JP2016058575A - Die bonder and bonding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイボンダ及びボンディング方法に関わり、特に、ウェハからダイをピックアップするコレットの異物除去方法に関する。 The present invention relates to a die bonder and a bonding method, and more particularly to a collet foreign matter removing method for picking up a die from a wafer.
ダイボンダとは、はんだ、金メッキ、樹脂を接合材料として、ダイ(電子回路を作り込んだシリコン基板のチップ)をリードフレームや配線基板等(以下、基板という)にボンディング(搭載して接着)する装置である。
このダイと呼ばれる半導体チップを、例えば、基板の表面にボンディングするダイボンダにおいては、一般的に、コレットと呼ばれる吸着ノズルを用いてダイをウェハから吸着してピックアップし、基板上に搬送し、押付力を付与すると共に、接合材を加熱することによりボンディングを行うという動作(作業)が繰り返して行われる。
コレットとは、図5に示すように、吸着孔6aを有し、エアを吸引して、ダイを吸着保持する保持具である。
A die bonder is a device that bonds (mounts and attaches) a die (a chip of a silicon substrate on which an electronic circuit is built) to a lead frame or wiring board (hereinafter referred to as a substrate) using solder, gold plating, or resin as a bonding material. It is.
For example, in a die bonder that bonds a semiconductor chip called a die to the surface of a substrate, the die is generally picked up from a wafer by using a suction nozzle called a collet, picked up, transported onto the substrate, and a pressing force. And the operation (work) of performing bonding by heating the bonding material is repeatedly performed.
As shown in FIG. 5, the collet is a holder that has suction holes 6 a and sucks air to suck and hold the die.
上述した一連の動作において、ダイをコレットに吸着させる必要があるため、ダイとコレットの先端部(吸着面)との間隙に、例えばダイシング工程で生じたウェハの切り屑を主体とした異物が付着しする場合がある。その付着量が所定の量以上になるとダイの素子部や保護膜の破壊、あるいは配線が断線する可能性があった。
そこで、例えば、特許文献1では、コレットの先端にダイを吸着し、これをリードフレーム上に搭載する装置であって、その途中で、コレットの先端に付着した異物をエアブローして吹き飛ばし除去するか、ブラシで異物を除去するかの方法を用いてボンディングを行っていた。
In the series of operations described above, since it is necessary to attract the die to the collet, for example, foreign matter mainly consisting of wafer chips generated in the dicing process adheres to the gap between the die and the tip (adsorption surface) of the collet. There is a case. If the adhesion amount exceeds a predetermined amount, there is a possibility that the element portion of the die or the protective film is broken or the wiring is disconnected.
Thus, for example, in
しかしながら、粘着力の強い異物は、特に、コレットのダイの吸着部に段差がある場合は、単なるブラシングでは除去(クリーニング)できなかった。また、エアブローは、異物を除去できても、除去された異物が飛散し、製品に付着する恐れがあった。
本発明は、上記のような問題点に鑑み、異物を飛散させずに、粘着力の強い異物をも確実に除去可能なコレットのクリーニングができるダイボンダ及びボンディング方法を提供することを目的とする。
However, a foreign substance having a strong adhesive force cannot be removed (cleaned) by mere brushing, particularly when there is a step in the suction portion of the collet die. Further, even if the air blower can remove the foreign matter, the removed foreign matter may scatter and adhere to the product.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a die bonder and a bonding method capable of cleaning a collet that can reliably remove foreign matter having strong adhesive force without scattering the foreign matter.
上記した課題を解決するための本願発明は、その一例を挙げるならば、先端に設けたコレットの吸着面にダイを吸着させてウェハからダイをピックアップするピックアップヘッドと、ピックアップしたダイを基板にボンディングするボンディングヘッドと、十μmから数百μmの線幅を有する金属を複数束ねた極細金属ブラシで吸着面の異物を除去するクリーニング装置と、極細金属ブラシと吸着面とを接触させる接触手段と、吸着面に沿って極細金属ブラシと吸着面とを相対的に移動させる移動手段と、接触手段と移動手段を制御する制御部と、を有することを特徴とする。 The present invention for solving the above-described problems is, for example, a pick-up head for picking up a die from a wafer by adsorbing the die to a suction surface of a collet provided at the tip, and bonding the picked-up die to a substrate A bonding head, a cleaning device that removes foreign matter on the suction surface with an ultrafine metal brush in which a plurality of metals having a line width of 10 μm to several hundred μm are bundled, contact means for bringing the ultrafine metal brush into contact with the suction surface, It has a moving means for relatively moving the ultrafine metal brush and the suction surface along the suction surface, and a controller for controlling the contact means and the movement means.
また、他の例を挙げるならば、ウェハからダイをピックアップし、ダイを基板にボンディングする第1のステップと、ダイを吸着するコレットの吸着面を十μmから数百μmの線幅を複数束ねた極細金属ブラシを、吸着面に沿って吸着面と相対的に移動させて吸着面をクリーニングする第2のステップと、を有することを特徴とする。 As another example, a first step of picking up a die from a wafer and bonding the die to a substrate and a collet adsorption surface for adsorbing the die are bundled in a plurality of line widths of 10 μm to several hundred μm. And a second step of cleaning the suction surface by moving the extra fine metal brush relative to the suction surface along the suction surface.
従って、本発明によれば、異物を飛散させずに、粘着力の強い異物をも確実に除去可能なコレットのクリーニングができるダイボンダ及びコレットボンディング方法を提供できる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a die bonder and a collet bonding method capable of cleaning a collet that can reliably remove foreign matter having strong adhesive force without scattering the foreign matter.
以下に本発明の一実施形態について、図面等を用いて説明する。 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符号を付し、重複を避け、できるだけ説明を省略する。
(実施形態1)
図1は本発明のダイボンダ10の第1の実施形態10Aの概略上面図である。図2は、図1において矢印A方向から見たときに、ボンディングヘッド41の動作を説明する図である。
ダイボンダ10Aは、大別して、基板Pに実装するダイDを供給するダイ供給部1と、ダイ供給部1からダイをピックアップし、ピックアップされたダイDを基板P又は既にボンディングされたダイの上にボンディングするボンディング部4と、コレット6のダイ吸着面の異物をクリーニングするコレットクリーニング装置60A(60)と、基板Pをボンディング位置に搬送する搬送部5、搬送部5に基板Pを供給する基板供給部9Kと、実装された基板Pを受け取る基板搬出部9Hと、各部の動作を監視し制御する制御部7と、を有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of each drawing, the same reference numerals are given to components having the same function, and the description is omitted as much as possible to avoid duplication.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic top view of a
The die
まず、ダイ供給部1は、ウェハ11を保持するウェハ保持台12とウェハ11からダイDを突き上げる点線で示す突き上げユニット13とを有する。ダイ供給部1は図示しない駆動手段によってXY方向に移動し、ピックアップするダイDを突き上げユニット13の位置に移動させる。
First, the
ボンディング部4は、ウェハ11からダイDをピックアップし、搬送されてきた基板Pにボンディングするボンディングヘッド41と、ボンディングヘッド41をY方向に移動させるY駆動部43と、搬送されていた基板Pの位置認識マーク(図示せず)を撮像し、ボンディングすべきダイDのボンディング位置を認識する基板認識カメラ44と、ウェハ11からピックアップしたダイDの姿勢を検出するダイ姿勢認識カメラ45と、を有する。
図2に示すように、ボンディングヘッド41はその先端にコレット6を着脱可能に保持するコレットホルダ6hを有する。図5に示すように、コレット6は、ボンディングヘッド41を介して吸引ポンプ(図視せず)に接続される吸着孔6aを有し、吸着孔でダイDを吸着保持する。
The
As shown in FIG. 2, the
コレットクリーニング装置60A(60)は、ウェハ11からダイDをピックアップするピックアップ位置と、ダイを載置し押しつけてボンディングするボンディング位置との間に設けられ、後述するように、極細金属ブラシ61でコレット6のダイDの吸着面6sの異物を除去し、クリーニングする。
The
このような構成によって、ボンディングヘッド41は、ダイ姿勢認識カメラ45の撮像データに基づいてダイDの姿勢を補正し、基板認識カメラ44の撮像データに基づいて基板Pにダイをボンディングし、再びウェハ11のピックアップ位置に戻る、図2おいて細い破線で示すボンディング動作を行う。
With such a configuration, the
また、ボンディングヘッド41は、適切な時期、例えば、一連のボンディング動作を開始後、動作中あるいは終了後に、コレットクリーニング装置60Aの位置に行き、コレット6のクリーニングを行う太い破線で示すクリーニング動作を行う。
従って、コレットクリーニング装置60A(60)の好適の設置位置は、ボンディング動作中のボンディングヘッド41の移動ルートに、妨げにならない位置に設けることが望ましい。しかしながら、ボンディング動作の妨げになる、或いは設置場所が十分に取れないときは、通常のルートの両端外側、或いは通常のルートの基板の搬送方向にオフセットした位置でもよい。要は、ボンディングヘッド41の可動範囲に設けられていればよい。
Further, the
Accordingly, it is desirable that a suitable installation position of the
搬送部5は、一枚又は複数枚の基板(図1では4枚)を載置した基板搬送パレット51と、基板搬送パレット51が移動するパレットレール52とを具備し、並行して設けられた同一構造の第1、第2搬送部とを有する。基板搬送パレット51は、基板搬送パレット51に設けられたナット(図示せず)をパレットレール52に沿って設けられたボールネジ(図示せず)で駆動することによって移動する。
The
このような構成によって、基板搬送パレット51は、基板供給部9Kで基板Pが載置され、パレットレール52に沿ってボンディング位置まで移動し、ボンディング後基板搬出部9Hまで移動して、基板搬出部9Hに基板Pを渡す。第1、第2搬送部は、互いに独立して駆動され、一方の基板搬送パレット51に載置された基板PにダイDをボンディング中に、他方の基板搬送パレット51は、基板Pを搬出し、基板供給部9Kに戻り、新たな基板Pを載置するなどの準備を行なう。
With such a configuration, the
制御部7は、基板認識カメラ44及び基板認識カメラ44からの画像情報、ボンディングヘッド41の位置などの各種情報を取り込み、ボンディングヘッド41のボンディング動作、クリーニング動作及びコレットクリーニング装置60のクリーニング動作など各構成要素の各動作を制御する。
The
次に、図3および図4を用いてピックアップ装置12の構成を説明する。図3はピックアップ装置12の外観斜視図を示す図である。図4はピックアップ装置12の主要部を示す概略断面図である。図3、図4に示すように、ピックアップ装置12はウェハリング14を保持するエキスパンドリング15と、ウェハリング14に保持され複数のダイDが接着されたダイシングテープ16を水平に位置決めする支持リング17と、支持リング17の内側に配置されダイDを上方に突き上げるための突き上げユニット13とを有する。突き上げユニット13は、図示しない駆動機構によって、上下方向に移動するようになっており、水平方向にはピックアップ装置12が移動するようになっている。
Next, the configuration of the
ピックアップ装置12は、ダイDの突き上げ時に、ウェハリング14を保持しているエキスパンドリング15を下降させる。その結果、ウェハリング14に保持されているダイシングテープ16が引き伸ばされダイDの間隔を広げ、突き上げユニット13によりダイ下方よりダイDを突き上げて行い、ダイDのピックアップ性を向上させている。なお、薄型化に伴い接着剤は液状からフィルム状となり、ダイD(ウェハ11)とダイシングテープ16との間にダイアタッチフィルム(以下、DAFと略す)18と呼ばれるフィルム状の接着材料を貼り付けている。DAF18を有するウェハ11では、ダイシングはウェハ(ダイD)とDAFに対して行なわれる。従って、剥離工程では、ウェハとDAF18をダイシングテープ16から剥離する。
The
ダイシングの際に、図5(b)に示すように、主としてウェハ(シリコンSi)のSi屑の異物が発生し、剥離工程の際にコレット6に付着する。その付着量が所定の量以上になるとダイの素子部や保護膜の破壊、あるいは配線が断線する可能性がある。
During dicing, as shown in FIG. 5B, foreign substances such as Si scraps of the wafer (silicon Si) are mainly generated and adhere to the
そこで、従来技術で述べたようにエアブローして異物を吹き飛ばすか、ブラシで異物を除去してきた。最近、図5(a)に示すような周辺に段差のある押え部6pでダイDを押える押えコレット6のニーズが高まり、特に段差部(ii)におけるクリーニング能力が問題になってきた。クリーニング方式は種々考えられるが、評価基準がなく、どれがどれだけ優れているのかわからない。そこで、評価方式をまず規定した。
Therefore, as described in the prior art, the foreign matter has been blown away by air blowing or the foreign matter has been removed with a brush. Recently, the need for a
具体的なコレットクリーニング装置60を説明する前に、クリーニングツール、評価方式、評価結果を順に説明する。
Before describing a specific
クリーニングツールは、大きく分けてエアブロー、飛散を防止が期待できるブラシ及び粘着テープの2ツールの計3ツールを選択した。エアブローは、0.15Mpaのドライエアで行った。ブラシは、直径30μmのSUS性のワイヤを複数束ねた極細金属ブラシ(喜多製作所製ナノテクブラシ)、太さ極細毛、ナイロン製の硬さふつうの歯ブラシ及びナイロン製の硬さふつうで16000st(st:ストローク(往復))/分の音波振動数を有する電動歯ブラシの3ツールで行った。粘着テープは、ダイの接着に用いるDAFを用いて行った。なお、線径mm程度の金属ブラシでは、コレット6を傷つけてしまうのでテストの候補から外した。
Cleaning tools were selected from a total of 3 tools: brush and adhesive tape that can be expected to prevent air blow and scattering. The air blow was performed with 0.15 Mpa dry air. The brush is an ultra-fine metal brush (Nita Tech Brush manufactured by Kita Seisakusho), a bundle of a plurality of SUS wires with a diameter of 30 μm, an ultra-thin hair, a normal nylon toothbrush, and a normal nylon brush. Stroke (reciprocation)) / min was performed with 3 tools of an electric toothbrush having a sonic frequency. The adhesive tape was used using DAF used for die attachment. A metal brush with a wire diameter of about mm was removed from the test candidates because it damages the
評価位置は、図5(a)に示すように、(i)で示す押え部6p、(ii)で示す段差部、(iii)で示す吸着孔周囲とした。図5(b)は、コレット6の吸着面6sに付着したSi屑8の実際例を示した図である。
As shown in FIG. 5 (a), the evaluation positions were the presser part 6p shown in (i), the step part shown in (ii), and the periphery of the suction hole shown in (iii). FIG. 5B is a diagram showing an actual example of the
評価は、Si屑8を模擬する試験用粉体として、図6に示す日本粉体工業技術協会の試験用粉体1の2種(けい砂)を選び、図7に示す試験フローに基づいて行った。なお、図6において、例えば粒径5μmから10μmの粉体は、88−76=8%±3%存在することを示している。
The evaluation is based on the test flow shown in FIG. 7 by selecting two types of test powder 1 (silica sand) of the Japan Powder Industrial Technology Association shown in FIG. 6 as the test powder simulating the
まず、試験用粉体を入れた容器にコレット6の吸着面6sを押しつけて全面に粉体を付着させる(ステップS1)。図8(a)、図9(a)は、試験用粉体が付着した評価位置表面の画像例を示す。粉体が付着したところは白く見える。評価位置(iii)の黒丸は吸着孔6aである。各評価位置における画像を2値化し、付着時の白黒の面積比を測定する(ステップS2)。
First, the adsorbing surface 6s of the
次に、コレット6の吸着面6sを、ツールを5秒間に5往復させて粉体を除去した(ステップS3)。ツールを往復させることは、ツールの進行方向の両側にある2つの段差部(ii)を確実にクリーニングするためである。その後、スッテプS2と同様に各評価位置の画像を2値化し、除去後の白黒の面積比を測定する(ステップS4)。図8(b)、図9(b)の除去後の画像例で、図8(b)は、極細金属(SUS)ブラシ61の例を、図9(b)は歯ブラシの例を示す。2つの例の間では、明らかに極細金属ブラシ61が除去能力の高いことが分かる。
最後に、付着時と除去後の白黒の面積比の割合を求め、除去率を評価する。
Next, the powder was removed by reciprocating the tool on the suction surface 6s of the
Finally, the ratio of the black and white area ratio at the time of adhesion and after removal is obtained, and the removal rate is evaluated.
図10から図12に各ツールの評価結果を示す。各図は、図7に示すフローを1回の測定とし、測定回数に対する異物残存率の変移を示している。異物残存率とは、付着時の粉体の面積比を100%として、測定後に得られ粉体即ち異物の残存率である。図10は極細金属ブラシの結果を、図11はエアブローの結果を、図12は、DAF、歯ブラシ、電動歯ブラシの各結果を示す。 10 to 12 show the evaluation results of each tool. In each figure, the flow shown in FIG. 7 is taken as one measurement, and the change of the foreign matter remaining rate with respect to the number of measurements is shown. The foreign matter residual rate is the residual rate of powder, that is, foreign matter obtained after measurement, assuming that the area ratio of the powder at the time of adhesion is 100%. FIG. 10 shows the results of the ultrafine metal brush, FIG. 11 shows the results of air blow, and FIG. 12 shows the results of DAF, toothbrush, and electric toothbrush.
これらの結果、図10に示す極細金属ブラシ61は、評価位置に係わらず1回目で異物残像率が1%、即ち除去率99%であった。図11に示すエアブローは、評価位置で多少の違いがあるが、1回目で段差部(ii)において異物残存率が3%、即ち除去率97%である。図12に示す3ツールを特に問題となる段差部(ii)で評価すると、電動歯ブラシがよく3回目で異物残存率が6%であるが、DAFは、DAFが接触する押え部(i)でも、8回目で異物残存率が45%と悪い。
As a result, the extra
以上に説明したように、極細金属ブラシ61が一番よく、異物を吹き飛ばすエアブローに比べてもよいことが分かった。また、図10に示すように、極細金属ブラシ61は、異物残存率、即ち除去率が測定位置に依存しないことから、押え部6pのない平坦なコレットにも適用できる。さらに上記実験結果が示すように、上記極細金属ブラシ61は、段差のあるコレットに対しても、異物除去の効果が高いことを発明者は見出した。特に、上記極細金属ブラシ61は、周辺に段差のあるコレットに対しても、異物除去の効果が高いことを発明者は見出した。
As described above, it has been found that the
なお、1回の5秒という測定時間、5往復という往復回数は、評価のために定めたものであり、実際のクリーニング処理において、コレットの寸法、段差部(ii)の段差高さ、要求される除去率などを考慮して行う。例えば、実験的に測定時間(測定速度)、片道か往復か、往復なら往復回数などの諸条件を定める。 The measurement time of 5 seconds per time and the number of reciprocations of 5 reciprocations are determined for evaluation. In actual cleaning processing, the dimensions of the collet and the step height of the step portion (ii) are required. The removal rate is taken into consideration. For example, experimental conditions such as measurement time (measurement speed), one-way or reciprocation, and the number of reciprocations if reciprocation are determined.
極細金属ブラシは、コレット6のダイDの吸着面6sに押しつけても除去率が向上せず、軽く接触する程度が好ましい。金属としては、SUS(ステンレス鋼)のような柔軟性があるものが望ましい。また、極細金属ブラシの径としては、ある程度腰が保てる径が望ましい。実験は、SUSで線径が30μm、50μmで行いその効果を確認したが、論理的には、SUSのような柔軟性があれば、線径が十μmから数百μm程度でもよい。導電性の金属であれば、除電ができこの点からも優れている。
It is preferable that the ultrafine metal brush does not improve the removal rate even when pressed against the adsorption surface 6s of the die D of the
次に、コレットクリーニング装置60Aについて説明する。
Next, the
(実施例1)
図13は、図1に示した実施の形態1におけるコレットクリーニング装置60の第1の実施例60Aを示す図である。図13(a)は、コレットクリーニング装置60Aを図1において矢印Aの方向から見た図である。図13(b)は、図13(a)において、コレットクリーニング装置60Aを矢印Bの方向から見た図である。図13(c),図13(d)は、それぞれ図13(a)、図13(b)に対応する図で、ボンディングヘッド41が降下し、極細金属ブラシ61に接触し、クリーニング動作の状態を示す図である。
(Example 1)
FIG. 13 is a diagram showing a first example 60A of the
コレットクリーニング装置60Aは、コレット6のダイDの吸着面6sをクリーニングする極細金属ブラシ61、極細金属ブラシの下部に設けられた極細金属ブラシ内のシリコン(Si)屑8などの除去した異物を吸引する吸引部63、極細金属ブラシ及び吸引部63を固定し、内部にナット62nを有する移動枠部62と、極細金属ブラシ61を移動する駆動部65と、これら構成要素をダイボンダ10Aの機構部(図示せず)に固定する固定部66と、を有する。
The
極細金属ブラシ61は、例えば、線径30μm、長さ6mmのSUS製のワイヤを長方形状に束ねたものである。長方形状は、角が丸みを帯び、少なくとも長辺がコレット6の幅の形状を有する。要は、前述したようにワイヤの所定の腰を持つようにワイヤの線径、長さ及び長方形の短辺の長さを決定する。所定の腰は、又はワイヤの線径、長さ及び長方形状の短辺の長さは、予め実験的に求めておくことで決定することができる。
The
長方形状の長辺の長さを一度にコレット6の幅に形成できない場合は、長辺の長さ方向に複数に分割した分割ブラシを設けてもよい。その場合は、分割の境目にクリーニングの狭間ができないよう境目をオーバーラップしてクリーニングするように、例えば互いに前後に配置する。また、ブラシの形状を円形にしてブラシを回転させてもよい。その場合は、回転方向を反転させてもよい。
If the length of the long side of the rectangular shape cannot be formed to the width of the
吸引部63は、移動枠部62内に形成され、駆動用のボールジョイント65bの両側に設けられた吸引孔部63aと、2つの吸引孔部63aを連結する連結部63bと、吸引ポンプ(図示せず)から配設された柔軟な接続配管63hと、接続配管が接続される接続栓63sを有する。
The
駆動部65は、移動枠部62に固定されたナット62nと係合し、固定部66に支持されたボールジョイント65bと、ボールジョイントを回転させるモータ65mと、移動枠部62に形成された凹状部が摺動する固定部66の両側に設けられ2本のガイドレール65gと、有する。
The
ダイボンダの実施形態1におけるボンディングヘッド41による基板Pへのボンディング動作及びコレット6のクリーニング動作を図2及びこれらの動作フローを示す図14を用いて説明する。
The bonding operation to the substrate P and the cleaning operation of the
通常は、図2において細い破線で示すボンディング動作時が繰り返して行われる。ボンディング動作では、ウェハ11から突き上げユニット13によって突き上げられたダイDをボンディングヘッド41の先端に装着されたコレット6によって吸着し、ピックアップする(ステップB1)。ボンディング位置に行く途中で、ダイ姿勢認識カメラ45でダイDの姿勢を認識し、認識結果に基づいてダイDの姿勢を補正する(ステップB2)。パレットレールで搬送された基板PにダイDをボンディングする(ステップB3)。ウェハ11からダイDのピックアップする位置に戻る(ステップB4)。
Usually, the bonding operation indicated by a thin broken line in FIG. 2 is repeated. In the bonding operation, the die D pushed up from the
上述したボンディング動作時において、所定のボンディング回数毎に、ステップS4の戻る動作おいて、コレット6の吸着面6sをダイ姿勢認識カメラ45で撮像し、クリーニングの要否を判断する(ステップJ1、J2)。要否の判断は、吸着面6sのうち一部所定の領域におけるSi屑8などの異物の数又は大きさなどを判断して行う。所定の領域とは、例えば段差のある汚れ易い領域を指定する。勿論吸着面6sの全領域で判断してもよい。画像処理に時間がかかる場合は、一旦撮像し、次のボンディング処理後又は次の次のボンディング処理後等までに画像処理を行い、クリーニング要否を判断してもよい。
In the above-described bonding operation, the suction surface 6s of the
クリーニング要と判断されたら、図2に示す太い破線で示すクリーニング動作に入る。コレット6(ボンディングヘッド41)をコレットクリーニング装置60Aの上部に移動し降下させて、図12(c)に示すように、極細金属ブラシ61に接触させる(ステップC1)。本例では、クリーニングするための接触手段は、コレットを移動させる手段となる。その後、モータ65mを制御し極細金属ブラシ61を、例えば矢印Jに示すように、例えば、1秒間に1往復の速度で1往復、必要ならば数往復移動させてコレットの吸着面6sをクリーニングする(ステップC2)。本例の場合のクリーニングするための移動手段は、極細金属ブラシ61を移動させる手段である。極細金属ブラシ61を移動させる手段とすることで、クリーニング目的の微細な左右方向の動きの機能をボンディングヘッドに付ける必要がないため、高精度かつ安定的なボンディングを実現できる。なお、片道動作だけ所定のクリーン度が得られれば片道動作だけでもよい。その後、ボンディングヘッド41を上昇させて、ダイDのピックアップする位置に戻り(ステップC3)、ボンディング動作に戻る。
上記のフローを予定しているダイ数をボンディングするまで繰り返す(ステップJ3)。これらのフロー制御は制御部7で行う。
If it is determined that the cleaning is necessary, the cleaning operation indicated by the thick broken line shown in FIG. 2 is started. The collet 6 (bonding head 41) is moved to the upper part of the
The above flow is repeated until the number of dies scheduled is bonded (step J3). These flow controls are performed by the
上記フローにおいて、所定のボンディング回数毎、言い換えればウェハ11からダイDの所定のピックアック回数毎に、撮像データを基にクリーニングの要否を判断したが、判断せずに所定のピックアック回数毎に定期的に行ってもよい。また、上記フローにおいて撮像データを基に所定のボンディング回数毎にクリーニングの要否を判断したが、その後毎回クリーニングの要否を判断せず、安全サイド、タクトタイムの向上の観点から、その後の判断サイクルを所定のボンディング回数より短くしてもよい。
さらに、クリーニングを行うタイミングとしては、ダイが複数行に亘り保持されているウェハ11上のダイの行が変わる毎に、あるいは2行おきにコレットクリーニングを自動的に実行するようにしてもよい。また、作業者が、必要な時にダイボンダを操作して随時実行するようにしてもよい。
In the above flow, whether or not cleaning is necessary is determined based on the imaging data every predetermined number of times of bonding, in other words, every predetermined number of pick-up times of the die D from the
Further, as a timing for performing cleaning, collet cleaning may be automatically executed every time a row of dies on the
さらにまた、上記説明では、クリーニング動作時にボンディングヘッド41を降下させてクリーニングさせたが、コレットクリーニング装置60Aを上昇させてクリーニングしてもよい。
Furthermore, in the above description, the
以上説明したコレットクリーニング装置の実施例1によれば、極細金属ブラシ61を用いることで、異物を周囲に飛散させることなく、確実に異物を除去できる。
According to the first embodiment of the collet cleaning device described above, the
また、以上説明したコレットクリーニング装置の実施例1によれば、吸引部63を設けることで、除去した異物を回収することができ、安全に基板にダイをボンディングすることができる。
Further, according to the first embodiment of the collet cleaning device described above, by providing the
さらに、以上説明したコレットクリーニング装置の実施例1によれば、極細金属ブラシ61を用いることでコレット6の除電することができ、ダイの静電破壊を防ぐことができる。
Furthermore, according to the first embodiment of the collet cleaning device described above, the
(実施形態2)
図15は、ダイボンダ10の第2の実施形態10Bを示す図である。ダイボンダ10Bは、ダイボンダ10Aに、ボンディングヘッド41とは別にウェハ11からピックアップするピックアップ部2と、ピックアップしたダイDを一旦載置する中間ステージ31とを更に設けた構成を有する。また、ダイボンダ10Bは、コレットクリーニング装置60の第2の実施例60Bを中間ステージ31とダイDのピックアップ位置の間に有する。
(Embodiment 2)
FIG. 15 is a diagram illustrating a
ピックアップ部2は、ウェハ11からダイDをピックアップし、中間ステージ31に載置するピックアップヘッド21と、ピックアップヘッド21をY方向に移動させるピックアップヘッドのY駆動部23とを有する。ピックアップヘッド21は、ボンディングヘッド41と同一構造を有し、Y駆動部23のほかコレット6を昇降、回転及びX方向移動させる図示しない各駆動部を有する。
The
(実施例2)
図16は、コレットクリーニング装置60Bを示す図である。16(a)は、コレットクリーニング装置60Bを図15において矢印Gの方向から見た図である。図16(b)は、図16(a)において、コレットクリーニング装置60Bを矢印Eの方向から見た図である。図16(c)、図16(d)は、それぞれ図16(a)、図16(b)に対応する図で、コレットクリーニング装置60Bの本体を上昇させてピックアップヘッド21に接触させ、クリーニング動作の状態を示す図である。
(Example 2)
FIG. 16 is a view showing the collet cleaning device 60B. 16 (a) is a view of the collet cleaning device 60B as viewed from the direction of arrow G in FIG. FIG. 16B is a view of the collet cleaning device 60B viewed from the direction of arrow E in FIG. FIGS. 16C and 16D are views corresponding to FIGS. 16A and 16B, respectively. The main body of the collet cleaning device 60B is raised and brought into contact with the
実施例2のコレットクリーニング装置60Bの実施例1と異なる点は、次の4点である。
第1に、ピックアップヘッド21のコレット6にウェハ11から異物等が付着するので、上述したようにコレットクリーニング装置60Bは、中間ステージ31とダイDのピックアップ位置の間に設けられている点である。なお、中間ステージ31が存在するダイボンダにおいて、ボンディングヘッドに関しても、同様にコレットクリーニングを行う必要がある場合には、中間ステージ31とダイDのボンディングの位置の間に設けてもよい。
The differences between the collet cleaning device 60B of the second embodiment and the first embodiment are the following four points.
First, since foreign matter or the like adheres to the
第2に、実施例1では極細金属ブラシ61を移動させて吸着面6sの異物を除去したのに対し、実施例2ではボンディングヘッド41を図16(c)に示す矢印J方向に左右に移動させて吸着面6sの異物を除去している点である。即ち、実施例2では、クリーニングするための移動手段はコレットを移動させる手段である。ボンディングヘッドがクリーニングと目的とは別の他の目的で左右移動に関する特殊な機能がある場合には、その機能を用いて、クリーニングを実施することで、余計な機能を付与する必要なくコレットクリーニングを実現できる利点がある。
Secondly, in the first embodiment, the extra
第3に、実施例1ではボンディングヘッド41が降下しコレット6の吸着面6sを極細金属ブラシ61に接触させたのに対し、実施例2でH方向に昇降機能を有する昇降装置67によって極細金属ブラシ61を上昇させコレット6の吸着面6sに極細金属ブラシ61を接触させている点である。この場合のクリーニングするための接触手段は、極細金属ブラシ61を昇降させる手段である。極細金属ブラシ61に昇降機能を付けることで、ボンディングヘッド41が極細金属ブラシ61の上方に移動したことに合わせて、極細金属ブラシ61の昇降を実施してボンディングヘッド41に接触させることができ、スループットの向上が可能である。なお、第3の点は、実施例2において駆動軸を低減させるために、実施例1同様にボンディングヘッド41を降下させてもよい。
Thirdly, in the first embodiment, the
第4に、実施例1ではダイ姿勢認識カメラを用い異物の度合いを監視したが、実施形態2では中間ステージ31にダイDを載置する時は、ボンディングする時のように正確なダイの姿勢を得る必要がないので、実施例2では、異物度合いを画像として監視せず、異物の度合いの監視をピックアップヘッド21によるウェハ11からのダイDのピックアップ回数で行う。勿論、実施例1と同様に、ピックアップヘッドのコレット6の吸着面6sを撮像する手段を設けて、撮像結果に基づいてクリーニングの要否を判断してもよい。
Fourthly, in Example 1, the degree of foreign matter was monitored using a die attitude recognition camera. However, in
以上説明したコレットクリーニング装置の実施例2によれば、極細金属ブラシ61を用いることで、異物を周囲に飛散させることなく、確実に異物を除去できる。
According to the second embodiment of the collet cleaning device described above, the
以上の説明において、実施形態1で説明したコレットクリーニング装置の実施例1を実施形態2に、逆に実施形態2で説明したコレットクリーニング装置の実施2を実施形態1に適用できる。
In the above description, Example 1 of the collet cleaning apparatus described in
また、以上説明したコレットクリーニング装置の実施例2によれば、吸引部63を設けることで、除去した異物を回収することができ、安全に基板にダイをボンディングすることができる。
In addition, according to the second embodiment of the collet cleaning device described above, by providing the
さらに、以上説明したコレットクリーニング装置の実施例2によれば、極細金属ブラシ61を用いることでコレット6の除電することができ、ダイの静電破壊を防ぐことができる。
Furthermore, according to the second embodiment of the collet cleaning device described above, the
以上説明したダイボンダの実施形態1、2によれば、極細金属ブラシ61を用い、異物を周囲に飛散させることなく確実に異物を除去することで、信頼性の高いダイボンダを提供できる。
According to the first and second embodiments of the die bonder described above, a highly reliable die bonder can be provided by using the
他のダイボンダの実施形態として、ピックアップしたダイを反転して、ボンディングヘッドに受け渡すフリップチップボンダにも適用可能である。実施形態1、2では、クリーニングする吸着面は下に向いているので、クリーニング装置60はダイをピックアップするヘッドの可動範囲の下側に設けられている。しかし、ダイ3の実施形態では、吸着面が上に向くことがあるので、ピックアップするヘッドの可動範囲の上側に設けてもよい。即ち、クリーニング装置60は、吸着面に対面するように設けられる。
As another embodiment of the die bonder, it is also applicable to a flip chip bonder that reverses a picked-up die and delivers it to a bonding head. In the first and second embodiments, since the suction surface to be cleaned faces downward, the
以上のように本発明のダイボンダ、コレットクリーニング装置の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。 As described above, the embodiments of the die bonder and the collet cleaning device of the present invention have been described. However, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the present invention does not depart from the spirit thereof. It is intended to cover the various alternatives, modifications or variations described above in scope.
1:ダイ供給部 2:ピックアップ部
21:ピックアップヘッド 31:中間ステージ
4:ボンディング部 41:ボンディングヘッド
44:基板認識カメラ 45:ダイ姿勢認識カメラ
6:コレット 6a:コレットの吸着孔
6p:コレットの押え部 6s:コレットのダイの吸着面
7:制御部 10、10A、10B:ダイボンダ
11:ウェハ 12:ピックアップ装置
13:突き上げユニット 18:ダイアタッチフィルム(DAF)
60、60A、60B:コレットクリーニング装置
61:極細金属ブラシ 62:移動枠部
63:吸引部 65:駆動部
67:昇降装置 D:ダイ
P:基板
1: Die supply unit 2: Pickup unit 21: Pickup head 31: Intermediate stage 4: Bonding unit 41: Bonding head 44: Substrate recognition camera 45: Die attitude recognition camera 6: Collet 6a: Collet suction hole 6p: Press of collet Part 6s: Collet die adsorption surface 7:
60, 60A, 60B: Collet cleaning device 61: Extra fine metal brush 62: Moving frame portion 63: Suction portion 65: Driving portion 67: Lifting device D: Die P: Substrate
Claims (11)
ピックアップした前記ダイを基板にボンディングするボンディングヘッドと、
十μmから数百μmの線幅を有する金属のブラシを複数束ねた極細金属ブラシで前記吸着面の異物を除去するクリーニング装置と、
前記極細金属ブラシと前記吸着面とを接触させる接触手段と、
前記吸着面に沿って前記極細金属ブラシと前記吸着面とを相対的に移動させる移動手段と、
前記接触手段と前記移動手段を制御する制御部と、
を有することを特徴とするダイボンダ。 A pickup head that picks up the die from the wafer by sucking the die onto the suction surface of the collet provided at the tip;
A bonding head for bonding the picked-up die to a substrate;
A cleaning device for removing foreign matter on the suction surface with an ultrafine metal brush in which a plurality of metal brushes having a line width of 10 μm to several hundred μm are bundled;
Contact means for bringing the ultrafine metal brush into contact with the suction surface;
Moving means for relatively moving the ultrafine metal brush and the suction surface along the suction surface;
A controller for controlling the contact means and the moving means;
A die bonder characterized by comprising:
前記クリーニング装置は、前記ピックアップヘッドの可動範囲に設けられている、
ことを特徴とするダイボンダ。 The die bonder according to claim 1,
The cleaning device is provided in a movable range of the pickup head;
A die bonder characterized by that.
前記クリーニング装置は、前記ダイの前記ウェハからピックアップするピックアップ位置と前記ダイを載置する位置との間であって、前記除去する時に前記吸着面に対面する位置に設けられる、
ことを特徴とするダイボンダ。 The die bonder according to claim 2,
The cleaning device is provided between a pickup position of the die to be picked up from the wafer and a position on which the die is placed, at a position facing the suction surface when the removal is performed.
A die bonder characterized by that.
前記接触手段は、前記コレット又は前記極細金属ブラシが昇降して前記接触させる手段である、
ことを特徴とするダイボンダ。 The die bonder according to claim 1,
The contact means is means for raising and lowering the collet or the ultrafine metal brush to make contact.
A die bonder characterized by that.
前記移動手段は、前記コレット又は前記極細金属ブラシを移動させる手段である、
ことを特徴とするダイボンダ。 The die bonder according to claim 1,
The moving means is means for moving the collet or the ultrafine metal brush.
A die bonder characterized by that.
前記極細金属ブラシは、前記吸着面に一辺の長さを長辺とするブラシ部を有する、又は、前記一辺の長さを複数に分割した分割ブラシ部を有し、隣接する前記分割ブラシ部は互いにクリーニング個所をオーバーラップしている、
ことを特徴とするダイボンダ。 The die bonder according to claim 1,
The ultrafine metal brush has a brush part having a long side on one side of the suction surface, or has a divided brush part obtained by dividing the length of one side into a plurality of parts, and the adjacent divided brush parts are The cleaning points overlap each other,
A die bonder characterized by that.
前記ボンディングヘッドは、前記ピックアップヘッドを兼ね、前記ウェハから前記ダイを直接前記基板にボンディングする、
ことを特徴とするダイボンダ。 The die bonder according to claim 1,
The bonding head also serves as the pickup head, and bonds the die directly from the wafer to the substrate.
A die bonder characterized by that.
前記ピックアップヘッドは中間ステージに前記ダイを一度載置し、前記ボンディングヘッドは前記中間ステージから該ダイをピックアップし、前記基板にボンディングする、
ことを特徴とするダイボンダ。 The die bonder according to claim 1,
The pickup head once places the die on an intermediate stage, and the bonding head picks up the die from the intermediate stage and bonds it to the substrate.
A die bonder characterized by that.
前記ダイを吸着するコレットの吸着面を十μmから数百μmの線幅を有する金属を複数束ねた極細金属ブラシを、前記吸着面に沿って前記吸着面と相対的に移動させて前記吸着面をクリーニングする第2のスッテプと、
を有することを特徴とするボンディング方法。 A first step of picking up a die from a wafer and bonding the die to a substrate;
The adsorption surface of the collet that adsorbs the die is moved by moving an ultrafine metal brush in which a plurality of metals having a line width of 10 μm to several hundred μm are bundled relative to the adsorption surface along the adsorption surface. A second step for cleaning,
A bonding method characterized by comprising:
前記第2のステップは、前記ボンディング後の前記吸着面を撮像し、前記撮像した結果に基づいて行われる、
ことを特徴とするボンディング方法。 The die bonder according to claim 9, wherein
The second step is performed based on the imaged result of imaging the suction surface after the bonding.
A bonding method characterized by the above.
前記第2のステップは、前記第1のステップの所定の回数毎に行われる、
ことを特徴とするボンディング方法。 The die bonder according to claim 9, wherein
The second step is performed every predetermined number of times of the first step.
A bonding method characterized by the above.
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