JP2005311013A - ダイボンディング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コスト化を図りつつ、歩留まりを向上することができるダイボンディング装置を提供する。
【解決手段】 ボンディングヘッドをピックアップポイントに移動し（Ｓ１）、ディスペンスヘッドをディスペンスポイントに移動する（Ｓ７）。このディスペンスヘッドでディスペンスポイントに接合剤を塗布した後（Ｓ８）、ディスペンスヘッドを搬送路奥側の退避場所へ移動する（Ｓ９）。これと並行して、ピックアップポイントへ移動したボンディングヘッドでチップをピックアップし（Ｓ１１〜Ｓ１２）、ボンディングヘッドをボンディングポイントへ移動してチップをボンディングする（Ｓ１３）。
【選択図】 図３

Description

本発明は、接合剤などを供給してチップをボンディングするダイボンディング装置に関する。

従来、図４に示すように、リードフレーム搬送部１０１を図中右方へ搬送されるリードフレーム２にチップをボンディングする際には、ダイボンディング装置１０２が用いられていた。

このダイボンディング装置１０２には、ボンディング機構１１１より一定距離以上離れた上流位置にディスペンス機構１１２が設けられている。

前記ボンディング機構１１１は、チップをボンディングするボンディングヘッド１２１を備えており、該ボンディングヘッド１２１を第１Ｙ軸駆動機構１２２で駆動することによって、ウエハリング１２３上のチップをボンディングヘッド１２１でピックアップしてリードフレーム２にボンディングできるように構成されている。

前記ディスペンス機構１１２は、エポキシなどの接合剤を供給するディスペンスヘッド１３１を備えており、該ディスペンスヘッド１３１を第２Ｙ軸駆動機構１３２で駆動することによって、リードフレーム２に設定された各ボンディングポイントに前記接合剤を塗布できるように構成されている。このディスペンス機構１１２は、前記リードフレーム２の搬送方向に移動するＸ軸駆動機構１３３を備えており、前記ディスペンスヘッド１３１によるディスペンスポイントから前記ボンディングヘッド１２１によるボンディング位置までの離間距離１３４を、リードフレーム２に設定されたボンディングポイントのピッチに合わせて調整できるように構成されている。

そして、このダイボンディング装置１０２には、前記ディスペンスポイントと前記ボンディングポイントと前記ボンディングヘッド１２１によるチップのピックアップポイントの上方に、それぞれカメラ１４１，１４２が設けられており（ピックアップポイント上方のカメラは図示省略）、対応した箇所を認識できるように構成されている。

図５は、このダイボンディング装置１０２でボンディングされるリードフレーム２を示す図であり、リードフレーム２の幅方向に並ぶ１行には、８箇所にボンディングポイントＢＰが設定されている。また、前記ディスペンス機構１１２によるディスペンスポイントから前記ボンディング機構１１１によるボンディングポイントまでの離間距離１３４は、前記ボンディングポイントＢＰが１６列分となるように設定されている。

次に、このダイボンディング装置１０２の動作を、図６及び図７に示すフローチャートに従って説明する。

すなわち、前記ディスペンス機構１１２と前記ボンディング機構１１１とは独立して駆動されており、前記ディスペンス機構１１２では、図６に示すように、リードフレーム２の次の行にディスペンスポイントがあるか否かを判断し（ＳＤ１）、次の行が無い場合には、リードフレーム２を１ピッチ分移送した後（ＳＤ２）、次のディスペンスポイントへカメラ１４１を移動し（ＳＤ３）、ディスペンスポイントを認識する（ＳＤ４）。このとき、ディスペンスポイントを正常に認識できない場合には、エラー処理を行う一方、正常認識できた場合には（ＳＤ５）、ディスペンスヘッド１３１を、ディスペンスポイントに移動して（ＳＤ６）、接合剤を塗布した後（ＳＤ７）、前記ステップＳＤ１へ戻る。

また、前記ボンディング機構１１１では、図７に示すように、ボンディングヘッド１２１をピックアップポイントへ移動し（ＳＢ１）、リードフレーム２の次の行にボンディングポイントＢＰがあるか否かを判断し（ＳＢ２）、次の行が無い場合には、リードフレーム２を１ピッチ分移送した後（ＳＢ３）、次のボンディングポイントＢＰへカメラ１４２を移動し（ＳＢ４）、ボンディングポイントＢＰを認識する（ＳＢ５）。このとき、ボンディングポイントＢＰを正常に認識できない場合には、エラー処理を行う一方、正常認識できた場合には（ＳＢ６）、次ステップＳＢ７へ移行する。

これと並行して、前記ボンディングヘッド１２１をピックアップポイントへ移動した際には（ＳＢ１）、ボンディングヘッド１２１によりチップをピックアップし（ＳＢ８）、チップを正常にピックアップできるまで繰り返した後（ＳＢ９）、前記ステップＳＢ７にて、ボンディングヘッド１２１をボンディングポイントＢＰへ移動して、ピックアップしたチップをボンディングポイントＢＰにボンディングした後（ＳＢ１０）、前記ステップＳＢ１へ戻る。

しかしながら、このようなダイボンディング装置１０２にあっては、ディスペンスヘッド１３１によるディスペンスポイントと、ボンディングヘッド１２１によるボンディングポイントＢＰとの二箇所にカメラ１４１，１４２が必要となり、低コスト化の阻害要因となっていた。

また、前記ディスペンスポイントの下流に前記ボンディングポイントＢＰが設定されているため、エラー等でリードフレーム２の移送が停止した場合、ディスペンスヘッド１３１で塗布された接合剤が固化する恐れがある。特に、多数のボンディングポイントＢＰが設定されたリードフレーム２においては、塗布された接合剤がボンディング前に固化する可能性が高く、ボンディング不良を起こす恐れがあった。これにより、歩留まりが落ちてしまう。

例えば、図５に示したように、ディスペンスポイントからボンディングポイントまでの間に８行１６列のボンディングポイントＢＰが設定されたリードフレーム２の場合、１工程のサイクルタイムに０．５秒掛かるとすると、リードフレーム２の移送が再開してから最後部のボンディングポイントＢＰへのボンディングが行われるまで６４秒、すなわち約１分要することとなる。

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、低コスト化を図りつつ、歩留まりを向上することができるダイボンディング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ダイボンディング装置にあっては、ワークに設定されたボンディングポイントに接合剤を塗布するディスペンスヘッドと、ピックアップポイントでピックアップしたチップを前記接合剤が塗布された前記ボンディングポイントへ移送してボンディングするボンディングヘッドとを備えたダイボンディング装置において、前記ディスペンスヘッドと前記ボンディングヘッドとを、前記ワークを横断する同軸上で移動自在に構成し、前記ワークを境とする一方側に前記ピックアップポイントを設定するとともに、前記ワークを境とする他方側に前記ディスペンスヘッドの退避場所を設定する一方、前記ボンディングヘッドを前記ピックアップポイントへ移動して前記チップをピックアップする際に、前記ディスペンスヘッドを前記ボンディングポイントへ移動して前記接合剤を塗布する前処理手段と、前記接合剤の塗布を終了した前記ディスペンスヘッドを前記退避場所へ移動してから、前記ピックアップポイントにある前記ボンディングヘッドを前記ボンディングポイントへ移動してピックアップした前記チップを前記接合剤が塗布された前記ボンディングポイントにボンディングするボンディング手段と、を備えている。

すなわち、チップをワークにボンディングする際には、ボンディングヘッドをピックアップポイントへ移動してチップをピックアップする際に、ディスペンスヘッドをワークに設定されたボンディングポイントへ移動して接合剤を塗布する。

このとき、前記ディスペンスヘッドと前記ボンディングヘッドとは、同軸上で移動自在に構成されているが、ワークを境とする一方側のピックアップポイントに前記ボンディングヘッドを移動した際に、前記ディスペンスヘッドがワークに設定されたボンディングポイントへ移動されるため、前記ディスペンスヘッドと前記ボンディングヘッドとの干渉が防止される。

そして、接合剤を塗布したディスペンスヘッドを、前記ワークを境とする他方側に設定された退避場所へ移動してから、ピックアップポイントのボンディングヘッドをボンディングポイントへ移動し、チップを接合剤が塗布されたボンディングポイントにボンディングする。

このとき、前記ディスペンスヘッドと前記ボンディングヘッドとは、同軸上で移動するように構成されており、前記ディスペンスヘッドで接合剤を塗布した直後に、ワーク送りを行うこと無く、ボンディングヘッドでピックアップしたチップがボンディングされる。

以上説明したように本発明のダイボンディング装置にあっては、ディスペンスヘッドとボンディングヘッドとを、ワークを横断する同軸上で移動自在に構成したため、同一箇所のボンディングポイントに、ワーク送りを行うこと無く、接合剤の塗布とチップのボンディングとを行うことができる。

このため、接合剤の塗布先とチップのボンディング先とを認識する為のカメラを一台で構成することができる。したがって、接合剤の塗布先とチップのボンディング先とのそれぞれにカメラを用意しなけばならなかった従来と比較して、低コスト化を図ることができる。

また、前記ディスペンスヘッドで接合剤を塗布した直後に、ワーク送りを行うこと無く、ピックアップしたチップをボンディングすることができるため、接合剤が塗布されたワークを下流へ移動してチップをボンディングする従来と比較して、ワーク送りが停止された場合であっても、塗布後の接合剤が放置されボンディング前に固化してしまうといった問題を防止することができる。

これにより、ダイボンディング装置停止時には、接合剤の固化によるボンディング不良を防止することができ、歩留まりの向上を図ることができる。

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ダイボンディング装置１を示す図であり、該ダイボンディング装置１は、ワークとしてのリードフレーム２にチップをボンディングする装置である。なお、前記ワークとしては、リードフレーム２のみならず、基板等であっても良い。また、前記リードフレーム２は、図中右方へ搬送されるものとする。

このダイボンディング装置１には、図中横方向に延在する搬送路１１を備えており、該搬送路１１上のリードフレーム２を図外の送り機構によって所定のピッチ毎に上流側から下流側へ移送できるように構成されている。

前記ダイボンディング装置１には、前記搬送路１１と直交し、該搬送路１１を横断するＹ軸２１が設けられている。該Ｙ軸２１の奥側には、ディスペンススライダ２２が移動自在に設けられており、前記ディスペンススライダ２２は、図外の駆動機構によって前記Ｙ軸２１に沿って駆動されるように構成されている。このディスペンススライダ２２からは、支持アーム２３が延出しており、該支持アーム２３の先端には、ディスペンスヘッド２４が設けられている。

該ディスペンスヘッド２４は、図２にも示すように、先細りした先端部３１を備えており、この先端部３１からエポキシ樹脂やペーストや半田、あるいはテープ等、チップ３２を前記リードフレーム２に接合する為の接合剤を供給できるように構成されている。これにより、前記リードフレーム２に設定されたボンディングポイントＢＰに前記接合剤を塗布できるように構成されている。

また、前記Ｙ軸２１の手前側には、図１に示したように、ボンディングススライダ４１が移動自在に設けられており、前記ボンディングススライダ４１は、図外の駆動機構によって前記Ｙ軸２１に沿って駆動されるように構成されている。このボンディングスライダ４１の側部には、前記チップ３２を保持して移送するボンディングヘッド４２が設けられている。

該ボンディングヘッド４２は、図２に示したように、先細りしたボンディングツール５１を備えており、このボンディングツール５１先端に負圧を供給することで、前記チップ３２をピックアップできるように構成されている。これにより、当該ボンディングヘッド４２でピックアップしたチップ３２を、前記接合剤が塗布された前記ボンディングポイントＢＰへ移送してボンディングできるように構成されている。

前記ディスペンスヘッド２４と前記ボンディングヘッド４２とは、図１に示したように、前記搬送路１１に直交するとともに、該搬送路１１で移送される前記リードフレーム２を横断した同一の移動軸６１上を移動するように構成されており、この移動軸６１上であって前記リードフレーム２が搬送される前記搬送路１１を境とした図１中奥側には、前記ディスペンスヘッド２４が配置される退避場所６２が設定されている。

また、前記リードフレーム２が搬送される前記搬送路１１を境とした図１中手前側には、前記チップ３２を支持するウエハリング７１が移動自在に配置されている。

該ウエハリング７１に張設されたウエハシート７２上には、図２に示したように、ウエハが切断されてなる前記チップ３２が載置されており、前記ウエハシート７２の下部には、突き上げヘッド７３が設けられている。この突き上げヘッド７３内には、図外の突き上げピンが上下動自在に設けられており、当該突き上げピンの真上に位置した前記チップ３２を突き上げて前記ウエハシート７２から剥離できるように構成されている。

これにより、前記突き上げヘッド７３上には、チップ３２をピックアップするピックアップポイントＰＰが設定されており、該ピックアップポイントＰＰは、図１に示したように、前記移動軸６１上に設定されている。

そして、このピックアップポイントＰＰの真上には、図２に示したように、チップ認識カメラ８１が設けられており、前記リードフレーム２が搬送される搬送路１１上には、リードフレーム認識カメラ８２が設けられている。

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

すなわち、ボンディングをする際には、先ずボンディングヘッド４２を搬送路１１より手前側のウエハリング７１上へ移動するとともに、ピックアップポイントＰＰに配置する（Ｓ１）。

そして、リードフレーム認識カメラ８２によって、接合剤を塗布するディスペンスポイントが次の行にあるか否かを判断し（Ｓ２）、例えば現在の行においてディスペンスポイントが無い場合には、リードフレーム２を１ピッチ分列送りした後（Ｓ３）、次のディスペンスポイントにリードフレーム認識カメラ８２をを移動し（Ｓ４）、ディスペンスポイントを認識する（Ｓ５）。

このとき、ディスペンスポイントを正常に認識できない場合には、エラー処理を行う一方、正常認識できた場合には（Ｓ６）、ディスペンススライダ２２を駆動してディスペンスヘッド２４を、リードフレーム２上のディスペンスポイントに移動して（Ｓ７）、このディスペンスポイントに接合剤を塗布する（Ｓ８）。

このとき、前記ディスペンスヘッド２４と前記ボンディングヘッド４２とは、同一の移動軸６１上で移動するように構成されている。しかし、前記搬送路１１を境とする手前側のピックアップポイントＰＰへ前記ボンディングヘッド４２を移動した際に、前記ディスペンスヘッド２４を搬送路１１上のリードフレーム２に設定されたボンディングポイントＢＰへ移動するため、前記ディスペンスヘッド２４と前記ボンディングヘッド４２との干渉を防止することができる。

その後、ディスペンススライダ２２を駆動してディスペンスヘッド２４を、搬送路１１の奥側に設定された退避場所６２へ移動して（Ｓ９）、次ステップＳ１０を実行する。

これと並行して、前記ボンディングヘッド４２を前記ピックアップポイントＰＰへ移動した際には（Ｓ１）、当該ボンディングヘッド４２で前記ピックアップポイントＰＰ上のチップ３２を吸着してピックアップする（Ｓ１１）。このとき、チップ３２のピックアップに失敗した際には、前記ステップＳ１１へ分岐してチップ３２を正常にピックアップできるまで繰り返す（Ｓ１２）。

そして、チップ３２ピックアップ後には、前記ステップＳ１０にて、このボンディングヘッド４２をボンディングポイントＢＰへ移動して、ピックアップしたチップ３２をボンディングポイントＢＰにボンディングした後（Ｓ１３）、前記ステップＳ１へ戻る。

このとき、前記ディスペンスヘッド２４と前記ボンディングヘッド４２とは、同一の移動軸６１上で移動するように構成されており、前記ディスペンスヘッド２４で接合剤を塗布した直後に、リードフレーム送りを行うこと無く、ボンディングヘッド４２でピックアップしたチップ３２を前記ボンディングポイントＢＰにボンディングすることができる。

このように、前記ディスペンスヘッド２４と前記ボンディングヘッド４２とを、リードフレーム２の搬送路１１を横断する同一の移動軸６１上で移動させるように構成したため、同一箇所のボンディングポイントＢＰに、リードフレーム送りを行うこと無く、接合剤の塗布とチップ３２のボンディングとを行うことができる。

このため、接合剤の塗布先とチップ３２のボンディング先とを、前記リードフレーム認識カメラ８２一台で認識することができる。したがって、接合剤の塗布先とチップのボンディング先とのそれぞれにカメラを用意しなけばならなかった従来と比較して、低コスト化を図ることができる。

また、前記ディスペンスヘッド２４で接合剤を塗布した直後に、リードフレーム送りを行うこと無く、ピックアップしたチップ３２をボンディングすることができるため、接合剤が塗布されたリードフレーム２を下流へ移動してチップ３２をボンディングしなければならなかった従来と比較して、リードフレーム送りが停止された場合であっても、塗布後の接合剤が放置されボンディング前に硬化又は固化してしまうといった問題を防止することができる。

これにより、ダイボンディング装置１停止時には、接合剤の硬化又は固化によるボンディング不良を防止することができ、歩留まりの向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態の平面を示す模式図である。 同実施の形態の側面を示す模式図である。 同実施の形態の動作を示すフローチャートである。 従来のダイボンディング装置の平面を示す模式図である。 同従来でボンディングを行うリードフレームを示す要部の拡大図である。 同従来例のディスペンスヘッドの動作を示すフローチャートである。 同従来例のボンディングヘッドの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ダイボンディング装置
２ リードフレーム
２１ Ｙ軸
２４ ディスペンスヘッド
３２ チップ
４２ ボンディングヘッド
６１ 移動軸
６２ 退避場所
ＢＰ ボンディングポイント
ＰＰ ピックアップポイント

Claims (1)

1. ワークに設定されたボンディングポイントに接合剤を塗布するディスペンスヘッドと、ピックアップポイントでピックアップしたチップを前記接合剤が塗布された前記ボンディングポイントへ移送してボンディングするボンディングヘッドとを備えたダイボンディング装置において、
   前記ディスペンスヘッドと前記ボンディングヘッドとを、前記ワークを横断する同軸上で移動自在に構成し、前記ワークを境とする一方側に前記ピックアップポイントを設定するとともに、前記ワークを境とする他方側に前記ディスペンスヘッドの退避場所を設定する一方、
   前記ボンディングヘッドを前記ピックアップポイントへ移動して前記チップをピックアップする際に、前記ディスペンスヘッドを前記ボンディングポイントへ移動して前記接合剤を塗布する前処理手段と、
   前記接合剤の塗布を終了した前記ディスペンスヘッドを前記退避場所へ移動してから、前記ピックアップポイントにある前記ボンディングヘッドを前記ボンディングポイントへ移動してピックアップした前記チップを前記接合剤が塗布された前記ボンディングポイントにボンディングするボンディング手段と、
   を備えたことを特徴とするダイボンディング装置。
   

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