JP2005142388A

JP2005142388A - 偏芯補正装置

Info

Publication number: JP2005142388A
Application number: JP2003377887A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Oshima; 一晃大島
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】コレットの偏芯を補正することができる偏芯補正装置を提供する。
【解決手段】ＣＣＤカメラでホームポジジョンのコレット先端の画像を取得して表示（Ｓ３）、この回転前取込画像のカーソルをチップ吸着面の中心に合わせることで、回転前中心位置を入力する（Ｓ６）。次に、０度位置のコレットを１８０度位置まで回動し（Ｓ７）、ＣＣＤカメラで取得した回転後取込画像をモニターに表示するとともに、表示されたカーソルをチップ吸着面の中心に合わせることで、回転後中心位置を入力する（Ｓ８）。そして、各中心位置から仮想円を求めてコレットホルダの回転中心を算出するとともに、回転前中心位置と回転後中心位置におけるＸ方向ズレ量とＹ方向ズレ量とを算出した後、これらをボンディング座標に換算して偏芯補正量を演算し、この偏芯補正量でボンディング座標を補正する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロータリーヘッドに取り付けられたコレットの偏芯を補正する偏芯補正装置に関する。

従来、ウエハリングに支持されたチップをリードフレームへ移送してボンディングする際には、ボンディング装置が用いられていた。

このボンディング装置は、ロータリーヘッドを備えており、該ロータリーヘッドを前記ウエハリングと前記リードフレーム間で往復移動するように構成されている。このロータリーヘッドには、前記チップを吸着するコレットが交換自在に取り付けられており、前記ウエハリングからチップをピックアップした状態で前記コレットを０度位置から１８０度位置へ回動することで、前記チップを回転してリードフレームに載置できるように構成されている。

このボンディング装置において、前記ロータリーヘッドと前記コレットとに偏芯が生じた際には、前記チップの移送位置とボンディング位置とに位置ズレが生じてしまう。これを防止する為に、リードフレームにシリコンテープを貼着してコレットによる圧痕を付け、この圧痕位置の傾向から前記ロータリーヘッドの移動位置を修正する方法が考えられるが、ヒートブロックが設けられた搬送路上のリードフレームは、４００℃近くに達するため、シリコンテープが溶けてしまし、この補正方法は実用的では無い。

このため、ボンディングされたチップの画像を取得してズレ量を算出するとともに、このズレ量から予測されるボンディング位置を演算し、該演算量を用いて前記ロータリーヘッドの移動先を、その都度補正していた。

しかしながら、近年においては、僅かな偏芯による位置ずれの影響も無視できなくなっており、偏芯を正確に補正する要求が高まっている。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、コレットの偏芯を補正することができる偏芯補正装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明のボンダの偏芯補正装置にあっては、先端でチップをピックアップするコレットが回動自在に保持されたヘッドを備え、前記コレットがピックアップしたチップをボンディング位置へ移送する際に、前記ヘッドをボンディング座標が示す位置へ移動するとともに、基準角度にある前記コレットを所定角度回動して前記チップの向きを変更するボンダの偏芯補正装置において、前記基準角度にある前記コレット先端の画像を所定位置にて取得するコレット画像取得手段と、該コレット画像取得手段で取得された画像を用いて前記コレットの中心位置を定める中心位置決定手段と、前記コレットを前記基準角度から前記所定角度回動するコレット回動手段と、該コレット回動手段で前記コレットを回動した後に前記コレット先端の画像を取得する回動後画像取得手段と、該回動後画像取得手段で取得された画像を用いて回転後の前記コレットの中心位置を定める回動後中心位置決定手段と、前記中心位置決定手段で定められた回転前中心位置及び前記回動後中心位置決定手段で定められた回転後中心位置のズレ量を算出するズレ量算出手段と、前記コレットでピックアップしたチップを前記回転角度回転して前記ボンディング位置へ移送する際に、前記ズレ量を用いて前記ボンディング座標を補正する補正手段と、を備えている。

すなわち、コレットの偏芯を補正する際には、基準角度にあるコレット先端の画像を取得し、この画像を用いてコレットの中心位置を定めるとともに、前記コレットを所定角度回動してから当該コレット先端の画像を取得し、この画像を用いて回転後のコレットの中心位置を定める。そして、回転前の画像から得られた回転前中心位置と、回転後の画像から得られた回転後中心位置とのズレ量を算出し、コレットでピックアップしたチップを前記回転角度回転してボンディング位置へ移送する際に、算出された前記ズレ量を用いてボンディング座標を補正する。

これにより、回転軸とコレットとの偏芯が補正され、偏芯に起因したチップ移送先での位置ずれが防止される。

以上説明したように本発明のボンダの偏芯補正装置にあっては、コレットの偏芯を直接補正することで、回転軸とコレットとの偏芯に起因したチップ移送先での位置ずれを防止することができる。これにより、偏芯による僅かな位置ずれも防止することができ、ボンディング位置精度を高めることができる。

また、ボンディングされたチップの画像を取得し、その都度ズレを補正していた従来と比較して、ボンディング時での補正処理が不要となる。

そして、前記コレットには、取付誤差等によって偏芯が生じることがあり、この偏芯は、コレットを交換する度に変動する。しかし、回転前のコレット先端位置と回転後のコレット先端位置とからズレ量を算出して補正量とするため、コレット交換毎に生ずる偏芯に起因した不具合も解消することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる偏芯補正装置１を示す図であり、該偏芯補正装置１は、ウエハシート２上のチップ３，・・・を、搬送路４上のリードフレーム５へ移送してボンディングするダイボンダ６の制御装置である。

すなわち、このダイボンダ６は、前記チップ３をピックアップするピックアップ位置と前記リードフレーム５に設定されたボンディング位置との間で往復移動されるロータリーヘッド１１を備えており、該ロータリーヘッド１１は、図外の駆動装置に設定された座標に従ってＸ−Ｙ−Ｚ方向へ駆動されるように構成されている。

前記ロータリーヘッド１１は、コレット２１を交換自在に保持するコレットホルダ２２を備えており、該コレットホルダ２２を回転制御することで、取り付けられたコレット２１を回動できるように構成されている。該コレット２１は、先端部が先細りした円筒形状に形成されており、上下に貫通するバキューム穴２３が設けられている。該バキューム穴２３には、負圧が供給されるように構成されており、先端２４に生じる負圧によって前記チップ３を吸着して保持できるように構成されている。

これにより、前記ダイボンダ６は、ピックアップ座標の対象チップ３をコレット２１でピックアップしてボンディング位置へ移送できるように構成されており、前記コレット２１でピックアップしたチップ３をボンディング位置へ移送する際には、前記ロータリーヘッド１１をボンディング座標が示す位置へ移動するとともに、コレットホルダ２２を回転して基準角度である０度位置にあるコレット２１を所定角度である１８０度位置まで回動することにより、前記チップ３の向きを１８０度回転して前記リードフレーム５上に載置できるように構成されている。

前記コレットホルダ２２内部には、発光ダイオード等からなる光源３１が設けられており、該光源３１からの光を前記コレット２１のバキューム穴２３を介して、コレット２１先端２４より外部へ投光できるように構成されている。

また、前記ピックアップ位置と前記ボンディング位置との中間位置には、ホームポジション４１が設定されており、該ホームポジション４１には、上部に配置されたコレット２１先端を真下から投影するミラー４２が設けられている。そして、このダイボンダ６は、ＣＣＤカメラ４３を備えており、前記ミラー４２に投影された前記コレット２１先端２４の像を取得できるように構成されている。

ここで、前記コレット２１の先端２４の画像を取得する方法としては、前記コレット２１を真下から撮影するＣＣＤカメラ４３を前記ホームポジジョン４１に直に設置しても良い。

以上の構成にかかる本実施の形態を、図３及び図４に示すフローチャートに従って説明する。

すなわち、テーチング処理実行時には、基準角度である０度位置にあるコレット２１が図１のミラー４２又は図２のＣＣＤカメラ４３上に位置したホームポジジョン４１にあるか否かを判断し（Ｓ１）、ホームポジジョン４１に無い場合には、前記ロータリーヘッド１１を駆動して前記コレット２１を前記ホームポジジョン４１へ移動する（Ｓ２）。そして、前記ＣＣＤカメラ４３でコレット２１先端２４の画像を取得して、図５に示すように、取得した回転前取込画像５１をモニターに表示する（Ｓ３）。

このとき、この回転前取込画像５１において、コレット２１の先端２４が構成するチップ吸着面５５を認識できるか否かを判断し（Ｓ４）、認識できない場合には、コレットホルダ２２内の光源３１を点灯して、ＣＣＤカメラ４３による前記回転前取込画像５１の再取込を行う（Ｓ５）。そして、偏芯補正装置１に接続されたマウスやキーボードからの入力によって前記回転前取込画像５１に表示された＋状のカーソル６１を移動し、該カーソル６１の交差点を前記チップ吸着面５５の中心に合わせることで回転前中心位置６２を設定入力し、この座標を記憶する（Ｓ６）。

次に、前記ホームポジジョン４１において、前記コレットホルダ２２を回転駆動して０度位置にある前記コレット２１を１８０度位置まで回動した後（Ｓ７）、前記ＣＣＤカメラ４３でコレット２１先端２４の画像を取得して、図６に示すように、取得した回転後取込画像７１をモニターに表示するとともに、前記マウスやキーボードからの入力により前記回転後取込画像７１に表示された＋状のカーソル６１を移動し、該カーソル６１の交差点を前記チップ吸着面５５の中心に合わせることで回転後中心位置７２を設定入力し、この座標を記憶する（Ｓ８）。

そして、予め設定された位置入力点数の設定値が２を越えているか否かを判断し（Ｓ９）、２以下の場合には、ステップＳ１２へ分岐する一方、２を越えている場合には、次ステップへ進んでコレット位置入力処理を設定数行う。

このコレット位置入力処理は、前記コレット２１を例えば９０度正転あるいは反転する処理と（Ｓ１０）、コレット２１回動毎にＣＣＤカメラ４３による画像の取込んでチップ吸着面５５の中心位置を設定入力する処理（Ｓ１１）とを、前記設定値から２を減算した回数分繰り返すルーチンであり、この繰り返し回数、すなわち前記設定値を大きくすることで、テーチング精度を高める効果がある。

そして、前記ステップＳ１２においては、設定入力された前記各中心位置６２，７２から仮想円８１を求めて前記コレットホルダ２２の回転中心８２を算出するとともに、０度位置にある回転前中心位置６２と各中心位置７２において、画面上横方向であるＸ方向ズレ量８３と、画面上縦方向であるＹ方向ズレ量８４とを算出した後、これらをボンディング座標に換算して偏芯補正量を演算する。そして、この偏芯補正量を保存して（Ｓ１３）、メインルーチンへ戻る。

図７は、ダイボンダ６によるボンディングを行う際に実行される装置稼動処理を示す図であり、次の各ステップをボンディングが終了するまで繰り返し実行する。

すなわち、ロータリーヘッド１１をピックアップ座標に従ってピックアップ位置へ移動してコレット２１でチップ３をピックアップし（ＳＢ１）、予め設定された設定された回転角度（１８０度）でコレットホルダ２２を回転駆動して０度位置にあるコレット２１を１８０度位置まで回動し（ＳＢ２）、前記ティーチング処理において、当該回転角度（１８０度）に応じて演算された偏芯補正値を読み出す（ＳＢ３）。つまり、前記回転角度が１８０度の場合、０度位置にある回転前中心位置６２と１８０度位置にある回転後中心位置７２とにおけるＸ方向ズレ量８３及びＹ方向ズレ量８４からなる偏芯補正量を呼び出し、予め設定されたボンディング座標のＸ値に前記Ｘ方向ズレ量８３を加えるととも、Ｙ値に前記Ｙ方向ズレ量８４を加えることによって、前記ボンディング座標を補正する（ＳＢ４）。

そして、この補正されたボンディング座標に従って前記ロータリーヘッド１１を移動して（ＳＢ５）、コレット２１に保持されたチップ３をリードフレーム５上に載置してボンディングを行い（ＳＢ６）、ボンディングが終了するまで前記各ステップＳＢ１〜ＳＢ６を繰り返した後に、メインルーチンへ戻る。

このように、前記コレット２１の偏芯を直接補正することで、コレットホルダ２２の回転軸とコレット２１との偏芯に起因したチップ３移送先での位置ずれを防止することができる。これにより、偏芯による僅かな位置ずれも防止することができ、ボンディング位置精度を高めることができる。

そして、前記コレット２１には、コレットホルダ２２への取付誤差等によって偏芯が生じることがあり、この偏芯は、コレット２１を交換する度に変動する。しかし、回転前のコレット２１先端２４位置と回転後のコレット２１先端２４位置とから各ズレ量８３，８４を算出して偏芯補正量とするため、コレット２１交換毎に生ずる偏芯に起因した不具合も解消することができる。

本発明の一実施の形態を示す図である。他の形態を示す図である。同実施の形態の動作を示すフローチャートである。図３に続くフローチャートである。同実施の形態の回転前取込画像を示す図である。同実施の形態の回転後取込画像を示す図である。同実施の形態の装置可動処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１偏芯補正装置
３チップ
６ダイボンダ
１１ロータリーヘッド
２１コレット
４３ＣＣＤカメラ
５１回転前取込画像
６２回転前中心位置
７１回転後取込画像
６２回転後中心位置
８２Ｘ方向ズレ量
８３Ｙ方向ズレ量

Claims

先端でチップをピックアップするコレットが回動自在に保持されたヘッドを備え、前記コレットがピックアップしたチップをボンディング位置へ移送する際に、前記ヘッドをボンディング座標が示す位置へ移動するとともに、基準角度にある前記コレットを所定角度回動して前記チップの向きを変更するボンダの偏芯補正装置において、
前記基準角度にある前記コレット先端の画像を所定位置にて取得するコレット画像取得手段と、
該コレット画像取得手段で取得された画像を用いて前記コレットの中心位置を定める中心位置決定手段と、
前記コレットを前記基準角度から前記所定角度回動するコレット回動手段と、
該コレット回動手段で前記コレットを回動した後に前記コレット先端の画像を取得する回動後画像取得手段と、
該回動後画像取得手段で取得された画像を用いて回転後の前記コレットの中心位置を定める回動後中心位置決定手段と、
前記中心位置決定手段で定められた回転前中心位置及び前記回動後中心位置決定手段で定められた回転後中心位置のズレ量を算出するズレ量算出手段と、
前記コレットでピックアップしたチップを前記回転角度回転して前記ボンディング位置へ移送する際に、前記ズレ量を用いて前記ボンディング座標を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする偏芯補正装置。