JP2007305817A - ボンディング方法及びボンディング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークが固定される高さをコントロールすることができるボンディング方法及びボンディング装置を提供する。
【解決手段】ボンディングポイントにてボンディングヘッドの下降動作を開始し（Ｓ５）、ボンディングヘッドがボンディング点までの下降した際に、ボンディングヘッドの下降動作を終了した後（Ｓ６）、ボンディング止まり時間停止して（Ｓ７）、ボンディングヘッドを設定値まで上昇して停止する（Ｓ８）。この設定点での高さ位置において切断待機時間待機した後、コレットに供給された負圧を遮断し（Ｓ９）、上昇待機時間待機した後に（Ｓ１０）、ボンディングヘッドの上昇を開始する（Ｓ１１）。
【選択図】図３

Description

本発明は、ボンディングポイントにワークをボンディングするボンディング方法及びボンディング装置に関する。

従来、半導体等のチップをリードフレーム等に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、図４に示すように、ワークとしてのチップ８０１を移送する図外のボンディングヘッドを備えており、該ボンディングヘッドには、前記チップ８０１を吸着する為のコレット８０２が設けられている。これにより、ウエハリング上のチップ８０１をリードフレーム８０３に塗布された接合剤８０４上に移送して、当該チップ８０１を前記リードフレーム８０３にボンディングできるように構成されている。

図５は、前記ボンディング装置の動作を示すフローチャートであり、該ボンディング装置は、前記ボンディングヘッドをピックアップ位置へ移動して該ピックアップ位置のチップ８０１をピックアップした後（ＳＢ１）、チップ８０１がピックアップされたか否かを確認する（ＳＢ２）。

前記チップ８０１がピックアップされていないミスピックアップ時には、ピックアップのリトライ回数が「１」のとき（ＳＢ３）、前記ステップＳＢ１へ分岐してチップ８０１のピックアップを繰り返す一方、ピックアップのリトライ回数が「０」の場合には（ＳＢ４）、エラーとして当該処理を終了する。

前記ステップＳＢ２において、チップ８０１がピックアップされていると確認できた際には、前記ボンディングヘッドをボンディング位置まで移動してボンディング点までの下降動作を開始し（ＳＢ５）、スロー下降中にコレット８０２に供給されたバキュームのオフ動作するとともに（ＳＢ６）、ボンディング点パフ動作を行う（ＳＢ７）。そして、スロー下降中でのバキュームオフ動作及びボンディング点パフ動作を終了し（ＳＢ８）、ボンディングヘッドがボンディング点までの下降動作を終了する（ＳＢ９）。

次に、ボンディングヘッドを、ボンディング点においてボンディング止まり時間停止した後（ＳＢ１０）、前記ボンディングヘッドを、前記ボンディング点からの上昇動作を開始する（ＳＢ１１）。このとき、ボンディング後のパフタイミングのオフセットにデータが入力されていたら（ＳＢ１２）、ボンディング後のパフの長さパフをＯＮして（ＳＢ１３）、前記ステップＳＢ１へ移行する。

しかしながら、このようなボンディング装置にあっては、ボンディングヘッドがボンディング点に到達する前にバキュームを停止してしまう為、チップ８０１が固定される高さ位置をコントロールすることができなかった。

これにより、高さ位置の偏差が大きくなる傾向にあった。

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、ワークが固定される高さをコントロールすることができるボンディング方法及び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請求項１のボンディング方法にあっては、ボンディングヘッドに負圧を供給してワークを吸着するとともに、ボンディングポイントに塗布された接合剤上に移送して前記ワークを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方法において、前記ワークを吸着した前記ボンディングヘッドを前記ボンディングポイントにて所定の下降点まで下降した後、設定された高さ位置まで上昇してから前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断する。

すなわち、ワークをボンディングポイントに塗布された接合剤上に移送してボンディングする際には、前記ボンディングポイントにおいて、前記ワークを吸着した前記ボンディングヘッドを所定の下降点まで下降してから、設定された高さ位置まで上昇した後に、前記ボンディングヘッドに供給された負圧が遮断される。

このため、前記ワークは、前記ボンディングヘッドが前記高さ位置に上昇されるまで当該ボンディングヘッドに吸着された状態で保持される。

また、請求項２のボンディング方法においては、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇してから所定の切断待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断する。

すなわち、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇した際には、上昇してから所定の切断待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧が遮断される。

このため、前記高さ位置において、前記接合剤による前記ワークの接合状態が安定化される。

さらに、請求項３のボンディング方法では、前記高さ位置にて前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断してから所定の上昇待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドの上昇を開始する。

すなわち、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇した際には、当該高さ位置において前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断してから、所定の上昇待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドの上昇が開始される。

このため、前記負圧によって吸着された前記ワークの前記ボンディングヘッドからの離脱容易性が高められる。

そして、本発明の請求項４のボンディング装置にあっては、ボンディングヘッドに負圧を供給してワークを吸着するとともに、ボンディングポイントに塗布された接合剤上に移送して前記ワークを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装置において、前記ワークを吸着した前記ボンディングヘッドを前記ボンディングポイントにて所定の下降点まで下降する下降手段と、前記ボンディングヘッドを前記下降点まで下降した後に、当該ボンディングヘッドを予め設定された高さ位置まで上昇する上昇手段と、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇した後に、前記ボンディングヘッドに供給した前記負圧を遮断する負圧遮断手段と、を備えている。

すなわち、ワークをボンディングポイントに塗布された接合剤上に移送してボンディングする際には、前記ワークを吸着した前記ボンディングヘッドを前記ボンディングポイントにおいて所定の下降点まで下降し、前記ボンディングヘッドが前記下降点まで下降した際には、当該ボンディングヘッドを予め設定された高さ位置まで上昇する。そして、前記ボンディングヘッドが前記高さ位置まで上昇した後には、前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧が遮断され、前記ワークは、前記ボンディングヘッドへの吸着状態が解除される。

このため、前記ワークは、前記ボンディングヘッドが前記高さ位置に上昇されるまで当該ボンディングヘッドに吸着された状態で保持される。

また、請求項５のボンディング装置においては、前記負圧遮断手段は、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇してから所定の切断待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断する。

すなわち、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇した際には、上昇してから所定の切断待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧が遮断される。

このため、前記高さ位置において、前記接合剤による前記ワークの接合状態が安定化される。

さらに、請求項６のボンディング装置では、前記高さ位置にて前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断してから所定の上昇待機時間経過するまで待機する上昇待機手段と、前記上昇待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドの上昇を開始するヘッド上昇開始手段と、をさらに備えている。

すなわち、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇した際には、当該高さ位置において前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断してから所定の上昇待機時間経過するまで待機する。その後、前記ボンディングヘッドの上昇が開始される。

これにより、前記負圧によって吸着された前記ワークの前記ボンディングヘッドからの離脱容易性が高められる。

以上説明したように本発明の請求項１のボンディング方法及び請求項４のボンディング装置にあっては、負圧によってボンディングヘッドに吸着されたワークを、前記ボンディングヘッドが下降点まで下降された後に所定の高さ位置に上昇されるまでボンディングヘッドに吸着した状態を維持することができる。

このため、ボンディングヘッドに供給された負圧を下降途中で遮断する構造上、固定されるワークの高さ位置が接合剤からの反力に依存する従来と比較して、前記ワークが固定される高さ位置をコントロールすることができる。これにより、固定されたワークの高さ位置の偏差を小さくすることができる。

また、請求項２のボンディング方法及び請求項５のボンディング装置においては、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇した際に、上昇してから所定の切断待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断する。

これにより、前記高さ位置において、前記接合剤による前記ワークの接合状態の安定化を図ることができる。

さらに、請求項３のボンディング方法及び請求項６のボンディング装置では、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇した際に、当該高さ位置において前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断してから所定の上昇待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドの上昇を開始する。

これにより、前記負圧によって吸着された前記ワークの前記ボンディングヘッドからの離脱容易性を高めることができ、ボンディングヘッドによる前記ワークの持ち帰りを防止することができる。

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ボンディング装置１を示すブロック図である。該ボンディング装置１は、本発明のボンディング方法でボンディングを行う装置であり、ウエーハリングに支持されたワークとしてのチップをピックアップしてリードフレーム上へ移送してボンディングする装置である。

このボンディング装置１は、制御部１１を中心に構成されており、該制御部１１には、ヘッド駆動部１２が接続されている。該ヘッド駆動部１２は、前記制御部１１からの制御信号に従ってボンディングヘッドを駆動するように構成されており、当該ボンディングヘッドを、前記チップのピックアップ位置とボンディング位置との間で駆動できるように構成されている。

また、前記制御部１１には、バキューム制御部２１が接続されており、前記ボンディングヘッドに負圧を供給できるように構成されている。

これにより、図２に示すように、ボンディングヘッド３１に設けられたコレット３２を図外のウエハリングのチップ３３上に移動し、当該コレット３２に負圧を供給することで、前記チップ３３を前記コレット３２に吸着してピックアップするとともに、前工程においてリードフレーム３４のボンディングポイントＢＰに塗布された半田やエポキシ樹脂等からなる接合剤３５上に前記チップ３３を移送して、当該チップ３３を前記リードフレーム３４にボンディングできるように構成されている。

前記制御部１１には、図１に示したように、ミスピックアップ検出部４１が接続されており、このミスピックアップ検出部４１は、例えば前記コレット３２に設けられたバキューム穴への光を進入を検出するセンサーによって構成されている。

また、前記制御部１１には、入力部５１が接続されており、該入力部５１は、キーボードやスイッチ等によって構成されている。これにより、当該ボンディング装置１に設定値などのデータを入力できるように構成されている。

前記制御部１１は、ＲＯＭやＲＡＭを内蔵したマイコンを中心に構成されており、前記ＲＯＭには、処理手順を示すプログラム等が記憶されている。また、前記ＲＡＭには、前記入力部から予め入力された設定値などが記憶されており、その設定値としては、図２に示したように、ボンディング時に前記ボンディングヘッド３１を下降する際の高さ位置を示す下降点としてのボンディング点６１と、チップ固定時に前記ボンディングヘッド３１を上昇する際の高さ位置を示す設定点６２と、前記ボンディングヘッド３１を前記設定点６２まで上昇してから前記コレット３２に供給された負圧を遮断するまでの時間を示す切断待機時間６３と、前記コレット３２への負圧の供給を遮断してから前記ボンディングヘッド３１の上昇を開始するまでの時間を示す上昇待機時間６４などが挙げられる。

そして、前記制御部１１に設けられた前記マイコンが前記ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って動作することにより、当該ボンディング装置１が作動するように構成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態にかかるボンディング装置１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、前記制御部１１は、ヘッド駆動部１２及びバキューム制御部２１に制御信号を出力することによって、前記ボンディングヘッド３１のコレット３２をウエハリングのチップ３３上に移動して該チップ３３を前記コレット３２に吸着してピックアップした後（Ｓ１）、例えば前記ボンディングヘッド３１をボンディングポイントＢＰへ移動する移移動経路上において、前記コレット３２に前記チップ３３が吸着されているか否かを前記ミスピックアップ検出部４１からの信号によって判断する（Ｓ２）。

このとき、前記コレット３２に前記チップ３３が吸着されていないミスピックアップ時には、ピックアップのリトライ回数が「１」のとき（Ｓ３）、前記ステップＳ１へ分岐してチップ３３のピックアップを繰り返す一方、ピックアップのリトライ回数が「０」になっていた場合には（Ｓ４）、エラーとして当該処理を終了する。

前記ステップＳ２において、前記コレット３２に前記チップ３３が吸着されていると確認できた場合には、図２に示したようように、前記ボンディングヘッド３１をボンディングポイントＢＰまで移動して当該ボンディングヘッド３１の下降動作を開始し（Ｓ５）、該ボンディングヘッド３１がボンディング点６１までの下降した際には、当該ボンディングヘッド３１の下降動作を終了する（Ｓ６）。

この状態において、前記ボンディングヘッド３１を前記ボンディング点６１に維持して状態で、予め設定されたボンディング止まり時間、ボンディングヘッド３１の移動を停止し（Ｓ７）、当該ボンディングヘッド３１を、前記ＲＡＭに設定された設定点６２までのチップ持ち上げ量分上昇して停止する（Ｓ８）。このとき、前記接合剤３５には、反力が生じ、その反力によって当該接合剤３５が盛り上がることによって、前記チップ３３裏面に密着した状態が維持される。

そして、この設定点６２の高さ位置において、前記ＲＡＭに設定された前記切断待機時間６３待機した後、前記バキューム制御部２１に制御信号を出力して前記コレット３２に供給された負圧を遮断する（Ｓ９）。

これにより、前記ボンディングヘッド３１を前記設定点６２が示す高さ位置まで上昇してから前記切断待機時間６３経過した後に、前記ボンディングヘッド３１に供給された前記負圧を遮断することができる。このため、前記高さ位置において、前記接合剤３５の固化を促進し、該接合剤３５による前記チップ３３の接合状態の安定化を図ることができる。

また、前記ボンディングヘッド３１を前記設定点６２が示す高さ位置まで上昇してから前記ボンディングヘッド３１に供給された前記負圧を遮断して前記ボンディングヘッド３１への前記チップ３３の吸着状態を解除するため、前記ボンディングヘッド３１が前記設定点６２が示す高さ位置まで上昇する間は、前記チップ３３を前記ボンディングヘッド３１に吸着した状態を維持することができる。

このため、ボンディングヘッド３１に供給された負圧を下降途中で遮断する構造上、固定されるチップ３３の高さ位置が接合剤３５からの反力に依存する従来と比較して、前記チップ３３が固定される高さ位置をコントロールすることができる。これにより、固定されたチップ３３の高さ位置の偏差を小さくすることができる。

具体的に説明すると、前記チップ３３を前記リードフレーム３４の接地面から４０μｍの高さ位置より高位置で固定する場合、前記高さ位置を示す前記設定値６２を４０μｍに設定する。この場合、前記チップ３３の固定位置を、前記リードフレーム３４の接地面から最低でも４０μｍ離れた位置にすることができる。

このように、前記リードフレーム３４の接地面から最低でも４０μｍ離れた位置にチップ３３を固定するといった仕様であっても、これに対応することができる。

次に、前記ボンディングヘッド３１を前記設定点６２の高さ位置に維持した状態で、前記コレット３２への負圧の供給を遮断してから前記ＲＡＭに記憶された前記上昇待機時間６４待機した後（Ｓ１０）、前記ボンディングヘッド３１の上昇を開始する（Ｓ１１）。

このため、前記負圧によって吸着された前記チップ３３の前記コレット３２からの離脱容易性を高めることができ、前記コレット３２に正圧を供給すること無く、前記チップ３３を確実に離脱することができる。これにより、前記ボンディングヘッド３１による前記チップ３３の持ち帰りを防止することができる。

そして、前記ステップＳ１へ移行して、次チップ３３のボンデングへ移行する。

本発明の一実施の形態の示すブロック図である。 同実施の形態の構造と動作を示す説明図である。 同実施の形態の動作を示すフローチャートである。 従来のボンディング装置の構造と動作を示す説明図である。 従来例の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ボンディング装置
１１ 制御部
１２ ヘッド駆動部
２１ バキューム制御部
３１ ボンディングヘッド
３３ チップ
３５ 接合剤
６１ ボンディング点
６２ 設定点
６３ 切断待機時間
６４ 上昇待機時間
５１ 入力部
ＢＰ ボンディングポイント

Claims (6)

1. ボンディングヘッドに負圧を供給してワークを吸着するとともに、ボンディングポイントに塗布された接合剤上に移送して前記ワークを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方法において、
   前記ワークを吸着した前記ボンディングヘッドを前記ボンディングポイントにて所定の下降点まで下降した後、設定された高さ位置まで上昇してから前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断することを特徴としたボンディング方法。
2. 前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇してから所定の切断待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断することを特徴とした請求項１記載のボンディング方法。
3. 前記高さ位置にて前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断してから所定の上昇待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドの上昇を開始することを特徴とした請求項１又は２記載のボンディング方法。
4. ボンディングヘッドに負圧を供給してワークを吸着するとともに、ボンディングポイントに塗布された接合剤上に移送して前記ワークを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装置において、
   前記ワークを吸着した前記ボンディングヘッドを前記ボンディングポイントにて所定の下降点まで下降する下降手段と、
   前記ボンディングヘッドを前記下降点まで下降した後に、当該ボンディングヘッドを予め設定された高さ位置まで上昇する上昇手段と、
   前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇した後に、前記ボンディングヘッドに供給した前記負圧を遮断する負圧遮断手段と、
   を備えたことを特徴とするボンディング装置。
5. 前記負圧遮断手段は、前記ボンディングヘッドを前記高さ位置まで上昇してから所定の切断待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断することを特徴とした請求項４記載のボンディング装置。
6. 前記高さ位置にて前記ボンディングヘッドに供給された前記負圧を遮断してから所定の上昇待機時間経過するまで待機する上昇待機手段と、
   前記上昇待機時間経過した後に、前記ボンディングヘッドの上昇を開始するヘッド上昇開始手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５記載のボンディング装置。
   

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