a substantially rectangular flat plate shape is fixed horizontally just above 5, and a removal opening 67 is provided at the center of the rear end of the removal jig 66 toward the front. Notched. The removal opening 67 is formed in a semi-elliptical notch shape (U-groove shape) having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the shank 36 and smaller than the outer diameter of the collet 40, and is formed on the opening side. At the end, an angle of attack 68 is formed to extend rearward. The removal opening 67 of the removal jig 66 is not limited to the U-groove shape.
It may have a groove shape.

【0022】フレーム61の取外治具66の右脇には取
付治具69が水平に配されて着脱自在に取り付けられて
おり、取付治具69の上面にはコレット40を収納する
ためのポケット70が複数個(図示例では六個)、マト
リックス状に配設されている。ポケット70はコレット
40と略等しい内径で深さがコレット40の高さと略等
しい円柱形の穴形状に形成されている。そして、取付治
具69はコレット40の各規格に対応したポケット70
を有するものが複数規格用意されており、使用するコレ
ット40に対応して交換されるようになっている。
A mounting jig 69 is horizontally disposed on the right side of the removing jig 66 of the frame 61 and is detachably mounted. A pocket for accommodating the collet 40 is provided on the upper surface of the mounting jig 69. 70 (six in the illustrated example) are arranged in a matrix. The pocket 70 has an inner diameter substantially equal to that of the collet 40 and is formed in a cylindrical hole shape whose depth is substantially equal to the height of the collet 40. The mounting jig 69 is provided with a pocket 70 corresponding to each standard of the collet 40.
Are provided in plural standards, and are exchanged corresponding to the collet 40 to be used.

【0023】フレーム61の取外治具66の前脇には取
付確認ステージ(以下、確認ステージという。)71が
形成されている。確認ステージ71は水平面部として構
成されており、その水平面のZ軸ロボット35に対する
高さが基準面高さとしてZ軸ロボット35に予め設定さ
れている。
At the front side of the removal jig 66 of the frame 61, an attachment confirmation stage (hereinafter referred to as a confirmation stage) 71 is formed. The confirmation stage 71 is configured as a horizontal plane portion, and the height of the horizontal plane with respect to the Z-axis robot 35 is preset in the Z-axis robot 35 as a reference plane height.

【0024】次に、前記構成に係るダイボンディング装
置による本発明の一実施形態である半導体装置の製造方
法のダイボンディング工程を説明する。
Next, the die bonding process of the method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention using the die bonding apparatus having the above-described configuration will be described.

【0025】ローディング装置23からフィーダ22に
供給された多連リードフレーム11は一ピッチずつ歩進
送りされて、銀ペースト塗布装置26の位置に達して間
欠停止する。多連リードフレーム11のタブ13が銀ペ
ースト塗布装置26の位置に間欠停止すると、銀ペース
ト25がタブ13の上に銀ペースト塗布装置26によっ
て塗布される。
The multiple lead frames 11 supplied from the loading device 23 to the feeder 22 are stepped forward one pitch at a time, reach the position of the silver paste coating device 26, and stop intermittently. When the tab 13 of the multiple lead frame 11 is intermittently stopped at the position of the silver paste application device 26, the silver paste 25 is applied on the tab 13 by the silver paste application device 26.

【0026】多連リードフレーム11に対する歩進送り
動作の間欠停止期間が経過すると、多連リードフレーム
11はフィーダ22によって再び歩進送りされる。以
降、銀ペースト塗布装置26において前述した作動が繰
り返されることにより、各単位リードフレーム12のタ
ブ13に銀ペースト25が順次塗布されて行く。
When the intermittent stop period of the step feed operation for the multiple lead frames 11 has elapsed, the multiple lead frames 11 are stepped again by the feeder 22. Thereafter, the above-described operation is repeated in the silver paste coating device 26, so that the silver paste 25 is sequentially applied to the tab 13 of each unit lead frame 12.

【0027】一方、ピックアップ装置50において、X
Yテーブル51はウエハリング15における良品のダイ
14を突き上げ棒52の真上に視覚観測系53の観測に
基づいて位置させる。続いて、突き上げ棒52は良品の
ダイ14を突き上げる。突き上げられたダイ14はコレ
ット56に真空吸着保持され、アーム55によってアラ
イメントステージ57に搬送され、アライメントステー
ジ57に移載される。アライメントステージ57におい
て、ダイ14は4枚のブレードによって機械的にアライ
メントされる。
On the other hand, in the pickup device 50, X
The Y table 51 positions the non-defective die 14 on the wafer ring 15 directly above the push-up bar 52 based on observation by the visual observation system 53. Subsequently, the push-up bar 52 pushes up the good die 14. The pushed-up die 14 is held in vacuum by a collet 56, conveyed by an arm 55 to an alignment stage 57, and transferred to the alignment stage 57. In the alignment stage 57, the die 14 is mechanically aligned by four blades.

【0028】アライメントステージ57にダイ14を移
載したコレット56は、ピックアップ装置50のウエハ
リング15の真上に戻り、次のダイ14を受け取って次
の動作に待機する。
The collet 56 having the die 14 transferred to the alignment stage 57 returns just above the wafer ring 15 of the pickup device 50, receives the next die 14, and waits for the next operation.

【0029】プットダウン装置30のシャンク36に装
着されたコレット40はアライメントステージ57のダ
イ14を真空吸着保持してピックアップし、フィーダ2
2の上に設定されたプットダウンステージにX軸ロボッ
ト31、Y軸ロボット33およびZ軸ロボット35の作
動によって搬送する。
The collet 40 mounted on the shank 36 of the put-down device 30 picks up the die 14 of the alignment stage 57 while holding it by vacuum suction.
The robot is conveyed to the put-down stage set above the robot 2 by the operation of the X-axis robot 31, the Y-axis robot 33, and the Z-axis robot 35.

【0030】多連リードフレーム11に対する歩進送り
に伴ってタブ13がプットダウンステージで間欠停止す
ると、コレット40がZ軸ロボット35によって下降さ
れ、タブ13に塗布された銀ペースト25の上にダイ1
4が押し付けられることよりタブ13に接着される。
When the tab 13 is intermittently stopped at the put down stage in accordance with the step feed to the multiple lead frame 11, the collet 40 is lowered by the Z-axis robot 35, and the die is placed on the silver paste 25 applied to the tab 13. 1
4 is pressed to adhere to the tab 13.

【0031】多連リードフレーム11に対する歩進送り
動作の間欠停止期間が経過すると、ダイ14をタブ13
に接着して空になったコレット40はX軸ロボット3
1、Y軸ロボット33およびZ軸ロボット35の作動に
よってアライメントステージ57に移動される。そし
て、コレット40は次のダイ14をピックアップした後
に、プットダウンステージに移動されて次の接着作動に
待機する。
When the intermittent stop period of the stepwise feed operation for the multiple lead frames 11 has elapsed, the die 14 is
The collet 40 that has been emptied by bonding to the X-axis robot 3
1. It is moved to the alignment stage 57 by the operation of the Y-axis robot 33 and the Z-axis robot 35. After picking up the next die 14, the collet 40 is moved to the put down stage and waits for the next bonding operation.

【0032】以上の作動が同時に進行されることによ
り、多連リードフレーム11の歩進送りに伴って各単位
リードフレーム12毎に銀ペースト塗布工程、ピックア
ップ工程およびプットダウン工程がそれぞれ実施され、
ダイ14がタブ13に銀ペースト25によって接着(ダ
イボンディング)されて行く。
By simultaneously performing the above operations, a silver paste application step, a pickup step, and a put-down step are performed for each unit lead frame 12 as the multiple lead frames 11 are stepped forward, respectively.
The die 14 is bonded (die-bonded) to the tab 13 with a silver paste 25.

【0033】ところで、塵埃や銀ペースト25の滓等の
付着によってコレット40の吸着面部42の表面が汚染
されていると、ダイ14の表面を損傷させたり汚染させ
たりしてしまう。また、コレット40に傷や偏摩耗が発
生した状態で、コレット40によるダイボンディングが
実施されると、ダイ14がタブ13に傾いた状態や位置
ずれした状態でボンディングされたりしてしまう。この
ような不良の発生を防止するためには、コレット40の
交換頻度を高めることが望ましい。
If the surface of the suction surface 42 of the collet 40 is contaminated by dust or scum of the silver paste 25, the surface of the die 14 is damaged or contaminated. Also, if die bonding is performed by the collet 40 in a state where the collet 40 is scratched or unevenly abraded, the die 14 may be bonded to the tab 13 in a state of being inclined or displaced. In order to prevent such defects from occurring, it is desirable to increase the frequency of replacement of the collet 40.

【0034】本実施形態においては、コレット40の交
換作業をプットダウン装置30の作動を利用して自動的
に実行して、コレット40の交換頻度を高めることによ
り、このような不良の発生が未然に防止される。以下、
コレット40の自動交換方法を説明する。
In the present embodiment, the collet 40 is automatically replaced by utilizing the operation of the put-down device 30 to increase the frequency of replacing the collet 40. Is prevented. Less than,
A method of automatically replacing the collet 40 will be described.

【0035】コレット40の自動交換作業に際して、プ
ットダウン装置30のシャンク36はコレット交換装置
60の取外治具66の位置にプットダウン装置30のX
軸ロボット31、Y軸ロボット33およびZ軸ロボット
35の作動によって移動され、図4(a)に示されてい
るように、取外治具66の取外口67に挿入される。こ
の状態で、シャンク36の下端に取り付けられたコレッ
ト40の上面は取外治具66の下面における取外口67
の外縁部に係合された状態になる。
When the collet 40 is automatically exchanged, the shank 36 of the put-down device 30 is moved to the position of the removal jig 66 of the collet exchange device 60 by the X of the put-down device 30.
The robot is moved by the operation of the axis robot 31, the Y-axis robot 33, and the Z-axis robot 35, and is inserted into the removal opening 67 of the removal jig 66 as shown in FIG. In this state, the upper surface of the collet 40 attached to the lower end of the shank 36 is attached to the removal opening 67 on the lower surface of the removal jig 66.
In a state of being engaged with the outer edge portion.

【0036】この係合状態で、シャンク36がZ軸ロボ
ット35の作動によって上昇すると、図4(b)に示さ
れているように、コレット40は取外治具66によって
シャンク36から引き抜かれて取り外される。すなわ
ち、コレット40のオーバーハング形状の部位が取外治
具66のU溝形状の取外口67の縁辺部に引っ掛かるこ
とにより、コレットシャンク36から取り外される。シ
ャンク36から取り外されたコレット40は傾斜面部材
65の傾斜面に落下し、傾斜面を転がってトレー62内
に収容される。
In this engaged state, when the shank 36 is raised by the operation of the Z-axis robot 35, the collet 40 is pulled out of the shank 36 by the removal jig 66 as shown in FIG. Removed. In other words, the overhang-shaped portion of the collet 40 is caught by the edge of the U-groove-shaped removal opening 67 of the removal jig 66, thereby being removed from the collet shank 36. The collet 40 removed from the shank 36 falls on the inclined surface of the inclined surface member 65, rolls on the inclined surface, and is stored in the tray 62.

【0037】コレット40を取外治具66によって取り
外されたシャンク36はコレット交換装置60の取付治
具69の位置に、プットダウン装置30のX軸ロボット
31、Y軸ロボット33およびZ軸ロボット35の作動
によって移動され、図5(a)に示されているように、
ポケット70に保持されたコレット(以下、新規のコレ
ット40Aという。)のシャンク取付口部45に挿入さ
れる。この際、シャンク取付口部45の上端部には迎え
角部46が形成されているため、多少の位置ずれがあっ
たとしても、シャンク36はシャンク取付口部45に挿
入される。
The shank 36 from which the collet 40 has been removed by the removal jig 66 is moved to the position of the attachment jig 69 of the collet exchange device 60 by the X-axis robot 31, the Y-axis robot 33 and the Z-axis robot 35 of the put-down device 30. 5A, and as shown in FIG. 5A,
The collet held in the pocket 70 (hereinafter, referred to as a new collet 40A) is inserted into the shank mounting opening 45. At this time, since the angle of attack 46 is formed at the upper end of the shank attachment port 45, the shank 36 is inserted into the shank attachment port 45 even if there is some displacement.

【0038】続いて、図5(b)に示されているよう
に、シャンク36がZ軸ロボット35によって上昇され
ると、ポケット70の新規のコレット40Aはシャンク
36の下端部に取り付けられた状態になる。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, when the shank 36 is raised by the Z-axis robot 35, the new collet 40A of the pocket 70 is attached to the lower end of the shank 36. become.

【0039】新規のコレット40Aがシャンク36の下
端部に取り付けられた状態になると、図6(a)に示さ
れているように、シャンク36はコレット交換装置60
の確認ステージ71の位置に、プットダウン装置30の
X軸ロボット31、Y軸ロボット33およびZ軸ロボッ
ト35の作動によって移動される。
When the new collet 40A is attached to the lower end of the shank 36, the shank 36 is moved to the collet changing device 60 as shown in FIG.
Is moved to the position of the confirmation stage 71 by the operation of the X-axis robot 31, the Y-axis robot 33, and the Z-axis robot 35 of the put-down device 30.

【0040】続いて、図6(b)に示されているよう
に、シャンク36がZ軸ロボット35によって下降され
て新規のコレット40Aの吸着面部42が確認ステージ
71の上面に押接される。この際、Z軸ロボット35の
コントローラはシャンク36の下降距離Z1 を移動量を
読み取ることによって測定する。そして、コントローラ
は当該測定した下降距離Z1 と予め設定された基準の下
降距離Z0 との差(Z1 −Z0 )を算出し、その差の絶
対値が交差Σの範囲内にあるか否かを判定する。すわな
ち、|Z1 −Z0 |≦Σ、が演算される。交差の範囲内
にある場合には、新規のコレット40Aのシャンク36
への取付は良好であると判定され、交差の範囲外にある
場合には新規のコレット40Aのシャンク36への取付
は不良であると判定される。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the shank 36 is lowered by the Z-axis robot 35, and the suction surface portion 42 of the new collet 40A is pressed against the upper surface of the confirmation stage 71. In this case, the controller of the Z-axis robot 35 is measured by reading the amount of movement of the descent distance Z 1 of the shank 36. Then, the controller calculates a difference (Z 1 −Z 0 ) between the measured descending distance Z 1 and a preset reference descending distance Z 0, and determines whether the absolute value of the difference is within the range of the intersection Σ. Determine whether or not. That is, | Z 1 −Z 0 | ≦ Σ is calculated. If so, the shank 36 of the new collet 40A
The attachment to the shank 36 of the new collet 40A is determined to be defective when it is determined that the attachment to the shank 36 is out of the range of intersection.

【0041】新規のコレット40Aのシャンク36への
取付は不良であると判定された場合には、新規のコレッ
ト40Aを取り付けられたシャンク36は取外治具66
の位置にX軸ロボット31、Y軸ロボット33およびZ
軸ロボット35の作動によって戻されて、前述の作動に
よって新規のコレット40Aを取り外される。不良であ
ると判定された場合は未装着である場合が多いが、その
場合も取外ステップは実行してもよい。
If it is determined that the attachment of the new collet 40A to the shank 36 is defective, the shank 36 to which the new collet 40A is attached is removed from the removal jig 66.
X-axis robot 31, Y-axis robot 33 and Z
It is returned by the operation of the shaft robot 35, and the new collet 40A is removed by the above operation. When it is determined that the device is defective, the device is often not mounted. In such a case, the removal step may be performed.

【0042】次いで、シャンク36は取付治具69の位
置にX軸ロボット31、Y軸ロボット33およびZ軸ロ
ボット35の作動によって移動され、先のポケット70
とは別のポケット70に保持された新規のコレット40
Aのシャンク取付口部45に前述した作動によって挿入
され、別の新規のコレット40Aがシャンク36の下端
部に取り付けられる。
Next, the shank 36 is moved to the position of the mounting jig 69 by the operation of the X-axis robot 31, the Y-axis robot 33, and the Z-axis robot 35.
New collet 40 held in a separate pocket 70
A new collet 40A is inserted into the shank mounting opening 45 of A by the operation described above, and another new collet 40A is mounted on the lower end of the shank 36.

【0043】別の新規のコレット40Aがシャンク36
の下端部に取り付けられた状態になると、シャンク36
は確認ステージ71の位置にX軸ロボット31、Y軸ロ
ボット33およびZ軸ロボット35の作動によって再度
移動されて、前述の作動によって取付が確認される。
Another new collet 40A is a shank 36
When it is attached to the lower end of the
Is moved again to the position of the confirmation stage 71 by the operation of the X-axis robot 31, the Y-axis robot 33 and the Z-axis robot 35, and the attachment is confirmed by the operation described above.

【0044】以上の作動が繰り返されることにより、新
規のコレット40Aはシャンク36の下端部に適正に取
り付けられた状態になる。但し、通常は一回目の取付作
動によって新規のコレット40Aはシャンク36の下端
部に適正に取り付けられた状態になる。つまり、取付治
具69に用意された新規のコレット40Aの個数だけコ
レットを交換することができるため、交換頻度を高める
ことができる。
By repeating the above operation, the new collet 40A is properly attached to the lower end of the shank 36. However, the new collet 40A is normally properly mounted on the lower end of the shank 36 by the first mounting operation. That is, since the number of collets can be replaced by the number of new collets 40A prepared in the mounting jig 69, the replacement frequency can be increased.

【0045】前記実施形態によれば、次の効果が得られ
る。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.

【0046】1) コレットのシャンクへの交換作業を自
動的に実行することにより、コレットの交換頻度を高め
ることができるため、コレットの損傷や汚染等を起因と
するダイの表面の損傷や汚染を防止することができ、ま
た、コレットの傷や偏摩耗を起因とするダイボンディン
グ不良の発生を防止することができる。
1) Since the collet exchange operation can be automatically performed by automatically performing the exchange operation of the collet to the shank, damage and contamination of the die surface due to damage and contamination of the collet can be prevented. In addition, it is possible to prevent die bonding failures caused by scratches and uneven wear of the collet.

【0047】2) 前記1)により、ダイボンディング工程
の品質や信頼性および製造歩留りを高めることができ、
ひいては半導体装置の製造方法の生産性を高めることが
できる。
2) According to the above 1), the quality and reliability of the die bonding process and the production yield can be improved,
Consequently, the productivity of the method for manufacturing a semiconductor device can be increased.

【0048】3) ダイボンディング装置の作動自体を利
用してコレットのシャンクへの交換作業を自動的に実行
することにより、コレット交換装置に作動機構を設けな
くて済むため、ダイボンディング装置やダイボンディン
グ工程ひいては半導体装置の製造方法のコストの増加を
抑制することができる。
3) Since the collet exchange operation is automatically performed by utilizing the operation of the die bonding apparatus itself, it is not necessary to provide an operating mechanism in the collet exchange apparatus. It is possible to suppress an increase in the cost of the manufacturing method of the semiconductor device.

【0049】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.

【0050】例えば、取付確認ステージはシャンクの下
降距離をZ軸ロボットの操作量によって測定した測定値
に基づいて確認するように構成するに限らず、取付を光
学的手段によって測定して確認するように構成してもよ
い。また、取付確認ステージは省略してもよい。
For example, the mounting confirmation stage is not limited to confirming the descending distance of the shank based on the measurement value measured by the operation amount of the Z-axis robot. May be configured. Further, the attachment confirmation stage may be omitted.

【0051】プットダウン装置のコレットを自動的に交
換するように構成するに限らず、ピックアップ装置のコ
レットを自動的に交換するように構成してもよい。ピッ
クアップ装置のコレットを自動的に交換する場合には、
ΘZロボットの作動を利用することができる。プットダ
ウン装置およびピックアップ装置のコレットの両方を自
動的に交換するように構成することが望ましい。
The present invention is not limited to the configuration in which the collet of the put-down device is automatically replaced, but may be configured to automatically replace the collet of the pickup device. To automatically change the collet of the pickup device,
The operation of the ΘZ robot can be used. Desirably, both the put-down device and the collet of the pick-up device are automatically replaced.

【0052】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるダイを
リードフレームのタブにダイボンディングする場合につ
いて説明したが、それに限定されるものではなく、ダイ
をコレットによって真空吸着するダイボンディング技術
全般に適用することができる。
In the above description, the invention made by the present inventor has been mainly described with respect to the case where the die, which is the field of application as the background, is die-bonded to the tab of the lead frame. However, the present invention is not limited to this. Can be applied to a general die bonding technique of vacuum-adsorbing with a collet.

【0053】[0053]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0054】コレットのシャンクへの交換作業を自動的
に実行することにより、コレットの交換頻度を高めるこ
とができるため、コレットの損傷や汚染等を起因とする
ダイの表面の損傷や汚染を防止することができ、また、
コレットの傷や偏摩耗を起因とするダイボンディング不
良の発生を防止することができる。
By automatically performing the work of exchanging the collet for the shank, the frequency of exchanging the collet can be increased, thereby preventing the damage or contamination of the die surface due to the damage or contamination of the collet. Can also
It is possible to prevent the occurrence of defective die bonding due to the damage and uneven wear of the collet.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態であるダイボンディング装
置を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】コレットを示しており、(a)は平面図、
(b)は正面断面図、(c)は底面図である。
FIG. 2 shows a collet, (a) is a plan view,
(B) is a front sectional view, and (c) is a bottom view.

【図3】コレット交換装置を示しており、(a)は平面
図、(b)は(a)のb−b線に沿う側面断面図、
(c)は(a)のc−c線に沿う側面断面図である。
3 (a) is a plan view, FIG. 3 (b) is a side sectional view taken along line bb of FIG. 3 (a), and FIG.
(C) is a side sectional view taken along line cc of (a).

【図4】コレットの取外作動を示す各側面断面図であ
り、(a)は係合状態を示しており、(b)は取外後を
示している。
FIGS. 4A and 4B are side sectional views showing a collet removing operation, in which FIG. 4A shows an engaged state, and FIG. 4B shows a state after removal.

【図5】コレットの取付作動を示す各側面断面図であ
り、(a)は挿入状態を示しており、(b)は取付後を
示している。
FIGS. 5A and 5B are side sectional views showing a mounting operation of the collet, in which FIG. 5A shows an inserted state, and FIG. 5B shows a state after mounting.

【図6】コレットの取付確認作動を示す各側面断面図で
あり、(a)は測定前を示しており、(b)は測定後を
示している。
FIGS. 6A and 6B are side cross-sectional views showing a collet attachment confirmation operation, in which FIG. 6A shows a state before measurement and FIG. 6B shows a state after measurement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…多連リードフレーム、12…単位リードフレー
ム、13…タブ、14…ダイ(半導体ダイ)、15…ウ
エハリング、21…ダイボンディング装置、22…フィ
ーダ、23…ローディング装置、24…アンローディン
グ装置、25…銀ペースト(接着材)26…銀ペースト
塗布装置、27…ディスペンサ、30…プットダウン装
置、31…X軸ロボット、32…スタンド、33…Y軸
ロボット、34…アーム、35…Z軸ロボット、36…
コレットシャンク、40…コレット、40A…新規のコ
レット、41…本体、42…吸着面部、43…吸引口、
44…吸引孔、45…シャンク取付口部、46…迎え角
部、50…ピックアップ装置、51…XYテーブル、5
2…突き上げ棒、53…視覚観測系、54…ΘZロボッ
ト、55…アーム、56…コレット、57…アライメン
トステージ、60…コレット交換装置、61…フレー
ム、62…トレー、63…把手、64…取入口、65…
傾斜面部材、66…取外治具、67…取外口、68…迎
え角部、69…取付治具、70…ポケット、71…取付
確認ステージ。
11: Multiple lead frame, 12: Unit lead frame, 13: Tab, 14: Die (semiconductor die), 15: Wafer ring, 21: Die bonding device, 22: Feeder, 23: Loading device, 24: Unloading device , 25 ... Silver paste (adhesive) 26 ... Silver paste coating device, 27 ... Dispenser, 30 ... Put down device, 31 ... X axis robot, 32 ... Stand, 33 ... Y axis robot, 34 ... Arm, 35 ... Z axis Robot, 36 ...
Collet shank, 40 ... Collet, 40A ... New collet, 41 ... Main body, 42 ... Suction surface part, 43 ... Suction port,
44: suction hole, 45: shank mounting port, 46: angle of attack, 50: pickup device, 51: XY table, 5
2 ... push-up rod, 53 ... visual observation system, 54 ... Z robot, 55 ... arm, 56 ... collet, 57 ... alignment stage, 60 ... collet exchange device, 61 ... frame, 62 ... tray, 63 ... handle, 64 ... take Entrance, 65 ...
Inclined surface member, 66: Removal jig, 67: Removal port, 68: Angle of attack, 69: Mounting jig, 70: Pocket, 71: Mounting confirmation stage.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧 浩 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 保坂 浩二 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 Fターム(参考) 5F047 FA08 FA79  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Maki 3-3-2 Fujibashi, Ome City, Tokyo Inside Hitachi Tokyo Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Koji Hosaka 3-2-2 Fujibashi, Ome City, Tokyo Hitachi East Kyoto Electronics Co., Ltd. F-term (reference) 5F047 FA08 FA79

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コレットシャンクに取り付けられて半導
体ダイを真空吸着するコレットがダイボンディング装置
の作動によって取外治具に係合されて前記コレットシャ
ンクから取り外され、コレットを取り外された前記コレ
ットシャンクが前記ダイボンディング装置の作動によっ
て取付治具の位置に移動され、新規のコレットを前記ダ
イボンディング装置の作動によって取り付けられ、さら
に、前記新規のコレットを取り付けられた前記コレット
シャンクが前記ダイボンディング装置の作動によって取
付確認ステージに移動され、新規のコレットの取付を確
認されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A collet attached to a collet shank and vacuum-sucking a semiconductor die is engaged with a removal jig by an operation of a die bonding apparatus, is removed from the collet shank, and the collet shank from which the collet is removed is removed. The die is moved to the position of the mounting jig by the operation of the die bonding apparatus, a new collet is mounted by the operation of the die bonding apparatus, and the collet shank to which the new collet is mounted is operated by the operation of the die bonding apparatus. The method according to claim 1, wherein the semiconductor device is moved to an attachment confirmation stage to confirm attachment of a new collet.
【請求項2】 前記新規のコレットの取付が前記ダイボ
ンディング装置の作動による前記コレットシャンクの上
下方向の移動距離の測定によって確認されることを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the mounting of the new collet is confirmed by measuring a vertical moving distance of the collet shank by the operation of the die bonding apparatus. .
【請求項3】 コレットシャンクに取り付けられて半導
体ダイを真空吸着するコレットを係合する取外治具と、
コレットを取り外された前記コレットシャンクに新規の
コレットを取り付ける取付治具とを備えており、前記取
外治具および取付治具が前記コレットシャンクの移動可
能範囲にそれぞれ配置されていることを特徴とするダイ
ボンディング装置。
3. A removal jig attached to a collet shank for engaging a collet for vacuum-sucking a semiconductor die,
A mounting jig for mounting a new collet to the collet shank from which the collet has been removed, wherein the removing jig and the mounting jig are respectively arranged in a movable range of the collet shank. Die bonding equipment.
【請求項4】 前記コレットシャンクに取り付けられた
新規のコレットの取付を確認する取付確認ステージが前
記コレットシャンクの移動可能範囲に備えられているこ
とを特徴とする請求項3に記載のダイボンディング装
置。
4. The die bonding apparatus according to claim 3, wherein an attachment confirmation stage for confirming attachment of a new collet attached to the collet shank is provided in a movable range of the collet shank. .
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