JP2015056592A - Die bonder and die bonding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイボンダ等の半導体製造装置に関わり、信頼度の高いダイボンダ及びダイボンディング方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus such as a die bonder, and relates to a highly reliable die bonder and a die bonding method.
ダイ(半導体チップ)を配線基板やリードフレームなどの基板(以下、基板と称する)に搭載してパッケージを組み立てる工程の一部に、ウェハからダイを吸着し基板にボンディングするダイボンディング工程がある。
ダイボンディング工程では、基板のボンディング面に正確にダイをボンディングする必要がある。しかしながら、基板は、上流から供給され、ダイボンディングされる位置(ボンディングヘッドテーブル)までベルト等の搬送機構で搬送され、ボンディングヘッドテーブル上の所定位置に固定されてボンディング作業が行われるのが一般的である。通常、ボンディングヘッドテーブルには、作業時は常時熱が加えられている。このため、ボンディングヘッドテーブル上の基板の位置は、経時的に変化し、テーブルオフセット量がシフトする(ずれる)ため、ボンディング位置が微妙にずれる。
ボンディングヘッドやボンドカメラ等を移動させるときの機械的位置の原点は、装置を初期化した時の機械的原点の位置である。この場合、基板がボンディングヘッドテーブル上の所定位置に固定されていることが前提であり、この所定位置がずれると、シフトした量(ずれた量)だけ、ボンディングヘッドによるボンディング位置がずれる。
A part of the process of assembling a package by mounting a die (semiconductor chip) on a substrate (hereinafter referred to as a substrate) such as a wiring substrate or a lead frame is a die bonding step of adsorbing the die from the wafer and bonding it to the substrate.
In the die bonding process, it is necessary to bond the die accurately to the bonding surface of the substrate. However, it is common that the substrate is supplied from upstream, conveyed to a die bonding position (bonding head table) by a conveying mechanism such as a belt, and fixed to a predetermined position on the bonding head table to perform a bonding operation. It is. Usually, heat is always applied to the bonding head table during operation. For this reason, the position of the substrate on the bonding head table changes with time, and the table offset amount shifts (shifts), so that the bonding position slightly shifts.
The origin of the mechanical position when moving the bonding head, the bond camera, or the like is the position of the mechanical origin when the apparatus is initialized. In this case, it is assumed that the substrate is fixed at a predetermined position on the bonding head table. If the predetermined position is shifted, the bonding position by the bonding head is shifted by the shifted amount (shifted amount).
この種の問題を解決する従来技術としては特許文献1がある。特許文献1では、基板または基板近傍にレーザー等で基準マークを作成する。次に、この作成した基準マークと基板のボンディング位置に予め設けられた認識パターンとを撮像し、前記2つの撮像によって得られた撮像データに基づいてボンディング位置に近接した前記ダイの位置を補正して前記基板に前記ダイをボンディングするようにしている。
上記位置補正は、基準マークと認識パターンを撮像して、パターン認識処理によって位置を特定し、特定した位置のずれからダイボンディング位置を補正している。しかし、搬送機構の経時変化によって基板位置がずれてしまうと、ボンディング位置精度が悪化し、ボンディングの信頼性が低下する。
There is
In the position correction, the reference mark and the recognition pattern are imaged, the position is specified by pattern recognition processing, and the die bonding position is corrected from the deviation of the specified position. However, if the substrate position shifts due to the change of the transport mechanism with time, the bonding position accuracy deteriorates and the bonding reliability decreases.
上述したように、特許文献1では、搬送機構の経時変化に起因するテーブルの位置ずれによる基板の位置ずれについての考慮がなされていない。また、基準マークは基板または基板近傍に設けられているため、ボンディングにより発生する振動や熱等のいわゆる外乱による影響を受け易い。
本発明の目的は、上記の問題を鑑みてなされたもので、ダイを正確にかつ迅速にボンディングできる信頼性の高いダイボンダ及びダイボンディングを提供することである。
As described above, in
An object of the present invention is to provide a highly reliable die bonder and die bonding capable of accurately and quickly bonding a die.
上記の目的を達成するために、本発明のダイボンダは、基板または前記基板の近傍のボンディングヘッドテーブルのガイド上またはフレームフィーダシュート部上に設けられた認識マークと、前記認識マークと前記基板のダイ接着位置付近に設けられた認識マークとを撮像する撮像手段、及び、前記撮像手段によって得られた撮像データに基づいてダイボンディングに使用する機械的原点の位置を補正する第1の位置補正手段を具備するボンディング位置補正手段と、を有することを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, a die bonder of the present invention comprises a recognition mark provided on a substrate or a guide of a bonding head table in the vicinity of the substrate or on a frame feeder chute, the recognition mark and a die of the substrate. Imaging means for imaging a recognition mark provided in the vicinity of the bonding position, and first position correction means for correcting the position of a mechanical origin used for die bonding based on imaging data obtained by the imaging means The first feature is that it has bonding position correcting means.
上記本発明の第1の特徴のダイボンダにおいて、前記第1の位置補正手段は、ダイを前記基板にダイボンディングする作業回数が所定回数になる都度、前記機械的原点の位置を補正するためのずれ量を算出し、算出したずれ量に基づいて前記機械的原点のオフセット値を更新することを本発明の第2の特徴とする。 In the die bonder according to the first aspect of the present invention, the first position correcting means is a shift for correcting the position of the mechanical origin every time the number of operations of die bonding the die to the substrate reaches a predetermined number. It is a second feature of the present invention that the amount is calculated and the offset value of the mechanical origin is updated based on the calculated amount of deviation.
上記本発明の第1の特徴または第2の特徴のダイボンダにおいて、前記ボンディング位置補正手段は、更に、前記機械的原点を基準にして、前記基板上に設けられた認識パターンの位置を算出し、算出した位置に前記ダイをダイボンディングするための位置を補正する第2の位置補正手段を具備することを本発明の第3の特徴とする。 In the die bonder according to the first feature or the second feature of the present invention, the bonding position correction means further calculates the position of the recognition pattern provided on the substrate with reference to the mechanical origin, It is a third feature of the present invention that second position correction means for correcting a position for die bonding of the die at the calculated position is provided.
上記の目的を達成するために、本発明のダイボンディング方法は、基板のボンディング位置付近に設けられた認識パターンの写り込んだ領域を撮像する第1の撮像ステップと、前記撮像された認識パターンの写り込んだ領域を画像処理して、機械的原点を基準にして前記認識パターンの位置を算出する第1の位置算出ステップと、前記認識パターンの位置に基づいてダイボンディング位置を補正する第1の位置補正ステップと、前記基板の近傍のボンディングヘッドテーブルのガイド上またはフレームフィーダシュート部上に設けられた認識マークの写り込んだ領域を撮像する第2の撮像ステップと、前記撮像された認識マークの写り込んだ領域を画像処理して、前記機械的原点を基準にして前記認識マークの位置を算出する第2の位置算出ステップと、前記認識マークの位置に基づいて前記機械的原点の位置を補正する第2の位置補正ステップと、前記第1の補正ステップによって補正されたダイボンディング位置にダイをダイボンディングするボンディングステップと、を有することを本発明の第4の特徴とする。 In order to achieve the above object, the die bonding method of the present invention includes a first imaging step of imaging a region in which a recognition pattern is provided near a bonding position of a substrate, and the captured recognition pattern. A first position calculating step of performing image processing on the reflected area and calculating the position of the recognition pattern with reference to a mechanical origin, and a first correcting the die bonding position based on the position of the recognition pattern A position correction step, a second imaging step of imaging a region where a recognition mark is provided on a guide of a bonding head table or a frame feeder chute in the vicinity of the substrate, and the captured recognition mark Second position calculation for performing image processing on the reflected area and calculating the position of the recognition mark with reference to the mechanical origin A second position correcting step for correcting the position of the mechanical origin based on the position of the recognition mark, and a bonding step for die bonding the die to the die bonding position corrected by the first correcting step. It is a fourth feature of the present invention to have
上記本発明の第4の特徴のダイボンディング方法において、前記第2の撮像ステップ、前記第2の位置算出ステップ、及び前記第2の位置補正ステップは、前記ダイを前記基板にダイボンディングする前記ボンディングステップの作業回数が所定回数になる都度、前記機械的原点の位置を補正するためのずれ量を算出し、算出したずれ量に基づいて前記機械的原点のオフセット値を更新することを本発明の第5の特徴とする。 In the die bonding method according to the fourth aspect of the present invention, the second imaging step, the second position calculating step, and the second position correcting step include bonding the die to the substrate. The present invention calculates a deviation amount for correcting the position of the mechanical origin every time the number of work steps becomes a predetermined number of times, and updates the offset value of the mechanical origin based on the calculated deviation amount. The fifth feature.
本発明によれば、ダイを正確にかつ迅速にボンディングできる信頼性の高いダイボンダ及びダイボンディング方法を実現することができる。 According to the present invention, a highly reliable die bonder and die bonding method capable of accurately and quickly bonding dies can be realized.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
また、各図の説明において、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In addition, the following description is for describing one embodiment of the present invention, and does not limit the scope of the present invention. Accordingly, those skilled in the art can employ embodiments in which these elements or all of the elements are replaced with equivalent ones, and these embodiments are also included in the scope of the present invention.
In the description of each drawing, the same reference numerals are assigned to components having the same function, and description thereof is omitted as much as possible to avoid duplication.
図1は、本発明のダイボンダの一実施例の構成を示すブロック図である。100はダイボンダ、101はダイボンダ100のステージ、102は基板を収納したフレームマガジン(図示しない)を搬入するマガジンローダ部、103は基板を押し出すフレームプレッシャー部、104はステージ101上で基板を下流方向に取り出すローダフィーダ部、105は基板を収納したフレームマガジンを上下方向に駆動するローダリフタ部、106は基板から剥離された層間紙を排出する層間紙排出ボックス、107はローダフィーダ部104が取り出した基板をダイボンディング作業エリアのプリフォームステージに押し出すメインフィーダ部、108は基板をメインフィーダ部107の直線方向に導くため案内を行うフレームフィーダシュート部、109は基板を加熱するためのステージヒータ、110はダイが実装された基板をステージ101から下流方向に搬出するためのアンローダフィーダ部、111はダイボンディング作業時に基板を固定するためのフレーム押さえ部、112は基板をフレームマガジンに搬出するマガジンアンローダ部、113は静電気を除去するための負イオンをウェハに吹きつけるイオンブロー部、114はウェハリングに付けられたバーコードを読み取るバーコードリーダ部、115はウェハリングのウェハ(図示しない)からダイを突き上げるためのダイ突き上げユニット、116はウェハリングを保持するウェハリングホルダ部、117はウェハエキストラクタ、118はウェハ修正シュート部、119はウェハカセット部、200は制御部である。
なお、図1のダイボンダ100は、制御部200がフレーム供給装置を含めたダイボンダ内の各機器を制御して動作する。また、フレーム供給装置は、少なくとも、フレームプレッシャー部103、ローダフィーダ部104、ローダリフタ部105、メインフィーダ部107、及び制御部200で構成される。なお、制御部200の詳細は、後述の図3にて説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a die bonder of the present invention.
Note that the
また、マガジンローダ部102にセットされたフレームマガジンには、被実装部材である基板が収容されている。同様に、マガジンアンローダ部112にセットされたフレームマガジンには、本ダイボンダによってダイを実装された基板が収容される。また、ウェハエキストラクタ117は、ウェハカセット部119にセットされたウェハカセットからウェハリングを取り出しウェハリングホルダ部116に搬送する。ウェハカセット部119は、ウェハリングを複数段出し入れ可能に収容したウェハカセットがセットされている。
なお、図1は、ダイボンダ100を上方から見た平面図であり、X方向は上流(紙面左)、下流方向(紙面右)である。被実装部材である基板は、X方向に沿って上流から下流に搬送されながら、ダイボンディングが行われる。
Further, the frame magazine set in the
FIG. 1 is a plan view of the
図1のダイボンダにおいて、マガジンローダ部102にセットされたフレームマガジンに収納された基板は、フレーム供給装置によってフレームマガジンから取り出される。フレーム供給装置は、取り出した基板を作業エリアのプリフォームステージに搬入する。搬入された基板上に形成されたダイ接着位置(被実装エリア)は、層間紙を剥離され、接着剤が塗布され、メインフィーダ部107によって作業エリアであるボンディングヘッドテーブル(後述)に搬送される。
ボンディングヘッドテーブルでは、ボンディングヘッドは、ダイ突き上げユニット115と連動して、ウェハリングホルダ部116からダイを吸着し、基板上の所定のダイ接着位置にダイボンディングを行う。
In the die bonder of FIG. 1, the substrate stored in the frame magazine set in the
In the bonding head table, the bonding head interlocks with the die push-up unit 115 to suck the die from the wafer
図2は、図1のダイボンダ100のメインフィーダ部107付近を拡大したブロック図である。141は基板、221はボンドカメラ、143はボンドカメラ142のガイドレールである。なお、図1では、基板141、ボンドカメラ221、及びガイドレール143は省略している。また基板141は、後述するボンディングヘッドテーブル上に搬入され、固定されている。
図2において、基板141がメインフィーダ部107のボンディングヘッドテーブルに搬入されている場合には、ガイドレール143に沿って、ボンドカメラ221が移動しながら、基板141を撮像し、撮像した画像データを制御部200の画像処理部220に出力する。制御部200の画像処理部220は、入力された基板141の画像を解析して、ボンディング位置を確認してCPU基板部に出力する。CPU部201は、画像処理部220の出力に基づいてボンディング位置を補正して、ダイを所定の位置にボンディングする。
FIG. 2 is an enlarged block diagram of the vicinity of the
In FIG. 2, when the
図3は、本発明のフレーム供給装置の制御部200の構成の一実施例を説明するためのブロック図である。200は制御部、201はCPU(Central Processing Unit)部、210はモータコントロール部、220は画像処理部、230はI/O(Input / Output)部、240は操作パネル、250はハードディスクである。CPU部201は、モータコントロール部210、画像処理部220、I/O部230、操作パネル240、及びハードディスク250を制御する。
また、モータコントロール部210は、メインフィーダモータ211を制御する。また、モータコントロール部210は、メインフィーダ爪モータ212を制御する。またモータコントロール部210は、ボンドカメラモータ213を制御する。
さらに、画像処理部220は、ボンドカメラ221を制御する。
またさらに、I/O部230は、ブザー鳴動部231、回転灯表示部232を制御する。
また、操作パネル240は、ダイボンダ100の表示部241を制御し、表示部241にデータ入力画面やエラー表示を行うデータ入力画面、およびエラーを表示させる。
さらにまた、ハードディスク250は、ダイボンダ100およびウェハ供給装置200の制御プログラムを保存する制御プログラム部251と、データの保存および読み出しを行うためにデータの保存・読み出し部252とを制御する。
FIG. 3 is a block diagram for explaining an embodiment of the configuration of the
The
Further, the
Furthermore, the I /
In addition, the
Further, the
図4を用いて、本発明のボンディングヘッドテーブル部分について説明する。図4は、本発明のダイボンダのボンディングヘッドテーブルの一実施例を説明するための図である。図4は、図2で説明したメインフィーダ部107のボンディングヘッドテーブル10を示す図である。左の図は平面図、右の図は平面図を右横から見た図である。
ボンディングヘッドテーブル10は、少なくとも、テーブル本体3と、テーブル本体3の上部に設けられ基板141を両脇から挟み込む2辺のガイド4を有している。
テーブル本体3には、基板141を吸着して固定するための図示しない吸着機構と、基板141を加熱するための図示しない加熱機構を備えている。また、例えば、メインフィーダ部が上流から基板141を搬入するときの進行方向の位置決め機構として、下流側には図示しないストッパを設けるようにしても良い。
The bonding head table portion of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a view for explaining an embodiment of the bonding head table of the die bonder of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the bonding head table 10 of the
The bonding head table 10 includes at least a table
The table
ガイド4は、上面に第1の認識マーク6と第2の認識マーク7を設けている。また、基板141のダイ接着位置1付近には、予め、ダイ接着位置1の位置を算出するために認識パターン8、9が設けられている。
ダイボンダ100のCPU部201は、モータコントロール部210と画像処理部220を制御する。この制御に応じて、モータコントロール部210は、ボンドカメラモータ213を制御して、基板141上の認識パターン8、9の写り込んだ領域を撮像できる位置にボンドカメラ221を移動させる。画像処理部220は、CPU201の制御に応じて、ボンドカメラ220を制御して、基板141上の認識パターン8、9の写り込んだ領域を撮像し、撮像データを画像処理部220に出力させる。次に、画像処理部220は、入力された撮像データを画像処理して、ダイ接着位置1を算出し、CPU部201に出力する。
CPU部201は、入力されたダイ接着位置1に基づいて、各機器を制御して、ウェハリングホルダ部116から吸着したダイを基板141上のダイ接着位置1にボンディングする。
The guide 4 is provided with a
The
The
次に、第1の認識マーク6と第2の認識マーク7について説明する。背景技術の中で述べたように、従来は、搬送機構の経時変化によって基板位置がずれてしまうと、ボンディング位置精度が悪化し、ボンディングの信頼性が低下する。
そこで、本発明では、ダイを基板141にダイボンディングする作業回数Nが所定回数Kになる都度、第1の認識マーク6と第2の認識マーク7によって、位置補正を行うものである(NとKは、自然数)。
例えば、機械的原点の位置と、上述した第1の認識マーク6及び第2の認識マーク7の間のそれぞれの相対的位置は、搬送機構の経時変化によっても変わらない。そこで、第1の認識マーク6及び第2の認識マーク7の位置が画像処理によって決定されれば、機械的原点の位置が決定される。次に、第1の認識マーク6及び第2の認識マーク7の位置と、基板141上の認識パターン8、9との相対的位置のずれ量を算出する。この算出されたずれ量に基づいて機械的原点の位置を補正してダイボンディング位置を算出し、算出されたダイボンディング位置にダイボンディングするものである。
Next, the
Therefore, in the present invention, the position correction is performed by the
For example, the relative position between the position of the mechanical origin and the
上述の本発明のダイボンダにおける、第1の認識マーク6と第2の認識マーク7、及び基板141上の認識パターン8,9による位置補正を、図5、図6、及び図7によって更に説明する。図5は、本発明のダイボンダにおける位置補正の処理手順の一実施例を説明するためのフローチャートである。図5の処理は、基板141がボンディングヘッドテーブル10に搬入され、ボンディングヘッドがダイを吸着している状態でのフローチャートである。また、図4の処理動作と並行して、または前後して、基板の搬入、搬出、ダイのピックアップ等の処理がバックグラウンドで実行されている。
これらの処理は、ダイボンダ100のCPU分201が、各機器を制御して実行する。
また、図6は、図5のフローチャートにおける認識パターン8、9の撮像データの一実施例を示す図である。また、図7は、図5のフローチャートにおける第1の認識マーク6、第2の認識マーク7の撮像データの一実施例を示す図である。
Position correction by the
These processes are executed by the
FIG. 6 is a diagram showing an example of the imaging data of the
まず、初期設定ステップS101では、機械的原点の位置Pf(xp,yp)をxp=0、及びyp=0とする。また、N=1とし、K=100とする。ここで、NとKは自然数で、Kは何回ダイボンディングすると機械的原点の位置を補正する動作を行うかを定める数値である。この実施例では、ダイボンディング回数100回実行後機械的原点の位置を補正するようにしている。 First, in the initial setting step S101, the mechanical origin position P f (xp, yp) is set to xp = 0 and yp = 0. Further, N = 1 and K = 100. Here, N and K are natural numbers, and K is a numerical value that determines how many times die bonding is performed to perform an operation of correcting the position of the mechanical origin. In this embodiment, the position of the mechanical origin is corrected after the die bonding is performed 100 times.
次に、認識パターン撮像ステップS102では、ボンドカメラ221が基板141上の認識パターン8及び認識パターン9が写り込む所定の領域を撮像する。
図6には、分かり易いように、基板141、ダイ接着位置1、認識マーク8、9、及び機械的原点の位置P0のみ示している。なお、’(引用符(クォーテーション))が付けられたものは、基板141のパターンのバラツキによって位置補正する場合の基準となる基板とパターンの位置(認識マーク及びダイ接着位置)である。機械的原点の位置P0(xp,yp)は、例えば、ダイボンダ100の初期化した場合にボンディングヘッドが停止する位置である。初期設定ステップS101処理後には、xp=0、yp=0となっている。
Next, in recognition pattern imaging step S102, the
In FIG. 6, only the
次に、認識パターン位置算出ステップS103では、認識パターン撮像ステップS102で撮像された撮像データを画像処理し、認識パターン8の位置座標m1(x1,y1)及び認識パターン9の位置座標m2(x2,y2)を算出する。この位置座標は、機械的原点の位置P0からの距離となる。
このとき、認識パターン8の位置ずれ量△m1(△x1,△y1)は、ずれが無い場合の位置座標m10を(x10,y10)とすると、次式のように算出できる。
△x1=x10−x1
△y1=y10−y1
また、認識パターン9の位置ずれ量△m2(△x2,△y2)は、ずれが無い場合の位置座標m20を(x20,y20)とすると、次式のように算出できる。
△x2=x20−x1
△y2=y20−y1
Next, in the recognition pattern position calculation step S103, the image data captured in the recognition pattern imaging step S102 is subjected to image processing, and the position coordinates m1 (x1, y1) of the
At this time, the positional deviation amount Δm1 (Δx1, Δy1) of the
Δx1 = x10−x1
Δy1 = y10−y1
Further, the positional deviation amount Δm2 (Δx2, Δy2) of the
Δx2 = x20−x1
Δy2 = y20−y1
次に、ボンディングヘッド移動量算出ステップ104では、算出された認識パターン8の位置座標m1(x1,y1)と、認識パターン9の位置座標m2(x2,y2)に基づいて、まずダイ接着位置1の中心座標d(xd,yd)を算出する。なお、この位置座標も、機械的原点P0からの距離となる。
このとき、中心座標dの位置ずれ量△d(△xd,△yd)は、ずれが無い場合の位置座標d0を(xd0,yd0)とすると、次式のように算出できる。
△dx=xd0−xd
△dy=yd0−yd
この位置ずれ量△dを、位置補正する場合の基準となるパターンの位置から求めていたもともとのボンディングヘッド移動量に対して補正することで、正確な位置にダイボンディング可能となる。
Next, in the bonding head movement
At this time, the positional deviation amount Δd (Δxd, Δyd) of the center coordinate d can be calculated as follows, where the positional coordinate d 0 when there is no deviation is (xd0, yd0).
Δdx = xd0−xd
Δdy = yd0−yd
By correcting this positional deviation amount Δd with respect to the original amount of movement of the bonding head obtained from the position of the pattern serving as a reference for position correction, die bonding can be performed at an accurate position.
次に、ダイボンディングステップS105では、ボンディングヘッド移動量算出ステップ104で算出された補正されたダイ接着位置にダイをダイボンディングする。
Next, in die bonding step S105, the die is die-bonded to the corrected die bonding position calculated in bonding head movement
次に、N値加算ステップS106では、Nに1を加える(N=N+1)。
次に、Nの値がKの値より小さいか否かを判定する。Nの値がKの値より小さい(N<K)場合には、認識パターン撮像ステップS102に戻り、次のダイボンディングを繰り返す。また、Nの値がKの値と等しいか大きい(N≧K)場合には、認識マーク撮像ステップS108の処理に移行する。
Next, in N value addition step S106, 1 is added to N (N = N + 1).
Next, it is determined whether or not the value of N is smaller than the value of K. When the value of N is smaller than the value of K (N <K), the process returns to the recognition pattern imaging step S102, and the next die bonding is repeated. On the other hand, if the value of N is equal to or greater than the value of K (N ≧ K), the process proceeds to the process of recognition mark imaging step S108.
次に、認識マーク撮像ステップS108と認識マークの位置座標算出ステップS109を実行し、機械的原点のずれ量を検出する。 Next, the recognition mark imaging step S108 and the recognition mark position coordinate calculation step S109 are executed to detect the deviation amount of the mechanical origin.
図7によって、ステップS108及び109を実行する理由を説明する。図7では、分かり易いように、基板141、ダイ接着位置1、認識マーク8、9、ずれた機械的原点の位置Pf、第1の認識マーク6、第2の認識マーク7、機械的原点の位置P0、及びずれた機械的原点の位置Pfのみ示している。また、ボンディングヘッドテーブルのずれによる、機械的原点のずれ量はかなり小さいので図示し難いため、図7では、ずれ量を強調して描いている。
今、図7では、熱的影響による経時変化によってボンディングヘッドテーブルがずれ、機械的原点の位置P0(xp=0、yp=0)が相対的にずれており、ずれた機械的原点の位置Pf(xp=△xp、yp=△yp)となっている。
従って、このずれた機械的原点の位置Pfを基準にして、ボンディングヘッド移動量算出ステップ104で位置補正量を算出しても(図6参照)、機械的原点の位置P0からずれた機械的原点の位置Pfまでのずれ量は補正できないので、ダイ接着位置がずれる。
The reason for executing steps S108 and 109 will be described with reference to FIG. In FIG. 7, for easy understanding, the
In FIG. 7, the bonding head table is displaced due to a change with time due to thermal influence, and the mechanical origin position P 0 (xp = 0, yp = 0) is relatively displaced, and the displaced mechanical origin position. P f (xp = Δxp, yp = Δyp).
Therefore, the position P f of the shift mechanical origin as a reference, even calculates the position correction amount by a bonding head moving amount calculation step 104 (see FIG. 6), displaced from the position P 0 of the mechanical origin Machinery since not be corrected shift amount to the position P f of specific origin, the die bonding position shifts.
上述したように、ずれた機械的原点を補正する必要がある。
そこで、認識マーク撮像ステップS108では、ボンドカメラ221が熱的影響による経時変化が少ない場所に設けられた第1の認識マーク6が写り込む所定の領域と、第2の認識マーク7が写り込む所定の領域を撮像する。なお、同時に撮像可能なら同時に撮像しても良い。
As described above, it is necessary to correct the displaced mechanical origin.
Therefore, in the recognition mark imaging step S108, a predetermined area in which the
次に、認識マークの位置座標算出ステップS109では、認識マーク撮像ステップS108で撮像された撮像データを画像処理し、第1の認識マーク6の位置座標p1(xp1,yp1)及び第2の認識パターン9の位置座標p2(xp2,yp2)を算出する。この位置座標は、ずれた機械的原点の位置Pfからの距離となる。
このとき、第1の認識マーク6の位置ずれ量△p1(△xp1,△yp1)は、ずれが無い場合の位置座標p10を(xp10,yp10)とすると、次式のように算出できる。
△xp1=xp10−xp1
△yp1=yp10−yp1
また、第2の認識マーク7の位置ずれ量△p2(△xp2,△yp2)は、ずれが無い場合の位置座標p20を(xp20,yp20)とすると、次式のように算出できる。
△xp2=xp20−xp2
△yp2=yp20−yp2
以上X軸及びY軸それぞれの2つのずれ量から、回転方向のずれを加味して、ずれた機械的原点の位置Pfとずれが無い機械的原点の位置P0との差分を機械的原点の位置のずれ量△mp(△xp,△yp)として算出する。
そして、算出したずれ量を、オフセット(Offset)値に入力する。即ち、初期設定ステップS101で、機械的原点の位置Pf(xp,yp)をxp=0、及びyp=0とする。
Next, in the position coordinate calculation step S109 of the recognition mark, the image data captured in the recognition mark imaging step S108 is subjected to image processing, and the position coordinate p1 (xp1, yp1) of the
At this time, the positional deviation amount Δp1 (Δxp1, Δyp1) of the
Δxp1 = xp10−xp1
Δyp1 = yp10−yp1
Further, the positional deviation amount Δp2 (Δxp2, Δyp2) of the
Δxp2 = xp20−xp2
Δyp2 = yp20−yp2
The difference between the mechanical origin position P f and the mechanical origin position P 0 with no deviation is calculated from the two deviation amounts of the X axis and the Y axis, taking the deviation in the rotational direction into account. Is calculated as a displacement amount Δmp (Δxp, Δyp).
Then, the calculated shift amount is input as an offset value. That is, in the initial setting step S101, the mechanical origin position P f (xp, yp) is set to xp = 0 and yp = 0.
図8によって、機械的原点の位置Pfによって第1の認識マーク6及び第2の認識マーク7の位置を画像処理によって算出し、ずれの無い場合の機械的原点の位置P0との差分をオフセット値として使用することができることを説明する。図8は、図8では、ずれが無い場合の機械的原点の位置P0から、第1の認識マーク6及び第2の認識マーク7の位置を画像処理によって予め算出しておく必要がある。そして、その第1の認識マーク6の位置座標(xp10,yp10)と第2の認識マーク7の位置座標p20を(xp20,yp20)登録しておく。その後、ステップS108、S109でずれた機械的原点の位置Pfを基準として、第1の認識マーク6と第2の認識マーク7の位置座標p1(xp1,yp1)とp2(xp2,yp2)を算出する。そして、それらの認識マークの位置座標の差分を求めることによって、ずれが無い場合の機械的原点の位置P0を基準として、ずれた機械的原点の位置Pfとの位置(差分)がずれ量として求められる。このずれ量をオフセット値として更新することで、次の位置補正(ステップSS102〜S104)に適用できるので、機械的原点のずれを補正しながらダイボンディング作業を実行できる。
According to FIG. 8, the positions of the
次に、ダイボンディング終了可否判定ステップS110では、ダイボンディング作業の停止指令または必要数のダイボンディングが終了したか否かを判定する。停止指令があった、または終了と判定した場合には、ダイボンディングを終了する。また、停止指令がない、または終了と判定されない場合には、認識パターン撮像ステップS102に移行し、ダイボンディングを繰り返す。
なお、図5の実施例では、認識パターンの撮像と認識マークの撮像を別々のステップで実行している。しかし、同時に実行しても良い。例えば、認識マーク撮像ステップS102で、認識パターンと共に認識マークを撮像して撮像データとし、認識アーク撮像ステップS108を省略しても良い。
Next, in the die bonding end possibility determination step S110, it is determined whether or not a die bonding work stop command or a required number of die bondings have been completed. If a stop command has been issued or if it is determined to end, die bonding is terminated. On the other hand, if there is no stop command or it is not determined to end, the process proceeds to recognition pattern imaging step S102, and die bonding is repeated.
In the embodiment of FIG. 5, the recognition pattern imaging and the recognition mark imaging are executed in separate steps. However, they may be executed simultaneously. For example, in the recognition mark imaging step S102, the recognition mark may be imaged together with the recognition pattern to obtain imaging data, and the recognition arc imaging step S108 may be omitted.
上記の実施例によれば、ダイを正確にかつ迅速にボンディングできる信頼性の高いダイボンダ及びダイボンディング方法を実現することができる。
なお、回転方向のずれを加味しないのであれば、第1の認識マーク6及び第2の認識マーク7と2つの認識マークは必要なく、1つあれば良い。
更に、第1の認識マーク6と第2の認識マーク7というように、認識マークを2辺のガイドに1つずつ設けている。しかし、認識マークを片方のガイドに2つ設けても良い。
また、認識マークは、2つではなく1つでも良く、3つ以上でも良い。
また更に、認識マークを設ける場所は、ガイドに限らない。基板141の近傍であって、基板141上には無く、熱の影響による経時変化の少ない場所で、かつボンドカメラ220が撮像可能な位置(例えば、フレームフィーダシュート部、等)であればどこでも良い。
According to the above embodiment, a highly reliable die bonder and die bonding method capable of accurately and quickly bonding dies can be realized.
If the rotational direction shift is not taken into consideration, the
Further, one recognition mark is provided on each of the two side guides, such as the
Further, the number of recognition marks may be one instead of two, or three or more.
Furthermore, the place where the recognition mark is provided is not limited to the guide. Any location that is near the
1:ダイ接着位置、 3:テーブル本体、 4:ガイド、 6:第1の認識マーク、 7:第2の認識マーク、 8、9:認識パターン、 10:ボンディングヘッドテーブル、 100:ダイボンダ、 101:ステージ、 102:マガジンローダ部、 103:フレームプレッシャー部、 104:ローダフィーダ部、 105:ローダリフタ部、 106:層間紙排出ボックス、 107:メインフィーダ部、 108:フレームフィーダシュート部、 109:ステージヒータ、 110:アンローダフィーダ部、 111:フレーム押さえ部、 112:マガジンアンローダ部、 113:イオンブロー部、 114:バーコードリーダ部、 115:ダイ突き上げユニット、 116:ウェハリングホルダ部、 117:ウェハエキストラクタ部、 118:ウェハ修正シュート部、 119:ウェハカセット部、 141:基板、 143:ガイドレール、 200:制御部、 201:CPU部、 210:モータコントロール部、 211:メインフィーダモータ、 212:メインフィーダ爪モータ、 213:ボンドカメラモータ、 220:画像処理部、 221:ボンドカメラ、 230:I/O部、 231:ブザー鳴動部、 232:回転灯表示部、 240:操作パネル、 241:表示部、 250:ハードディスク、 251:制御プログラム部、 252:保存・読み出し部。 1: die bonding position, 3: table body, 4: guide, 6: first recognition mark, 7: second recognition mark, 8, 9: recognition pattern, 10: bonding head table, 100: die bonder, 101: Stage: 102: Magazine loader unit, 103: Frame pressure unit, 104: Loader feeder unit, 105: Loader lifter unit, 106: Interlayer paper discharge box, 107: Main feeder unit, 108: Frame feeder chute unit, 109: Stage heater, 110: Unloader feeder unit, 111: Frame pressing unit, 112: Magazine unloader unit, 113: Ion blow unit, 114: Bar code reader unit, 115: Die push-up unit, 116: Wafer ring holder unit, 117: Wafer extractor 118: Wafer correction chute unit, 119: Wafer cassette unit, 141: Substrate, 143: Guide rail, 200: Control unit, 201: CPU unit, 210: Motor control unit, 211: Main feeder motor, 212: Main feeder claw Motor, 213: bond camera motor, 220: image processing unit, 221: bond camera, 230: I / O unit, 231: buzzer sounding unit, 232: rotating lamp display unit, 240: operation panel, 241: display unit, 250 : Hard disk, 251: control program section, 252: storage / reading section.
Claims (5)
前記認識マークと前記基板のダイ接着位置付近に設けられた認識マークとを撮像する撮像手段、及び、前記撮像手段によって得られた撮像データに基づいてダイボンディングに使用する機械的原点の位置を補正する第1の位置補正手段を具備するボンディング位置補正手段と、
を有することを特徴とするダイボンダ。 A recognition mark provided on the guide or chute of the bonding head table in the vicinity of the substrate or the substrate;
An imaging means for imaging the recognition mark and a recognition mark provided in the vicinity of the die bonding position of the substrate, and a mechanical origin position used for die bonding is corrected based on imaging data obtained by the imaging means. Bonding position correction means comprising first position correction means for
A die bonder characterized by comprising:
前記撮像された認識パターンの写り込んだ領域を画像処理して、機械的原点を基準にして前記認識パターンの位置を算出する第1の位置算出ステップと、
前記認識パターンの位置に基づいてダイボンディング位置を補正する第1の位置補正ステップと、
前記基板の近傍のボンディングヘッドテーブルのガイド上またはシュート上に設けられた認識マークの写り込んだ領域を撮像する第2の撮像ステップと、
前記撮像された認識マークの写り込んだ領域を画像処理して、前記機械的原点を基準にして前記認識マークの位置を算出する第2の位置算出ステップと、
前記認識マークの位置に基づいて前記機械的原点の位置を補正する第2の位置補正ステップと、
前記第1の補正ステップによって補正されたダイボンディング位置にダイをダイボンディングするボンディングステップと、
を有することを特徴とするダイボンディング方法。 A first imaging step of imaging an area in which a recognition pattern is provided near a bonding position of the substrate;
A first position calculating step of performing image processing on a region in which the captured recognition pattern is reflected and calculating a position of the recognition pattern based on a mechanical origin;
A first position correcting step of correcting a die bonding position based on the position of the recognition pattern;
A second imaging step of imaging an area in which a recognition mark is provided on a guide or chute of a bonding head table in the vicinity of the substrate;
A second position calculating step of performing image processing on a region where the captured recognition mark is reflected and calculating the position of the recognition mark with reference to the mechanical origin;
A second position correcting step for correcting the position of the mechanical origin based on the position of the recognition mark;
A bonding step of die bonding the die to the die bonding position corrected by the first correction step;
A die bonding method characterized by comprising:
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