JP2005085914A - チップ実装方法および装置 - Google Patents
チップ実装方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005085914A JP2005085914A JP2003314869A JP2003314869A JP2005085914A JP 2005085914 A JP2005085914 A JP 2005085914A JP 2003314869 A JP2003314869 A JP 2003314869A JP 2003314869 A JP2003314869 A JP 2003314869A JP 2005085914 A JP2005085914 A JP 2005085914A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parallelism
- chip
- bonding head
- substrate
- calibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
【課題】 実際のボンディング時と同じ状態でボンディングヘッドと基板保持ステージの平行度を測定することにより、精度良くかつ信頼性が高い平行度測定方法および平行度調整方法を提供すること。
【解決手段】 チップを保持するボンディングヘッドと基板を保持する基板保持ステージとの平行度を測定する平行度測定方法において、圧力検知素子を埋設した校正用チップを基板を保持する基板保持ステージと、チップを保持するボンディングヘッド間にはさんだ状態で、前記校正用チップを少なくとも加圧しながら、前記圧力検知素子からの出力に基づいて平行度を測定する。
【選択図】 図1
【解決手段】 チップを保持するボンディングヘッドと基板を保持する基板保持ステージとの平行度を測定する平行度測定方法において、圧力検知素子を埋設した校正用チップを基板を保持する基板保持ステージと、チップを保持するボンディングヘッド間にはさんだ状態で、前記校正用チップを少なくとも加圧しながら、前記圧力検知素子からの出力に基づいて平行度を測定する。
【選択図】 図1
Description
本発明はボンディングヘッドと基板保持ステージの平行度を測定する平行度測定方法および平行度測定機構を有するチップ実装装置、その測定方法を用いた平行度調整方法および平行度調整機構を有するチップ実装装置に関する。
チップを基板にボンディングする際に、チップを保持するボンディングヘッドと基板を保持する基板保持ステージとの平行度を高精度に保たなければ、チップのずれや接続不良が発生して高精度のボンディングが困難であった。
そこで、これらの問題を解決するために、ボンディングヘッドと基板保持ステージの平行度を測定し、調整を行っている。例えば、圧力量に対応した電流の変化を検出する平面センサーを用いて平行度を測定する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、複数の距離センサを用いて、ボンディングヘッドと基板保持ステージの距離を測定することにより平行度を測定する方法が開示されている(例えば特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、平行度の測定は加熱をしない状態で行っている。実際の状態では、ボンディングヘッドや基板保持ステージが熱膨張による影響を受けており、測定時とボンディング時との状態は異なるため、高精度な平行度測定が困難であった。
また、特許文献2に記載の方法は、圧力を測定するのではなく、センサにより距離を測定する方法であるが、実際の状態では、加圧によりボンディングヘッドや基板保持ステージがたわむなどの問題があった。
そこで、本発明の課題は、実際のボンディング時と同じ状態でボンディングヘッドと基板保持ステージの平行度を測定することにより、精度良くかつ信頼性が高い平行度測定方法および平行度調整方法を提供することにある。
すなわち、本発明に係る平行度測定方法は、チップを保持するボンディングヘッドと基板を保持する基板保持ステージとの平行度を測定する平行度測定方法において、圧力検知素子を埋設した校正用チップを基板を保持する基板保持ステージと、チップを保持するボンディングヘッド間にはさんだ状態で、前記校正用チップを少なくとも加圧しながら、前記圧力検知素子からの出力に基づいて平行度を測定することを特徴とするものである。また、前記ボンディングヘッドにより前記校正用チップを加圧するとともに加熱することが好ましい。つまり、実際のボンディング時に近い状態での平行度の測定が可能になり、ボンディングの信頼性が向上する。
なお、前記圧力検知素子の出力に基づいて圧力を測定したり、校正用チップに温度検出素子を設けて温度を測定することが好ましい。
また、本発明に係る平行度調整方法は、上述の方法により測定された平行度を目標精度範囲内に納めるための平行度補正量を演算し、演算された平行度補正量に基づいて平行度を補正することを特徴とするものである。平行度の補正は、前記平行度補正量に基づいて、ボンディングヘッドおよび基板保持ステージの少なくとも一方を、水平方向における2軸周りに回動制御することにより行う。この補正はマイクロメータ等により演算結果表示を見ながら人手で調整を行う場合と、サーボモータ等により自動調整する場合とがある。
さらに、本発明に係るチップ実装装置は、基板を保持する基板保持ステージと、チップを保持するボンディングヘッドと、少なくとも、前記基板保持ステージ上に載置される校正用チップと、前記校正用チップに設けられた圧力検知素子と、前記圧力検知素子からの出力に基づいて平行度を演算する演算部と、前記校正用チップに設けられた温度検知素子とを有する平行度測定機構と、を有することを特徴とするものである。つまり、基板保持ステージ上に校正用チップを載置してボンディングヘッドを下降させて加熱加圧を行うことができる構成であるから、実際のボンディング時に近い状態での平行度の測定が可能となり、信頼性が向上する。また、平行度、圧力および温度が同時に測定できるため、チップと基板のボンディングの信頼性が一層高いものとなる。実際のボンディング動作時に使用する基板を使用し、実際のチップに近似した校正用チップを用いれば、信頼性はさらに向上する。
また、上述の平行度測定装置と、測定された平行度を目標範囲内に納めるための平行度補正量を演算する演算手段と、前記平行度補正量に基づいて少なくとも一方が水平方向における2軸周りに回動制御可能に設けられた前記ボンディングヘッドおよび前記基板保持ステージと、を有することを特徴とするものである。
以上説明したように、本発明の平行度測定方法および平行度測定装置、その測定方法を用いた平行度調整方法および平行度調整装置によれば、ボンディングヘッドにより加圧および加熱しながら平行度を測定するので、実際のボンディング時に近い状態となり、ボンディングの信頼性が向上する。
また、平行度の測定と同時に圧力および温度の測定をすることができ、測定した情報に基づき平行度補正を行うことにより、平行度を高精度に自動調整することが可能となる。
以下に、本発明の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る平行度調整機構が組み込まれたチップ実装装置1を示している。図1において、チップ実装装置1はチップを保持するボンディングヘッド2と、基板を保持する基板保持ステージ4とを有している。ボンディングヘッド2は、ブロック5と、前記ブロック5下端に設けられたツール6と、ブロック5を支持し装置フレームに対して上下方向(Z軸方向)昇降されるZ軸テーブル7とを備えており、ボンディングヘッド2が下降されることによりチップが基板保持ステージ4上の基板に実装される。なお、ツール6にはチップを基板に実装する際に加熱できるようセラミックヒータ等の加熱手段が埋設されている。また、ボンディングヘッド2は、後述のような補正機構により、互いに直交する2軸周り方向(α、β方向)に回動できるようになっており、それにより平行度を調整できるようになっている。
基板保持ステージ4は、本実施態様では、水平面内で回動制御され、回動方向の角度θを制御する回転テーブル8上に設置されており、回転テーブル8は、水平面内でY方向に位置制御されるテーブル9およびX方向に位置制御されるテーブル10からなる平行移動制御機構11上に設置されている。回転テーブル8と平行移動制御機構11により、基板保持ステージの水平位置および回転位置X、Y、θ方向に制御される。また、平行度調整のための制御は、数値制御化されており、指令された目標とする数値に対する位置や角度になるように、自動制御される。目標とする数値は、後述の平行度測定機構により測定された平行度に対し、望ましい補正が加えられた値として演算される。
本実施態様では、ボンディングヘッド側においてα、β方向の調整が行われ、平行度が補正される。この平行度補正のための機械的なα、β方向の補正機構は、本実施態様では図2,図3に示すように構成されている。図2は、図1におけるヘッド部分の横断面図であり、図3は図2の斜視図である。
ブロック5は、本実施態様では外ハウジング21と内ハウジング22との二重ハウジング構造を有している。装置フレーム23にZ方向に位置制御可能に支持されたZ軸テーブル7に、ヘッドブラケット24が固着されており、このヘッドブラケット24に、軸25、26が回動可能に支持されている。軸25、26の内端は外ハウジング21に固着されているので、外ハウジング21は、ヘッドブラケット24に対して、軸25、26を介して回動(揺動)可能に支持されている。内ハウジング22は、外ハウジング21に対し回転自在に支持された軸27、28を介して回動(揺動)可能に支持されている。軸27、28の内端に内ハウジング22に固着されているので、内ハウジング22は、軸27、28を介して回動(揺動)可能に支持されている。軸25、26と軸27、28は、水平面内において、互いに直交する方向に延びている。この内ハウジング22内に、下方に突出するように、ツール6を備えた加圧機構6aが固定されている。なお、内ハウジング22と加圧機構6aとの間には、図示は省略するが、適当な加圧手段や、過加圧時の上方への逃げ機構を介在させることもできる。
軸25の外端には、揺動アーム29が固着されており、軸27の外端には、揺動アーム30が固着されている。揺動アーム29の上方には、ヘッドブラケット24に固着された固定アーム31が設けられており、揺動アーム30の上方には、ヘッドブラケット24に固着された固定アーム32が設けられている。固定アーム31と固定アーム32には、それぞれ、アクチュエータ33、34が装着されており、アクチュエータ33、34のロッド35、36は、固定アーム31、32に固着された筒ケーシング37、38内に嵌挿されている。ロッド35、36の先端は、固定アーム31と揺動アーム29間を連結しているコイルバネ39、固定アーム32と揺動アーム30間を連結しているコイルバネ40の引張力に抗して各揺動アーム29、30を下方に押圧、揺動できるようになっている。この揺動アーム29、30の揺動量を調整することにより、ボンディングヘッド2側においてα、β方向の調整が行われ、平行度が補正されるようになっている。ただし、このα、β方向の調整機構は上記機構に限定されるものではなく、2軸周りの回動動作により平行度の調整ができるものであれば、いかなる機構であってもよい。たとえば、上記のような揺動動作による平行度調整に限定されず、また、アクチュエータについても、サーボモータを使用したものや減速機を介在させたもの等いかなるものであってもよい。
平行度測定は、上述の基板保持ステージ4上に、縁部に圧力検知素子12および温度検知素子13を埋設した図4に示すような校正用チップ3を載置し、校正用チップ3をボンディングヘッド2により加圧および加熱し、その際の圧力検知素子12の出力に基づいて行われる。温度検知素子13からの出力は、直接、平行度測定には使われないが、熱膨張の影響を知るための温度の情報を与える。すなわち、Z軸テーブルによりボンディングヘッド2を下降させ、基板保持ステージ4上に載置された校正用チップ3を加圧および加熱し、圧力検知素子12および温度検知素子13から出力を検出し、出力された信号より平行度および温度を算出する。温度を算出することにより、平行度の測定における熱膨張を考慮することが可能となり信頼性が向上する。
平行度の測定はたとえば以下の様にして行う。長方形の頂点に位置するように配置した圧力検知素子12a、12b、12c、12dからの出力Pa、Pb、Pc、Pdと、12a、12b間距離L1と12b、12c間距離L2と、α方向平行度を角度θα、β方向平行度を角度θβとする。予め圧力検知素子の出力と歪み量の関係を測定しておき、圧力検知素子間のαおよびβ方向の圧力差((Pa+Pd)−(Pb+Pc))、((Pa+Pb)−(Pc+Pd))より圧力検知素子間の歪み量の差Hα、Hβを求めると、θαおよびθβはθα=tan−1(K×Hα/L1)、θβ=tan−1(K×Hβ/L2)として算出できる。Kは圧力検知素子の出力と歪み量の関係の実測より算出した係数である。
なお、校正用チップ3の縁部に圧力検知素子12を少なくとも3箇所(本実施例では4箇所)に設けて測定することによってより高精度に平行度を測定することが可能となる。
上述のように算出された平行度に基づいて、その平行度を予め定められた目標精度範囲内に納めるための平行度補正量が演算される。演算された平行度補正量に基づいて、前述のα、β方向の補正機能により補正が行われる。
上記実施態様では、ボンディングヘッド2が回動制御可能に設けられているが、平行移動および回動制御可能に設けることもでき、後述するような基板保持ステージ4による平行度補正も可能である。
基板保持ステージ4による平行度の補正機構として図5に示すような機構を用いることができる。平行度の補正機構は、下方に向けて凸球面を形成する凸球面部材51と、上方に向けて凹球面を形成する凹球面部材とで構成される球面軸受52を備える基板保持ステージ53と、凸球面部材上に設けられたプレート54と、その周囲部の三点を支持するアクチュエータ55とを有している。上記球面軸受は、凹球面部材の凹球面と凸球面部材の凸球面との間に微小間隙のエアベアリング機構を構成して両部材間の相対位置調整を可能とするものである。また、上述の機構をヘッド側に設けることも可能である。
本実施例では、平行度測定時に温度検知素子を埋設した校正用チップを用いて平行度補正量を演算したが、圧力検知素子のみを埋設した校正用チップを用いて平行度補正量を演算することも可能である。
また、本実施例ではチップをツールで保持しているが、チップ実装工程をチップを基板に実装する仮圧着工程と、チップを基板に固着する本圧着工程の二工程に分離した場合、本発明におけるチップボンディング装置を用いれば、本圧着工程において同様の効果を得ることが可能である。
さらに、本実施例ではチップを基板に実装する場合を説明したが、チップに替えてFPC(Flexible Printed Circuit)やTCP(Tape Carrier Package)など他の実装部品を用いた場合でも同様の効果を得ることが可能である。
また、校正用チップ3が加熱された際に歪むことを補償する方法として、以下のような方法が適用できる。測定(加圧)前に校正用チップ3を所定の温度に昇温し、そのときの圧力検知素子12a、12b、12c、12dからの出力Paa、Pbb、Pcc、Pddを測定する。この出力Paa、Pbb、Pcc、Pddは校正用チップ3が加熱された際の歪み量となり、平行度測定時の校正用チップ3の圧力用検知素子12a、12b、12c、12dからの出力Pa、Pb、Pc、Pdの値から差し引くことにより、校正用チップ3が加熱された際に歪むことを補償することが可能になる。また、校正用チップ3の圧力検知素子12a、12b、12c、12dからの出力Paa、Pbb、Pcc、Pddの測定を複数の温度条件で測定することにより校正用チップ3の温度特性を得られ、任意の加熱条件に於ける平行度測定時の、校正用チップ3の加熱による歪み補正を行うことができる。
1 チップ実装装置
2 ボンディングヘッド
3 校正用チップ
4 基板保持ステージ
12a、12b、12c、12d 圧力検知素子
13 温度検知素子
2 ボンディングヘッド
3 校正用チップ
4 基板保持ステージ
12a、12b、12c、12d 圧力検知素子
13 温度検知素子
Claims (10)
- 圧力検知素子を埋設した校正用チップを基板を保持する基板保持ステージと、チップを保持するボンディングヘッド間にはさんだ状態で、前記校正用チップを少なくとも加圧しながら、前記圧力検知素子からの出力に基づいて平行度を測定することを特徴とする平行度測定方法。
- 前記ボンディングヘッドにより前記校正用チップを加圧するとともに加熱することを特徴とする請求項1に記載の平行度測定方法。
- 前記圧力検知素子からの出力に基づいて圧力を測定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の平行度測定方法。
- 校正用チップに埋設した温度検知素子により温度を測定することを特徴とする請求項2に記載の平行度測定方法。
- 請求項1に記載の平行度測定方法により測定された平行度を目標精度範囲内に納めるための平行度補正量を演算し、演算された平行度補正量に基づいて平行度を補正することを特徴とする平行度調整方法。
- 前記平行度補正量に基づいて、前記ボンディングヘッドおよび前記基板保持ステージの少なくとも一方を、水平方向における2軸周りに回動制御することにより平行度の補正を行うことを特徴とする請求項5に記載の平行度調整方法。
- 基板を保持する基板保持ステージと、チップを保持するボンディングヘッドと、少なくとも、前記基板保持ステージ上に載置される校正用チップと、前記校正用チップに設けられた圧力検知素子と、前記圧力検知素子からの出力に基づいて平行度を演算する演算部と、平行度測定機構とを有するチップ実装装置。
- 圧力検知素子を少なくとも3つ設けたことを特徴とする請求項7に記載の平行度測定機構を有するチップ実装装置。
- 前記平行度測定機構と、測定された平行度を目標精度範囲内に納めるための平行度補正量を演算する演算手段と、前記平行度補正量に基づいて少なくとも一方が水平方向における2軸周りに回転制御可能に設けられた前記ボンディングヘッドおよび/または前記基板保持ステージと、を有することを特徴とする平行度調整機構を有するチップ実装装置。
- 前記校正用チップに温度検出素子が設けられたことを特徴とする請求項7に記載のチップ実装装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003314869A JP2005085914A (ja) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | チップ実装方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003314869A JP2005085914A (ja) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | チップ実装方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005085914A true JP2005085914A (ja) | 2005-03-31 |
Family
ID=34415296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003314869A Pending JP2005085914A (ja) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | チップ実装方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005085914A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008112986A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 部品圧着装置制御方法、部品圧着装置、測定具 |
US8078310B2 (en) | 2006-10-02 | 2011-12-13 | Panasonic Corporation | Component crimping apparatus control method, component crimping apparatus, and measuring tool |
KR102038355B1 (ko) * | 2018-04-24 | 2019-10-30 | 스테코 주식회사 | 틀어짐이 방지되는 이너리드 본딩 장치 |
CN113672001A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-11-19 | 常州铭赛机器人科技股份有限公司 | 贴装压力校准装置及其压力校准方法 |
-
2003
- 2003-09-08 JP JP2003314869A patent/JP2005085914A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008112986A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 部品圧着装置制御方法、部品圧着装置、測定具 |
US8078310B2 (en) | 2006-10-02 | 2011-12-13 | Panasonic Corporation | Component crimping apparatus control method, component crimping apparatus, and measuring tool |
KR102038355B1 (ko) * | 2018-04-24 | 2019-10-30 | 스테코 주식회사 | 틀어짐이 방지되는 이너리드 본딩 장치 |
CN113672001A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-11-19 | 常州铭赛机器人科技股份有限公司 | 贴装压力校准装置及其压力校准方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101015484B1 (ko) | 열에 의해 유발된 프로브 카드의 운동을 보상하기 위한 장치 및 방법 | |
JP2005508499A (ja) | プローブカードの熱誘発動作を補償する方法およびシステム | |
JP2006212765A (ja) | 工作機械の熱変位補正方法 | |
WO2011099599A1 (ja) | 工作機械の熱変位補正方法および熱変位補正装置 | |
JP5910331B2 (ja) | 位置決め装置 | |
TWI588917B (zh) | 用於將電子或光學元件安裝在基板上的方法和設備 | |
US20070158401A1 (en) | Stage device | |
JP6611739B2 (ja) | 位置決めユニット | |
JP2005085914A (ja) | チップ実装方法および装置 | |
JP4076642B2 (ja) | シート厚み計測装置 | |
JP6480572B2 (ja) | 工作機械で使用する位置測定装置 | |
JP5358331B2 (ja) | シャシーダイナモメータ | |
KR100955636B1 (ko) | 열에 의해 유발된 프로브 카드의 운동을 보상하기 위한장치 및 방법 | |
CN113814623B (zh) | 焊接力校正方法及校正装置 | |
JP2756544B2 (ja) | シート厚み計測方法 | |
JP2698069B2 (ja) | ポールねじの熱変位補正装置 | |
JPH05223526A (ja) | 板厚測定装置 | |
JP2009293965A (ja) | トラクション計測用試験装置 | |
JP2000124232A (ja) | 平行度測定装置 | |
JP2001308597A (ja) | チップ実装装置およびチップ実装装置における平行度調整方法 | |
JP2777931B2 (ja) | 露光装置 | |
US11121113B2 (en) | Bonding apparatus incorporating variable force distribution | |
JP2013255978A (ja) | 熱変位補正装置 | |
JPH10321674A (ja) | チップボンディングヘッドのツール平行度測定方法及びチップボンディングヘッド | |
JP3315576B2 (ja) | エネルギービーム加工装置及び加工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060828 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070608 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071011 |