JP2011086698A - Bonding device - Google Patents

Bonding device Download PDF

Info

Publication number
JP2011086698A
JP2011086698A JP2009236974A JP2009236974A JP2011086698A JP 2011086698 A JP2011086698 A JP 2011086698A JP 2009236974 A JP2009236974 A JP 2009236974A JP 2009236974 A JP2009236974 A JP 2009236974A JP 2011086698 A JP2011086698 A JP 2011086698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor chip
bonding
head
support member
suction head
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.)
Granted
Application number
JP2009236974A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5558073B2 (en
Inventor
Seiichi Takasu
誠一 高須
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Machinery Inc
Original Assignee
Canon Machinery Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Machinery Inc filed Critical Canon Machinery Inc
Priority to JP2009236974A priority Critical patent/JP5558073B2/en
Publication of JP2011086698A publication Critical patent/JP2011086698A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5558073B2 publication Critical patent/JP5558073B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding device enabling both a simultaneous imaging of a semiconductor chip and a mounted part and a prevention of a bubble in a thin chip. <P>SOLUTION: In the bonding device which bonds the semiconductor chip sucked by a suction head on an end of a bonding arm in a mounting position, the bonding arm 2 has a translucent portion for imaging which reaches the suction head 30, the suction head 30 includes a head body 31 having a translucent portion, a lower surface of the head body 31 is in a downward convex bending shape, and the head body 31 can elastically deform so that the lower bottom becomes a flat shape by receiving a force of pressing down while contacting a top face of the semiconductor chip. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、リードフレーム等の基板に半導体等のチップをマウントするボンディング装置に関する。   The present invention relates to a bonding apparatus for mounting a chip such as a semiconductor on a substrate such as a lead frame.

半導体装置の製造においては、リードフレームに半導体チップを実装するダイボンディングがボンディング装置により行なわれる。ボンディング装置は、細分されてウェーハシート上に多数並ぶ半導体チップの一つを吸着ヘッドで吸着し、ボンディングすべきリードフレームのアイランド部上に位置決めして載置し、半導体チップをリードフレームに接合する。接合は、例えば吸着ヘッドに内蔵されたヒータにより、半導体チップ下面のバンプを融解することによりリードフレームにはんだ付けしたり、半導体チップ下面に塗布された接着剤を加熱硬化したりすることにより行なわれる。   In manufacturing a semiconductor device, die bonding for mounting a semiconductor chip on a lead frame is performed by a bonding apparatus. The bonding apparatus adsorbs one of the semiconductor chips that are subdivided and arranged on the wafer sheet with an adsorption head, positions and places it on the island of the lead frame to be bonded, and bonds the semiconductor chip to the lead frame. . Joining is performed by, for example, soldering the bump on the lower surface of the semiconductor chip by soldering to the lead frame by using a heater built in the suction head, or by heating and curing the adhesive applied to the lower surface of the semiconductor chip. .

この工程は、例えば図8(a) に示すように行なわれる。すなわち、吸気路111及びヒータ112を有した吸着ヘッド110により半導体チップTを吸着し、基板StのリードフレームF上に至らしめる。このとき、半導体チップTの位置を位置検出装置120により検出する。   This step is performed, for example, as shown in FIG. That is, the semiconductor chip T is sucked by the suction head 110 having the intake passage 111 and the heater 112 and is brought onto the lead frame F of the substrate St. At this time, the position of the semiconductor chip T is detected by the position detection device 120.

位置検出装置120は、例えば、プリズム121a,121bと、撮像装置122,123とを備えたものとされ、プリズム121a,121bは、傾斜面を相互に対向させて配置され、共に半導体チップTとリードフレームFとの間に移動させられる。撮像装置122,123は、各々照光部とCCDカメラ等の撮像部とを備えており、プリズム121a,121bの傾斜面に対して、左右の対向位置に配置されている。   The position detection device 120 includes, for example, prisms 121a and 121b and imaging devices 122 and 123. The prisms 121a and 121b are arranged with their inclined surfaces facing each other, and both the semiconductor chip T and the lead are arranged. It is moved between the frame F. The imaging devices 122 and 123 each include an illumination unit and an imaging unit such as a CCD camera, and are disposed at opposite positions on the left and right sides of the inclined surfaces of the prisms 121a and 121b.

撮像装置122の照光部から出射した光はプリズム121aで上方へ反射されて半導体チップTの下面を照射し、撮像装置123の照光部から出射した光はプリズム121bで下方へ反射されてリードフレームFの上面を照射する。そして、半導体チップTでの反射光は、再びプリズム121aで反射されて撮像装置122に達し、その像の位置が検知される。リードフレームFでの反射光は、プリズム121bで反射されて撮像装置123に達して、その像の位置が検知される。   The light emitted from the illumination unit of the imaging device 122 is reflected upward by the prism 121a to irradiate the lower surface of the semiconductor chip T, and the light emitted from the illumination unit of the imaging device 123 is reflected downward by the prism 121b and led to the lead frame F. Irradiate the top surface. Then, the reflected light from the semiconductor chip T is reflected again by the prism 121a and reaches the imaging device 122, and the position of the image is detected. The reflected light from the lead frame F is reflected by the prism 121b and reaches the imaging device 123, and the position of the image is detected.

位置の検知は、半導体チップT及びリードフレームFのバンプ等、接合すべき位置に関与する部分を対象として行われる。こうして、リードフレームFに対する半導体チップTの位置を検知しながら、ボンディングアームを介して吸着ヘッド110の位置を調整し、正確な位置決めを行なう。位置決めが完了すると、プリズム121a,121bは半導体チップTとリードフレームFとの間の位置から退出し、ボンディングアーム及び吸着ヘッド110が下降して、半導体チップTをリードフレームFに接触させ、ヒータ112による加熱の下に、半導体チップTをリードフレームFに接合する。   The position detection is performed on a portion related to a position to be bonded, such as a bump of the semiconductor chip T and the lead frame F. In this way, while detecting the position of the semiconductor chip T with respect to the lead frame F, the position of the suction head 110 is adjusted via the bonding arm to perform accurate positioning. When the positioning is completed, the prisms 121a and 121b are retracted from the position between the semiconductor chip T and the lead frame F, the bonding arm and the suction head 110 are lowered, the semiconductor chip T is brought into contact with the lead frame F, and the heater 112. The semiconductor chip T is bonded to the lead frame F under heating by the above.

ところが、半導体チップT及びリードフレームFが接着剤によって行なわれる場合等は、向き合う面の一方又は双方にバンプ等の検知対象となる部分が無いことがある。このような場合は、図8(b) に示すように、位置検出装置120の照光部から赤外光を照射して照射光を反対側の面(半導体チップTの上面等)まで到達させ、そこにある配線用部分C等の像の位置を検知して位置決めを行なうことができる。   However, when the semiconductor chip T and the lead frame F are formed with an adhesive or the like, there are cases where there is no portion to be detected such as a bump on one or both of the facing surfaces. In such a case, as shown in FIG. 8 (b), infrared light is irradiated from the illumination unit of the position detection device 120 so that the irradiation light reaches the opposite surface (the upper surface of the semiconductor chip T, etc.) Positioning can be performed by detecting the position of the image of the wiring portion C or the like there.

しかしながら、半導体チップTとリードフレームFとの接合をDAFで行なう場合は、図8(c) に示すように半導体チップTの下面に設けられるDAFの層Dが、赤外光を通過させない。その結果、照射光を反対側の面(半導体チップTの上面等)の配線C等に到達させることができず、撮像による位置決めが不可能となる。   However, when the semiconductor chip T and the lead frame F are joined by DAF, the DAF layer D provided on the lower surface of the semiconductor chip T does not allow infrared light to pass as shown in FIG. As a result, the irradiated light cannot reach the wiring C or the like on the opposite surface (such as the upper surface of the semiconductor chip T), and positioning by imaging becomes impossible.

このような不都合を無くすため、また、位置検出の度にプリズムの位置を進退させる必要をなくすため、例えば特許文献1に示されているように、半導体チップTの位置を吸着ヘッドの上方から検出する技術が提案されている。   In order to eliminate such inconvenience and to eliminate the necessity of advancing / retreating the position of the prism each time the position is detected, the position of the semiconductor chip T is detected from above the suction head, for example, as shown in Patent Document 1. Techniques to do this have been proposed.

図9はその装置の例を示しており、ボンディングアーム140の吸着ヘッド141及びアーム本体142に透光性部分(透明部分)を設け、その上方に撮像装置を配置した構造を有する。撮像装置150,160は、ウェーハホルダ170上方のピックアップ位置と、リードフレームF上の実装位置とに対応して別個に設けられ、搬送手段180が両者の間でボンディングアーム140を矢印Aで示すように移動させる。   FIG. 9 shows an example of such a device, which has a structure in which a light-transmitting portion (transparent portion) is provided on the suction head 141 and arm main body 142 of the bonding arm 140, and an imaging device is disposed above the light-transmitting portion. The imaging devices 150 and 160 are separately provided corresponding to the pick-up position above the wafer holder 170 and the mounting position on the lead frame F, and the conveying means 180 indicates the bonding arm 140 between the two by the arrow A. Move to.

半導体チップTの位置決めは、撮像装置150,160の照光部から発せられる光により、チップと被実装部(アイランド部)とを同一画面で同時に検出することにより行なうことができる。これにより、正確な位置決めが可能となり、チップ下方からの撮像の問題は一応解消される。   The positioning of the semiconductor chip T can be performed by simultaneously detecting the chip and the mounted portion (island portion) on the same screen by the light emitted from the illumination portions of the imaging devices 150 and 160. As a result, accurate positioning is possible, and the problem of imaging from below the chip is temporarily eliminated.

ところで、薄形半導体チップのボンディングにおいて生じる他の問題は、接着剤を介してリードフレームに接着する場合に、接着剤層と接着面との間に空気を噛み込み、気泡を介在した接着状態となる点である。このような気泡の存在は、接着不良、チップの変形や破損、蓄熱等の問題を生じる畏れがある。   By the way, another problem that occurs in the bonding of thin semiconductor chips is that, when bonding to the lead frame via an adhesive, air is entrained between the adhesive layer and the bonding surface, and the bonding state with bubbles interposed It is a point. The presence of such bubbles may cause problems such as poor adhesion, chip deformation and damage, and heat storage.

この問題に対処すべく、吸着ヘッド(コレット)を弾性変形可能な材料で形成し、下面を凸状とすることが提案されている(特許文献2)。これは、吸着孔を設けた吸着ヘッドの下面を凸状とすることにより、ピックアップ時に薄型チップを凸状面に沿わせて吸着し、基板への接合時には、下方への加圧力で吸着ヘッドの下面を平らに弾性変形させて、薄型チップを平面状に接合するものである。薄型チップの下面には接着フィルムが貼着されている。吸着ヘッドの下降と共に、基板との接触は、凸状面の中央から始まり両側方へと広がり、これに伴って空気を両側方へ追い出しながら接着が進行するため、空気の噛み込みがなく、気泡の介在が防止される。   In order to cope with this problem, it has been proposed that the suction head (collet) is made of an elastically deformable material and the lower surface is convex (Patent Document 2). This is because the lower surface of the suction head provided with suction holes is made convex so that the thin chip is sucked along the convex surface at the time of pick-up, and at the time of bonding to the substrate, the suction head is pressed by the downward pressure. The lower surface is elastically deformed flat and the thin chip is joined in a flat shape. An adhesive film is attached to the lower surface of the thin chip. As the suction head descends, the contact with the substrate starts from the center of the convex surface and spreads to both sides, and along with this, adhesion progresses while expelling air to both sides. Is prevented.

特開2008−124382号公報JP 2008-124382 A 特開2003−203964号公報JP 2003-203964 A

上記のように特許文献1に示された透光性部分を備えた吸着ヘッドは上方から半導体チップと被実装部とを同時撮像して半導体チップの正確な位置決めを可能にするが、薄型チップの場合に発生する気泡の問題を解決し得ない。一方、特許文献2に示された弾性変形可能な材料で形成された吸着ヘッドは気泡介在の問題は解決できるが、上方からの撮像を可能にする構造となっていないため、半導体チップと基板の被実装部との同時撮像による正確な位置決めができない。   As described above, the suction head provided with the translucent portion disclosed in Patent Document 1 enables accurate positioning of the semiconductor chip by simultaneously imaging the semiconductor chip and the mounted portion from above. The problem of bubbles generated in the case cannot be solved. On the other hand, although the suction head formed of the elastically deformable material shown in Patent Document 2 can solve the problem of air bubble inclusion, it does not have a structure that enables imaging from above. Accurate positioning by simultaneous imaging with the mounted part cannot be performed.

本発明は、これらの問題点を解消し、半導体チップと基板の被実装部との同時撮像、及び薄型チップにおける気泡防止の双方を可能にするボンディング装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a bonding apparatus that solves these problems and enables both simultaneous imaging of a semiconductor chip and a mounted portion of a substrate and prevention of bubbles in a thin chip.

本発明は、前記目的を達成するため、ボンディングアーム先端部の吸着ヘッドに吸着した半導体チップを実装ポジションでボンディングするボンディング装置において、前記ボンディングアームが、吸着ヘッドに達する撮像用の透光性部分を備え、前記吸着ヘッドが、透光性部分を有するヘッド本体を備え、前記ヘッド本体の下面が下向きに凸の湾曲形状をなしており、前記ヘッド本体は、半導体チップ上面に接した状態で押し下げ力を受けることにより、下面が平面状となるように弾性変形し得ることを特徴とするボンディング装置を提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a bonding apparatus for bonding a semiconductor chip adsorbed to a suction head at the tip of a bonding arm at a mounting position, wherein the bonding arm has a translucent portion for imaging reaching the suction head. The suction head includes a head body having a translucent portion, the lower surface of the head body has a downwardly convex curved shape, and the head body is pressed down in a state of being in contact with the upper surface of the semiconductor chip. Accordingly, the present invention provides a bonding apparatus characterized in that it can be elastically deformed so that its lower surface becomes planar.

本発明に係るボンディング装置においては、ボンディングアームが吸着ヘッドに達する撮像用の透光性部分を備え、吸着ヘッドが、透光性部分を有するヘッド本体を備えている。したがって、ボンディングアームの透光性部分を通じて吸着ヘッド下方の状況を撮像することができ、半導体チップと被実装部との同時撮像により半導体チップを被実装部に対して正確に位置決めすることができる。また、必要に応じて、半導体チップの吸着時にも、半導体チップの撮像に基づいて、吸着ヘッドによる吸着の位置決めを正確に行なうことができる。   In the bonding apparatus according to the present invention, the bonding arm includes a light-transmitting portion for imaging that reaches the suction head, and the suction head includes a head body having the light-transmitting portion. Therefore, it is possible to image the situation below the suction head through the light-transmitting part of the bonding arm, and it is possible to accurately position the semiconductor chip with respect to the mounted part by simultaneous imaging of the semiconductor chip and the mounted part. Further, if necessary, the suction positioning by the suction head can be accurately performed based on the imaging of the semiconductor chip even when the semiconductor chip is sucked.

さらに、吸着ヘッド、ヘッド本体の下面が下向きに凸の湾曲形状をなしており、ヘッド本体は、透明導電膜ヒータをチップ上面に接した状態で押し下げ力を受けることにより、下面が平面状となるように弾性変形する。したがって、吸着ヘッドで半導体チップを吸着し、リードフレーム等の被実装部に接合するときには、吸着ヘッドの下降と共に、被実装部との接触部位は凸状面の中央から両側方へと、空気を追い出しながら伸展して平面状となるので、空気の噛み込みがなく、接合部での気泡の介在が防止される。   Further, the lower surface of the suction head and the head main body has a downwardly convex curved shape, and the lower surface of the head main body becomes flat by receiving a pressing force with the transparent conductive film heater in contact with the upper surface of the chip. It is elastically deformed. Therefore, when adsorbing a semiconductor chip with an adsorption head and joining it to a mounted part such as a lead frame, as the adsorption head descends, the contact area with the mounted part moves air from the center of the convex surface to both sides. Since it extends while being expelled and becomes planar, air is not caught and bubbles are prevented from interposing at the joint.

前記吸着ヘッドは、前記ヘッド本体の下面に沿って設けられた透明導電膜ヒータを備えたものとすることができる。こうすれば、半導体チップが被実装部に最終的に接触した後は、ヘッド本体下面の透明導電膜ヒータによって接触部を加熱することにより、接着剤を迅速に硬化させて接合を行なうことができる。   The suction head may include a transparent conductive film heater provided along the lower surface of the head body. In this way, after the semiconductor chip finally comes into contact with the mounted portion, the contact portion can be heated by the transparent conductive film heater on the lower surface of the head body, so that the adhesive can be quickly cured and bonded. .

なお、透明と言うときは、無色で完全な透明なものに限らず、有色のものまたは半透明のものも含む。   The term “transparent” is not limited to being colorless and completely transparent, but includes colored or translucent ones.

上述のように、本発明によれば、半導体チップと被実装部との同時撮像、及び薄型チップにおける気泡防止の双方を可能にするボンディング装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a bonding apparatus that enables both simultaneous imaging of a semiconductor chip and a mounted part and prevention of bubbles in a thin chip.

本発明の一実施形態に係るボンディング装置におけるボンディングアームを撮像装置と共に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the bonding arm in the bonding apparatus which concerns on one Embodiment of this invention with an imaging device. 図1のボンディングアームによる半導体チップのピックアップから基板への接着までの工程を示す図である。It is a figure which shows the process from the pick-up of a semiconductor chip by the bonding arm of FIG. 1 to adhesion | attachment to a board | substrate. 本発明の他の実施形態に係るボンディング装置について、そのボンディングアームによる半導体チップのピックアップから基板への接着までの工程を示す図である。It is a figure which shows the process from the pick-up of the semiconductor chip by the bonding arm to the adhesion | attachment to a board | substrate about the bonding apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施形態に係るボンディング装置について、そのボンディングアームによる半導体チップのピックアップから基板への接着までの工程を示す図である。It is a figure which shows the process from the pick-up of the semiconductor chip by the bonding arm to the adhesion | attachment to a board | substrate about the bonding apparatus which concerns on further another embodiment of this invention. 本発明のボンディング装置における吸着ヘッドの他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the adsorption | suction head in the bonding apparatus of this invention. 本発明にさらに他の実施形態係るボンディング装置における吸着ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the adsorption head in the bonding apparatus concerning other embodiments of the present invention. 本発明にさらに他の実施形態係る3種類のボンディング装置における吸着ヘッドの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the adsorption | suction head in three types of bonding apparatuses which concern on other embodiment of this invention. 従来のボンディング装置の一例の要部を示すものであり、(a) は吸着ヘッド及び撮像装置の一例の断面図、(b) は吸着ヘッド及び撮像装置の他の例の断面図、(c) はボンディング対象となる半導体チップの断面図である。It shows the main part of an example of a conventional bonding apparatus, (a) is a sectional view of an example of a suction head and an imaging device, (b) is a sectional view of another example of a suction head and an imaging device, (c) FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor chip to be bonded. 従来のボンディング装置の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the conventional bonding apparatus.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図面中の同一又は同種の部分については、同じ番号を付して説明を一部省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same or similar parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof is partially omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係るボンディング装置について、そのボンディングアームを撮像装置と共に示す断面図である。図2は図1のボンディングアームによる半導体チップのピックアップから基板への接着までの工程を示す図であり、図2の(a) は半導体チップ吸着前、(b) は基板への接着前、(c) は基板への接着前段、(d) は基板への接着後段の状態を各々示している。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a bonding arm together with an imaging device for a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a process from picking up a semiconductor chip by the bonding arm of FIG. 1 to adhesion to the substrate. FIG. 2 (a) is before adsorption of the semiconductor chip, (b) is before adhesion to the substrate, c) shows the state before bonding to the substrate, and (d) shows the state after bonding to the substrate.

ボンディング装置の全体的な構成は、図9に示したものと同様であるので、共通部分の説明は省略し、以下では、ボンディングアーム及びその先端部に位置する吸着ヘッドを中心に説明する。   Since the overall configuration of the bonding apparatus is the same as that shown in FIG. 9, the description of the common parts is omitted, and the following description will focus on the bonding arm and the suction head located at the tip thereof.

図示のボンディングアーム2は、上下方向に細長く延びるアーム本体20と該アーム本体20の下端部に固定された吸着ヘッド30とを備えている。アーム本体20は、水平方向への移動が可能な搬送手段4(図9の搬送手段180に相当)の保持部40に保持されて、上下方向への移動及び鉛直軸回りの回転が可能となっている。   The illustrated bonding arm 2 includes an arm body 20 that is elongated in the vertical direction and a suction head 30 that is fixed to a lower end portion of the arm body 20. The arm body 20 is held by the holding portion 40 of the transfer means 4 (corresponding to the transfer means 180 in FIG. 9) that can move in the horizontal direction, and can move in the vertical direction and rotate around the vertical axis. ing.

アーム本体20は、上下方向に延びる円筒状の側壁21と、下端の底壁22とを備え、上端は開放されている。底壁22は、撮像装置による吸着ヘッド30下方の撮像のため、透明とされている。   The arm body 20 includes a cylindrical side wall 21 extending in the vertical direction and a bottom wall 22 at the lower end, and the upper end is open. The bottom wall 22 is transparent for imaging under the suction head 30 by the imaging device.

アーム本体20の上方には撮像装置5が配置され、ボンディング装置のフレーム(図示せず)により支持されている。撮像装置5は、この例ではCCDカメラとされているが、吸着ヘッド30下方の撮像が可能な種々の撮像装置を使用することができる。   The imaging device 5 is disposed above the arm body 20 and is supported by a frame (not shown) of the bonding device. Although the imaging device 5 is a CCD camera in this example, various imaging devices capable of imaging under the suction head 30 can be used.

アーム本体20は、上記の形状の他、断面多角形の筒状、断面コ字状またはニ字状の側壁を有したものとすることができる。また、アーム本体20の上端は、透光性を有する部材で閉じられていてもよい。   The arm body 20 may have a cylindrical shape with a polygonal cross section, a U-shaped cross section, or a N-shaped side wall in addition to the above shape. Moreover, the upper end of the arm main body 20 may be closed with a member having translucency.

吸着ヘッド30は、全体がほぼ直方体形状をなし、上下方向に延びる側壁32の下端にヘッド本体31が固着されている。側壁32の上端には外向きフランジ37が設けられ、該フランジ37がボルト34a及びナット34bによりアーム本体20の底壁22に固定されている。フランジ37と底壁22との間には、吸着ヘッド30内の気密性を保つために、シール部材(図示せず)を介在させている。   The suction head 30 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole, and the head main body 31 is fixed to the lower end of the side wall 32 extending in the vertical direction. An outward flange 37 is provided at the upper end of the side wall 32, and the flange 37 is fixed to the bottom wall 22 of the arm body 20 by a bolt 34 a and a nut 34 b. A seal member (not shown) is interposed between the flange 37 and the bottom wall 22 in order to maintain airtightness in the suction head 30.

ヘッド本体31は、下向きに凸の湾曲形状をなす透明な板状部材310で構成されており、板状部材310の下面に沿って透明導電膜ヒータ33が設けられている。板状部材310は、例えば、ポリカーボネート製とすることができ、耐熱性を備え透光性を有する他のプラスチック製とすることもできる。   The head body 31 is composed of a transparent plate-like member 310 having a downwardly convex curved shape, and a transparent conductive film heater 33 is provided along the lower surface of the plate-like member 310. The plate-like member 310 can be made of, for example, polycarbonate, and can be made of another plastic having heat resistance and translucency.

透明導電膜ヒータ33は、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)の膜として形成することができ、スパッタリングにより、或いはインク化して加熱融着させることにより、板状部材310上に製膜することができる。   The transparent conductive film heater 33 can be formed as, for example, an ITO (indium tin oxide) film, and can be formed on the plate-like member 310 by sputtering or by heat-sealing with ink. .

ヘッド本体31はまた、透明導電膜ヒータ33を半導体チップ上面に接触させた状態で押し下げ力を受けることにより、板状部材310が平面状に弾性変形する。ヘッド本体31は、この弾性変形性を付与するように厚さを決められる。また、ヘッド本体31の湾曲度は、5〜15mmの水平方向のスパンに対して、下方へ50〜100μmの凸をなす程度とすることができる。なお、図では、理解を容易にするために板状部材310及び透明導電膜ヒータ33の厚さ及び湾曲度を実際より誇張して示している(以下の実施形態においても同じ)。   The head body 31 is also elastically deformed into a flat shape by receiving a pressing force with the transparent conductive film heater 33 in contact with the upper surface of the semiconductor chip. The thickness of the head body 31 is determined so as to impart this elastic deformability. Further, the degree of curvature of the head main body 31 can be set to have a convex of 50 to 100 μm downward with respect to a horizontal span of 5 to 15 mm. In the drawing, the thickness and the curvature of the plate-like member 310 and the transparent conductive film heater 33 are exaggerated from the actual values for easy understanding (the same applies to the following embodiments).

ヘッド本体31及び透明導電膜ヒータ33には、半導体チップを吸着するための微小な貫通孔35が形成されている。貫通孔35は、図示の例では複数設けられているが、半導体チップの寸法及び吸引源の吸引能力に応じて単一の貫通孔とすることもできる。また、側壁32には、吸引ホースを接続するための吸引ポート36(図2)が設けられている。   The head body 31 and the transparent conductive film heater 33 are formed with minute through holes 35 for adsorbing the semiconductor chip. Although a plurality of through holes 35 are provided in the illustrated example, a single through hole may be formed according to the size of the semiconductor chip and the suction capability of the suction source. The side wall 32 is provided with a suction port 36 (FIG. 2) for connecting a suction hose.

このボンディング装置は、次のようにして使用される。図2(a) に示すように、保持シートShには多数の半導体チップTが保持されている。ボンディングアーム2は、搬送手段4によりピックアップステージに移動され、ピックアップすべき半導体チップTに向けて下降する。このとき、撮像装置5による半導体チップTの撮像に基づいて、吸着ヘッド30による吸着の位置決めを行なう。これは、撮像装置5(図1)の照光部が、ボンディングアーム2の底壁22及びヘッド本体31の板状部材310を透過させて、照明光を照射し、その反射光を撮像部で撮像することにより行なわれる。位置決めの際、搬送手段4は、撮像装置5による画像を認識しつつ、吸着ヘッド30が半導体チップTに対して所定の位置となるようにボンディングアーム2を位置調整する。   This bonding apparatus is used as follows. As shown in FIG. 2A, a large number of semiconductor chips T are held on the holding sheet Sh. The bonding arm 2 is moved to the pickup stage by the transport means 4 and descends toward the semiconductor chip T to be picked up. At this time, based on the imaging of the semiconductor chip T by the imaging device 5, the suction positioning by the suction head 30 is performed. This is because the illumination unit of the image pickup apparatus 5 (FIG. 1) transmits the bottom wall 22 of the bonding arm 2 and the plate-like member 310 of the head body 31 to irradiate illumination light, and the reflected light is imaged by the image pickup unit. It is done by doing. At the time of positioning, the conveying unit 4 adjusts the position of the bonding arm 2 so that the suction head 30 is at a predetermined position with respect to the semiconductor chip T while recognizing the image by the imaging device 5.

次に図2(b) に示すように、ボンディングアーム2は、吸着ヘッド30に半導体チップTを吸着した状態で、ボンディングステージStへと移動し、接着すべき基板B上に位置決めされる。この位置決めは、ボンディングステージに到達したボンディングアーム2の上方(または他の撮像位置)に設置された撮像装置による撮像に基づいて行なわれる。この撮像装置には、半導体チップTと基板Bとの双方の画像が得られる。搬送手段4は、撮像装置によるこれらの画像を認識しつつ、半導体チップTが基板Bに対して所定の位置に至るようにボンディングアーム2を正確に位置調整する。   Next, as shown in FIG. 2B, the bonding arm 2 moves to the bonding stage St in a state where the semiconductor chip T is adsorbed to the adsorption head 30 and is positioned on the substrate B to be bonded. This positioning is performed based on imaging by an imaging device installed above the bonding arm 2 (or another imaging position) that has reached the bonding stage. In this imaging device, images of both the semiconductor chip T and the substrate B are obtained. The transport unit 4 accurately adjusts the position of the bonding arm 2 so that the semiconductor chip T reaches a predetermined position with respect to the substrate B while recognizing these images by the imaging device.

次に、図2(c) に示すように、搬送手段4の作動によってボンディングアーム2が下降する。ヘッド本体31に吸着された半導体チップTは、下方へ凸をなす形状に湾曲しているので、先ずその最下端が基板Bに接触する。この状態から図2(d) に示すように、ボンディングアーム2はさらに下降する。これにより、ヘッド本体31は弾性変形して平らになり、半導体チップTもこれに伴って平面状となって全体が基板Bに接触する。こうして吸着ヘッド30の下降と共に、半導体チップTは、基板Bとの接触部位が凸状面の中央から両側方へと空気を追い出しながら、伸展して平面状となるので、空気の噛み込みがなく、接合部での気泡の介在が防止される。   Next, as shown in FIG. 2 (c), the bonding arm 2 is lowered by the operation of the conveying means 4. Since the semiconductor chip T attracted to the head body 31 is curved in a downwardly convex shape, the lowermost end first contacts the substrate B. From this state, as shown in FIG. 2 (d), the bonding arm 2 is further lowered. As a result, the head main body 31 is elastically deformed and flattened, and the semiconductor chip T is also formed into a flat shape along with the flattening so that the whole contacts the substrate B. Thus, as the suction head 30 is lowered, the contact portion of the semiconductor chip T is flattened while extruding air from the center of the convex surface to both sides of the convex surface, so that no air is caught. In this way, the inclusion of bubbles at the joint is prevented.

ここで、透明導電膜ヒータ33が通電されて発熱する。半導体チップTの下面には、熱硬化性樹脂のフィルムTf(ダイアタッチフィルム)が貼り付けられているので、透明導電膜ヒータ33によって加熱され、半導体チップTと基板Bとを接着する。なお、ヘッド本体31の板状部材310は、湾曲状態から平面状へと変形する際に、変形方向の両端部間の距離が僅かに増大する。この距離の変化を許容するために、ボンディングアーム2の側壁32は、図2(d) に矢印Pで示す方向へ弾性変形し得るように構成されている。これにより、板状部材310は、半導体チップTを伴って平面状となる。なお、図では、理解を容易にするために変形量を実際より誇張して示しているが、実際には湾曲量は微小であるので、側壁32にある程度の柔軟性を持たせておくことにより、上記変形は可能となる。また、湾曲した半導体チップTの最下端が基板Bに接触した後、ボンディングアーム2の下降と同時に、側壁32に作用する矢印P方向への引っ張りにより板状部材310を半導体チップTと共に平面状にすることもできる。   Here, the transparent conductive film heater 33 is energized to generate heat. Since a thermosetting resin film Tf (die attach film) is attached to the lower surface of the semiconductor chip T, the semiconductor chip T and the substrate B are bonded to each other by being heated by the transparent conductive film heater 33. When the plate-like member 310 of the head main body 31 is deformed from a curved state to a flat shape, the distance between both end portions in the deformation direction slightly increases. In order to allow this change in distance, the side wall 32 of the bonding arm 2 is configured to be elastically deformable in the direction indicated by the arrow P in FIG. Thereby, the plate-like member 310 becomes planar with the semiconductor chip T. In the figure, the deformation amount is exaggerated for the sake of easy understanding. However, since the bending amount is actually very small, the side wall 32 has a certain degree of flexibility. The above modification is possible. In addition, after the lowermost end of the curved semiconductor chip T comes into contact with the substrate B, the plate-like member 310 is planarized together with the semiconductor chip T by pulling in the direction of arrow P acting on the side wall 32 simultaneously with the lowering of the bonding arm 2. You can also

この後は、吸着ヘッド30の吸引が解除され、ボンディングアーム2が上昇して、半導体チップTが接着された基板Bは、次工程へ搬送される。   Thereafter, the suction of the suction head 30 is released, the bonding arm 2 is raised, and the substrate B to which the semiconductor chip T is bonded is transported to the next process.

図3は、本発明の他の実施形態に係るボンディング装置について、そのボンディングアームによる半導体チップのピックアップから基板への接着までの工程を示している。この実施形態のボンディングアームは、図2に示したものと基本的構造が同じであり、以下の点において相違している。   FIG. 3 shows a process from picking up a semiconductor chip to bonding to a substrate by a bonding arm of a bonding apparatus according to another embodiment of the present invention. The bonding arm of this embodiment has the same basic structure as that shown in FIG. 2 and is different in the following points.

すなわち、吸着ヘッド30aのヘッド本体31aは、図2に示したものと同様の板状部材310に加えて、側壁32間の下部に固着された支持部材311を備えている。板状部材310は、図2のものと同様に弾性変形性を有するのに対し、支持部材311は剛性の高いガラス、プラスチック等の透明な材料で構成されている。支持部材311の下面は平らであり、板状部材310の縁部付近に接している。   That is, the head main body 31a of the suction head 30a includes a support member 311 fixed to the lower portion between the side walls 32 in addition to the plate-like member 310 similar to that shown in FIG. The plate-like member 310 is elastically deformable like the one shown in FIG. 2, whereas the support member 311 is made of a transparent material such as highly rigid glass or plastic. The lower surface of the support member 311 is flat and is in contact with the vicinity of the edge of the plate-like member 310.

また、支持部材311には、下面から側面に延び、側壁32の吸引ポート36に連通する吸引路312が形成されている。また、支持部材311の下面には、該下面が板状部材310に接したときに、該板状部材310の貫通孔35と吸引路312とを連通させるための横溝314が、該下面に沿って設けられている。支持部材311の側面は、上部が側壁32に接着され、下部は接着されていない。図では非接着状態を明示するために支持部材311の下部の径が小さくされ、側壁32との間に間隙313が形成されている状態が示されているが、下部が非接着状態であれば、必ずしもこのような縮径及び間隙は必要ではない。   The support member 311 is formed with a suction path 312 extending from the lower surface to the side surface and communicating with the suction port 36 of the side wall 32. Further, a lateral groove 314 for communicating the through hole 35 of the plate-like member 310 and the suction path 312 when the lower surface comes into contact with the plate-like member 310 is formed along the lower surface of the support member 311. Is provided. As for the side surface of the support member 311, the upper part is bonded to the side wall 32, and the lower part is not bonded. In the figure, the diameter of the lower part of the support member 311 is reduced to clearly show the non-adhered state, and a gap 313 is formed between the side wall 32. However, such a reduced diameter and gap are not necessarily required.

この吸着ヘッド30aを備えたボンディング装置の使用形態も図2のものと同様であるので、相違点を中心に説明する。ボンディングアーム2は、図3(a) に示すように、ピックアップステージに移動され、ピックアップすべき半導体チップTに向けて下降する。このとき、ボンディングステージに到達したボンディングアーム2の上方(または他の撮像位置)に設置された撮像装置による半導体チップTの撮像に基づいて、吸着ヘッド30の位置決めを行なう。この位置決めは、撮像装置(図1)の照光部が、ボンディングアーム2の底壁22と、ヘッド本体31aの板状部材310及び支持部材311を透過させて、照明光を照射し、その反射光を撮像部で撮像することにより行なわれる。これにより、撮像装置に半導体チップTの画像が得られ、搬送手段4は、この画像を認識しつつ、吸着ヘッド30が半導体チップTに対して所定の位置に至るようにボンディングアーム2を位置調整する。   Since the usage form of the bonding apparatus provided with the suction head 30a is the same as that of FIG. 2, the description will focus on the differences. As shown in FIG. 3A, the bonding arm 2 is moved to the pickup stage and lowered toward the semiconductor chip T to be picked up. At this time, the suction head 30 is positioned based on the imaging of the semiconductor chip T by the imaging device installed above the bonding arm 2 that reaches the bonding stage (or another imaging position). In this positioning, the illumination unit of the image pickup apparatus (FIG. 1) transmits the bottom wall 22 of the bonding arm 2, the plate-like member 310 and the support member 311 of the head main body 31a, irradiates illumination light, and reflects the reflected light. Is performed by imaging with the imaging unit. As a result, an image of the semiconductor chip T is obtained in the imaging device, and the transport unit 4 adjusts the position of the bonding arm 2 so that the suction head 30 reaches a predetermined position with respect to the semiconductor chip T while recognizing the image. To do.

次に、吸着ヘッド30に半導体チップTを吸着したボンディングアーム2は、図3(b) に示すように、ボンディングステージStへと移動し、接着すべき基板B上に位置決めされる。この位置決めの際には、撮像装置によって半導体チップTと基板Bとの双方の画像が得られ、搬送手段4は、この画像を認識しつつ、半導体チップTが基板Bに対して所定の位置に至るようにボンディングアーム2を正確に位置調整する。   Next, the bonding arm 2 that has adsorbed the semiconductor chip T to the adsorption head 30 moves to the bonding stage St and is positioned on the substrate B to be bonded, as shown in FIG. At the time of positioning, images of both the semiconductor chip T and the substrate B are obtained by the imaging device, and the transport unit 4 recognizes this image while the semiconductor chip T is in a predetermined position with respect to the substrate B. Then, the position of the bonding arm 2 is adjusted accurately.

次に、図3(c) に示すように、搬送手段4の作動によってボンディングアーム2が下降し、ヘッド本体31に吸着され湾曲した半導体チップTは、最下端が基板Bに接触する。この状態から図3(d) に示すように、ボンディングアーム2はさらに下降する。この実施形態では、支持部材311の下面が板状部材310の中央部に当接した時に、下降のための駆動圧の変化を検知するなどして、下降を停止させることもできる。   Next, as shown in FIG. 3 (c), the bonding arm 2 is lowered by the operation of the conveying means 4, and the lower end of the curved semiconductor chip T adsorbed by the head body 31 comes into contact with the substrate B. From this state, the bonding arm 2 further descends as shown in FIG. In this embodiment, when the lower surface of the support member 311 contacts the central portion of the plate-like member 310, the lowering can be stopped by detecting a change in the driving pressure for lowering.

これにより、板状部材310は弾性変形して平らになり、半導体チップTもこれに伴って、両側方へ空気を追い出しながら平面状となり、接合部での気泡の介在が防止される。ここで、透明導電膜ヒータ33が通電されて発熱し、半導体チップTと基板Bとが接着する。   As a result, the plate-like member 310 is elastically deformed and flattened, and the semiconductor chip T also becomes flat while expelling air to both sides, thereby preventing the inclusion of bubbles at the joint. Here, the transparent conductive film heater 33 is energized to generate heat, and the semiconductor chip T and the substrate B are bonded.

支持部材311は、下部が側壁32と非接着状態とされているので、側壁32に拘束されることなく、板状部材310が湾曲状態から平面状へと変形するのに伴って、変形方向の両端部間の距離が増大するように変形する。   Since the lower portion of the support member 311 is not bonded to the side wall 32, the support member 311 is not restrained by the side wall 32, and the plate-like member 310 is deformed from the curved state to the flat shape, and thus the deformation direction is changed. It deforms so that the distance between both ends increases.

この後は、吸着ヘッド30の吸引が解除され、ボンディングアーム2が上昇して、半導体チップTが接着された基板Bは、次工程へ搬送される。   Thereafter, the suction of the suction head 30 is released, the bonding arm 2 is raised, and the substrate B to which the semiconductor chip T is bonded is transported to the next process.

図4は、本発明のさらに他の実施形態に係るボンディング装置について、そのボンディングアームによる半導体チップのピックアップから基板への接着までの工程を示している。この実施形態のボンディングアームは、図3に示したものと基本的構造が同じであるので、相違点を中心に説明する。   FIG. 4 shows a process from picking up a semiconductor chip to bonding to a substrate by a bonding arm of a bonding apparatus according to still another embodiment of the present invention. Since the basic structure of the bonding arm of this embodiment is the same as that shown in FIG. 3, the difference will be mainly described.

吸着ヘッド30bのヘッド本体31bは、側壁32間の下部に固着された支持部材311を備えている点は、図3に示したものと同様であるが、板状部材310に代えて、下向きに凸の湾曲形状をなす下面を有した透光性のブロック315を備えている。   The head main body 31b of the suction head 30b is the same as that shown in FIG. 3 in that a support member 311 fixed to the lower part between the side walls 32 is provided, but instead of the plate-like member 310, it faces downward. A translucent block 315 having a convexly curved lower surface is provided.

支持部材311は剛性の高いプラスチック等の透明な材料で構成されているのに対し、ブロック315は、弾性変形性を有している。支持部材311は、例えば、石英ガラス、サファイアガラス、ポリカーボネート等の透光性を有するプラスチック製とすることができる。また、ブロック315は、シリコーン樹脂等の軟質で透光性を有するプラスチック製とすることができる。支持部材311の下面は平らであり、ブロック315の平らな上面に接している。   The support member 311 is made of a transparent material such as a highly rigid plastic, while the block 315 has elastic deformation. The support member 311 can be made of a light-transmitting plastic such as quartz glass, sapphire glass, or polycarbonate. The block 315 can be made of a soft and translucent plastic such as a silicone resin. The lower surface of the support member 311 is flat and is in contact with the flat upper surface of the block 315.

支持部材311及びブロック315には、ブロック315の下面から上方へ延び、支持部材311中を通って側壁32の吸引ポート36に連通する吸引路316が形成されている。支持部材311の側面は側壁32に接着されている。側壁32は、下端が支持部材311と同じ高さとされ、下面をブロック315により覆われているが、以下に説明するブロック315の変形を妨げなければ、より下方まで延びブロック315の側面を囲む形状とすることもできる。   The support member 311 and the block 315 are formed with suction paths 316 that extend upward from the lower surface of the block 315 and communicate with the suction port 36 of the side wall 32 through the support member 311. The side surface of the support member 311 is bonded to the side wall 32. The side wall 32 has a lower end that is the same height as the support member 311 and is covered with a block 315 on the lower surface. It can also be.

この吸着ヘッド30bを備えたボンディング装置の使用形態も図3のものと同様であるので、相違点を中心に説明する。   Since the usage pattern of the bonding apparatus provided with the suction head 30b is the same as that in FIG. 3, the description will focus on the differences.

ボンディングアーム2は、図4(a) に示すように、ピックアップステージでピックアップすべき半導体チップTに向けて下降する。このとき、ボンディングステージに設置された撮像装置による半導体チップTの撮像に基づいて、吸着ヘッド30の位置決めを行なう。この位置決めは、撮像装置が、ボンディングアーム2の底壁22と、ヘッド本体31bのブロック31及び支持部材311を透過させて、照明光を照射し、その反射光を撮像することにより行なわれる。これにより、撮像装置に半導体チップTの画像が得られ、搬送手段4は、この画像を認識しつつ、吸着ヘッド30が半導体チップTに対して所定の位置に至るようにボンディングアーム2を位置調整する。   As shown in FIG. 4A, the bonding arm 2 is lowered toward the semiconductor chip T to be picked up by the pickup stage. At this time, the suction head 30 is positioned based on the imaging of the semiconductor chip T by the imaging device installed on the bonding stage. This positioning is performed by the imaging device transmitting through the bottom wall 22 of the bonding arm 2, the block 31 and the support member 311 of the head main body 31b, irradiating illumination light, and imaging the reflected light. As a result, an image of the semiconductor chip T is obtained in the imaging device, and the transport unit 4 adjusts the position of the bonding arm 2 so that the suction head 30 reaches a predetermined position with respect to the semiconductor chip T while recognizing the image. To do.

吸着ヘッド30に半導体チップTを吸着したボンディングアーム2は、図4(b) に示すように、ボンディングステージStにおいて、接着すべき基板B上に位置決めされる。この位置決めも、撮像装置による撮像に基づいて行なわれる。搬送手段4は、その画像を認識しつつ、半導体チップTが基板Bに対して所定の位置に至るようにボンディングアーム2を正確に位置調整する。   The bonding arm 2 that has adsorbed the semiconductor chip T to the adsorption head 30 is positioned on the substrate B to be bonded on the bonding stage St as shown in FIG. 4B. This positioning is also performed based on imaging by the imaging device. The transport unit 4 accurately adjusts the position of the bonding arm 2 so that the semiconductor chip T reaches a predetermined position with respect to the substrate B while recognizing the image.

次に、図4(c) に示すように、ボンディングアーム2が下降し、ヘッド本体31に吸着され湾曲した半導体チップTは、最下端が基板Bに接触する。   Next, as shown in FIG. 4C, the bonding arm 2 is lowered, and the lower end of the semiconductor chip T that is attracted and curved by the head body 31 comes into contact with the substrate B.

この状態から図4(d) に示すように、ボンディングアーム2はさらに下降する。これに伴って、ブロック315は支持部材311の下面から圧力を受けて弾性変形し、下面が平らになる。半導体チップTもこれに伴って、両側方へ空気を追い出しながら平面状となり、接合部での気泡の介在が防止される。ここで、透明導電膜ヒータ33が通電されて発熱し、半導体チップTと基板Bとが接着する。   From this state, as shown in FIG. 4 (d), the bonding arm 2 is further lowered. Accordingly, the block 315 is elastically deformed by receiving pressure from the lower surface of the support member 311 and the lower surface becomes flat. Along with this, the semiconductor chip T also becomes planar while expelling air to both sides, and the inclusion of bubbles at the joint is prevented. Here, the transparent conductive film heater 33 is energized to generate heat, and the semiconductor chip T and the substrate B are bonded.

ブロック315は、厚さを1〜5mmとするのが望ましい。この厚さが前記下限値未満であると、凸形状から平面状への変化性が十分に得られない。また、この厚さが前記上限値を越えると、変形性が必要以上に高くなり正確な位置決めが困難となる。また、ヘッド本体31の湾曲度は、5〜15mmの水平方向のスパンに対して、下方へ50〜100μmの凸をなす程度に設定するのが望ましい。なお、ブロック315は、下面が湾曲状態から平面状へと変形する際に、両端部間の距離が矢印Qで示す方向へ弾性変形して僅かに増大する。この実施形態では、ブロック315の下面の変形に伴う駆動圧の変化を検知するなどして、下降を停止させることもできる。   The block 315 preferably has a thickness of 1 to 5 mm. If the thickness is less than the lower limit, the change from a convex shape to a planar shape cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the thickness exceeds the upper limit, the deformability becomes higher than necessary, and accurate positioning becomes difficult. Further, it is desirable that the curvature of the head main body 31 is set so as to form a convex of 50 to 100 μm downward with respect to a horizontal span of 5 to 15 mm. When the lower surface of the block 315 is deformed from a curved state to a flat shape, the distance between both ends is elastically deformed in the direction indicated by the arrow Q and slightly increases. In this embodiment, the descent can be stopped by detecting a change in driving pressure accompanying deformation of the lower surface of the block 315.

この後は、吸着ヘッド30の吸引が解除され、ボンディングアーム2が上昇して、半導体チップTが接着された基板Bは、次工程へ搬送される。   Thereafter, the suction of the suction head 30 is released, the bonding arm 2 is raised, and the substrate B to which the semiconductor chip T is bonded is transported to the next process.

ヘッド本体下面の湾曲形状は、図5に示すように、円柱の円周面の一部により形成されているのが望ましい。また、最下端となる中央部の軸線Lに沿って、マークMを設けておくのが望ましい。ヘッド本体は、このマークMに沿う方向においては、平面状に変形する際に長さが変化しない。したがって、半導体チップにおいて長さの変化を生じるのが好ましくない高精度部分を、マークMに沿う方向にしてヘッド本体に吸着させることにより、高い精度で基板への接着状態が得られる。   The curved shape of the lower surface of the head main body is preferably formed by a part of the circumferential surface of a cylinder as shown in FIG. In addition, it is desirable to provide the mark M along the axis L at the center which is the lowermost end. In the direction along the mark M, the length of the head body does not change when it is deformed into a flat shape. Therefore, by adhering a high-precision portion, which is not preferable to cause a change in length in the semiconductor chip, to the head body in a direction along the mark M, an adhesion state to the substrate can be obtained with high accuracy.

図6は、本発明に係るボンディング装置に用いられる吸着ヘッドのさらに他の例を示している。この吸着ヘッド30cは、図2に示したものと基本的には同様の構造を有しているが、ヘッド本体31(板状部材310)のすぐ上方にプリズム38を備え、撮像装置5は、下方から鉛直方向に入射した光の反射光を受ける位置に配置されている。また、プリズム38と撮像装置5との間の光路に位置する側壁39部分は透光性を有したものとされる。例えば、図示のように、プリズム38の傾斜面が45度傾斜していれば、撮像装置5は、プリズム38から水平方向に離反した位置に配置され、プリズム38と撮像装置5との間に位置する側壁39は透明または透光性を有したものとされる。この配置に基づき、撮像装置5は、側壁39、プリズム38及びヘッド本体31を経て、照明光を照射し、その反射光を撮像することができる。   FIG. 6 shows still another example of the suction head used in the bonding apparatus according to the present invention. The suction head 30c has basically the same structure as that shown in FIG. 2, but includes a prism 38 just above the head body 31 (plate member 310). It is arranged at a position for receiving reflected light of light incident in the vertical direction from below. Further, the side wall 39 portion located in the optical path between the prism 38 and the imaging device 5 is assumed to have translucency. For example, as shown in the figure, if the inclined surface of the prism 38 is inclined 45 degrees, the imaging device 5 is disposed at a position away from the prism 38 in the horizontal direction, and is positioned between the prism 38 and the imaging device 5. The side wall 39 is transparent or translucent. Based on this arrangement, the imaging device 5 can irradiate illumination light through the side wall 39, the prism 38, and the head main body 31, and image the reflected light.

このようなプリズムを用いた光路の変更は、ボンディングアーム2の側壁21の位置にプリズムを設置し、該側壁に透光性を持たせることによっても行なうことができる。   The change of the optical path using such a prism can also be performed by installing a prism at the position of the side wall 21 of the bonding arm 2 and providing the side wall with translucency.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記実施形態において板状部材310,支持部材311,ブロック315等、透明と説明した部材は、これらの部材全体が透明でなくても、撮像に必要な部分が透明であればよい。撮像装置の光路を曲折させる手段としては、プリズムの他、反射鏡を用いることもできる。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. In the above-described embodiment, the members described as transparent, such as the plate-like member 310, the support member 311, and the block 315, do not have to be transparent as a whole. As means for bending the optical path of the image pickup apparatus, a reflecting mirror can be used in addition to the prism.

上記実施形態においては、吸着ヘッドが下部に透明導電膜ヒータを備えたものを示したが、この透明導電膜ヒータは必ずしも備える必要はない。図7は透明導電膜ヒータを備えない吸着ヘッドの例を示しており、(a) は図2、(b) は図3、(c) は図4に各々対応した形態で、吸着ヘッド30d,30e,30fを各々表している。これらの吸着ヘッドのヘッド本体31d,31eは下面が板状部材310で形成され、ヘッド本体31fは下面がブロック315で形成されている。接着に必要な加熱は、例えば、ボンディングステージに設置されたヒータHtで行なうことができ、或いは、ボンディングアームの透光性を利用して赤外線レーザをアーム上方から接着部位に照射することにより行なうことができる。
る。
In the above-described embodiment, the suction head is provided with the transparent conductive film heater at the bottom, but the transparent conductive film heater is not necessarily provided. FIG. 7 shows an example of a suction head that does not include a transparent conductive film heater. (A) is a form corresponding to FIG. 2, (b) is FIG. 3, and (c) is a form corresponding to FIG. 30e and 30f are shown respectively. The lower surfaces of the head main bodies 31d and 31e of these suction heads are formed of a plate-like member 310, and the lower surface of the head main body 31f is formed of a block 315. The heating necessary for bonding can be performed by, for example, the heater Ht installed on the bonding stage, or by irradiating the bonding site with an infrared laser from above the arm using the translucency of the bonding arm. Can do.
The

2: ボンディングアーム
4: 搬送手段
5: 撮像装置
20: アーム本体
30,30a,30b,30c,30d,30e: 吸着ヘッド
31,31a,31b,31d,31e,31f: ヘッド本体
33: 透明導電膜ヒータ
36: 吸引ポート
310: 板状部材
311: 支持部材
315: ブロック
B: 基板
F: リードフレーム
St: ボンディングステージ
T: 半導体チップ
2: Bonding arm 4: Conveying means 5: Imaging device 20: Arm body 30, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e: Adsorption head 31, 31a, 31b, 31d, 31e, 31f: Head body 33: Transparent conductive film heater 36: Suction port 310: Plate member 311: Support member 315: Block B: Substrate F: Lead frame
St: Bonding stage T: Semiconductor chip

Claims (5)

ボンディングアーム先端部の吸着ヘッドに吸着した半導体チップを実装ポジションでボンディングするボンディング装置において、
前記ボンディングアームが、吸着ヘッドに達する撮像用の透光性部分を備え、
前記吸着ヘッドが、透光性部分を有するヘッド本体を備え、
前記ヘッド本体の下面が下向きに凸の湾曲形状をなしており、前記ヘッド本体は、半導体チップ上面に接した状態で押し下げ力を受けることにより、下面が平面状となるように弾性変形し得ることを特徴とするボンディング装置。
In a bonding device that bonds the semiconductor chip adsorbed to the adsorption head at the tip of the bonding arm at the mounting position,
The bonding arm includes a translucent part for imaging that reaches the suction head,
The suction head includes a head body having a translucent portion;
The lower surface of the head main body has a downwardly convex curved shape, and the head main body can be elastically deformed so that the lower surface becomes flat when receiving a pressing force in contact with the upper surface of the semiconductor chip. A bonding apparatus characterized by the above.
前記ヘッド本体が、下向きに凸の湾曲形状をなし透光性を有する板状部材を下端部に備えており、該ヘッド本体が半導体チップ上面に接した状態で押し下げ力を受けることにより、前記板状部材が平面状となるように弾性変形することを特徴とする請求項1に記載のボンディング装置。   The head body is provided with a plate-like member having a downwardly convex curved shape and having translucency at the lower end, and the head body receives a pressing force with the head body in contact with the upper surface of the semiconductor chip. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the member is elastically deformed so as to be planar. 前記ヘッド本体が、透光性を有し下面が平らな支持部材を前記板状部材の上方に備え、前記板状部材は縁部を前記支持部材に支持されており、該ヘッド本体が半導体チップ上面に接した状態で押し下げ力を受けることにより、前記板状部材が該半導体チップ上面及び前記支持部材の下面に接して平面状となるように弾性変形することを特徴とする請求項2に記載のボンディング装置。   The head body is provided with a translucent support member having a flat bottom surface above the plate member, the edge of the plate member being supported by the support member, and the head body is a semiconductor chip. 3. The plate member according to claim 2, wherein the plate member is elastically deformed so as to be in a planar shape in contact with the upper surface of the semiconductor chip and the lower surface of the support member by receiving a pressing force in contact with the upper surface. Bonding equipment. 前記ヘッド本体が、透光性を有し下面が平らな支持部材と、該支持部材の下面に接し、下向きに凸の湾曲形状をなす下面を有した透光性の弾性材料製ブロックとを備え、該ブロックは半導体チップ上面に接した状態で前記支持部材を経て押し下げ力を受けることにより、下面が平面状となるように弾性変形し得ることを特徴とする請求項1に記載のボンディング装置。   The head body includes a translucent support member having a flat bottom surface, and a translucent elastic material block having a bottom surface that is in contact with the bottom surface of the support member and has a downwardly convex curved shape. 2. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the block can be elastically deformed so that the lower surface becomes flat when receiving a pressing force through the support member in a state of being in contact with the upper surface of the semiconductor chip. 前記ヘッド本体下面の湾曲形状が、円柱の周面の一部により形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のボンディング装置。   The bonding apparatus according to claim 1, wherein the curved shape of the lower surface of the head main body is formed by a part of a circumferential surface of a cylinder.
JP2009236974A 2009-10-14 2009-10-14 Bonding equipment Expired - Fee Related JP5558073B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009236974A JP5558073B2 (en) 2009-10-14 2009-10-14 Bonding equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009236974A JP5558073B2 (en) 2009-10-14 2009-10-14 Bonding equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011086698A true JP2011086698A (en) 2011-04-28
JP5558073B2 JP5558073B2 (en) 2014-07-23

Family

ID=44079447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009236974A Expired - Fee Related JP5558073B2 (en) 2009-10-14 2009-10-14 Bonding equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5558073B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103295937A (en) * 2013-05-21 2013-09-11 北京京东方光电科技有限公司 Binding equipment and binding method of chip
JP2015164231A (en) * 2015-06-15 2015-09-10 株式会社東芝 Die bonding device and die bonding method
JP2016063014A (en) * 2014-09-17 2016-04-25 株式会社東芝 Semiconductor manufacturing device
JP2017076718A (en) * 2015-10-15 2017-04-20 株式会社ジェイデバイス Adhesive head and semiconductor production device using the same
JP2017157682A (en) * 2016-03-02 2017-09-07 Tdk株式会社 Component mounting device and mounting method
CN109425615A (en) * 2017-09-01 2019-03-05 Tdk株式会社 Adsorption nozzle and have its appearance inspection device and circuit substrate manufacturing method
WO2020089036A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Transfer tool and method for transferring semiconductor chips
WO2020219429A1 (en) * 2019-04-25 2020-10-29 Facebook Technologies, Llc Bridge pick-up head for transferring semiconductor devices
US11756810B1 (en) 2019-12-27 2023-09-12 Meta Platforms Technologies, Llc Detection of force applied by pick-up tool for transferring semiconductor devices

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022193010A1 (en) * 2021-03-16 2022-09-22 Vuereal Inc. A gimbal bonding tool and a method to correct surface non-uniformities using a bonding tool

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005322815A (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor apparatus
JP2008124382A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 Canon Machinery Inc Die bonder, and die bonding method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005322815A (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing apparatus and manufacturing method of semiconductor apparatus
JP2008124382A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 Canon Machinery Inc Die bonder, and die bonding method

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103295937A (en) * 2013-05-21 2013-09-11 北京京东方光电科技有限公司 Binding equipment and binding method of chip
WO2014187063A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 京东方科技集团股份有限公司 Binding device and binding method for chip
JP2016063014A (en) * 2014-09-17 2016-04-25 株式会社東芝 Semiconductor manufacturing device
JP2015164231A (en) * 2015-06-15 2015-09-10 株式会社東芝 Die bonding device and die bonding method
TWI705512B (en) * 2015-10-15 2020-09-21 日商安靠科技日本公司 Bonding head and semiconductor manufacturing device using it
CN106952853B (en) * 2015-10-15 2022-02-18 安靠科技日本公司 Bonding head and semiconductor manufacturing apparatus using the same
CN106952853A (en) * 2015-10-15 2017-07-14 株式会社吉帝伟士 Engaging head and utilize its semiconductor- fabricating device
JP2017076718A (en) * 2015-10-15 2017-04-20 株式会社ジェイデバイス Adhesive head and semiconductor production device using the same
US10388625B2 (en) 2015-10-15 2019-08-20 J-Devices Corporation Press fitting head and semiconductor manufacturing apparatus using the same
JP2017157682A (en) * 2016-03-02 2017-09-07 Tdk株式会社 Component mounting device and mounting method
CN109425615A (en) * 2017-09-01 2019-03-05 Tdk株式会社 Adsorption nozzle and have its appearance inspection device and circuit substrate manufacturing method
TWI761582B (en) * 2017-09-01 2022-04-21 日商Tdk股份有限公司 Appearance inspection device, and manufacturing method for circuit board
WO2020089036A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Transfer tool and method for transferring semiconductor chips
CN112970097A (en) * 2018-10-30 2021-06-15 欧司朗光电半导体有限公司 Transfer tool and method for transferring semiconductor chips
KR20210080540A (en) * 2018-10-30 2021-06-30 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 Transfer tool and method for transferring semiconductor chips
KR102585657B1 (en) 2018-10-30 2023-10-05 에이엠에스-오스람 인터내셔널 게엠베하 Transfer tool and method for transferring semiconductor chips
CN112970097B (en) * 2018-10-30 2024-04-09 欧司朗光电半导体有限公司 Transfer tool and method for transferring semiconductor chips
WO2020219429A1 (en) * 2019-04-25 2020-10-29 Facebook Technologies, Llc Bridge pick-up head for transferring semiconductor devices
US11670531B2 (en) 2019-04-25 2023-06-06 Meta Platforms Technologies, Llc Bridge pick-up head for transferring semiconductor devices
US11756810B1 (en) 2019-12-27 2023-09-12 Meta Platforms Technologies, Llc Detection of force applied by pick-up tool for transferring semiconductor devices

Also Published As

Publication number Publication date
JP5558073B2 (en) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5558073B2 (en) Bonding equipment
JP6437590B2 (en) Assembly of wafer stack
TWI389280B (en) Method and apparatus for flip-chip bonding
TWI584389B (en) Semiconductor device manufacturing method and manufacturing device
KR102169271B1 (en) Light emitting device structure transfer apparatus
US20110293168A1 (en) Method for mounting transparent component
KR20080079885A (en) Bonding tool, bonding apparatus with the same and method thereof
TWI656934B (en) Laser bonding apparatus
JP2007206337A (en) Manufacturing method of optical module
JP2014179561A (en) Bonding head and die bonder equipped with the same
TW201323171A (en) Bonding apparatus
CN113035763A (en) High-precision chip transfer method
JP5561715B2 (en) Bonding equipment
JP5512259B2 (en) Method for manufacturing flat display device and attaching device therefor
EP1378932B1 (en) Semiconductor chip mounting apparatus and mounting method
US7350988B2 (en) Optical module and method of manufacturing the same
JP2009200203A (en) Die bonder and die-bonding method
KR20200135163A (en) Holding member, inspection mechanism, cutting device, method of manufacturing holding object and method of manufacturing holding member
KR102427131B1 (en) Chip bonding apparatus
KR101248143B1 (en) Image processing module and led chip bonding apparatus using thereof
KR101791081B1 (en) Ultrasonic Bonding Apparatus
WO2020000662A1 (en) Marker identification device, marker identification method, and pre-press aligning apparatus
JP2004147007A (en) Solid-state image pickup device and method and device for manufacturing the same
TW201427092A (en) Method of manufacturing LED module
KR102387983B1 (en) Transfer unit and chip bonding apparatus including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120928

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130807

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131003

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140522

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140604

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5558073

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees