JP2013168566A - Chip mounting method and chip mounting device - Google Patents

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顕 中津
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mounting device and a mounting method in which highly precise mounting operation in a manufacturing process of a chip laminated body can be achieved at low cost.SOLUTION: After a chip 1 is picked up by a collet 3 in a pickup position, a chip rear surface image is acquired by a chip recognition camera 6 which has recognized the chip 1 in the pickup position through a reflective inverse mechanism 21, in an eccentricity quantity detection position which is shifted from the pickup position. Then, the collet 3 which sucks the chip 1 is rotated for a predetermined angle in the eccentricity quantity detection position. In this status, the chip rear surface image is acquired again by the chip recognition camera 6 through the reflective inverse mechanism 21. Afterward, a rotation eccentricity quantity of the chip 1 is calculated using chip rear surface image data acquired before the rotation and chip rear surface image data acquired after the rotation.

Description

本発明は、チップマウント方法およびチップマウント装置に関する。   The present invention relates to a chip mounting method and a chip mounting apparatus.

半導体装置の製造においては、多数個の素子を一括して造り込まれたウェーハをダイシングして個々の半導体チップに分離し、これを一個ずつリードフレーム等の所定位置にボンディングするというチップボンディングの手法が採用されている。   In the manufacture of semiconductor devices, a chip bonding technique in which a wafer on which a large number of elements are fabricated is diced and separated into individual semiconductor chips, which are bonded one by one to a predetermined position such as a lead frame. Is adopted.

一般的には、図3に示すように、水平移動動作A1、D1、G1、下降動作B1、E1および上昇動作C1、F1、さらに必要に応じて回転動作を行うコレット51を具備するダイボンダを用いている。   Generally, as shown in FIG. 3, a die bonder having a horizontal movement operation A1, D1, G1, a lowering operation B1, E1, an ascending operation C1, F1, and a collet 51 that performs a rotating operation as necessary is used. ing.

図3に示すダイボンダを使用したダイボンディング方法を説明する。まず、コレット51は、水平移動を行って(A1)、ピックアップ位置で下降し(B1)、半導体チップ52のピックアップを行う。この場合、ピックアップするポジションには、粘着シート53の直下にピックアップステージ55が配置され、そのピックアップステージ55内に、半導体チップ52を粘着シート53から剥離させるための突き上げピン56を上下動自在に収納配置している。そして、突き上げピン56を上昇させ、半導体チップ52の裏面を粘着シート53から剥離させてコレット51によるピックアップを容易にする。   A die bonding method using the die bonder shown in FIG. 3 will be described. First, the collet 51 moves horizontally (A1), descends at the pickup position (B1), and picks up the semiconductor chip 52. In this case, a pickup stage 55 is disposed immediately below the adhesive sheet 53 at the position to be picked up, and a push-up pin 56 for separating the semiconductor chip 52 from the adhesive sheet 53 is accommodated in the pickup stage 55 so as to be movable up and down. It is arranged. Then, the push-up pin 56 is raised, and the back surface of the semiconductor chip 52 is peeled off from the adhesive sheet 53 to facilitate picking up by the collet 51.

その後、コレット51は上昇し(C1)、水平移動を行って(D1)、ボンディングポジションで下降し(E1)、半導体チップ52をリードフレーム57のアイランド部にボンディングを行い上昇し(F1)、水平移動を行う(G1)。この繰り返しによって、半導体チップ52を、ピックアップ位置でピックアップし、ボンディングポジションでリードフレーム57にボンディングしている。   Thereafter, the collet 51 rises (C1), moves horizontally (D1), descends at the bonding position (E1), bonds the semiconductor chip 52 to the island portion of the lead frame 57, and rises (F1). Move (G1). By repeating this process, the semiconductor chip 52 is picked up at the pickup position and bonded to the lead frame 57 at the bonding position.

ところで、近年では、半導体装置の高集積化を目的として、複数枚のチップが積層されてなる半導体装置が開発されている(特許文献1)。この場合、上段と下段とでチップからのワイヤの引き出し方向を相違させる等のために、上下のチップの向きを相違させて積層する場合がある。   Incidentally, in recent years, a semiconductor device in which a plurality of chips are stacked has been developed for the purpose of high integration of the semiconductor device (Patent Document 1). In this case, there is a case where the upper and lower chips are stacked with the directions of the upper and lower chips being different, for example, in order to make the drawing direction of the wire from the chip different.

このため、従来において、積層されてなる半導体装置を形成する場合、以下の工程にてチップ52を積層することになる。まず、一枚のチップ52をピックアップ位置でウエハからピックアップする。そして、このチップ52を基板のマウント位置にマウントする。この場合、コレット51とチップ52との位置関係が図4(a)(b)に示すよう関係(この場合、正方向と呼ぶ)とする。   For this reason, conventionally, when forming a stacked semiconductor device, the chip 52 is stacked in the following steps. First, one chip 52 is picked up from the wafer at the pick-up position. And this chip | tip 52 is mounted in the mounting position of a board | substrate. In this case, the positional relationship between the collet 51 and the chip 52 is assumed to be a relationship (referred to as a positive direction in this case) as shown in FIGS.

次に、チップ52をピックアップ位置でウエハからピックアップした後、コレット51をその軸心廻りに所定角度(例えば90度や180度)だけ回転させて、このチップの向きを図5に示すように変更する。このコレット51とチップ52との位置関係が図4(a)(b)に示すような関係(この場合、逆方向と呼ぶ)とする。そして、この状態のチップ52をマウント位置にマウントされているチップ52上にマウントする。   Next, after the chip 52 is picked up from the wafer at the pick-up position, the collet 51 is rotated by a predetermined angle (for example, 90 degrees or 180 degrees) around its axis to change the direction of the chip as shown in FIG. To do. The positional relationship between the collet 51 and the chip 52 is as shown in FIGS. 4A and 4B (in this case, called the reverse direction). Then, the chip 52 in this state is mounted on the chip 52 mounted at the mounting position.

この積層構造の半導体装置の製造工程においては、精度よくチップ52をマウントするためには、正方向のチップ52のマウント動作および逆方向のチップ52のマウント動作において、それぞれチップ52のズレ量を検出して、このズレ量を補正してマウントすることになる。   In the manufacturing process of the semiconductor device having this stacked structure, in order to mount the chip 52 with high accuracy, the displacement amount of the chip 52 is detected in the mounting operation of the chip 52 in the forward direction and the mounting operation of the chip 52 in the reverse direction. Then, the amount of deviation is corrected for mounting.

特開2003−86758号公報JP 2003-86758 A

この積層構造の半導体装置の製造工程におけるズレ量の検出(算出)は、通常、X方向およびY方向のずれ量である。このような場合、回転方向の偏芯量の補正値としては、マウントした後でないと算出できなかった。すなわち、上方からの観察であるので、コレットの中心とチップの中心との位置合わせは困難で、基板等に一旦マウントしてズレ量を確認せざるを得なかった。   The detection (calculation) of the shift amount in the manufacturing process of the semiconductor device having the stacked structure is usually a shift amount in the X direction and the Y direction. In such a case, the correction value for the eccentric amount in the rotation direction could not be calculated until after mounting. That is, since the observation is from above, it is difficult to align the center of the collet and the center of the chip, and it has been necessary to check the amount of displacement by mounting it once on a substrate or the like.

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、チップ積層体の製造工程における高精度なマウント動作を低コストで実現できるマウント装置およびマウント方法を提供しようとするものである。   Therefore, in view of such a situation, the present invention intends to provide a mounting device and a mounting method capable of realizing a high-precision mounting operation in a manufacturing process of a chip stack at a low cost.

本発明のマウント方法は、チップをピックアップ位置においてコレットにてピックアップして、コレットをマウント位置に搬送し、このコレットにて吸着されているチップをマウント位置にマウントすることにより、複数のチップを積層するチップマウント方法であって、チップをピックアップ位置においてコレットにてピックアップした後、ピックアップ位置からずれた偏芯量検出位置で、反射反転機構を介して、ピックアップ位置においてチップを認識するチップ認識用カメラにてチップ裏面画像を取得し、次に、この偏芯量検出位置で、チップを吸着しているコレットを所定角度だけ回転させて、この状態で、チップ認識用カメラによる反射反転機構を介したチップ裏面画像を再度取得し、その後、回転前のチップ裏面画像のデータと回転後のチップ裏面画像のデータとでチップの回転偏芯量を算出するものである。   In the mounting method of the present invention, a plurality of chips are stacked by picking up a chip with a collet at a pickup position, transporting the collet to the mounting position, and mounting the chip adsorbed by the collet at the mounting position. A chip recognition method for recognizing a chip at a pickup position via a reflection inversion mechanism at an eccentricity detection position shifted from the pickup position after the chip is picked up by a collet at the pickup position In this state, the collet holding the chip is rotated by a predetermined angle at this eccentricity detection position, and in this state, through the reflection reversal mechanism by the chip recognition camera. The chip back image is acquired again, and then the data of the chip back image before rotation and And it calculates the rotational eccentricity of the chip in the data of the chip rear surface image after rotation.

本発明のマウント方法によれば、チップ認識用カメラ(上方からの観察を行う既存のカメラ)および反射反転機構を用いてチップの回転偏芯量を算出することができ、この回転偏芯量もとにチップをマウントすることができる。   According to the mounting method of the present invention, the amount of rotational eccentricity of the chip can be calculated using a chip recognition camera (existing camera that performs observation from above) and a reflection inversion mechanism. And you can mount the chip.

前記所定角度が90°であっても、180°であってもよい。このような角度であってもチップの回転偏芯量を算出することができる。前記反射反転機構のセットを手動にて行うようにしてもよい。   The predetermined angle may be 90 ° or 180 °. Even at such an angle, the rotational eccentricity of the chip can be calculated. The reflection inversion mechanism may be set manually.

チップをピックアップ位置においてコレットにてピックアップした後、コレットをこのピックアップ位置から偏芯量検出位置までずらし、その後、チップ認識用カメラによりチップ裏面画像の取得を可能とする反射反転機構をセットするものであってもよい。このように、偏芯量検出位置において、反射反転機構をセットするようにすれば、チップ認識用カメラを移動させる必要がなく、チップ認識用カメラとして既存のものを用いることができる。   After the chip is picked up by the collet at the pick-up position, the collet is shifted from the pick-up position to the eccentricity detection position, and then a reflection inversion mechanism is set that enables the chip recognition camera to acquire the chip back surface image. There may be. As described above, if the reflection inversion mechanism is set at the eccentricity detection position, it is not necessary to move the chip recognition camera, and an existing one can be used as the chip recognition camera.

本発明のマウント装置は、チップをピックアップ位置においてコレットにてピックアップして、このコレットをマウント位置に搬送し、コレットにて吸着されているチップをマウント位置にマウントすることにより、複数のチップを積層するチップマウント装置であって、ピックアップ位置においてチップを認識するチップ認識用カメラと、コレットをその軸心廻りに回転させる回転駆動機構と、チップ認識用カメラによるチップ裏面画像の取得を可能とする反射反転機構と、コレットの回転前後のチップ認識用カメラによるチップ裏面画像に基づいてチップの回転偏芯量を算出する演算手段とを備えたものである。   The mounting device of the present invention stacks a plurality of chips by picking up a chip with a collet at the pickup position, transporting the collet to the mounting position, and mounting the chip adsorbed by the collet at the mounting position. A chip recognition device for recognizing a chip at a pickup position, a rotation drive mechanism for rotating a collet around its axis, and a reflection that enables acquisition of a chip back surface image by the chip recognition camera A reversing mechanism and a calculation means for calculating the rotational eccentricity of the chip based on the chip back surface image obtained by the chip recognition camera before and after the collet is rotated are provided.

本発明のマウント装置は、ピックアップ位置においてチップを認識するチップ認識用カメラにて、反射反転機構を介してチップ裏面画像の取得が可能となる。また、演算手段にて、コレットの回転前後のチップ認識用カメラによるチップ裏面画像に基づいてチップの回転偏芯量を算出することができる。   The mounting device of the present invention can acquire a chip back surface image via a reflection inversion mechanism with a chip recognition camera that recognizes a chip at a pickup position. Further, the calculation means can calculate the rotational eccentricity of the chip based on the chip back image obtained by the chip recognition camera before and after the collet is rotated.

また、演算手段にて演算された回転偏芯量をもとに前記コレットの回転制御を行う制御手段を備えるのが好ましい。   Further, it is preferable to include a control means for performing rotation control of the collet based on the rotational eccentricity calculated by the calculation means.

コレットがピックアップ位置からずれた偏芯量検出位置において、前記反射反転機構を自動的にセットするセット機構を備えたものであってもよい。   The collet may be provided with a setting mechanism that automatically sets the reflection inversion mechanism at an eccentricity detection position where the collet is displaced from the pickup position.

本発明では、チップの回転偏芯量を算出することができ、この回転偏芯量に基づいてチップをマウントすることができる。このため、精度よくチップをマウントしていくことができ、高品質のチップ積層体を構成することができる。また、機械的な偏芯量精度に関係なく、高精度のマウント動作を行うことができる。特に、マウント側(基板側)の認識誤差の影響を受けず、算出される回転偏芯量の算出誤差が少ない。   In the present invention, the rotational eccentricity of the chip can be calculated, and the chip can be mounted based on the rotational eccentricity. For this reason, it is possible to mount the chips with high accuracy, and it is possible to configure a high-quality chip stack. In addition, a highly accurate mounting operation can be performed regardless of the mechanical eccentricity accuracy. In particular, there is little calculation error of the calculated rotational eccentricity without being affected by the recognition error on the mount side (substrate side).

ピックアップ位置からマウント位置までチップを搬送中に、マウント位置の回転補正データを得ることができ、作業性の向上を図ることができる。特に、正方向では裏面認識を行う必要がないので、裏面認識を毎回行う必要がなく、装置タクトの高速化が可能となる。また、チップ認識用カメラとして、この種のマウント装置のものをそのまま用いることができ、別途裏面認識用カメラ等を必要とせず、反射反転機構以外の追加機構が不要で、装置の複雑化を防止できて低コスト化を図ることができる。   While the chip is being transferred from the pickup position to the mount position, rotation correction data for the mount position can be obtained, and workability can be improved. In particular, since it is not necessary to perform back surface recognition in the forward direction, it is not necessary to perform back surface recognition every time, and the apparatus tact can be speeded up. In addition, this type of mounting device can be used as it is as a chip recognition camera, no additional back surface recognition camera is required, no additional mechanism other than the reflection inversion mechanism is required, and the device is prevented from becoming complicated. This can reduce the cost.

反射反転機構のセットを手動とすることによって、自動取り付け装置を必要とせず、装置のコンパクト化および低コスト化を図ることができる。また、反射反転機構を自動的にセットするセット機構を備えたものでは、作業性の向上を図ることができ、作業時間の短縮を図ることが可能となる。   By manually setting the reflection reversal mechanism, an automatic attachment device is not required, and the device can be made compact and low in cost. In addition, with a setting mechanism that automatically sets the reflection / reversal mechanism, workability can be improved and work time can be shortened.

また、所定角度(回転角度)が90°であっても、180°であっても、チップの回転偏芯量を算出することができ、汎用性に優れる。   Moreover, even if the predetermined angle (rotation angle) is 90 ° or 180 °, the rotational eccentricity of the chip can be calculated, and the versatility is excellent.

本発明の実施形態をチップマウント方法の簡略工程図である。It is a simplified process diagram of a chip mounting method according to an embodiment of the present invention. 本発明のチップマウント装置を示す簡略斜視図である。It is a simplified perspective view which shows the chip mount apparatus of this invention. チップマウント装置のコレットの動作を示す簡略図である。It is a simplified diagram showing the operation of the collet of the chip mounting device. 正方向位置におけるコレットとチップとの位置関係を示し、(a)は斜視図であり、(b)は底面図である。The positional relationship between the collet and the tip in the positive direction position is shown, (a) is a perspective view, and (b) is a bottom view. 逆方向位置におけるコレットとチップとの位置関係を示し、(a)は斜視図であり、(b)は底面図である。The positional relationship of the collet and chip | tip in a reverse direction position is shown, (a) is a perspective view, (b) is a bottom view.

以下本発明の実施の形態を図1と図2とに基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2に本発明にかかるチップマウント装置を示す。このチップマウント装置は、ピックアップされる半導体チップ1が配置された供給部2と、この供給部2の半導体チップ1を吸着するコレット3を有するボンディングアーム10と、供給部2の半導体チップ1を観察する認識用カメラ6と、ボンディング位置で基板4のチップマウント位置5を観察する認識用カメラ12とを備える。   FIG. 2 shows a chip mount apparatus according to the present invention. This chip mount apparatus observes the supply part 2 in which the semiconductor chip 1 to be picked up is arranged, the bonding arm 10 having the collet 3 that adsorbs the semiconductor chip 1 of the supply part 2, and the semiconductor chip 1 of the supply part 2. And a recognition camera 12 for observing the chip mount position 5 of the substrate 4 at the bonding position.

供給部2は、ウエハ支持装置7に載置支持された半導体ウエハ8を備えるものである。半導体ウエハ8は多数の半導体チップ1に分割されている。また、コレット3はコレットホルダ9に連結され、このコレット3とコレットホルダ9等でボンディングアーム10が構成される。そして、このボンディングアーム10は搬送手段11を介して、ピックアップ位置とボンディング位置との間の移動が可能となっている。搬送手段11は、ボンディングアーム10をX、Y、θ及びZ方向に駆動させることができる。すなわち、チップ1はチップピックアップ位置からチップマウント位置まで図2の矢印Aのように搬送される。   The supply unit 2 includes a semiconductor wafer 8 mounted and supported on the wafer support device 7. The semiconductor wafer 8 is divided into a large number of semiconductor chips 1. The collet 3 is connected to a collet holder 9, and the collet 3 and the collet holder 9 constitute a bonding arm 10. The bonding arm 10 can be moved between the pickup position and the bonding position via the conveying means 11. The transport unit 11 can drive the bonding arm 10 in the X, Y, θ, and Z directions. That is, the chip 1 is transported from the chip pickup position to the chip mount position as shown by the arrow A in FIG.

また、このコレット3は、その下端面に開口した吸着孔を介してチップ1が真空吸引され、このコレット3の下端面にチップ1が吸着する。なお、この真空吸引(真空引き)が解除されれば、コレット3からチップ1が外れる。   Further, the collet 3 is vacuum-sucked through the suction holes opened in the lower end surface thereof, and the chip 1 is adsorbed on the lower end surface of the collet 3. If this vacuum suction (evacuation) is released, the chip 1 is detached from the collet 3.

ところで、このチップマウント装置は、複数のチップ1を積層するものである。このため、図1に示すチップ認識用カメラ6によるチップ裏面画像の取得を可能とする反射反転機構21と、コレット3の回転前後のチップ認識用カメラ6によるチップ裏面画像に基づいてチップ1の回転偏芯量を算出する演算手段22と、演算手段22にて演算された回転偏芯量をもとに前記コレット3のマウント位置5を決定する制御手段23を備える。   By the way, this chip mounting apparatus is to stack a plurality of chips 1. For this reason, the rotation of the chip 1 based on the reflection inversion mechanism 21 that enables the chip recognition camera 6 shown in FIG. 1 to acquire the chip back surface image and the chip back surface image by the chip recognition camera 6 before and after the rotation of the collet 3. Calculation means 22 for calculating the amount of eccentricity and control means 23 for determining the mount position 5 of the collet 3 based on the rotational eccentricity calculated by the calculation means 22 are provided.

また、この装置では、コレット3をその軸心廻りに回転させる回転駆動機構24を備えるものであるが、この回転駆動機構24としては、前記搬送手段11にて構成できる。演算手段22と制御手段23は、例えば、CPU(Central Processing Unit)を中心としてROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。なお、ROMには、CPUが実行するプログラムやデータが格納されている。この制御手段23によって、コレット3の動作と搬送手段11の動作を制御することになる。また、記憶手段としての記憶装置(図示省略)を備え、この記憶装置は、HDD(Hard Disc Drive)やDVD(Digital Versatile Disk)ドライブ、CD−R(Compact Disc-Recordable)ドライブ、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)等からなる。   In addition, this apparatus includes a rotation drive mechanism 24 that rotates the collet 3 about its axis. The rotation drive mechanism 24 can be configured by the transport unit 11. The calculation means 22 and the control means 23 are, for example, a microcomputer in which a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like are connected to each other via a bus with a CPU (Central Processing Unit) as a center. The ROM stores programs executed by the CPU and data. This control means 23 controls the operation of the collet 3 and the operation of the transport means 11. In addition, a storage device (not shown) is provided as a storage means, and this storage device includes an HDD (Hard Disc Drive), a DVD (Digital Versatile Disk) drive, a CD-R (Compact Disc-Recordable) drive, an EEPROM (Electronically Erasable). and Programmable Read Only Memory).

反射反転機構21は、図1に示すように、一対のミラー25、26を有するものである。すなわち、チップ1の裏面の画像を第1ミラー25にて反射させて第2ミラー26に入光させ、この第2ミラー26にて反射させてチップ認識用カメラ6に入光させることになる。   The reflection inversion mechanism 21 has a pair of mirrors 25 and 26 as shown in FIG. That is, the image on the back surface of the chip 1 is reflected by the first mirror 25 and is incident on the second mirror 26, and is reflected by the second mirror 26 and incident on the chip recognition camera 6.

また、この反射反転機構21は偏芯量検出位置にセットされる。ここで、偏芯量検出位置とは、チップピックアップ位置よりもずれた位置であって、コレット51の搬送経路上の位置である。この場合、反射反転機構21は手動にて、セット位置に着脱自在にセットすることができる。なお、反射反転機構21のセット固定には、ボルト・ナット結合や凹凸嵌合構造等を用いることができる。   Further, the reflection inversion mechanism 21 is set at the eccentricity detection position. Here, the eccentricity detection position is a position shifted from the chip pickup position and is a position on the transport path of the collet 51. In this case, the reflection inversion mechanism 21 can be manually set to be detachable at the set position. It should be noted that a bolt / nut coupling, a concave-convex fitting structure, or the like can be used for fixing the reflection inversion mechanism 21 to the set.

図1に示すように、反射反転機構21を自動的にセットするセット機構30を備えたものであってもよい。セット機構30としては、例えば、コレット51の搬送経路から外れた位置に設けられるシリンダ機構等で構成できる。すなわち、シリンダ機構のピストンロッドに、第1ミラー25と第2ミラー26とを有する反射反転機構21を付設するようにすれば、ピストンロッドを伸ばすことによって、反射反転機構21を偏芯量検出位置に移動させ、ピストンロッドを縮めることによって、反射反転機構21を偏芯量検出位置から退避した位置に移動するようにできる。   As shown in FIG. 1, a setting mechanism 30 that automatically sets the reflection / reversal mechanism 21 may be provided. For example, the set mechanism 30 can be configured by a cylinder mechanism or the like provided at a position deviated from the conveyance path of the collet 51. That is, if the reflection reversal mechanism 21 having the first mirror 25 and the second mirror 26 is attached to the piston rod of the cylinder mechanism, the reflection reversal mechanism 21 is moved to the eccentricity detection position by extending the piston rod. When the piston rod is contracted, the reflection reversal mechanism 21 can be moved to a position retracted from the eccentricity detection position.

次に前記のように構成されたチップマウント装置を用いたチップマウント方法を説明する。この場合、複数枚のチップ1を積層するものであって、1段ごとに、180度回転させるものとする。なお、1段ごとに、同一方向に180度回転させるようにしたり、1段ごとに、180度反転させるようにしたりすることができる。   Next, a chip mounting method using the chip mounting apparatus configured as described above will be described. In this case, a plurality of chips 1 are stacked and rotated 180 degrees for each stage. In addition, it is possible to rotate 180 degrees in the same direction for each stage, or to reverse 180 degrees for each stage.

この動作としては、まず、図4で示した正方向のチップ1をマウントする。すなわち、コレット3を、ピックアップ位置の上方に位置させ、その後、コレット3を下降して、チップ1のピックアップを行う。この場合、チップ認識用カメラ6でチップ1の位置の認識を行ってピックアップを行う。そして、コレット3を上昇させた後、コレット3をチップマウント位置の上方位置まで搬送した後、コレット3を下降させて、チップマウント位置に正方向のチップ1をマウントする。   For this operation, first, the chip 1 in the positive direction shown in FIG. 4 is mounted. That is, the collet 3 is positioned above the pickup position, and then the collet 3 is lowered to pick up the chip 1. In this case, the chip recognition camera 6 recognizes the position of the chip 1 and picks up. Then, after raising the collet 3, the collet 3 is conveyed to a position above the chip mount position, and then the collet 3 is lowered to mount the chip 1 in the forward direction at the chip mount position.

次に図5で示した逆方向のチップ1(180度反時計回りに回転させたチップ1)をマウントする場合、まず正方向のチップ1をピックアップ位置でコレット3にてピックアップして、このピックアップ位置でコレット3を上昇させた後、前記偏芯量検出位置に移動させて停止する。この状態で、反射反転機構21をこの偏芯量検出位置にセットする。すなわち、手動にてセットするものであれば、手動にてセットし、自動にてセットするものであれば、自動にてセットする。   Next, when mounting the chip 1 in the reverse direction shown in FIG. 5 (chip 1 rotated counterclockwise by 180 degrees), the chip 1 in the positive direction is first picked up by the collet 3 at the pickup position, and this pickup After raising the collet 3 at the position, the collet 3 is moved to the eccentricity detection position and stopped. In this state, the reflection inversion mechanism 21 is set at this eccentricity detection position. That is, if it is set manually, it is set manually, and if it is set automatically, it is set automatically.

この状態で、反射反転機構21を介して、チップ認識用カメラ6でチップ1の裏面画像の位置データを取得する。その後、図1(a)に示す状態から図1(b)に示すように、コレット3をその軸心廻りに反時計廻りに180度回転させ、再度、チップ認識用カメラ6でチップ1の裏面画像の位置データを取得する。すなわち、回転前の裏面画像の位置データと回転後の裏面画像の位置データを取得する。   In this state, the position data of the back surface image of the chip 1 is acquired by the chip recognition camera 6 via the reflection inversion mechanism 21. Thereafter, as shown in FIG. 1B, the collet 3 is rotated 180 degrees counterclockwise around its axis from the state shown in FIG. Get image position data. That is, the position data of the back image before rotation and the position data of the back image after rotation are acquired.

そして、これらのデータが演算手段22に入力され、この演算手段22で、これらのデータに基づいてチップ1の回転偏芯量を算出する。この回転偏芯量が制御手段23に入力されて、この回転偏芯量に基づいて基板側のチップマウント位置に対するコレット3側の位置を決定する。すなわち、この回転偏芯量をチップ1の回転補正データに反映させて、チップマウント位置側の確認用カメラ12でマウント位置を確認しつつチップ1を回転補正を行なってチップ1をマウントする。この場合、正方向の状態でマウントされたチップ1上に、図1(c)に示すように、この反時計廻りに180度回転させた逆方向の状態のチップ1(回転補正したチップ1)を矢印X、Y方向に移動させてマウントすることになる。   And these data are input into the calculating means 22, and the calculating means 22 calculates the rotational eccentricity amount of the chip 1 based on these data. The rotational eccentricity is input to the control means 23, and the position on the collet 3 side with respect to the chip mount position on the substrate side is determined based on the rotational eccentricity. That is, this rotational eccentricity is reflected in the rotation correction data of the chip 1 and the chip 1 is rotationally corrected while the mount position is confirmed by the confirmation camera 12 on the chip mount position side to mount the chip 1. In this case, on the chip 1 mounted in the forward direction, as shown in FIG. 1 (c), the chip 1 in the reverse direction rotated 180 degrees counterclockwise (rotated corrected chip 1). Is moved in the directions of arrows X and Y for mounting.

また、逆方向の状態のチップ1として、時計廻りに180度回転させるものであってもよく、この場合、コレット3をその軸心廻りに時計廻りに180度回転させることになる。この場合であっても、回転前後で、反射反転機構21を介して、チップ認識用カメラ6でチップ1の裏面画像の位置データを取得する。   Further, the chip 1 in the reverse direction may be rotated 180 degrees clockwise. In this case, the collet 3 is rotated 180 degrees clockwise around the axis. Even in this case, the position data of the back surface image of the chip 1 is acquired by the chip recognition camera 6 through the reflection inversion mechanism 21 before and after the rotation.

そして、これらのデータが演算手段22に入力され、この演算手段22で、これらのデータに基づいてチップ1の回転偏芯量を算出する。この回転偏芯量が制御手段23に入力されて、この回転偏芯量に基づいてチップマウント位置でチップ1をマウントする。すなわち、正方向の状態でマウントされたチップ1上にこの時計廻りに180度回転させた逆方向の状態のチップ1をマウントする。   And these data are input into the calculating means 22, and the calculating means 22 calculates the rotational eccentricity amount of the chip 1 based on these data. The rotational eccentricity is input to the control means 23, and the chip 1 is mounted at the chip mounting position based on the rotational eccentricity. That is, the chip 1 in the reverse direction rotated 180 degrees clockwise is mounted on the chip 1 mounted in the forward direction.

以下同様に、正方向のチップ1や逆方向のチップ1を順次積層していくことができ、これによって、複数枚のチップ1が積層されてなる半導体装置を形成できる。なお、回転角度として、前記実施形態では、180度回転させるものであったが、90度であってもよく、90度回転させる場合でも、正方向に対して時計廻りに回転させても、反時計回りに回転させてもよい。   Similarly, the forward direction chip 1 and the reverse direction chip 1 can be sequentially stacked, whereby a semiconductor device in which a plurality of chips 1 are stacked can be formed. In the above-described embodiment, the rotation angle is 180 degrees. However, the rotation angle may be 90 degrees. Even when the rotation angle is 90 degrees, the rotation angle may be counterclockwise. You may rotate clockwise.

このマウント方法では、チップ認識用カメラ6(上方からの観察を行う既存のカメラ)および反射反転機構21を用いてチップの回転偏芯量を算出することができ、この回転偏芯量に基づいてチップ1をマウントすることができる。このため、精度よくチップ1をマウントしていくことができ、高品質のチップ積層体を構成することができる。また、機械的な偏芯量精度に関係なく、高精度のマウント動作を行うことができる。特に、マウント側(基板側)の認識誤差の影響を受けず、算出される回転偏芯量の算出誤差が少ない。   In this mounting method, the rotational eccentricity of the chip can be calculated using the chip recognition camera 6 (existing camera that performs observation from above) and the reflection inversion mechanism 21, and based on the rotational eccentricity. Chip 1 can be mounted. For this reason, the chip 1 can be mounted with high accuracy, and a high-quality chip stack can be configured. In addition, a highly accurate mounting operation can be performed regardless of the mechanical eccentricity accuracy. In particular, there is little calculation error of the calculated rotational eccentricity without being affected by the recognition error on the mount side (substrate side).

ピックアップ位置からマウント位置までチップ1を搬送中に、マウント位置の回転補正データを得ることができ、作業性の向上を図ることができる。特に、正方向では裏面認識を行う必要がないので、裏面認識を毎回行う必要がなく、装置タクトの高速化が可能となる。また、チップ認識用カメラ6として、この種のマウント装置のものをそのまま用いることができ、別途裏面認識用カメラ等を必要とせず、反射反転機構21以外の追加機構が不要で、装置の複雑化を防止できて低コスト化を図ることができる。   While the chip 1 is being conveyed from the pickup position to the mount position, rotation correction data for the mount position can be obtained, and workability can be improved. In particular, since it is not necessary to perform back surface recognition in the forward direction, it is not necessary to perform back surface recognition every time, and the apparatus tact can be speeded up. Further, as the chip recognition camera 6, this type of mounting device can be used as it is, no additional back surface recognition camera or the like is required, no additional mechanism other than the reflection inversion mechanism 21 is required, and the device is complicated. Can be prevented and the cost can be reduced.

反射反転機構21を手動にてセットする場合、自動取り付け装置を必要とせず、装置のコンパクト化および低コスト化を図ることができる。また反射反転機構21を自動的にセットするセット機構30を備えたものでは、作業性の向上を図ることができ、作業時間の短縮を図ることが可能となる。また、所定角度(回転角度)が90°であっても、180°であっても、チップの回転偏芯量を算出することができ、汎用性に優れる。   When the reflection reversal mechanism 21 is manually set, an automatic attachment device is not required, and the device can be made compact and low in cost. In addition, the apparatus equipped with the setting mechanism 30 for automatically setting the reflection / reversal mechanism 21 can improve the workability and shorten the work time. Moreover, even if the predetermined angle (rotation angle) is 90 ° or 180 °, the rotational eccentricity of the chip can be calculated, and the versatility is excellent.

以上、本発明の実施形態につき説明したが、前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、積層するチップ数を任意に設定でき、反射反転機構21として、ミラーに代えてプリズム等を用いたものであってもよい。また、前記実施形態では、コレット3をこのピックアップ位置から偏芯量検出位置までずらし、その後、チップ認識用カメラによりチップ裏面画像の取得を可能とする反射反転機構をセットするものであったが、予め反射反転機構21を偏芯量検出位置で固定しておき、コレット3とチップ認識用カメラ6とを偏芯量検出位置まで搬送するものであってもよい。この場合、チップ認識用カメラ6が、チップピックアップ位置と偏芯量検出位置とを往復動することになる。   As described above, the embodiment of the present invention has been described, but various modifications are possible without being limited to the above-described embodiment. For example, the number of chips to be stacked can be arbitrarily set. Instead, a prism or the like may be used. In the above embodiment, the collet 3 is shifted from the pickup position to the eccentricity detection position, and then a reflection reversal mechanism that enables acquisition of a chip back surface image by the chip recognition camera is set. The reflection inversion mechanism 21 may be fixed in advance at the eccentricity detection position, and the collet 3 and the chip recognition camera 6 may be conveyed to the eccentricity detection position. In this case, the chip recognition camera 6 reciprocates between the chip pickup position and the eccentricity detection position.

なお、セット機構30として、シリンダ機構を用いることなく、ボルト・ナット機構やリニアガイド機構等の他の往復動機構を用いることができる。   As the set mechanism 30, other reciprocating mechanisms such as a bolt / nut mechanism and a linear guide mechanism can be used without using a cylinder mechanism.

1 半導体チップ
3 コレット
5 チップマウント位置
6 チップ認識用カメラ
21 反射反転機構
22 演算手段
23 制御手段
24 回転駆動機構
30 セット機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor chip 3 Collet 5 Chip mount position 6 Chip recognition camera 21 Reflection inversion mechanism 22 Calculation means 23 Control means 24 Rotation drive mechanism 30 Set mechanism

Claims (9)

チップをピックアップ位置においてコレットにてピックアップして、このコレットをマウント位置に搬送し、コレットにて吸着されているチップをマウント位置にマウントすることにより、複数のチップを積層するチップマウント方法であって、
チップをピックアップ位置においてコレットにてピックアップした後、ピックアップ位置からずれた偏芯量検出位置で、反射反転機構を介して、ピックアップ位置においてチップを認識するチップ認識用カメラにてチップ裏面画像を取得し、次に、この偏芯量検出位置で、チップを吸着しているコレットを所定角度だけ回転させて、この状態で、チップ認識用カメラによる反射反転機構を介したチップ裏面画像を再度取得し、その後、回転前のチップ裏面画像のデータと回転後のチップ裏面画像のデータとでチップの回転偏芯量を算出することを特徴とするチップマウント方法。
A chip mounting method for stacking a plurality of chips by picking up a chip with a collet at a pickup position, transporting the collet to a mounting position, and mounting the chip adsorbed by the collet at the mounting position. ,
After the chip is picked up by the collet at the pick-up position, the chip back surface image is acquired by the chip recognition camera that recognizes the chip at the pick-up position at the eccentricity detection position shifted from the pick-up position. Next, at this eccentricity detection position, the collet that is adsorbing the chip is rotated by a predetermined angle, and in this state, the chip back image via the reflection reversing mechanism by the chip recognition camera is obtained again, Thereafter, the chip eccentricity is calculated from the data of the chip back surface image before rotation and the data of the chip back surface image after rotation.
チップの回転偏芯量を算出した後、この回転偏芯量をもとにチップをマウントすることを特徴とする請求項1に記載のチップマウント方法。   2. The chip mounting method according to claim 1, wherein after calculating the rotational eccentricity of the chip, the chip is mounted based on the rotational eccentricity. 前記所定角度が90°であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のチップマウント方法。   The chip mounting method according to claim 1, wherein the predetermined angle is 90 °. 前記所定角度が180°であることを特徴とする請求項1又は請求項2にチップマウント方法。   3. The chip mounting method according to claim 1, wherein the predetermined angle is 180 degrees. チップをピックアップ位置においてコレットにてピックアップした後、コレットをこのピックアップ位置から偏芯量検出位置までずらし、その後、チップ認識用カメラによりチップ裏面画像の取得を可能とする反射反転機構をセットすることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のチップマウント方法。   After picking up the chip with the collet at the pick-up position, the collet is shifted from the pick-up position to the eccentricity detection position, and then a reflection inversion mechanism is set that enables the chip recognition camera to acquire the chip back surface image. The chip mounting method according to any one of claims 1 to 4, wherein the chip mounting method is characterized. 前記反射反転機構のセットを手動にて行うことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のチップマウント方法。   The chip mounting method according to claim 1, wherein the setting of the reflection inversion mechanism is performed manually. チップをピックアップ位置においてコレットにてピックアップして、このコレットをマウント位置に搬送し、コレットにて吸着されているチップをマウント位置にマウントすることにより、複数のチップを積層するチップマウント装置であって、
ピックアップ位置においてチップを認識するチップ認識用カメラと、
コレットをその軸心廻りに回転させる回転駆動機構と、
チップ認識用カメラによるチップ裏面画像の取得を可能とする反射反転機構と、
コレットの回転前後のチップ認識用カメラによるチップ裏面画像に基づいてチップの回転偏芯量を算出する演算手段とを備えたことを特徴とするチップマウント装置。
A chip mounting apparatus that stacks a plurality of chips by picking up a chip with a collet at a pickup position, transporting the collet to a mounting position, and mounting the chip adsorbed by the collet at the mounting position. ,
A chip recognition camera that recognizes the chip at the pickup position;
A rotary drive mechanism that rotates the collet around its axis;
A reflection inversion mechanism that enables acquisition of a chip back image by a chip recognition camera;
A chip mounting apparatus comprising: an arithmetic means for calculating a rotational eccentricity amount of a chip based on a chip back surface image obtained by a chip recognition camera before and after rotation of the collet.
演算手段にて演算された回転偏芯量をもとに前記コレットの回転制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項7に記載のチップマウント装置。   8. The chip mount device according to claim 7, further comprising control means for performing rotation control of the collet based on the rotation eccentricity calculated by the calculation means. コレットがピックアップ位置からずれた偏芯量検出位置において、前記反射反転機構を自動的にセットするセット機構を備えたことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のチップマウント装置。   9. The chip mount device according to claim 7, further comprising a setting mechanism that automatically sets the reflection and reversal mechanism at an eccentricity detection position where the collet is displaced from the pickup position.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023171249A1 (en) * 2022-03-11 2023-09-14 東京エレクトロン株式会社 Chip bonding apparatus, chip processing system, and chip processing method

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