JP2650943B2 - Bonding method and apparatus - Google Patents

Bonding method and apparatus

Info

Publication number
JP2650943B2
JP2650943B2 JP63044416A JP4441688A JP2650943B2 JP 2650943 B2 JP2650943 B2 JP 2650943B2 JP 63044416 A JP63044416 A JP 63044416A JP 4441688 A JP4441688 A JP 4441688A JP 2650943 B2 JP2650943 B2 JP 2650943B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
bonding
tool
lead
alignment
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63044416A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01230240A (en
Inventor
道郎 高橋
徹 三田
泰夫 中川
利満 浜田
尚史 岩田
愛三 金田
弘二 芹沢
大之 田中
浩一 杉本
俊彦 酒井
敬三 松川
力 巳亦
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63044416A priority Critical patent/JP2650943B2/en
Priority to US07/265,704 priority patent/US5059559A/en
Priority to KR1019880014338A priority patent/KR930002281B1/en
Publication of JPH01230240A publication Critical patent/JPH01230240A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2650943B2 publication Critical patent/JP2650943B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/50Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テープ上のリードとICチップ上に形成した
バンプとを位置合わせして圧着するTAB方式の多ピンチ
ップ取り付け方法により、特にテープ上のインナリード
とICチップ上のバンプとを高精度に、かつ両者が重なり
合った状態においても高精度に位置合わせし得るTABイ
ンナリードのボンディングを行う半導体装置の製造方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a TAB multi-pin chip mounting method in which leads on a tape and bumps formed on an IC chip are aligned and pressure-bonded. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device for performing bonding of a TAB inner lead capable of positioning the inner lead and a bump on an IC chip with high precision and in a state where both are overlapped.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

TAB方式とは第2図に示すようにテープ1上に形成し
たインナーリード2とICチップ4上に形成したバンプ3
とを位置合せした後に、両者を一括して接合圧着する接
続方式である。
The TAB method is, as shown in FIG. 2, an inner lead 2 formed on a tape 1 and a bump 3 formed on an IC chip 4.
Are aligned, and then both are collectively joined and crimped.

従来、ICチップの接続方式としてはワイヤボンディン
グ方式が広く用いられてきた。ワイヤボンディング方式
ではワイヤを加熱圧着するボンディングツールの寸法制
限から接続可能な電極間の最小ピッチが約160μmまで
とされている。
Conventionally, a wire bonding method has been widely used as an IC chip connection method. In the wire bonding method, the minimum pitch between connectable electrodes is set to about 160 μm due to the size limitation of a bonding tool that heats and compresses a wire.

反面、計算機用論理LSIや液晶表示用駆動ICなど多数
の入出力ピン数を有するICチップでは、チップコストや
高密度実装要求から160μm以下の狭ピッチで200ピン以
上の接続を必要としておりワイヤボンディング方式では
対応できなくなりつつある。TAB方式では一括リード接
続のため上記ボンディングツールによる寸法上の制約が
なく極めて狭ピッチ、多ピンの接続が可能になる。
On the other hand, IC chips with a large number of input / output pins, such as logic LSIs for computers and drive ICs for liquid crystal displays, require connections of 200 pins or more at a narrow pitch of 160 μm or less due to chip cost and high density mounting requirements. It is becoming impossible to cope with the method. In the TAB method, because of the collective lead connection, there is no dimensional restriction due to the above-mentioned bonding tool, and extremely narrow pitch and multi-pin connection becomes possible.

従来一般に採用されているTAB方式における位置合せ
は、テープ1とICチップ4の位置合せを別々に検出し、
予め設定した位置へ各々を移動することによって行って
いた。特公昭62−27735号公報および特開昭58−141号公
報に開示する従来技術のものは第2図に示す如く、ボン
ディング位置より離れたテープ1上の任意の1点に設け
た位置合せマーク65を用いて位置合せするか、又はイン
ナーリード・パターンの特定な形状を記憶し、新しいテ
ープが供給されるごとにそのパターンを検出し、設定し
た位置とのずれ量を求め、テープ位置を修正する方法が
とられていた。同様にICチップ4の位置合せも、ICチッ
プ4内の特定な形状のパターンを記憶し、ICチップ4毎
に設定した位置とのずれ量を求め、位置修正を行うよう
にしていた。
Alignment in the TAB method generally used in the past detects the alignment of the tape 1 and the IC chip 4 separately,
This has been done by moving each to a preset position. The prior art disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-27735 and Japanese Patent Laid-Open No. 58-141 discloses an alignment mark provided at an arbitrary point on a tape 1 remote from a bonding position, as shown in FIG. Use 65 to adjust the position or store the specific shape of the inner lead pattern, detect the pattern each time a new tape is supplied, calculate the amount of deviation from the set position, and correct the tape position The way to do it was taken. Similarly, in the alignment of the IC chip 4, a pattern having a specific shape in the IC chip 4 is stored, a deviation from a position set for each IC chip 4 is obtained, and the position is corrected.

またテープ1とICチップ4の回転方向の位置合せとし
ては、ボンディング前のICチップ4を搭載したトレイと
ボンディング位置との中間にICチップ4の回転方向を機
械的に修正するステーションを設けて回転ずれ量を修正
する方法が採用されていた。
In order to position the tape 1 and the IC chip 4 in the rotational direction, a station for mechanically correcting the rotational direction of the IC chip 4 is provided between the tray on which the IC chip 4 before bonding is mounted and the bonding position. A method of correcting the shift amount has been adopted.

また、従来のテープボンディング装置は、特開昭53−
105972号公報に記載のように、ツールに低いエア圧をか
けた状態でツールを下降させ、ボンディング開始時にエ
ア圧を高圧へと切換えることでボンディング時のICチッ
プへの衝撃荷重を抑えていた。その際エア圧の切換え
は、ツール駆動機構に設けたタイミングカムによってボ
ンディング開始位置との同期をとっていた。
A conventional tape bonding apparatus is disclosed in
As described in Japanese Patent No. 105972, the impact load on the IC chip during bonding is suppressed by lowering the tool while applying a low air pressure to the tool and switching the air pressure to a high pressure at the start of bonding. At that time, the switching of the air pressure is synchronized with the bonding start position by a timing cam provided in the tool driving mechanism.

また、従来のボンディングツール及びステージは、例
えば特開昭62−97341号公報に記載のように、ヒータを
有するボンディングツールによって、テープ上のリード
とICチップ上のバンプを加熱圧着していた。その際ICチ
ップを搭載したステージ上には、加熱圧着時の温度を低
減するためICチップ直下のステージに加熱ヒータを有し
ていた。
In a conventional bonding tool and stage, as described in, for example, JP-A-62-97341, leads on a tape and bumps on an IC chip are heated and pressed by a bonding tool having a heater. At that time, on the stage on which the IC chip was mounted, a heater was provided on the stage immediately below the IC chip in order to reduce the temperature at the time of thermocompression bonding.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

前記のTAB方式では多ピン化が進み、バンプ3やリー
ド2がさらに微細なものとなるため、より高精度な位置
合せが必要とされている。しかし上記従来技術はボンデ
ィング位置から離れた位置に存在する位置合せマーク65
等を検出し、機械的精度を頼りにテープ1とICチップ4
の位置を修正し、そのままボンディングするようになっ
ている。このため位置合せ精度は位置合せマーク等の検
出精度の他に、機械的な精度も含まれることになる。こ
のため多ピンTAB用の微細化したリード2とバンプ3に
対し、十分な位置合せ精度が得られないという課題があ
った。
In the above-described TAB method, the number of pins is increased, and the bumps 3 and the leads 2 become finer, so that more accurate alignment is required. However, the above-described prior art uses the alignment mark 65 located at a position distant from the bonding position.
Tape 1 and IC chip 4 depending on mechanical accuracy
Is corrected, and bonding is performed as it is. Therefore, the positioning accuracy includes mechanical accuracy in addition to the detection accuracy of the alignment mark and the like. For this reason, there has been a problem that sufficient alignment accuracy cannot be obtained for the miniaturized leads 2 and bumps 3 for a multi-pin TAB.

また上記従来技術は、個々のICチップの間で接着部で
あるバンプの高さにばらつきがある点について配慮され
ていない。このためバンプ高さが低いICチップの場合、
ツールがリードを介してバンプに接触する前にエア圧が
高圧に切替り、ツールがリード及びバンプに衝撃加圧力
を及ぼす可能性が大きかった。その結果、リードやバン
プに応力集中を起こし、リード切れ、バンプはがれや、
バンプ下層部におけるワラックなどのいわゆるボンディ
ングダメージが発生しやすいという課題があった。
Further, the above prior art does not take into consideration that there is variation in the height of a bump as a bonding portion between individual IC chips. Therefore, in the case of an IC chip with a low bump height,
The air pressure was switched to a high pressure before the tool contacted the bump via the lead, and it was highly possible that the tool exerted an impact pressure on the lead and the bump. As a result, stress concentrates on the leads and bumps, leading to breakage of the leads, peeling of the bumps,
There is a problem that so-called bonding damage such as wallac in the lower layer portion of the bump is likely to occur.

又、一括ボンディングにおいては、バンプ形成精度に
起因したバンプ高さのばらつきが原因となって、加圧開
始時に少数のバンプだけに加圧力が印加されるのは避け
がたい。上記従来技術ではエアを2段階に切換えること
で、低圧にて多数バンプに接触させてしまうことを意図
しているが、接合箇所であるリード・バンプの数が多く
なればなるほど、加圧中に必要とされる加圧力に対して
個々のバンプの耐荷重性は低下するので、上記ボンディ
ングダメージがやはり発生しやすくなる。
Further, in the collective bonding, it is inevitable that a pressing force is applied to only a small number of bumps at the start of pressurization due to a variation in bump height due to bump formation accuracy. In the above prior art, by switching the air in two stages, it is intended that many bumps are brought into contact at a low pressure. Since the load resistance of each bump is reduced with respect to the required pressing force, the above-described bonding damage is also likely to occur.

また、上記従来技術は、ICチップ上で特にコーナ部と
辺の中央部の接続部分での温度分布のばらつきについて
考慮されていない。更に、テープ上のリードに表面処理
してあるSnやはんだが、ボンディングツール底面に付着
し、ツールの片当りを招いており、そのため十分な接続
状態が得られていない課題があった。
Further, the above-mentioned conventional technology does not consider the variation in the temperature distribution at the connection between the corner and the center of the side, particularly on the IC chip. Furthermore, Sn or solder whose surface has been treated on the lead on the tape adheres to the bottom surface of the bonding tool, causing one-side contact of the tool. Therefore, there has been a problem that a sufficient connection state has not been obtained.

本発明の目的は、多ピンTABに対応した高精度,高信
頼なTABインナリードのボンディング方法及び装置並び
にそのアライメント方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a highly accurate and highly reliable TAB inner lead bonding method and apparatus corresponding to a multi-pin TAB and an alignment method therefor.

また、本発明の目的は、パンブ高さの精度が不十分な
ICチップに対しても、衝撃力及び過大な加圧力がかかる
ことなく、良好なボンディングを達成するボンディング
方法及び装置を提供することにある。
It is also an object of the present invention that the accuracy of the pump height is insufficient.
It is an object of the present invention to provide a bonding method and apparatus that achieves good bonding without applying an impact force and an excessive pressing force to an IC chip.

さらに、本発明の目的は、均一な温度分布を有するボ
ンディングツール及びステージ並びにそれらを用いて良
好なボンディングを達成するボンディング装置を提供す
ることにある。
It is a further object of the present invention to provide a bonding tool and a stage having a uniform temperature distribution and a bonding apparatus that achieves good bonding using the same.

さらに本発明の他の目的は、チップ割れやリード破壊
などのないICを提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an IC free from chip breakage and lead breakage.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的のため、本発明は、バンプを表面に形成した
ICチップとキャリアテープ上に形成されたインナリード
とをボンディングステーションで対向させ、前記ボンデ
ィングステーションでステージ上のICチップの位置をカ
メラで検出し、前記ステージの位置補正量を算定して前
記リードと前記ICチップをアライメントし、ボンディン
グする半導体装置の製造方法であって、ICチップの角部
に検知する視野を1箇所又は複数箇所設定し、前記イン
ナリード又はICチップの位置を前記視野内で検知し、前
記視野内のインナリードの位置又はICチップの位置と、
1箇所又は複数箇所の視野位置と、ICチップを搭載した
XYθステージの回転中心位置よりXYθ方向の修正量を算
出し、前記リードと前記ICチップをアライメントし、ボ
ンディングすることを特徴とする。
To this end, the present invention has formed bumps on the surface.
The IC chip and the inner lead formed on the carrier tape are opposed to each other at a bonding station, the position of the IC chip on the stage is detected by a camera at the bonding station, the position correction amount of the stage is calculated, and A method of manufacturing a semiconductor device in which the IC chip is aligned and bonded, wherein one or more fields of view to be detected at corners of the IC chip are set, and the position of the inner lead or the IC chip is detected within the field of view. And the position of the inner lead or the position of the IC chip in the field of view,
Equipped with one or more visual field positions and IC chip
The correction amount in the XYθ direction is calculated from the rotation center position of the XYθ stage, and the lead and the IC chip are aligned and bonded.

またボンディングステーションでキャリアテープ上に
形成されたインナリードの位置をカメラで検出し、前記
ボンディングステーションでバンプを表面に形成したIC
チップと前記インナリードとを対向させ、前記ボンディ
ングステーションで前記リードと前記ICチップをアライ
メントし、ボンディングする半導体装置の製造方法であ
って、ICチップの角部に検出する視野を1箇所又は複数
箇所設定し、前記インナリード又はICチップの位置を前
記視野内で検知し、前記視野内のインナリードの位置又
はICチップの位置と、1箇所又は複数箇所の視野位置
と、ICチップを搭載したXYθステージの回転中心位置よ
りXYθ方向の修正量を算出し、前記リードと前記ICチッ
プをアライメントし、ボンディングすることを特徴とす
る。
In addition, the position of the inner lead formed on the carrier tape is detected by a camera at the bonding station, and the bump is formed on the surface by the bonding station.
A method of manufacturing a semiconductor device in which a chip and the inner lead are opposed to each other, and the lead and the IC chip are aligned and bonded at the bonding station, wherein a field of view detected at a corner of the IC chip is one or more places. Setting, detecting the position of the inner lead or the IC chip in the visual field, and detecting the position of the inner lead or the IC chip in the visual field, one or more visual field positions, and XYθ on which the IC chip is mounted. The correction amount in the XYθ direction is calculated from the rotation center position of the stage, and the leads and the IC chip are aligned and bonded.

また上記の半導体装置の製造方法において、前記イン
ナリードと前記ICチップのアライメント後、前記インナ
リードと前記ICチップの相対的な位置関係を固定し、前
記インナリードと前記ICチップとをボンディングツール
で圧着させることを特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor device, after the alignment of the inner lead and the IC chip, a relative positional relationship between the inner lead and the IC chip is fixed, and the inner lead and the IC chip are bonded with a bonding tool. It is characterized by being pressed.

また上記の半導体装置の製造方法において、ICチップ
とキャリアテープの両表面に直交する落斜照明を行い、
この照明状態で検出した画像からICチップの位置を検出
することを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, performing oblique illumination orthogonal to both surfaces of the IC chip and the carrier tape,
The position of the IC chip is detected from an image detected in this lighting state.

さらに上記の半導体装置の製造方法において、ICチッ
プとキャリアテープの両表面に斜交する斜方照明を行
い、この照明状態で検出した画像からインナリードの位
置を求めることを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, oblique illumination is performed obliquely on both surfaces of the IC chip and the carrier tape, and the position of the inner lead is obtained from an image detected in this illumination state.

また、バンプを表面に形成したICチップとテープ上に
形成されたインナリードとをボンディング位置で対峙さ
せ、両部分が重なった状態を光学的に拡大し、拡大像を
撮像素子で検出し、検出した画像を処理することでずれ
量を求め、ICチップを搭載したXYθステージを微動する
ことでインナリードとICチップをアライメントし、アラ
イメント後は両者のXYθ方向の相対的な位置関係を固定
し、両者をボンディングツールで圧着させるものであ
る。
Also, the IC chip with the bumps formed on the surface and the inner leads formed on the tape face each other at the bonding position, optically magnify the state where both parts overlap, and detect the enlarged image with the image sensor. The amount of misalignment is determined by processing the resulting image, the inner lead and the IC chip are aligned by finely moving the XYθ stage on which the IC chip is mounted, and after alignment, the relative positional relationship between the two in the XYθ direction is fixed. Both are pressed by a bonding tool.

さらに、バンプを表面に形成したICチップと、テープ
上に形成されたインナリードをボンディング位置で対峙
させ、両表面に斜交する斜方照明により、前記インナリ
ードを明るく顕在化し、このパターンからインナリード
位置を求めると共に、前記両表面に直交する落射照明に
より前記インナリードおよびバンプを暗く検出し、この
パターン及び前記斜方照明の画像から求めたインナリー
ド位置を用いICチップ位置を求めるようにしたものであ
る。
Further, the IC chip having bumps formed on the surface thereof and the inner leads formed on the tape are opposed to each other at a bonding position, and the oblique illumination obliquely oblique to both surfaces makes the inner leads brighter and brighter. While determining the lead position, the inner leads and bumps were darkly detected by epi-illumination perpendicular to the both surfaces, and the IC chip position was determined using the inner lead position obtained from this pattern and the oblique illumination image. Things.

さらに上記目的は、ツールとICチップとの間に働く加
圧力を検出する手段及びツールの移動量を検出する手段
と、ツールの駆動力を変化する手段とを設け、上記2つ
の検出手段により得られる検出結果をもとにツール駆動
力を変化させながらボンディングを行うことにより達成
される。
Further, the above object is achieved by providing means for detecting a pressing force acting between the tool and the IC chip, means for detecting the amount of movement of the tool, and means for changing the driving force of the tool. This is achieved by performing the bonding while changing the tool driving force based on the detection result obtained.

また、上記目的のため本発明は、テープ上のリードと
ICチップ上のバンプを熱圧着する際にボンディングツー
ル底面の温度分布が均一になるよう形状及びヒータ配置
を工夫したものである。
In addition, for the above purpose, the present invention relates to a method in which
The shape and heater arrangement are devised so that the temperature distribution on the bottom surface of the bonding tool becomes uniform when thermocompression bonding of bumps on an IC chip.

また、ボンディングツール底面に熱伝導性、耐摩耗性
に優れ、化学的に安定な材料を被覆して熱圧着を行うよ
うにしたものである。
Further, the bottom surface of the bonding tool is coated with a chemically stable material having excellent thermal conductivity and abrasion resistance to perform thermocompression bonding.

更に、ボンディングツールから衝撃的加圧力やチップ
とツールの底面の平行度のずれを吸収する機能をステー
ジに設けようとしたものである。
Further, the stage is provided with a function of absorbing a shocking pressure from the bonding tool and a deviation of the parallelism between the chip and the bottom surface of the tool.

〔作用〕[Action]

上記構成をとることにより、レンズの光軸等を基準位
置にして、テープ,チップ,ツール,ステージが位置合
わせできるため、高精度なボンディングを行えることが
でき、ICの多ピン化に対応することができる。
With the above configuration, the tape, chip, tool, and stage can be aligned with the optical axis of the lens as the reference position, so that high-precision bonding can be performed and the number of pins in the IC can be increased. Can be.

また、ステージをXYθ方向に微動することで、リード
とチップの位置合せを高精度に行うことができる。
Further, by finely moving the stage in the XYθ direction, the alignment between the lead and the chip can be performed with high accuracy.

また、斜方照明と落射照明を用いることで、ボンディ
ング位置でリードとバンプが重なった状態で位置合せが
できるため、位置合せ時の精度がボンディングする時に
もそのまま保たれ、リードとICチップの高精度な位置合
せが可能になる。
Also, by using oblique illumination and epi-illumination, alignment can be performed with the lead and bump overlapping at the bonding position, so that the alignment accuracy is maintained when bonding, and the height of the lead and the IC chip is maintained. Accurate alignment becomes possible.

さらに、ボンディングにおけるツールとICチップ間の
加圧力が常時検出・制御でき、また、ボンディング中の
ツールとバンプとの接触状態及び押しつぶし状態に応じ
た加圧力設定が可能になる。
Further, the pressing force between the tool and the IC chip in the bonding can be constantly detected and controlled, and the pressing force can be set according to the contact state between the tool and the bump and the crushing state during the bonding.

また、ボンディング時の各々の接続部が均一な温度分
布になるため接続状態のばらつきが低減でき、高信頼の
ボンディングができる。
In addition, since each connection portion at the time of bonding has a uniform temperature distribution, variation in the connection state can be reduced, and highly reliable bonding can be performed.

また、ボンディングツール底面へのSnやはんだの付着
が防止でき、ツールの片当りに基づく接続不良を低減で
き、ボンディング歩留りを向上できる。
In addition, it is possible to prevent Sn and solder from adhering to the bottom surface of the bonding tool, to reduce connection failure due to one-side contact of the tool, and to improve bonding yield.

更に、ボンディング時に、ツールからの衝撃的加圧力
を吸収できるので、ICチップへのダメージを低減でき、
高信頼のボンディングができる。また、チップとツール
底面との平行度のずれを吸収できるので、調整時間が短
縮でき、スループットの向上が図れる。
Furthermore, since the impact force from the tool can be absorbed during bonding, damage to the IC chip can be reduced,
Highly reliable bonding can be performed. In addition, since the difference in parallelism between the tip and the tool bottom can be absorbed, the adjustment time can be reduced, and the throughput can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail.

まず、本発明が適用される装置の全体構成と、動作原
理につき、第1図及び第3図から第9図により説明す
る。
First, the overall configuration of the apparatus to which the present invention is applied and the principle of operation will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 9.

第1図及び第3図に示すように、ベース100の上面101
に光学系ベース102が取付けられ、その上面103に光学系
プレート104が固定されている。この光学系プレート104
の先端部105に対物レンズ14が配置されている。この対
物レンズ14の光軸106を基準軸として全てのテーブルが
配置されている。
As shown in FIG. 1 and FIG.
An optical system base 102 is mounted on the optical disk, and an optical system plate 104 is fixed on an upper surface 103 thereof. This optical system plate 104
The objective lens 14 is arranged at the tip 105 of the camera. All tables are arranged with the optical axis 106 of the objective lens 14 as a reference axis.

落射照明用光源8から出た光はミラー9、シャッタ1
1、ミラー12、ハーフプリズム13、対物レンズ14を介し
て、テープ1上のインナリード2に投光される。同様に
斜方照明用光源16の光はロータリソレノイド17を駆動
し、シャッタ18を開くことにより、ガラスファイバ19、
リング照明装置を介してICチップ4に投光される。共に
反射光は対物レンズ14、ハーフプリズム13、ミラー23、
フィールドレンズ24、リレーレンズ25、ミラー26bを介
し、一方のコーナの像は、ミラー27b、28bを介してTVカ
メラ29bに取り込まれる。他方のコーナの像はミラー26
a,27a,28aを介して、TVカメラ29aに取り込まれる。
The light emitted from the epi-illumination light source 8 is mirror 9 and shutter 1
1. The light is projected onto the inner lead 2 on the tape 1 via the mirror 12, the half prism 13, and the objective lens 14. Similarly, the light from the light source 16 for oblique illumination drives a rotary solenoid 17 and opens a shutter 18 so that a glass fiber 19,
The light is projected on the IC chip 4 via the ring lighting device. Both reflected light is objective lens 14, half prism 13, mirror 23,
Through the field lens 24, the relay lens 25, and the mirror 26b, an image of one corner is captured by the TV camera 29b via the mirrors 27b and 28b. The image of the other corner is mirror 26
The video signal is captured by the TV camera 29a via a, 27a, and 28a.

第1図及び第7図等に示すように、36はベース100の
上面102に取付けられ、水平面内で前後左右に移動する
パルスモータ駆動ステージ36a,36bと旋回する旋回テー
ブル36cで構成し、その上部にはICチップ4の下面4bを
真空ポンプ(図示せず)ソレノイドバルブ107;チップス
テージ6を介して、吸着穴6aによりチップステージ上面
6bの中央部108に吸着保持される。ICチップ4を保持し
た状態で、旋回テーブル36cの旋回中心109と光軸106と
が一致する位置にXYθステージ36の駆動ステージ36a,36
bを動作する。1はテープであり、パルスモータ110を回
動することにより、一対のタイミングプーリ111,112及
びタイミングベルト113を介して、スプロケットベース1
14に取付けられ回動可能な状態で保持されている駆動ス
プロケット115が回動することにより、テープ1に設け
られたスプロケットホール1bを介して、一定ピッチだけ
矢印A方向に搬送する。スプロケットベース114の他方
には、アイドルスプロケット117が回動可能な状態で保
持されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 7, etc., 36 is attached to the upper surface 102 of the base 100, and comprises a pulse motor drive stage 36a, 36b that moves back and forth in a horizontal plane, and a turning table 36c that turns. Above the lower surface 4b of the IC chip 4, the vacuum pump (not shown) solenoid valve 107;
It is held by suction at the central portion 108 of 6b. With the IC chip 4 held, the drive stages 36a, 36 of the XYθ stage 36 are located at positions where the turning center 109 of the turning table 36c and the optical axis 106 match.
work b. Reference numeral 1 denotes a tape. The sprocket base 1 is rotated by rotating a pulse motor 110 via a pair of timing pulleys 111 and 112 and a timing belt 113.
When the drive sprocket 115 attached to and held in a rotatable state is rotated, the tape 1 is conveyed at a fixed pitch in the direction of arrow A via a sprocket hole 1b provided in the tape 1. On the other side of the sprocket base 114, an idle sprocket 117 is held in a rotatable state.

第1図,第4図に示すように、スプロケットベース11
4はXYZテーブル118に取付けられ、パルスモータ駆動ス
テージ118a,118b,118cで構成し、スプロケットベース11
4を前後,左右,上下に移動させることができる。スプ
ロケットベース114の中央部にはテープガイド119が取付
けられ、テープ1のデバイスホール1aの中心120とテー
プガイド119に設けられたボンディングホール121の中心
122が光軸106と一致する位置にテープ1を案内すると共
に、テープガイド119の下面123は円弧状に加工が施さ
れ、テープ1に適当な張力を加えることにより、下面12
3に密着させることができる(第6図参照)。第4図に
示すように、124はツールテーブルベースであり、一対
のスライドガイド125,126を介して、前後摺動プレート1
27が取付けられ、モータ128はモータ軸128a、ボールネ
ジ129、ナット130を介して、前後摺動プレート127に取
付けられ、モータ128を回動することにより、前後摺動
プレート127を矢印B及び矢印C方向にスライドさせる
ことができる。
As shown in FIG. 1 and FIG.
4 is attached to the XYZ table 118, and comprises pulse motor drive stages 118a, 118b, 118c, and sprocket base 11
4 can be moved back and forth, left and right, and up and down. A tape guide 119 is attached to the center of the sprocket base 114, and the center 120 of the device hole 1a of the tape 1 and the center of the bonding hole 121 provided in the tape guide 119.
122 guides the tape 1 to a position where it coincides with the optical axis 106, and the lower surface 123 of the tape guide 119 is processed into an arc shape.
3 (see FIG. 6). As shown in FIG. 4, reference numeral 124 denotes a tool table base, and a front-rear sliding plate 1 is provided via a pair of slide guides 125 and 126.
27, the motor 128 is attached to the front-rear sliding plate 127 via a motor shaft 128a, a ball screw 129, and a nut 130. By rotating the motor 128, the front-rear sliding plate 127 is moved by arrows B and C. Can be slid in any direction.

モータ131は前後摺動プレート127に取付けられ、モー
タ軸132、カップリング133、減速機134、及びピン135で
連結されたリンク136,137を介して、上下摺動プレート1
38に連結されている。上下摺動プレート138は前後摺動
プレート127に取付けられた一対のスライドガイド139,1
40によって案内され、モータ131を回動することによ
り、上下摺動プレート138が矢印D,E方向にスライドさせ
ることができる。
The motor 131 is mounted on the front-rear sliding plate 127, and is connected to the vertical sliding plate 1 via links 136 and 137 connected by a motor shaft 132, a coupling 133, a speed reducer 134, and a pin 135.
Connected to 38. The vertical slide plate 138 is a pair of slide guides 139, 1 attached to the front and rear slide plate 127.
The vertical sliding plate 138 can be slid in the directions of arrows D and E by being guided by 40 and rotating the motor 131.

第8図に示すように、上下摺動プレート138の前面142
には熱圧着用ボンディングツール7を把持し、ボンディ
ングツール7の下面7aの傾きを調整するピッチングプレ
ート143と、ローリングプレート144及び、ボンディング
ツール7の軸部7bを把持する溝145と、押え板146で構成
するヘッド147と、ヘッド147を上下に摺動可能な状態で
保持する一対のスライドガイド148,149とこれを取付け
るヘッドベース150が取付けられている。151はロードセ
ルであり、ヘッドベース150の上部152とヘッド147の上
面153の間隙に取付けられ、ヘッドベース150が降下し、
チップステージ6上のICチップ4及びインナリード2に
ボンディングツール7の下面7aが接触し、ヘッド147が
停止しスライドガイド148,149を介してスライドし、ロ
ードセル151が圧縮され、ボンディング荷重を検出する
ことができる。
As shown in FIG.
The pitching plate 143 for holding the bonding tool 7 for thermocompression bonding and adjusting the inclination of the lower surface 7a of the bonding tool 7, the rolling plate 144, the groove 145 for holding the shaft 7b of the bonding tool 7, and the holding plate 146 , A pair of slide guides 148 and 149 for holding the head 147 slidably up and down, and a head base 150 for mounting the same. 151 is a load cell, which is attached to the gap between the upper part 152 of the head base 150 and the upper surface 153 of the head 147, and the head base 150 descends,
The lower surface 7a of the bonding tool 7 comes into contact with the IC chip 4 and the inner lead 2 on the chip stage 6, the head 147 stops, slides via the slide guides 148, 149, the load cell 151 is compressed, and the bonding load can be detected. it can.

ボンディングツール7は加熱ヒータ154を取付ける穴1
55と、熱電対156を取付ける穴157が設けられ、固定ネジ
158によって、各々取付けられており、温度制御ユニッ
ト(図示せず)によって、所定の温度に維持されてい
る。同様に159はステージ加熱ヒータであり、チップス
テージ6の上部6cを加熱し、上部6cに穴6dを介して取付
けられた熱電対160が固定ネジ161によって取付けられ、
温度制御ユニット(図示せず)によって、所定の温度に
維持されている。チップステージ6の中央部には断熱台
6eが取付けられ中央部にはICチップ4を吸着する穴6fが
あり、更に下部にはチップステージベース6gがあり、XY
θステージ36に取付けられている。チップステージベー
ス6gには真空吸着穴6hがあり、管継手162、チューブ16
3、ソレノイドバルブ107を介して真空ポンプ(図示せ
ず)に接続されている。
The bonding tool 7 has a hole 1 for mounting the heater 154
55 and a hole 157 for attaching a thermocouple 156 are provided.
158 and are maintained at a predetermined temperature by a temperature control unit (not shown). Similarly, reference numeral 159 denotes a stage heater, which heats an upper portion 6c of the chip stage 6, and a thermocouple 160 attached to the upper portion 6c through a hole 6d is attached by a fixing screw 161.
A predetermined temperature is maintained by a temperature control unit (not shown). Insulated table in the center of chip stage 6
6e is attached, there is a hole 6f in the center to adsorb the IC chip 4, and there is a chip stage base 6g in the lower part.
It is attached to the θ stage 36. The chip stage base 6g has a vacuum suction hole 6h, fitting 162, tube 16
3. Connected to a vacuum pump (not shown) via a solenoid valve 107.

164はICチップ4移載用真空吸着パットであり、管継
手165、チューブ166、ソレノイドバルブ167を介して真
空ポンプ(図示せず)に接続されている。吸着パット16
4はアーム168に取付けられ、一対のスライドガイド169
a,169bに案内され、ハンドベース170に取付けられて、
上下に摺動可能な状態で保持され、ハンドベース170に
取付けられたエアシリンダ171のロッド172がアーム168
に連結されている。エアシリンダ171は管継手173、チュ
ーブ174、ソレノイドバルブ175を介して、高圧エア配管
(図示せず)に接続されている。ソレノイドバルブ175
を駆動することにより、アーム168を介して、吸着パッ
ト164は上下にスライドする。
A vacuum suction pad 164 for transferring the IC chip 4 is connected to a vacuum pump (not shown) via a fitting 165, a tube 166, and a solenoid valve 167. Suction pad 16
4 is attached to the arm 168, and a pair of slide guides 169
Guided to a, 169b, attached to the hand base 170,
The rod 172 of the air cylinder 171 mounted on the hand base 170 is slidably held up and down,
It is connected to. The air cylinder 171 is connected to a high-pressure air pipe (not shown) via a fitting 173, a tube 174, and a solenoid valve 175. Solenoid valve 175
, The suction pad 164 slides up and down via the arm 168.

ハンドベース170は水平面内を前後、左右に移動するX
Yステージ176のパルスモータ駆動ステージ176a,176bに
取付けられている。
The hand base 170 moves in the horizontal plane back and forth, left and right X
The Y stage 176 is attached to the pulse motor drive stages 176a and 176b.

178はトレー台であり、上面179にトレー180を一対の
位置決めピン181,182によって位置決めされ、トレー180
の上面には複数個所の凹部183が設けられ、ICチップ4
が位置決めされ予め搭載されている。
Reference numeral 178 denotes a tray base on which the tray 180 is positioned on the upper surface 179 by a pair of positioning pins 181 and 182.
A plurality of recesses 183 are provided on the upper surface of the IC chip 4.
Are positioned and mounted in advance.

184はリールプレートであり、送りモータ185が取付け
られ、モータ軸186にリール187の角穴188をはめ合わせ
る角軸189が取付けられている。第5図に示すように、
角軸の先端にはピン190を支点に折れ曲るストッパレバ
ー191が取付けられ、リール187の抜けを防止する。192
は固定ローラであり、リールプレート184支点軸193が固
定されベアリング(図示せず)を介して回動可能な状態
で保持されている。194はテンションローラであり、リ
ールプレート184に取付けたスライドガイド195を介し、
テンションローラ軸196が固定され、ベアリング(図示
せず)を介して回動可能な状態で保持されている。
Reference numeral 184 denotes a reel plate, on which a feed motor 185 is mounted, and a square shaft 189 for fitting a square hole 188 of the reel 187 to a motor shaft 186 is mounted. As shown in FIG.
A stopper lever 191 that bends around the pin 190 as a fulcrum is attached to the end of the square shaft to prevent the reel 187 from coming off. 192
Reference numeral denotes a fixed roller, to which a reel plate 184 fulcrum shaft 193 is fixed and held rotatably via a bearing (not shown). 194 is a tension roller, via a slide guide 195 attached to the reel plate 184,
The tension roller shaft 196 is fixed and held rotatably via a bearing (not shown).

197はスペーサであり、テープ1と共にリール187巻か
られある。198はスペーサ用固定ローラであり、リール
プレート184に支点軸199が固定されベアリング(図示せ
ず)を介して回動可能な状態で保持されている。200は
テンションローラであり、リールプレート184に取付け
たスライドガイド201を介し、テンションローラ軸202が
固定され、ベアリング(図示せず)を介して回動可能な
状態で保持されている。
Reference numeral 197 denotes a spacer, which is wound around the reel 187 together with the tape 1. Reference numeral 198 denotes a spacer fixing roller, and a fulcrum shaft 199 is fixed to the reel plate 184 and is held rotatably via a bearing (not shown). Reference numeral 200 denotes a tension roller. A tension roller shaft 202 is fixed via a slide guide 201 attached to a reel plate 184, and is held rotatably via a bearing (not shown).

203はリールプレート184に取付けられた巻取りモータ
であり、モータ軸204には送りモータ185と同様に角軸18
9が取付けられている。リールプレート184には、テンシ
ョンローラ194の位置を検出する一対のリミットスイッ
チ205,206が取付けられ、スライドガイド195のスライド
部195aに接触することによって動作し、各々、送りモー
タ185及び矢印G方向に巻取りモータ203を駆動する。
Reference numeral 203 denotes a take-up motor mounted on a reel plate 184. The motor shaft 204 has a square shaft 18 similar to the feed motor 185.
9 is installed. A pair of limit switches 205 and 206 for detecting the position of the tension roller 194 are attached to the reel plate 184, and operate by contacting the slide portion 195a of the slide guide 195, and take up the feed motor 185 and the arrow G direction, respectively. The motor 203 is driven.

以上の構成において、XYステージ176を駆動し、トレ
ー180上に搭載されている適当な位置のICチップ4の中
心4aに吸着パット164の中心164aが一致するように移動
した後、ソレノイドバルブ175を駆動しエアシリンダ171
を動作し、アーム168を介して吸着パット164を降下した
後、ソレノイドバルブ167を駆動し、ICチップ4の上面4
aを真空吸着し、再びアームを上昇させた後、XYステー
ジ176を駆動し、ICチップ4をチップステージ6に搭載
する位置に移動する。同時、XYθステージ36を駆動し、
チップステージ6をICチップ4受取り位置に移動してお
く。
In the above configuration, the XY stage 176 is driven, and after the center 164a of the suction pad 164 is moved to the center 4a of the IC chip 4 at an appropriate position mounted on the tray 180, the solenoid valve 175 is moved. Drive air cylinder 171
After the suction pad 164 is lowered via the arm 168, the solenoid valve 167 is driven to drive the upper surface 4 of the IC chip 4.
After vacuum-adsorbing a and raising the arm again, the XY stage 176 is driven to move to a position where the IC chip 4 is mounted on the chip stage 6. At the same time, drive the XYθ stage 36,
The chip stage 6 has been moved to the IC chip 4 receiving position.

次にソレノイドバルブ175を駆動し、エアシリンダ171
を動作させ、吸着パット164を降下させた後、ソレノイ
ドバルブ167を駆動し、ICチップをチップステージ6上
に搭載した後、ソレノイドバルブ175を駆動し、エアシ
リンダ171を動作させ吸着パット164を上昇させる。
Next, the solenoid valve 175 is driven, and the air cylinder 171 is operated.
Is operated, the suction pad 164 is lowered, the solenoid valve 167 is driven, the IC chip is mounted on the chip stage 6, the solenoid valve 175 is driven, the air cylinder 171 is operated, and the suction pad 164 is raised. Let it.

次にXYθステージ36を駆動し、旋回テーブル36cの旋
回中心109が光軸106と一致する位置に戻す。同時にパル
スモータ110を回動し、タイミングプーリ111、タイミン
グベルト113、タイミングプーリ112を介して駆動スプロ
ケット115を回動し、第6図に示すように、テープ1を
一定ピッチだけ矢印F方向に搬送し、テープガイド119
のボンディングホール121の中心122にテープ1の中心12
0を一致させる。この時、搬送されたテープ1長さによ
りテンションローラ194bが自重で下方に降下し、リミッ
トスイッチ206bが動作し、巻取りモータ203が回動し、
リール187bが回転しながらテープ1とスペーサ197を巻
き取る。これによってテープ1が引張られ、テンション
ローラ194bが押上げられリミットスイッチ205bが動作
し、巻取りモータ203が停止する。同時にテープ1が引
張られテンションローラ194aが押上げられ、リミットス
イッチ205aが動作し、送りモータ185が回動し、リール1
87aが回転しながらテープ1とスペーサ197を送り出す。
これによってテープ1がゆるみ、テンションローラ194a
が降下し、リミットスイッチ206aが動作し、送りモータ
185が停止する。駆動スプロケット115が回動し、テープ
1を搬送する毎にこの一連の動作を繰返し行なうことに
よって常に一定の張力をテープ1に加えることができ
る。
Next, the XYθ stage 36 is driven to return the turning center 109 of the turning table 36c to a position where it coincides with the optical axis 106. At the same time, the pulse motor 110 is rotated, and the driving sprocket 115 is rotated via the timing pulley 111, the timing belt 113, and the timing pulley 112, and the tape 1 is conveyed at a constant pitch in the direction of arrow F as shown in FIG. And tape guide 119
Of the tape 1 to the center 122 of the bonding hole 121
Match 0. At this time, the tension roller 194b descends by its own weight according to the length of the tape 1 conveyed, the limit switch 206b operates, and the winding motor 203 rotates,
The tape 1 and the spacer 197 are wound up while the reel 187b rotates. As a result, the tape 1 is pulled, the tension roller 194b is pushed up, the limit switch 205b operates, and the winding motor 203 stops. At the same time, the tape 1 is pulled, the tension roller 194a is pushed up, the limit switch 205a operates, the feed motor 185 rotates, and the reel 1
The tape 87 and the spacer 197 are sent out while rotating 87a.
As a result, the tape 1 is loosened, and the tension roller 194a
Drops, the limit switch 206a operates, and the feed motor
185 stops. By repeating this series of operations each time the drive sprocket 115 rotates and conveys the tape 1, a constant tension can always be applied to the tape 1.

次にシャッタ18を閉じ、シャッタ11を開き落射照明用
光源8による画像をTVカメラ29a29bに取り込みテープ1
の最もコーナ寄りにあり直角をなす各1本のインナリー
ド2の位置を検し、第9図に示すように、予め定めた基
準位置207aとのオフセット量を加えた差を求め、その差
分だけXYZテーブル118を駆動し、インナリード2を基準
位置207aに合わせる。次にシャッタ11を閉じ、シャッタ
18を開き、斜方照明用光源16による画像をTVカメラ29a,
29bに取り込みチップコーナ4c,4dの位置を検出し、基準
位置207a,207bとの差を求め、その差から、ICチップ4
の傾きと、傾きを修正した後の前後左右方向の差分を計
算により求め、XYθステージ36を駆動し、基準位置207
a,207bにICチップ4のコーナ4c,4dを合わせる。
Next, the shutter 18 is closed, the shutter 11 is opened, and the image from the epi-illumination light source 8 is taken into the TV camera 29a29b.
The position of each inner lead 2 which is closest to the corner and forms a right angle is detected, and as shown in FIG. 9, a difference obtained by adding an offset amount to a predetermined reference position 207a is obtained. The XYZ table 118 is driven to adjust the inner lead 2 to the reference position 207a. Next, the shutter 11 is closed.
Open 18 and view the image from the oblique illumination light source 16 on the TV camera 29a,
At 29b, the positions of the chip corners 4c and 4d are detected, and the differences from the reference positions 207a and 207b are obtained.
And the difference between the front, rear, left and right directions after correcting the inclination is calculated, the XYθ stage 36 is driven, and the reference position 207 is calculated.
The corners 4c and 4d of the IC chip 4 are matched with a and 207b.

以上の動作を繰返えし行い所定の位置ズレ以内に納め
た後、再び落射照明光源8を用い同様にして、インナリ
ード2複数本の平均位置208a,208bを求め、斜照明用光
源16を用いて、バンプ3の複数個の平均位置209a,209b
を求め、ICチップ4の傾きと、傾きを修正した後の前後
左右方向の差分を計算により求め、XYθステージ36を駆
動し、インナリード2の平均位置208a,208bに対し、バ
ンプ3の平均位置209a,209bを合わせる。この動作を繰
返えし行い所定の位置ズレ量以内に納め、位置合せを終
了する。
After the above operation is repeated and set within the predetermined position deviation, the average position 208a, 208b of the plurality of inner leads 2 is similarly obtained again using the epi-illumination light source 8, and the oblique illumination light source 16 is set. Using a plurality of average positions 209a, 209b of the bump 3
XYθ stage 36 is driven, and the average position of the bumps 3 is compared with the average positions 208a and 208b of the inner leads 2. Match 209a and 209b. This operation is repeated until the position is within the predetermined positional deviation amount, and the alignment is completed.

この時ICチップ4に欠陥が画像処理によって発明され
た場合、XYθステージ36を位置合わせ前のICチップ4が
搭載された位置に戻し、XYステージ176、ソレノイドバ
ルブ167,175を駆動し、吸着パット164によってICチップ
4をトレー180の空き凹部183に戻した後、他のICチップ
4を再びチップステージ6に搭載し、同様の手段によっ
て、位置合わせを行う。
At this time, if a defect is found in the IC chip 4 by image processing, the XYθ stage 36 is returned to the position where the IC chip 4 before alignment is mounted, and the XY stage 176 and the solenoid valves 167 and 175 are driven. After returning the IC chip 4 to the empty concave portion 183 of the tray 180, another IC chip 4 is mounted on the chip stage 6 again, and alignment is performed by the same means.

また、テープ1のインナリード2に欠陥が発見された
場合、駆動スプロケット115を回動し、テープ1を一定
ピッチ搬送し、新たなインナリード2を位置決めした
後、再び同様な手段によって位置合わせを行う。
If a defect is found in the inner lead 2 of the tape 1, the drive sprocket 115 is rotated, the tape 1 is conveyed at a constant pitch, a new inner lead 2 is positioned, and the positioning is performed again by the same means. Do.

位置合わせが終了した後、モータ128を駆動し、第4
図に示すように、前後摺動プレート127を矢印B方向に
移動し、ボンディングツール7をボンディング位置39に
位置合わせを行った後、モータ131を駆動して、カップ
リング133、減速機134、ピン135、リンク136,137、上下
摺動プレート138、を介してヘッドベース150を矢印E方
向に降下させながら、ボンディングツール7、ヘッド14
7を介しロードセル151の反力を検出する。ボンディング
ツール7の下面7aが、インナリード2を介して、チップ
ステージ6上のICチップ4と接触し、所定の荷重を検出
した後、所定時間ボンディングツール7を押し付け、加
熱し、インナリード2がバンプ3に接合された後、再び
モータ128及び、モータ131を駆動して元の位置に戻り、
1つのICチップ4とテープ1上のインナリード2の熱圧
着接合を完了する。上記全ての動作を繰返し行うことに
よって連続的にインナリードボンディングを行うことが
できる。
After the alignment is completed, the motor 128 is driven, and the fourth
As shown in the figure, the front and rear sliding plate 127 is moved in the direction of arrow B, and after positioning the bonding tool 7 at the bonding position 39, the motor 131 is driven to drive the coupling 133, the speed reducer 134, and the pin. While lowering the head base 150 in the direction of arrow E via the 135, the links 136, 137, and the vertical sliding plate 138, the bonding tool 7, the head 14
The reaction force of the load cell 151 is detected via 7. The lower surface 7a of the bonding tool 7 comes into contact with the IC chip 4 on the chip stage 6 via the inner lead 2 and after detecting a predetermined load, presses and heats the bonding tool 7 for a predetermined time, so that the inner lead 2 is heated. After being joined to the bump 3, the motor 128 and the motor 131 are driven again to return to the original position,
The thermocompression bonding of one IC chip 4 and the inner lead 2 on the tape 1 is completed. By repeating all the above operations, the inner lead bonding can be performed continuously.

次に、図面を参照して本発明の一実施例によるTABイ
ンナリードボンディングのアライメント方法を説明す
る。
Next, an alignment method for TAB inner lead bonding according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第10図は本発明によるアライメント方法を適用したTA
Bインナリードボンダのボンディング位置周辺の構成及
びアライメント用検出光学系の構成を示す斜視図、第11
図はアライメント系の全体構成を示す機能ブロック図で
ある。
FIG. 10 shows a TA to which the alignment method according to the present invention is applied.
FIG. 11 is a perspective view showing a configuration around a bonding position of a B inner lead bonder and a configuration of a detection optical system for alignment, and FIG.
The figure is a functional block diagram showing the overall configuration of the alignment system.

第10図に示すように、テープ1上にはインナリード2
が順に設けられている。テープ1は図示しない送り機構
により、矢印の方向(X方向)にインナリード2の設定
ピッチで送られ、インナリード2は順々にボンディング
位置39に位置決めされる。一方、ICチップ4はXYθステ
ージ36に取付け、耐熱性の黒塗装を施したチップ加熱用
ステージ6の上に搭載し、これもボンディング位置39に
位置決めする。テープ1上のインナリード2とICチップ
4上に形成されたバンプ3をすべて位置合わせした後、
ボンディングツール7は破線で示す位置にY方向に移動
後、すべてのインナリード2とバンプ3を一括して同時
に熱圧着する。
As shown in FIG.
Are provided in order. The tape 1 is fed by a feed mechanism (not shown) at a set pitch of the inner leads 2 in the direction of the arrow (X direction), and the inner leads 2 are sequentially positioned at the bonding position 39. On the other hand, the IC chip 4 is mounted on the XYθ stage 36, mounted on the chip heating stage 6 coated with heat resistant black, and also positioned at the bonding position 39. After aligning all the inner leads 2 on the tape 1 and the bumps 3 formed on the IC chip 4,
After moving the bonding tool 7 to the position shown by the broken line in the Y direction, all the inner leads 2 and the bumps 3 are simultaneously thermocompression-bonded together.

第10図に示すアライメント用検出光学系は、ボンディ
ング位置39を光軸位置とした光学系で構成され、重なり
合ったインナリード2とICチップ4を同時に検出する。
本検出光学系は斜方照明系と落射照明系とパラメータ検
出系と観察系からなる。斜方照明系は光源16、ロータリ
ソレノイド17で動作するシャッタ18、導光用のガラスフ
ァイバ19、ファイバの開口部を円周上に配置したリング
照明装置20からなる。落射照明系は光源8、ミラー9、
絞り10、遮光用のシャッタ11、ミラー12、ハーフプリズ
ム13、対物レンズ14からなる。パターン検出系は対物レ
ンズ14、対物レンズ14の後側焦点位置に設置した絞り2
1、ミラー23、フィールドレンズ24、リレーレンズ25、
分岐用ミラー26a,26b、ミラー27a,27b,28a,28b、TVカメ
ラ29a,29bからなる。観察系は絞り21の後方でハーフプ
リズム22で分岐し、ミラー33、ズームレンズ34、TVカメ
ラ35からなる。
The alignment detection optical system shown in FIG. 10 is constituted by an optical system having the bonding position 39 as the optical axis position, and detects the overlapping inner lead 2 and IC chip 4 simultaneously.
This detection optical system includes an oblique illumination system, an epi-illumination illumination system, a parameter detection system, and an observation system. The oblique illumination system includes a light source 16, a shutter 18 operated by a rotary solenoid 17, a glass fiber 19 for guiding light, and a ring illumination device 20 in which the openings of the fibers are arranged on a circumference. The epi-illumination system includes a light source 8, a mirror 9,
It comprises an aperture 10, a light-blocking shutter 11, a mirror 12, a half prism 13, and an objective lens 14. The pattern detection system consists of an objective lens 14 and an aperture 2 installed at the rear focal point of the objective lens 14.
1, mirror 23, field lens 24, relay lens 25,
It is composed of split mirrors 26a, 26b, mirrors 27a, 27b, 28a, 28b, and TV cameras 29a, 29b. The observation system branches off at the half prism 22 behind the diaphragm 21 and includes a mirror 33, a zoom lens 34, and a TV camera 35.

本発明によるアライメント方法、すなわちすべてのイ
ンナリード2とバンプ3の位置合わせは、拡大図37に示
すように、ボンディング位置39でインナリード2とICチ
ップ4が重なり合った状態で行う。そしてアライメント
を行うために、ICチップ4の対角コーナ部の2つの視野
5a,5b内のパターンを検出する。さらに検出した両視野
の画像内で、各々インナリード2とICチップ4の位置を
求める。これらの位置データを用い、ICチップ4を搭載
したXYθステージの位置修正量を算出、インナリード2
は固定したままでICチップ4の位置を修正しアライメン
トする。アライメント終了後は、インナリード2及びIC
チップ4は固定したまま、その場でツール7によりボン
ディングする。このため機構部の精度等でアライメント
精度を悪化させることなく、ボンディングすることが可
能となる。
The alignment method according to the present invention, that is, the alignment of all the inner leads 2 and the bumps 3 is performed in a state where the inner leads 2 and the IC chip 4 are overlapped at the bonding position 39, as shown in the enlarged view 37. In order to perform alignment, two fields of view at the diagonal corners of the IC chip 4
The patterns in 5a and 5b are detected. Further, the positions of the inner lead 2 and the IC chip 4 are obtained in the detected images of both fields of view. Using these position data, the position correction amount of the XYθ stage on which the IC chip 4 is mounted is calculated.
With the fixed, the position of the IC chip 4 is corrected and aligned. After alignment is completed, the inner lead 2 and IC
The chip 4 is bonded by a tool 7 on the spot while being fixed. For this reason, bonding can be performed without deteriorating the alignment accuracy due to the accuracy of the mechanism.

重なり合った状態からインナリード2とICチップ4の
位置を確実に求めるため、落射照明と斜方照明の2つの
照明状態での画像を用いる。そこでアライメントを行う
際は、斜方照明用リング照明装置20をボンディング位置
39上方に設置する。そして斜方照明系のシャッタ18と落
射照明系のシャッタ11の開閉を制御することで照明方法
を選択する。いずれかの照明がなされたインナリード2
とICチップ4は、対物レンズ14でフィールドレンズ近傍
に結像後、さらにリレーレンズ25で拡大する。対角コー
ナ部を2つの視野で検出するため、リレーレンズ25を通
過した検出光はミラー26a,26bで左右に分岐される。ミ
ラー26aで反射した光はさらにイラー27a,28aで反射後、
TVカメラ29aの撮像面上に結像する。TVカメラ29aは、ボ
ンディング位置39を中心に左上半分の4半円38a内の拡
大像を検出する。同様にTVカメラ29bは、ボンディング
位置39を中心に右下半分の4半円38b内の拡大像を検出
する。TVカメラ29a,29bは図示しないXYステージに各々
保持されており、これらを移動することでICチップ4の
寸法に合わせて視野5a,5bの位置を調整し、対角コーナ
部のパターンを検出する。30a,30bは、視野5a,5b内のパ
ターンをTVカメラ29a,29bで検出した画像であり、これ
らを画像処理部31に入力し処理する。
In order to reliably determine the positions of the inner lead 2 and the IC chip 4 from the overlapping state, images in two illumination states, epi-illumination and oblique illumination, are used. Therefore, when performing alignment, place the oblique illumination ring illumination device 20 in the bonding position.
39 Installed above. An illumination method is selected by controlling opening and closing of the shutter 18 of the oblique illumination system and the shutter 11 of the epi-illumination system. Inner lead 2 with any lighting
After the image formation of the IC chip 4 near the field lens by the objective lens 14, it is further enlarged by the relay lens 25. In order to detect the diagonal corner in two fields of view, the detection light passing through the relay lens 25 is split right and left by mirrors 26a and 26b. The light reflected by the mirror 26a is further reflected by the mirrors 27a and 28a,
An image is formed on the imaging surface of the TV camera 29a. The TV camera 29a detects an enlarged image in the upper left half quadrant 38a with the bonding position 39 as the center. Similarly, the TV camera 29b detects an enlarged image in the lower right half quadrant 38b around the bonding position 39. The TV cameras 29a and 29b are respectively held on XY stages (not shown), and by moving these, the positions of the visual fields 5a and 5b are adjusted according to the dimensions of the IC chip 4 to detect the pattern of the diagonal corners. . 30a and 30b are images in which patterns in the visual fields 5a and 5b are detected by the TV cameras 29a and 29b, and these are input to the image processing unit 31 and processed.

アライメント時には、ICチップ4の位置を修正するた
め、インナリード2はバンプ3との間にわずかな間隙を
もって保持される。このため拡大図37に示すように重な
り合ったインナリード2とICチップ4を1つの結像系で
同時に検出するには、検出光学系が広い合焦範囲を持つ
ことが必要となる。本発明では対物レンズ14の後側焦点
位置に絞り21を設置することでテレセントリック光学系
を構成し、同時検出を可能にした。テレセントリック光
学系は、測定用投影器等に用いられているもので、試料
が正しいピント位置から光軸方向に多少動いても、像は
若干ぼけるが、その大きさはほとんど変化せず、測定に
与える影響が少ないという特長を持つ。また落射照明光
は対物レンズ14と絞り21の間のハーフプリズム13より導
光しているため、絞り21の径を変化させることで、落射
照明の視野を変化させることなく検出系のNA(開口数)
を調整でき、これにより焦点深度の調節が可能となり、
必要な合焦範囲を得ることができる。
At the time of alignment, the inner leads 2 are held with a slight gap between the bumps 3 to correct the position of the IC chip 4. Therefore, in order to simultaneously detect the overlapping inner lead 2 and IC chip 4 with one imaging system as shown in the enlarged view 37, the detection optical system needs to have a wide focusing range. In the present invention, a telecentric optical system is configured by installing the stop 21 at the rear focal position of the objective lens 14 to enable simultaneous detection. The telecentric optical system is used for measuring projectors and the like.Even if the sample moves slightly from the correct focus position in the direction of the optical axis, the image is slightly blurred, but the size is hardly changed. It has the feature of little influence. In addition, since the incident illumination light is guided from the half prism 13 between the objective lens 14 and the aperture 21, by changing the diameter of the aperture 21, the NA (aperture) of the detection system can be changed without changing the field of the illumination. number)
To adjust the depth of focus,
The required focusing range can be obtained.

本実施例では、対物レンズ14とリレーレンズ25を用
い、2段階の結像により拡大像を得ている。このため対
物レンズ14の倍率を小さくし、作動距離(対物レンズ14
の先端から試料までの距離)を長くできる。これにより
検出光学系とボンディングツール7が干渉しない構成を
実現する。また対物レンズ14には瞳径の大きな写真製版
用レンズを使用することで、各種ICチップ寸法に対応し
た視野を確保できる。以上の構成により、ICチップ4の
対角コーナ部を2つの視野で検出する固定した検出光学
系が実現可能となる。
In this embodiment, an enlarged image is obtained by two-stage imaging using the objective lens 14 and the relay lens 25. Therefore, the magnification of the objective lens 14 is reduced, and the working distance (the objective lens 14
Distance from the tip of the sample to the sample) can be lengthened. This realizes a configuration in which the detection optical system and the bonding tool 7 do not interfere with each other. Further, by using a photomechanical lens having a large pupil diameter as the objective lens 14, a field of view corresponding to various IC chip dimensions can be secured. With the above configuration, a fixed detection optical system that detects the diagonal corners of the IC chip 4 in two fields of view can be realized.

また斜方照明系で用いたリング照明装置20は、ツール
7を移動するステージに固定して取付けることにより、
専用の機構を設けることなくボンディング時には破線で
示す位置に退避できる。
In addition, the ring illumination device 20 used in the oblique illumination system is fixedly mounted on the stage on which the tool 7 moves,
It can be retracted to the position shown by the broken line at the time of bonding without providing a dedicated mechanism.

観察系は対物レンズ14の結像光をハーフプリズム22で
分岐、レンズ32の近傍でいったん結像し、ミラー33で反
射後ズームレンズ34で適当な倍率で拡大し、TVカメラ35
で検出する。ズームレンズ34とTVカメラ35は一体構造に
なっており、図示しないXYZ移動機構でこれを動かし、
拡大図37に示すインナリード2とICチップ4の任意の位
置のパターンを適当な倍率で真上から観察することがで
きる。
The observation system splits the image forming light of the objective lens 14 by the half prism 22, forms an image once in the vicinity of the lens 32, reflects the light on the mirror 33, enlarges the image with an appropriate magnification by the zoom lens 34, and
To detect. The zoom lens 34 and the TV camera 35 have an integral structure, and are moved by an XYZ moving mechanism (not shown).
A pattern at an arbitrary position of the inner lead 2 and the IC chip 4 shown in the enlarged view 37 can be observed from directly above at an appropriate magnification.

第11図にアライメント系の全体構成の機能ブロック図
を示す。アライメント系は、ボンディング位置で重なり
合ったテープ1上のインナリード2とICチップ4を同時
に検出する検出光学系47と、ICチップ4の対角コーナ部
の2つの視野内のパターンから、各視野内のインナリー
ド位置(以後リード位置と略す)とICチップ位置(以後
チップ位置と略す)を画像処理により求める画像処理部
31と、前記2つの視野内の位置データを用い、ICチップ
4を搭載したXYθステージ36の位置修正量を演算、さら
にこれを制御する機構制御部46と、ICチップ4移動用の
XYθステージ36、図示しないテープ1のXYZ移動機構か
らなる。
FIG. 11 shows a functional block diagram of the entire configuration of the alignment system. The alignment system includes a detection optical system 47 for simultaneously detecting the inner lead 2 and the IC chip 4 on the tape 1 overlapping at the bonding position, and a pattern in the two fields of view at the diagonal corners of the IC chip 4. Image processing unit that calculates the inner lead position (hereinafter abbreviated as the lead position) and the IC chip position (hereinafter abbreviated as the chip position) by image processing
31, a position control amount of the XYθ stage 36 on which the IC chip 4 is mounted using the position data in the two fields of view, a mechanism control unit 46 for controlling the position correction amount, and a mechanism control unit 46 for moving the IC chip 4
The XYθ stage 36 includes an XYZ moving mechanism for the tape 1 (not shown).

まず初めに、第12図により、機構制御部46が画像処理
部31から受け取った対角コーナ部の2つの視野5a,5b内
の位置データを用い、ICチップ4を搭載したXYθステー
ジの位置修正量を算出する手順を説明する。同図におい
てXOYはICチップを搭載したXYθステージ36の座標系、x
1o1y1はTVカメラ29aで検出する視野5aの座標系、x2o2y2
はTVカメラ29bで検出する視野5bの座標系であり、θ方
向は同図において反時計回り方向を正とする。RはXYθ
ステージ36の回転中心位置である。各視野内からは画像
処理により、リード位置L1,L2チップ位置C1,C2を求め
る。このL1とC1,及びL2とC2は、アライメント後には一
致すべき位置である。XYθステージ36の位置修正量は、
▲▼を▲▼に一致させるためのXYθ方
向の移動量として求まる。
First, referring to FIG. 12, the mechanism controller 46 uses the position data in the two fields of view 5a and 5b of the diagonal corner received from the image processor 31 to correct the position of the XYθ stage on which the IC chip 4 is mounted. The procedure for calculating the amount will be described. In the figure, XOY is the coordinate system of the XYθ stage 36 on which the IC chip is mounted, x
1 o 1 y 1 is the coordinate system of the field of view 5 a detected by the TV camera 29 a, x 2 o 2 y 2
Is a coordinate system of the visual field 5b detected by the TV camera 29b, and the θ direction is positive in the counterclockwise direction in FIG. R is XYθ
The rotation center position of the stage 36. The lead positions L 1 , L 2 and the chip positions C 1 , C 2 are obtained by image processing from within each field of view. The L 1 and C 1, and L 2 and C 2 is the position to be matched after the alignment. The position correction amount of the XYθ stage 36 is
It is obtained as the amount of movement in the XYθ direction for matching ▲ ▼ to ▲ ▼.

まず各位置の座標を以下のように定義する。 First, the coordinates of each position are defined as follows.

R(XR,YR) O1(X1,X1) O2(X2,Y2) L1
(x1L,y1L) C1(x1C,y1C) L2(x2L,y2L) C
2(x2C,yC2) はXOY座標系、はx1o1y1座標系、はx2o
2y2座標系での座標である。▲▼,▲
▼がX軸となす角θLは、 となる。チップ位置のθ方向の修正角度Δθは θ=θ+Δθ ∴Δθ=θ−θ(=(1)−(2)) ……(3) として求まる。回転中心Rを中心にΔθだけチップを回
転すると、チップ位置C1はC1′へ、C2はC2′へ移動す
る。θ方向は既に修正されたため、▲▼は
▲▼と平行になる。ここで、C1′,C2′の座標
をXOY座標系で表わし、C1′(X′1C,Y′1C),C2
(X′2C,Y′1C)とする。
R (X R, Y R) O 1 (X 1, X 1) O 2 (X 2, Y 2) L 1
(X 1L, y 1L) C 1 (x 1C, y 1C) L 2 (x 2L, y 2L) C
2 (x 2C , y C2 ) is the XOY coordinate system, is the x 1 o 1 y 1 coordinate system, is x 2 o
2 y Coordinates in the 2 coordinate system. ▲ ▼, ▲
The angles θ L and θ C that ▼ makes with the X axis are Becomes Fixed angle [Delta] [theta] in the theta direction of the chip position θ L = θ C + Δθ ∴Δθ = θ L -θ C (= (1) - (2)) obtained as a ... (3). When the tip is rotated around the rotation center R by Δθ, the tip position C 1 moves to C 1 ′ and C 2 moves to C 2 ′. Since the θ direction has already been corrected, ▲ ▼ becomes parallel to ▲ ▼. Here, the coordinates of C 1 ′ and C 2 ′ are represented by an XOY coordinate system, and C 1 ′ (X ′ 1C , Y ′ 1C ) and C 2
(X ′ 2C , Y ′ 1C ).

C1′の座標は以下の式で求まる。The coordinates of C 1 ′ are obtained by the following equation.

▲▼=▲▼+f(Δθ)▲▼ ……
(4) すなわち となる。さらにC1′がL1に一致するためのXY方向の修正
量ΔX1,ΔY1は ▲▼=▲▼−▲▼……(6) であるから として求まる。C2の移動からも同様にX,Y方向の移動量
ΔX2,ΔY2が次式で求まる。
▲ ▼ = ▲ ▼ + f (Δθ) ▲ ▼ ……
(4) Ie Becomes Further, the correction amounts ΔX 1 and ΔY 1 in the XY direction for making C 1 ′ coincide with L 1 are ▲ ▼ = ▲ ▼-▲ ▼ (6) Is obtained as Similarly, the movement amounts ΔX 2 and ΔY 2 in the X and Y directions can be obtained from the following expression from the movement of C 2 .

▲▼と▲▼は平行であるから であり、(7)或は(8)式で求めたXY方向移動量を用
いチップ位置を修正すれば良い。
▲ ▼ and ▲ ▼ are parallel Then, the chip position may be corrected using the XY direction movement amount obtained by the equation (7) or (8).

以上説明したように、回転中心位置Rと各視野位置
O1,O2と各視野内のリード位置し、チップ位置CからIC
チップ4を搭載したXYθステージ36のXYθ方向の移動修
正量を算出することができる。なお各視野位置O1,O2はI
Cチップ4の寸法に応じて、TVカメラ5a,5bの位置を移動
するごとに、あらかじめ測定しておく値である。
As described above, the rotation center position R and each visual field position
O 1 , O 2 and the lead position in each field of view and IC from the chip position C
The movement correction amount in the XYθ direction of the XYθ stage 36 on which the chip 4 is mounted can be calculated. Note that each visual field position O 1 , O 2 is I
It is a value measured in advance each time the position of the TV camera 5a, 5b is moved according to the size of the C chip 4.

上述したリード位置Lとチップ位置Cの定義の実施例
を、第13図,第14図,第15図に示す視野5内のパターン
を例に説明する。
An embodiment of the above-described definition of the lead position L and the chip position C will be described with reference to the pattern in the visual field 5 shown in FIGS. 13, 14 and 15 as an example.

第13図により一実施例を説明する。この場合、チップ
位置Cは直交するチップ外周の直線部分の交点、すなわ
ちチップコーナ位置とする。またリード位置Lは最もコ
ーナ側の水平・垂直方向各々1本のリードから決まる第
1リード位置l1を、第1リー度位置補正量ΔX,ΔYで補
正した位置とする。この第1リード位置補正量ΔX,ΔY
は、第14図に示すように正確にインナリード2とバンプ
3がアライメントされた状態での、チップコーナ位置C
と第1リード位置l1との差を示す。よってここで定義し
たリード位置Lとチップ位置Cは、アライメント後には
一致すべき位置となっている。なお第1リード位置補正
量ΔX,ΔYはアライメント実行前に設定しておく値であ
る。
One embodiment will be described with reference to FIG. In this case, the chip position C is the intersection of the orthogonal linear portions on the outer periphery of the chip, that is, the chip corner position. The lead position L is most corner side of the first lead position l 1 determined from the horizontal and vertical directions respectively one lead, the first Lee degree position correction amount [Delta] X, corrected by ΔY position. The first lead position correction amounts ΔX, ΔY
The chip corner position C in a state where the inner leads 2 and the bumps 3 are accurately aligned as shown in FIG.
When indicating the difference between the first lead position l 1. Therefore, the lead position L and the chip position C defined here are positions to be matched after the alignment. Note that the first lead position correction amounts ΔX and ΔY are values set before the execution of the alignment.

次に第15図により第二の実施例を示す。この場合は、
実際に接合するインナリード2とバンプ3は必ず重なっ
た部分を持ち、かつ接合しないインナリード2とバンプ
3は重なる部分を持たないという条件付で定義する。同
図に示すように、チップ位置Cは視野5内に含まれた複
数のバンプ3の位置から求めた平均バンプ位置とする。
これはX方向にならぶすべてのバンプに対し、各バンプ
のY方向の中心位置の平均値として求めたX座標と、同
様にして求めたY座標から定まる位置である。なお、同
図では水平・垂直方向とも2つのバンプが含まれた場合
を示しているが、例えば1方向に6つのバンプが含まれ
る場合には、6つのバンプの平均位置を用いる。一方リ
ード位置Lも、バンプの場合と同様に、視野5内に含ま
れた複数のリードの位置から求めた平均リード位置を用
いる。
Next, a second embodiment is shown in FIG. in this case,
The inner leads 2 and the bumps 3 that are actually joined always have an overlapping portion, and the inner leads 2 and the bumps 3 that are not joined have no overlapping portion. As shown in the figure, the chip position C is an average bump position obtained from the positions of the plurality of bumps 3 included in the visual field 5.
This is a position determined from the X coordinate obtained as the average value of the center position of each bump in the Y direction for all the bumps arranged in the X direction, and the Y coordinate obtained in the same manner. Although FIG. 2 shows the case where two bumps are included in both the horizontal and vertical directions, for example, when six bumps are included in one direction, the average position of the six bumps is used. On the other hand, as the lead position L, an average lead position obtained from a plurality of lead positions included in the visual field 5 is used as in the case of the bump.

第13図に示した定義では、チップコーナ位置Cと第1
リード位置l1が視野5内に入っていることがアライメン
トのための必要条件となる。また第15図に示した平均リ
ード・バンプ位置を用いる方法では、何らかの方法であ
る程度位置合わせがなされ、前述した条件が満足されて
いることがアライメントのための必要条件となる。
According to the definition shown in FIG. 13, the chip corner position C and the first
It is a necessary condition for the alignment lead position l 1 is within the field of view 5. In the method using the average lead / bump position shown in FIG. 15, the alignment is performed to some extent by some method, and the above-described conditions must be satisfied.

次に第10図に示すTVカメラ29a,29bで検出した画像30
a,30bから、前述のように定義したリード位置Lとチッ
プ位置Cを求める方法について、第16図〜第19図を用い
説明する。
Next, the image 30 detected by the TV cameras 29a and 29b shown in FIG.
A method of obtaining the lead position L and the chip position C defined as described above from a and 30b will be described with reference to FIGS.

第16図によりリード位置を検出する方法を説明する。
リード位置検出の場合は、第10図に示す斜方照明系のシ
ャッタ18を開,落射照明系のシャッタ11を閉にし、斜方
照明を行う。この照明では、リング照明装置20の円周上
に配置されたファイバの開口部から光が照射される。開
口部の径はICチップ4の外径よりも大きく、このため照
明光はインナリード2及びICチップ4の両表面に対し、
各方向から均等に斜め入射する。インナリード2は銅箔
をエッチングして形成したものであり、その表面はざら
ついているため、乱反射成分が多く明るく検出される。
一方ICチップ4はインナリード2に比べれば、その表面
は滑らかで乱反射成分が少ないため暗く検出される。こ
のためICチップ4の上にインナリード2が重なった状態
を斜方照明し検出すると、インナリード2を明るく顕在
化した画像が得られる。これを2値化すると第16図
(a)に示すような2値画像が得られる。ここで白い部
分は“1"、斜線部は“0"を示す。この2値画像からX方
向に並ぶリード位置を検出する手順を以下に説明する。
A method of detecting the lead position will be described with reference to FIG.
In the case of detecting the lead position, the oblique illumination system shutter 18 shown in FIG. 10 is opened and the epi-illumination illumination system shutter 11 is closed to perform oblique illumination. In this illumination, light is emitted from an opening of a fiber arranged on the circumference of the ring illumination device 20. The diameter of the opening is larger than the outer diameter of the IC chip 4, so that the illumination light is applied to both surfaces of the inner lead 2 and the IC chip 4.
The light enters obliquely evenly from each direction. The inner lead 2 is formed by etching a copper foil, and its surface is rough, so that many irregularly reflected components are detected brightly.
On the other hand, the surface of the IC chip 4 is detected darker than the inner lead 2 because the surface thereof is smooth and has less diffuse reflection components. Therefore, if the state in which the inner lead 2 is superimposed on the IC chip 4 is detected by oblique illumination, an image in which the inner lead 2 is made bright and visible is obtained. When this is binarized, a binary image as shown in FIG. 16 (a) is obtained. Here, a white portion indicates “1” and a hatched portion indicates “0”. A procedure for detecting the lead positions arranged in the X direction from the binary image will be described below.

(1) 同図(a)に示す投影幅でY方向に沿った“1"
部投影波形lead−pr(X)(同図(b))、すなわち同
一X座標の“1"画素の数を示す波形を作成する。この場
合投影幅は画像上端を始点とし、lead−pr(X)の最大
値と投影幅が等しくなるように設定する。具体的には、
最初は画像全面に対し投影処理を行い、投影波形の最大
値と投影幅を比較する。両者が等しくなければ最大値を
投影幅として再度投影処理を繰返す。この処理で上記の
条件の投影波形が自動的に得られる。
(1) “1” along the Y direction with the projection width shown in FIG.
A partial projection waveform lead-pr (X) (FIG. 9B), that is, a waveform indicating the number of “1” pixels at the same X coordinate is created. In this case, the projection width is set so that the upper end of the image is the starting point and the maximum value of lead-pr (X) is equal to the projection width. In particular,
First, projection processing is performed on the entire image, and the maximum value of the projection waveform is compared with the projection width. If they are not equal, the projection processing is repeated again with the maximum value as the projection width. With this processing, the projection waveform under the above conditions is automatically obtained.

(2) lead−pr(X)と閾値Thlの交点Ll,Lrの中点と
してリード位置LCを求める。Thlは投影幅に適当な比率
r(0<r<1)を乗じた値を用いる。
(2) the intersection L l of lead-pr (X) with a threshold Thl, obtains the read position L C as the midpoint of the L r. Thl uses a value obtained by multiplying the projection width by an appropriate ratio r (0 <r <1).

Y方向に並ぶリード位置も同様な手順で検出する。上
述した手順により、視野内に含まれるすべてのリード位
置を検出する。これらより第13図に示した第1リード位
置ll及び第15図に示した平均リード位置を求めることが
できる。
The lead positions arranged in the Y direction are detected in the same procedure. According to the above-described procedure, all the lead positions included in the visual field are detected. Can determine the average lead position shown in the first lead position l l and 15 shows from these in Figure 13.

次に第17図によりチップ位置Cとしてチップコーナ位
置を検出する方法を説明する。チップコーナ位置検出は
前述したリード位置検出を行った後で行う。この場合は
第10図に示す落射照明系のシャッタ11を開、斜方照明系
のシャッタ18を閉にし落射照明する。この照明では、照
明光はインナリード2及びICチップ4の両表面に対しほ
ぼ垂直に入射する。ICチップ4の表面は平滑なため、回
路パターンの明暗はあるものの正反射成分が多いため明
るく検出される。一方、インナリード2は表面がざらつ
いているため乱反射成分が多く、ICチップ4の表面に比
べると暗く検出される。ICチップ4の表面でもバンプ3
はめっき形成されるため表面がざらついており、インナ
リード2と同等に暗く検出される。このためICチップ4
の上にインナリード2が重なった状態を落射照明し検出
すると、インナリード2及びバンプ3は共に暗く、チッ
プ表面だけが明るくなった画像が得られる。これを2値
化すると第17図(a)に示すような2値画像が得られ
る。チップコーナ位置検出方法は、同図(a)の2値画
像からX,Y両方向のチップ外周の近似直線を求め、これ
ら2直線の交点として、チップコーナ位置Cを検出する
ものである。以下X方向のチップ外周を直線近似する手
順を示す。
Next, a method of detecting the chip corner position as the chip position C will be described with reference to FIG. The chip corner position detection is performed after the lead position detection described above is performed. In this case, the epi-illumination system shutter 11 shown in FIG. 10 is opened, and the oblique illumination system shutter 18 is closed to perform epi-illumination. In this illumination, the illumination light is incident on the inner lead 2 and the surface of the IC chip 4 almost perpendicularly. Since the surface of the IC chip 4 is smooth, although the circuit pattern is bright and dark, it is detected bright because of the large number of specular reflection components. On the other hand, since the inner lead 2 has a rough surface, it has a large amount of irregularly reflected components, and is detected darker than the surface of the IC chip 4. Bump 3 on the surface of IC chip 4
Has a rough surface due to plating, and is detected as dark as the inner leads 2. Therefore, IC chip 4
When the state where the inner lead 2 is superimposed on the inner lead 2 is detected by epi-illumination, an image in which both the inner lead 2 and the bump 3 are dark and only the chip surface is bright is obtained. When this is binarized, a binary image as shown in FIG. 17 (a) is obtained. In the chip corner position detection method, an approximate straight line of the outer periphery of the chip in both the X and Y directions is obtained from the binary image shown in FIG. 3A, and the chip corner position C is detected as the intersection of these two straight lines. A procedure for linearly approximating the outer periphery of the chip in the X direction will be described below.

(1) 同図(a)に示す投影幅でX方向に沿った“1"
部投影波形pelet−pr(X)(同図(b))を作成す
る。この波形を閾値Thpで左側より探索し、最初の交点
をpeとする。このpeよりさらにdpだけ進んだ点を始点と
し、同図(b)に示す探索範囲を設定する。dpを用いた
のはICチップ4の傾きθが大きい場合でも、正しくX方
向のチップ外周を探索する範囲を設定するためである。
(1) “1” along the X direction with the projection width shown in FIG.
A partial projection waveform pelet-pr (X) (FIG. 9B) is created. This waveform is searched from the left side with the threshold Thp, and the first intersection is set as pe. A search point shown in FIG. 4B is set with a point advanced by dp from pe as a start point. The reason why dp is used is to set a range for correctly searching the chip outer periphery in the X direction even when the inclination θ of the IC chip 4 is large.

(2) 第17図(a)の2値画像に対し、探索範囲内で
画像の上端からY方向に沿って探索し、画像が“0"(斜
線部)から“1"(白部)に最初に変化する点を抽出す
る。(同図(c)) (3) 同図(c)ではインナリード2がICチップ4の
上に重なった部分では、チップ外周以外の部分が抽出さ
れている。そこで前述した斜方照明画像から既に求めて
おいたリード位置データを用い、リード部近傍の抽出点
を除去(マスキング)する。(同図(d)) (4) 同図(d)のチップ外周抽出結果を最小2乗法
で近似する。(同図(e)) Y方向も同様に処理し、X,Y両方向の近似直線の交点
として、第13図に示したチップコーナ位置を求めること
ができる。
(2) The binary image shown in FIG. 17 (a) is searched along the Y direction from the upper end of the image within the search range, and the image is changed from “0” (shaded portion) to “1” (white portion). First extract the points that change. (FIG. (C)) (3) In FIG. (C), in the portion where the inner lead 2 overlaps the IC chip 4, a portion other than the chip outer periphery is extracted. Therefore, the extraction point near the lead portion is removed (masked) by using the lead position data already obtained from the above-described oblique illumination image. ((D) in the figure) (4) The result of extracting the outer periphery of the chip in the figure (d) is approximated by the least square method. (E in FIG. 13) The same processing is performed in the Y direction, and the chip corner position shown in FIG. 13 can be obtained as the intersection of the approximate straight lines in both the X and Y directions.

次に第18図,第19図によりチップ位置Cとして平均バ
ンプ位置を求める方法を説明する。バンプ位置検出は前
述したチップコーナ位置検出と同様に、リード位置検出
後行い、また落射照明で検出した画像を用いる。第18図
(a)はその2値画像でこの画像内でX方向に並ぶバン
プ位置の検出手順を以下に示す。
Next, a method for obtaining the average bump position as the chip position C will be described with reference to FIGS. The bump position detection is performed after the lead position detection in the same manner as the above-described chip corner position detection, and an image detected by incident illumination is used. FIG. 18 (a) shows the procedure for detecting the positions of bumps arranged in the X direction in this binary image.

(1) 第18図(a)に示す投影幅pでX方向に沿った
“1"部投影波形pelet−pr(X)(同図(b))を作成
する。この波形を閾値Thpで上側より探索し、最初の交
点peを求める。
(1) A “1” portion projection waveform pelet-pr (X) (FIG. 18B) along the X direction with a projection width p shown in FIG. 18A is created. This waveform is searched from the upper side with the threshold Thp to find the first intersection point pe.

(2) (1)で求めたpeを基準に投影幅bを設定し、
Y方向に沿った“0"部投影波形bump−pr(x)(同図
(c))を作成する。投影幅bはICチップ4の周辺のバ
ンプが存在する範囲に限定し、チップ内部のパターンの
影響を受けないように設定する。
(2) Set the projection width b based on pe obtained in (1),
A “0” portion projection waveform bump-pr (x) (FIG. 3C) along the Y direction is created. The projection width b is limited to a range in which bumps around the IC chip 4 are present, and is set so as not to be affected by a pattern inside the chip.

(3) 第18図(c)の投影波形bump−pr(x)からバ
ンプ位置を求める方法は、第19図を用いて説明する。こ
れにはインナリード2とバンプ3の位置合わせ状態によ
り、以下に示す2つの方法を選択する。
(3) The method of obtaining the bump position from the projected waveform bump-pr (x) in FIG. 18 (c) will be described with reference to FIG. For this purpose, the following two methods are selected depending on the alignment between the inner leads 2 and the bumps 3.

(i) バンプ3の左右両方のエッジがインナリード2
の脇から見える場合(同図(d)−1) リード位置検出(同図(d)−2)により既知のリー
ド位置LCを始点に、閾値Thp上でbump−pr(x)を左右
に探索し、各々最初の交点Bl,Brを求める。これらの中
点としてバンプ位置BCを求める。(同図(d)−3) (ii) バンプ3の一方のエッジがリードの下に隠れて
見えない場合(同図(e)−1) (i)と同様に交点B′l,B′を求める。そして探
索距離の長い方の交点(この場合はB′)からbW/2
(bW:バンプ幅)だけリード位置LC側に戻った位置をバ
ンプ位置B′とする。
(I) Both left and right edges of bump 3 are inner leads 2
Optionally visible from the side (FIG. (D) -1) read position detection (FIG. (D) -2) to the start point of known lead position L C, bump-pr (x) to the right and left on the threshold Thp I searched, each first intersection B l, Request B r. Obtaining a bump position B C As these midpoints. (FIG. (D) -3) (ii) When one edge of the bump 3 is hidden under the lead and cannot be seen (FIG. (E) -1) Intersections B ′ l , B ′ as in (i) Find r . Then, from the intersection having the longer search distance (in this case, B ′ l ), b W / 2
The: (b W bump width) by a position backward to the lead position L C side and the bumps located B 'C.

なお(i),(ii)いずれの方法を使うかの判別は、
探索距離の長い方の距離Sを用いて行う。すなわち (lW:リード幅)の場合には(i), の場合には(ii)の方法でバンプ位置を求める。
The method (i) or (ii) to determine which method to use
The search is performed using the longer distance S. Ie In the case of (l W : lead width), (i), In the case of (2), the bump position is obtained by the method (ii).

リード位置検出で既知となったX,Y方向すべてのリー
ド位置から、上述のようにバンプ位置を探索することに
より、視野内のすべてのバンプ位置を検出できる。これ
より第15図で示した平均バンプ位置の検出が可能とな
る。
By searching for bump positions as described above from all the lead positions in the X and Y directions known by the lead position detection, all bump positions in the visual field can be detected. This makes it possible to detect the average bump position shown in FIG.

次に第11図により、以上説明したリード位置L、チッ
プ位置Cを検出する画像処理部31の一実施例を説明す
る。
Next, an embodiment of the image processing unit 31 for detecting the above-described lead position L and chip position C will be described with reference to FIG.

画像処理部31は、スイッチ48、A/D変換器40、多値メ
モリ41、2値化回路42、2値メモリ43、投影処理回路4
4、マイコン45からなる。TVカメラ29a,29bで検出した画
像信号はスイッチ48で切換えて交互に処理する。40でA/
D変換後いったん多値メモリ41に記憶する。さらに42に
より2値化し、2値画像をメモリ43に記憶する。この2
値画像に対しマイコン45で投影幅を設定し、44により投
影波形を得る。マイコン45は投影波形すなわち1次元波
形を入力、これを処理しリード,バンプ等の位置を検出
する。この他マイコン45は検出光学系のシャッタ18、11
の開閉を制御し、画像処理の流れに応じて照明方法を選
択する。また2つの視野内の画像から検出したリード位
置L、チップ位置Cの各画像内の位置データを機構制御
部46に送る。
The image processing unit 31 includes a switch 48, an A / D converter 40, a multi-valued memory 41, a binarization circuit 42, a binary memory 43, and a projection processing circuit 4.
4, consisting of a microcomputer 45. The image signals detected by the TV cameras 29a and 29b are switched by a switch 48 and processed alternately. A / at 40
After the D conversion, the data is temporarily stored in the multi-valued memory 41. Further, the image is binarized by 42 and the binary image is stored in the memory 43. This 2
A projection width is set for the value image by the microcomputer 45, and a projection waveform is obtained by 44. The microcomputer 45 inputs a projection waveform, that is, a one-dimensional waveform, and processes this to detect the positions of leads, bumps, and the like. In addition, the microcomputer 45 includes shutters 18 and 11 of the detection optical system.
The opening and closing of the camera is controlled, and the lighting method is selected according to the flow of image processing. The position data in each image of the lead position L and the chip position C detected from the images in the two fields of view are sent to the mechanism control unit 46.

本発明による位置検出方法は、投影波形処理の繰返し
だけで行っており、画像処理部31の装置構成は単純で、
しかも規模を小さくすることが可能である。
The position detection method according to the present invention is performed only by repeating the projection waveform processing, and the device configuration of the image processing unit 31 is simple.
In addition, the scale can be reduced.

次に本発明によるアライメント方法を適用したTABボ
ンダのアライメント動作フローの一実施例を第20図によ
り説明する。
Next, an embodiment of an alignment operation flow of a TAB bonder to which the alignment method according to the present invention is applied will be described with reference to FIG.

アライメントはボンディング前のインナリード2とIC
チップ4をボンディング位置39に位置決め後スタート
(48)する。まず斜方照明し、いずれかの視野内でリー
ド位置検出49を行い第1リード位置を求め、リード位置
を修正(50)する。これはインナリード2をボンディン
グツール7の圧着面の下部に位置決めすることを目的と
し、XY方向に位置修正する。修正の目標位置は次のよう
にして求める。ツール7は第10図に示すようにYZ方向の
一定距離の移動を繰返すだけで、圧着面の位置は変化し
ない。そこで実際のボンディングをする前に、チップス
テージ6上にボリイミドテープ等を貼付けた薄板を乗
せ、ボンディングと同様にツール7を押付ける。薄板上
のテープには焼跡マークができ、これをアライメント用
TVカメラ29a(或は29b)で観察することで圧着面の位置
がわかる。圧着面の寸法はICチップ4の寸法にほぼ等し
いので、焼跡マークの位置にICチップ4を合わせる。そ
してこのチップにインナリード2を合わせた状態での第
1リード位置が目標位置となり、この位置にリードを合
わせる。
Alignment of inner lead 2 and IC before bonding
After positioning the chip 4 at the bonding position 39, the chip 4 is started (48). First, oblique illumination is performed, and the lead position is detected 49 in any field of view to obtain the first lead position, and the lead position is corrected (50). This aims at positioning the inner lead 2 below the crimping surface of the bonding tool 7, and corrects the position in the XY direction. The correction target position is obtained as follows. As shown in FIG. 10, the tool 7 merely repeats the movement of a certain distance in the YZ direction, and the position of the crimping surface does not change. Therefore, before performing actual bonding, a thin plate on which a polyimide tape or the like is adhered is placed on the chip stage 6, and the tool 7 is pressed in the same manner as bonding. Burn marks are formed on the tape on the thin plate, which can be used for alignment.
By observing with the TV camera 29a (or 29b), the position of the crimping surface can be known. Since the size of the crimping surface is almost equal to the size of the IC chip 4, the IC chip 4 is adjusted to the position of the burn mark. Then, the first lead position in a state where the inner lead 2 is aligned with the chip is a target position, and the lead is aligned with this position.

前述のようにツール7の圧着面にインナリード2を位
置合わせした後、再度リード位置検出(51)を行う。こ
れより以降、リードは固定しチップを移動することでア
ライメントする。そこで51で検出した第1リード位置と
平均リード位置が以後のアライメント動作の目標位置と
なる。そして次にチップ位置検出52により、インナリー
ド2とバンプ3のアライメント状態に応じ、チップコー
ナ位置もしくは平均バンプ位置を検出する。53ではリー
ド位置Lとチップ位置Cのずれ量チェックを行い、目標
とするアライメント精度に達していればボンディング
(56)する。精度未達であればチップ位置修正(55)
し、再度チップ位置検出(52)を繰返す。
After positioning the inner lead 2 on the crimping surface of the tool 7 as described above, the lead position detection (51) is performed again. Thereafter, the leads are fixed and the chips are moved to perform alignment. Therefore, the first lead position and the average lead position detected in 51 are the target positions for the subsequent alignment operation. Next, a chip corner position or an average bump position is detected by the chip position detection 52 according to the alignment state of the inner lead 2 and the bump 3. At 53, the amount of deviation between the lead position L and the chip position C is checked, and if the target alignment accuracy has been reached, bonding (56) is performed. If the accuracy is not achieved, correct the chip position (55)
Then, the chip position detection (52) is repeated again.

第21図(a)にずれ量チェック53の内容を示す。2つ
の視野5a,5b内でのリード位置Lに対するチップ位置C
のXY方向のずれ量dx1,dy1,dx2,dy2がいずれも目標精度
D以下のときアライメント終了とする。すなわち同図に
示すように、各視野においてリード位置Lを中心にXY方
向に±Dのアライメント精度範囲58にチップ位置Cが入
っていればアライメントを終了しボンディングする。
FIG. 21A shows the contents of the deviation amount check 53. Chip position C with respect to lead position L in two fields of view 5a, 5b
When the deviation amounts dx 1 , dy 1 , dx 2 , and dy 2 in the XY directions are all less than or equal to the target accuracy D, the alignment is terminated. That is, as shown in the figure, if the chip position C is within the alignment accuracy range 58 of ± D in the XY direction with respect to the lead position L in each field of view, the alignment is terminated and bonding is performed.

しかし実際の製品を上述のずれ量チェック方法だけで
アライメントすると、精度が収まらずボンディングでき
ない場合がある。この原因の一つとしてワーク精度の悪
さが挙げられる。例えばインナリード2を形成したテー
プ1は耐熱性の材質を選択,使用しているものの、高温
加熱したツール7やチップステージ6が近接するため、
熱的な変形は避けられない。第22図にテープが膨張して
いる場合のアライメントの例を示す。本実施例では先に
式(9)で述べたように、原理的には2つの視野のいず
れか一方で、チップ位置Cがリード位置Lに一致するよ
うに、XYθステージ36のXY方向の移動量を求めてやれば
アライメントできるはずである。しかし第22図に示すよ
うにテープが膨張し、ICチップ4に対し大きくなってい
る場合、視野5aだけでXY方向の移動量を求めると同図
(a)のようになる。すなわち視野5aではインナリード
2とバンプ3は良く位置合わせされているものの、視野
5bでは位置ずれが大きくなる。結局、膨張が大きいと視
野5b内の位置ずれベクトル▲▼が大きくなりア
ライメントが終了しない。同様なことは同図(b)に示
すように視野5bに着目した場合にも起こる。
However, if an actual product is aligned only by the above-described displacement amount checking method, the accuracy may not be reduced and bonding may not be performed. One of the causes is poor work accuracy. For example, the tape 1 on which the inner leads 2 are formed is made of a heat-resistant material selected and used.
Thermal deformation is inevitable. FIG. 22 shows an example of alignment when the tape is expanded. In this embodiment, the movement of the XYθ stage 36 in the XY direction such that the chip position C coincides with the lead position L in one of two fields of view in principle, as described in the expression (9) above. You should be able to align if you calculate the amount. However, when the tape expands and becomes larger than the IC chip 4 as shown in FIG. 22, if the movement amount in the XY direction is obtained only by the visual field 5a, it becomes as shown in FIG. In other words, although the inner leads 2 and the bumps 3 are well aligned in the field of view 5a,
In 5b, the displacement increases. As a result, if the expansion is large, the displacement vector ▲ in the field of view 5b becomes large, and the alignment is not completed. The same thing occurs when attention is paid to the field of view 5b as shown in FIG.

そこで本発明のアライメント方法において、XY方向の
移動量算出の他の実施例として、式(7)、(8)で求
めた各視野に着目し算出した移動量の平均値をXY方向の
移動量とする。このようにすることで第22図の場合、視
野5a,5bの両視野において同等なずれ量を持ったアライ
メントを行うことが可能になる。これによりワーク精度
の悪い対象も、その精度に対応した最適なアライメント
を実現することができる。
Therefore, in the alignment method of the present invention, as another embodiment of the calculation of the movement amount in the XY direction, the average value of the movement amounts calculated by focusing on each visual field obtained by the equations (7) and (8) is calculated by the movement amount in the XY direction. And By doing so, in the case of FIG. 22, it is possible to perform alignment with the same shift amount in both the visual fields 5a and 5b. As a result, even for a target having a low work accuracy, an optimum alignment corresponding to the work accuracy can be realized.

前記した2視野の平均的アライメントは、ある程度精
度の悪いワークに対しても最適なアライメントを提供す
ることができる。しかしこの方法でもワーク精度がさら
に悪い場合には、精度未達でアライメントを終了できな
くなる。第21図(b)はθ方向の修正及び2視野の平均
的XY方向位置修正が終了した状態を示している。しかし
各視野内の位置ずれベクトル▲▼,▲
▼は、大きさがほぼ等しく、どちらも同図(a)に示す
アライメント精度範囲58より大きいため、前述のずれ量
チェック方法だけではアライメントを終了できない。こ
れを防ぐため、本発明ではずれ量チェック方法の他の実
施例として次の方法を付加する。すなわち、 (1) θ方向の修正量が十分小さい。
The above-described average alignment of the two fields of view can provide an optimum alignment even for a work with a poor accuracy to some extent. However, even in this method, if the work accuracy is further worse, the alignment cannot be completed because the accuracy has not been reached. FIG. 21 (b) shows a state in which the correction in the θ direction and the correction of the average position in the XY directions of the two visual fields have been completed. However, displacement vectors ▲ ▼, ▲
▼ are almost equal in size, and both are larger than the alignment accuracy range 58 shown in FIG. 9A, and therefore the alignment cannot be completed only by the above-described displacement amount checking method. In order to prevent this, in the present invention, the following method is added as another embodiment of the deviation amount checking method. (1) The correction amount in the θ direction is sufficiently small.

(2) 両視野とも位置ずれ量が目標精度より大きい。(2) In both fields of view, the amount of displacement is larger than the target accuracy.

(3) 両視野の位置ずれベクトル▲▼,▲
▼の和のベクトル(Δdx,Δdy)が、XY両方向と
も設定Δdよりも小さい。
(3) Displacement vectors ▲ ▼, ▲
The vector (Δdx, Δdy) of the sum of ▼ is smaller than the set Δd in both the XY directions.

上記(1)〜(3)の条件をすべて満足する場合に
は、これ以上のアライメトは不可能と判断し、第20図に
示すように、ボンディングを中止(57)する。
If all of the above conditions (1) to (3) are satisfied, it is determined that further alignment is impossible, and the bonding is stopped (57) as shown in FIG.

また第20図に示すアライメント動作フローでは、ずれ
量チェック53が終了したチップ位置修正を行う前に、ア
ライメント回数チェック54を行う。本来、位置修正量の
算出が正しければ、数回のチップ位置修正によりアライ
メントは終了するはずである。しかし何らかの原因によ
り、精度の収束性が悪く、規定回数以上チップ位置を修
正しようとした場合にもボンディングを中止(57)す
る。
In the alignment operation flow shown in FIG. 20, an alignment count check 54 is performed before the chip position is corrected after the shift amount check 53 is completed. Originally, if the calculation of the position correction amount is correct, the alignment should be completed by several chip position corrections. However, for some reason, the convergence of the accuracy is poor, and the bonding is stopped (57) even when the chip position is corrected more than a specified number of times.

ボンディング中止後は、警報を発し、ボンダの操作者
にワーク不良、装置不良等の問題が発生したことを知ら
せ、操作者は必要な措置をする。このようにすること
で、精度の悪いテープ等の早期発見、精度の悪いワーク
を無理にボンディングすることにより潜在的不良の防
止、アライメント動作の無限ループ化によるタクト低下
の防止等に効果がある。
After the bonding is stopped, an alarm is issued to inform the operator of the bonder that a problem such as a work defect or a device defect has occurred, and the operator takes necessary measures. By doing so, it is effective in early detection of a tape or the like with low precision, prevention of a potential defect by forcibly bonding a workpiece with low precision, prevention of a reduction in tact due to an infinite loop of the alignment operation, and the like.

次に第23図により、ICチップ4のコーナ部が1視野内
だけで検出される状態からのアライメント方法を説明す
る。本発明ではインナリード2とICチップ4のコーナ部
が2つの視野内で検出される状態を、XYθステージ36の
位置修正量算出の前提としている。インナリード2は第
20図の動作フローで示したように、テープ1が1ピッチ
分送られるごとにリード位置検出49とリード位置修正59
を行う。このため両視野内の一定位置にコーナ部を位置
決めできる。一方、ICチップ4はチップを整列配置した
トレイ等から、適当な搬送機構により、第10図に破線で
示したチップステージ6上に搭載後ボンディング位置に
位置決めする。搬送途中に位置決め装置を有していれ
ば、2視野内にICチップのコーナ部を入れることは容易
に行える。本実施例ではこのような位置決め機構を有さ
ないボンダに対し、ICチップ4の供給精度を緩和するた
めの、本発明によるアライメント方法の応用例を示す。
第23図(a)はICチップ4のコーナ部が視野5aで検出さ
れ、視野5bでは検出されない場合を示す。このような場
合には、視野5a内で検出した位置だけから、XY方向の修
正量を求めアライメントする。すなわち視野5a内の第1
リード位置とチップコーナ位置から、位置修正量(ΔX,
ΔY)を求める。修正後は同図(b)に示すように、2
つの視野でいずれもICチップのコーナ部が検出できる。
以後2視野内の位置データによるXYθ方向位置修正を行
い、同図(c)の状態になるまでアライメント動作を繰
返せば良い。ただしチップの傾きが大きい場合には、XY
方向の位置修正をしても1視野だけにしかICチップ4の
コーナが入らないこともある。この場合には、θ方向修
正量の算出ができず、これ以上アライメントできないた
め、自動アライメントを中止し、ボンダ操作者にアシス
トを要求する。本実施例によれば、本発明によるアライ
メント装置以外に、ICチップ4の位置決め専用の機構、
装置等が不要となり、ボンダの構成を簡略化できる。
Next, an alignment method from a state where the corner portion of the IC chip 4 is detected in only one visual field will be described with reference to FIG. In the present invention, the state in which the inner lead 2 and the corner portion of the IC chip 4 are detected in the two visual fields is premised on the calculation of the position correction amount of the XYθ stage 36. Inner lead 2
As shown in the operation flow of FIG. 20, each time the tape 1 is fed by one pitch, the lead position detection 49 and the lead position correction 59 are performed.
I do. For this reason, the corner portion can be positioned at a fixed position in both visual fields. On the other hand, the IC chip 4 is mounted on a chip stage 6 shown by a broken line in FIG. If a positioning device is provided in the middle of the transfer, it is easy to insert the corner of the IC chip into two fields of view. In this embodiment, an application example of the alignment method according to the present invention for reducing the supply accuracy of the IC chip 4 to a bonder having no such a positioning mechanism will be described.
FIG. 23 (a) shows a case where the corner portion of the IC chip 4 is detected in the visual field 5a but not detected in the visual field 5b. In such a case, the correction amount in the XY direction is obtained and aligned only from the position detected in the visual field 5a. That is, the first in the field of view 5a
The position correction amount (ΔX,
ΔY). After the correction, as shown in FIG.
The corner of the IC chip can be detected in any one field of view.
Thereafter, the position in the XYθ direction is corrected based on the position data in the two visual fields, and the alignment operation may be repeated until the state shown in FIG. However, if the tip tilt is large, XY
Even if the direction is corrected, the corner of the IC chip 4 may enter only one field of view. In this case, since the correction amount in the θ direction cannot be calculated and alignment cannot be performed any more, the automatic alignment is stopped, and the bonder operator is requested to assist. According to the present embodiment, in addition to the alignment device according to the present invention, a mechanism dedicated to positioning the IC chip 4,
No device or the like is required, and the configuration of the bonder can be simplified.

本発明ではアライメント動作に先立ち、予め設定して
おく値がある。以下設定方法の実施例を説明する。
In the present invention, there is a value set in advance before the alignment operation. Hereinafter, an embodiment of the setting method will be described.

最初に第14図に示す第1リード位置修正量ΔX,ΔYの
設定方法を説明する。まず同図に示すように、インナリ
ード2とバンプ3が2つの視野内で共にアライメントさ
れた状態にする。実際には第10図に示すTVカメラ29a,29
bの検出画像を図示しないモニタで観察しながら、XYθ
ステージを手動で動かしアライメントすれば良い。アラ
イメント後、第20図に示すリード位置検出51とチップ位
置検出52を実行し、第1リード位置とチップコーナ位置
を本実施例で前述したアルゴリズムにより自動検出す
る。これら2つの位置の差として、両視野内の第1リー
ド位置補正量が各々求まる。この方法はICチップ4の周
辺パターンの見え方に応じて、修正量を求めることがで
きる。また品種による変更も、ボンディング前に一度手
動アライメントを実施するだけで良く、簡単に行える。
また設計値を使っていないことから、精度の悪いワーク
に対しても、最適な修正量を与えることが可能である。
First, a method of setting the first lead position correction amounts ΔX and ΔY shown in FIG. 14 will be described. First, as shown in the drawing, the inner leads 2 and the bumps 3 are aligned together in two fields of view. Actually, the TV cameras 29a and 29 shown in FIG.
While observing the detected image of b on a monitor (not shown),
The stage can be moved manually for alignment. After the alignment, the lead position detection 51 and the chip position detection 52 shown in FIG. 20 are executed, and the first lead position and the chip corner position are automatically detected by the algorithm described in the present embodiment. As a difference between these two positions, a first lead position correction amount in both visual fields is obtained. According to this method, the correction amount can be obtained according to the appearance of the peripheral pattern of the IC chip 4. Further, the change depending on the type can be easily performed only by performing the manual alignment once before the bonding.
Further, since the design values are not used, it is possible to provide an optimum correction amount even for a workpiece with low accuracy.

次に第12図に示す各視野位置O1,O2の設定方法を説明
する。これには第24図(a)に示すチップステージ6上
に位置合わせマーク60を設け、これを利用する。チップ
ステージ6の黒塗装された表面は暗く検出されるため、
マーク60は明るく検出できる材質が表面となるようにパ
ターンを形成したものである。チップステージ6はXYθ
ステージ36のθステージ上に固定し、前記位置合わせマ
ーク60がθステージの回転中心と一致するように組立て
る。組立ての際は、θステージを回転しながらマーク60
を観察し、その動きから偏心方向を知る。これより微調
機構61を用いチップステージ6を微動することにより、
マーク60とθステージの回転中心の偏心をなくす。
Next, a method of setting the visual field positions O 1 and O 2 shown in FIG. 12 will be described. For this purpose, an alignment mark 60 is provided on the chip stage 6 shown in FIG. Since the black painted surface of the chip stage 6 is detected as dark,
The mark 60 is formed by forming a pattern so that a material that can be detected brightly becomes a surface. Chip stage 6 is XYθ
The stage 36 is fixed on the θ stage, and assembled so that the alignment mark 60 coincides with the rotation center of the θ stage. When assembling, rotate the θ stage to mark 60
Observe and know the eccentric direction from the movement. By finely moving the chip stage 6 using the fine adjustment mechanism 61,
Eliminates the eccentricity between the mark 60 and the rotation center of the θ stage.

さらにこの位置合わせマーク60を同図(b)に示すよ
うに、各視野5内で検出し、視野内でのマーク60の位置
及び検出した時のステージ位置から、両視野の原点位置
O1,O2をステージ座標系で求めることができる。
Further, as shown in FIG. 3B, the alignment mark 60 is detected in each field of view 5 and, based on the position of the mark 60 in the field of view and the stage position at the time of detection, the origin position of both fields of view is determined.
O 1 and O 2 can be obtained in the stage coordinate system.

次に視野内の位置合わせマーク60の位置を検出する手
段の一実施例を第24図(b)で説明する。まずXYθステ
ージ36を移動し、視野5内に位置合わせマーク60を位置
決めする。このマーク60をTVカメラで撮像、2値化後、
リード位置検出と同様に“1"部投影波形を作成する。投
影幅は画像全面とし、XY両方向について投影した波形に
対し、適当な閾値との交点を求め、それらの中点からマ
ーク60の視野内での位置を求める。他の実施例として
は、同図(c)に示すように、基準パターン記憶領域59
内に記憶した位置合わせマーク60の2値画像と、マーク
60を検出した視野5の画像とで、公知の技術であるパタ
ーンマッチングを行うことで、マーク60の位置が求ま
る。また他の実施例としては、視野5の画像内に検出さ
れたマーク60の外周に、カーソル等を外接することで
も、位置を求めることが可能である。
Next, an embodiment of the means for detecting the position of the alignment mark 60 in the field of view will be described with reference to FIG. First, the XYθ stage 36 is moved, and the positioning mark 60 is positioned in the visual field 5. This mark 60 is captured by a TV camera, binarized,
A "1" portion projection waveform is created in the same manner as the lead position detection. The projection width is set to the entire image, the intersection between the waveform projected in both the X and Y directions and an appropriate threshold is obtained, and the position of the mark 60 in the field of view is obtained from the middle point. In another embodiment, as shown in FIG.
The binary image of the registration mark 60 stored in the
The position of the mark 60 is determined by performing pattern matching, which is a known technique, with the image of the field of view 5 in which 60 has been detected. In another embodiment, the position can be obtained by circumscribing a cursor or the like to the outer periphery of the mark 60 detected in the image of the visual field 5.

次に第25図により、本発明によるボンディング位置39
でインナリード2とバンプ3を同時検出してアライメン
ト方式の特徴を生かした、インナリードボンディング方
法の実施例を示す。
Next, referring to FIG. 25, the bonding position 39 according to the present invention is shown.
5 shows an embodiment of an inner lead bonding method utilizing the features of the alignment method by detecting the inner lead 2 and the bump 3 simultaneously.

第25図(a)はボンディング対象近接の構成を示し、
62はテープ1を案内するテープガイド、63はテープガイ
ド62と連結したテープ用Zステージである。アライメン
トは、ICチップ4を動かすことで、固定したインナーリ
ード2にバンプ3を位置合わせする。このためインナリ
ード2とバンプ3の間にはわずかな隙間が設けられてい
る。アライメント終了後、この状態でツール7に熱圧着
すると、同図(b)に示すように、インナリード2の曲
がった部分でクラック64が発生しやすくなる。また同図
(c)に示すように、押付中にインナリードが横ずれを
起こし、圧着後のアライメント精度が悪化する場合があ
る。横ずれは、ツール7の圧着面のICチップ4面に対す
る平行出し不良、或はツール7の押付方向がICチップ4
に対し垂直でないといったことが原因として考えられ
る。
FIG. 25 (a) shows the configuration near the bonding target,
Reference numeral 62 denotes a tape guide for guiding the tape 1, and reference numeral 63 denotes a tape Z stage connected to the tape guide 62. In the alignment, the bump 3 is aligned with the fixed inner lead 2 by moving the IC chip 4. Therefore, a slight gap is provided between the inner lead 2 and the bump 3. After the alignment is completed, if thermocompression bonding is performed on the tool 7 in this state, cracks 64 are likely to be generated in the bent portion of the inner lead 2 as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 3C, the inner lead may be shifted laterally during pressing, and the alignment accuracy after crimping may be deteriorated. The lateral displacement is caused by a failure of the parallel contact of the crimping surface of the tool 7 to the surface of the IC chip 4 or the pressing direction of the tool 7
It is considered as a cause that it is not perpendicular to.

上記問題の解決方法としては、第25図(d)に示すよ
うに、アライメント終了後、テープ用Zステージ63を下
降し、インナリード2をバンプ3に近接させてから圧着
する。このようにすることで同図(e)に示すように、
インナリード2を曲げずにボンディングできることによ
り、クラッチ64の発生を防止できる。一方、インナリー
ド2の横ずれは、ツール7の押付けではほとんど発生し
ない。但しアライメント後にテープ用Zステージ63を駆
動するため、このステージの移動方向がICチップ4に対
し傾いていると、同図(c)と同様な横ずれが発生す
る。これは再現性のある現象のため、アライメント方法
で対応できる。すなわち、第21図(a)に示すようにア
ライメントの目標位置となる各視野のリード位置Lに、
テープ用Zステージ63の動作に起因したずれ量分をオフ
セット量として加え、これを目標位置としてアライメン
トする。この方法では、インナリード2とバンプ3はず
れた状態でアライメントされる。アライメント後、テー
プ用Zステージ63が下降するとインナリードは一定量だ
け横ずれし、これにより第25図(d)の状態で正しくア
ライメントできる。
As a solution to the above problem, as shown in FIG. 25 (d), after the alignment is completed, the tape Z stage 63 is lowered, and the inner leads 2 are brought close to the bumps 3 and then pressed. By doing so, as shown in FIG.
Since the bonding can be performed without bending the inner lead 2, the occurrence of the clutch 64 can be prevented. On the other hand, the lateral displacement of the inner lead 2 hardly occurs when the tool 7 is pressed. However, since the tape Z stage 63 is driven after the alignment, if the moving direction of this stage is inclined with respect to the IC chip 4, a lateral displacement similar to that shown in FIG. This can be dealt with by an alignment method because of a phenomenon with reproducibility. That is, as shown in FIG. 21 (a), the lead position L of each field of view, which is the target position of the alignment,
The amount of deviation caused by the operation of the tape Z stage 63 is added as an offset amount, and alignment is performed using the offset amount as a target position. In this method, alignment is performed with the inner leads 2 and the bumps 3 separated. After the alignment, when the tape Z stage 63 is lowered, the inner leads are shifted laterally by a fixed amount, so that the alignment can be performed correctly in the state of FIG. 25 (d).

また上記ずれ量はテープ用Zステージ63の下降前後で
リード位置検出し、両者の差から求めることが可能であ
る。
Further, the above-mentioned shift amount can be obtained by detecting the lead position before and after the tape Z stage 63 descends, and obtaining the difference between the two.

なお本実施例ではICチップ4の対角の2つのコーナ部
を検出していたが、2つのコーナ部であれば、特に対角
部分でなくともよい。また2つの視野を2ヘッドで同時
検出していたが、1ヘッドの検出系で、これを駆動する
ことにより、2つの視野を検出してもよい。また本実施
例で述べた位置検出方法は、1視野だけの場合にも適用
でき、XY方向のアライメントに適用可能なことは言うま
でもない。また本実施例は公知のパターンマッチング技
術を利用したチップ、テープ位置検出方法と併用し、最
終的にアライメントを高精度化する部分として適用可能
である。また本実施例では斜方照明用にリング照明装置
20を用いていたが、これは複数のガラスファイバで構成
した照明装置等の均一に対象を斜めから照明する機能を
持つものであれば代替可能である。また落射照明も対物
レンズ14を通して導光することを限定するものではな
く、対物レンズ14と対象との間から導光することも可能
である。
In the present embodiment, two diagonal corners of the IC chip 4 are detected. Further, two fields of view are detected simultaneously by two heads, but two fields of view may be detected by driving this with a detection system of one head. In addition, the position detection method described in the present embodiment can be applied to only one visual field, and it is needless to say that it can be applied to alignment in the XY direction. In addition, this embodiment can be applied as a part for finally increasing the accuracy of the alignment by using in combination with a chip and tape position detecting method using a known pattern matching technique. In this embodiment, a ring illumination device for oblique illumination is used.
Although 20 was used, this can be replaced by any lighting device or the like having a function of uniformly illuminating an object obliquely, such as a lighting device composed of a plurality of glass fibers. In addition, epi-illumination is not limited to guiding light through the objective lens 14, and light can be guided from between the objective lens 14 and an object.

本発明はICチップ4が供給後、完全に非接触でXYθ方
向のアライメントを実現するものであり、アライメント
時のチップの割れ、欠けといった不良発生を防止でき
る。
The present invention realizes alignment in the XYθ direction completely without contact after the IC chip 4 is supplied, and can prevent defects such as cracking and chipping of the chip during alignment.

次に本発明に用いられる加圧機構の実施例について図
面により説明する。
Next, an embodiment of a pressing mechanism used in the present invention will be described with reference to the drawings.

第26図は本発明によるボンディングツールの上下動機
構である。(a)は正面図、(b)は側面図を示す。ベ
ース501に対してY方向に摺動可能に取付けられたツー
ルステージ502は、永久磁石型直流サーボモータ503によ
り駆動されている。ツールステージ502上にはツール駆
動用の永久磁石型直流サーボモータ505があり、減速用
のハーモニックドライブ507を介してリンク機構508の入
力リンク508aの角度を変化させうるようになっている。
上記リンク機構の出力リンク508cは、摺動案内機構517
に沿って上下動可能であり、これと結合されたツールサ
ポート509及びツール510が上下に動く。ツールサポート
509には切欠き509aが施してあり、ツール先端にZ方向
の力成分518が加えられると、第27図に示すように弾性
変形し、ロードセル511をツールサポート上面に押付け
る。ロードセル511はその接触力に応じた歪信号を発生
する。ロードセル511とツールサポート509上面との間隔
はネジ512を微調整することにより変化させることがで
きる。上記間隔の初期調整は、ツール510が第27図の力5
18に相当する外力を受けない状態において、ロードセル
511とネジ512との間に接触力が発生する位置までネジ51
2をしめこむことにより行なう。
FIG. 26 shows a vertical movement mechanism of the bonding tool according to the present invention. (A) shows a front view and (b) shows a side view. The tool stage 502 slidably mounted on the base 501 in the Y direction is driven by a permanent magnet type DC servo motor 503. A permanent magnet DC servo motor 505 for driving the tool is provided on the tool stage 502, and the angle of the input link 508a of the link mechanism 508 can be changed via a harmonic drive 507 for deceleration.
The output link 508c of the link mechanism is a sliding guide mechanism 517.
Along with the tool support 509 and the tool 510 coupled therewith. Tool support
The notch 509 has a notch 509a, and when a force component 518 in the Z direction is applied to the tip of the tool, it is elastically deformed as shown in FIG. 27 and presses the load cell 511 against the upper surface of the tool support. The load cell 511 generates a distortion signal according to the contact force. The distance between the load cell 511 and the upper surface of the tool support 509 can be changed by finely adjusting the screw 512. For the initial adjustment of the above interval, the tool 510 is
In the state where no external force equivalent to 18 is received, the load cell
Screw 51 until a contact force is generated between 511 and screw 512
Perform by inserting 2.

次にシステムのブロック図を第28図に示す。この図に
おいて、519はボンディング装置全体の管理を行なう主
制御装置であり、一点鎖線で示した520がツール上下動
制御装置である。主制御装置519から送出されるボンデ
ィング指令522はボンディングアルゴリズム523により処
理されて、ツールの駆動制御が行なわれる。ボンディン
グが終了するとボンディングアルゴリズムはボンディン
グ中のデータを解析し、結果を主制御装置519に送信521
する。
Next, a block diagram of the system is shown in FIG. In this figure, reference numeral 519 denotes a main controller for managing the entire bonding apparatus, and 520 shown by a dashed line is a tool vertical movement controller. The bonding command 522 sent from the main controller 519 is processed by the bonding algorithm 523 to control the driving of the tool. When bonding is completed, the bonding algorithm analyzes the data being bonded and transmits the result to the main controller 519.
I do.

このボンディングアルゴリズムの内容については後に
詳細を記述する。
Details of the bonding algorithm will be described later.

ツール上下動制御装置520では、ツール上下動駆動モ
ータ505に直結された光学式エンコーダ506の出力パルス
信号528をカウンタ529に入力して計数処理を行なうこと
により、ツールのZ方向の位置を検出している。又並行
して、上記モータ505の回転角変位525とツール510の変
位とで定まるロードセルの力検出値527を、増幅器530を
介してA/D変換器531に入力し、デジタル量として取り込
んでいる。以上のツールZ方向位置の検出と力検出と
は、同一の時間間隔で行ない、これをもとにボンディン
グアルゴリズム523が、各時間間隔内にて所定の演算を
行なって、モータ505に出力する電流値を定めている。
この出力電流指令値は、電流増幅器524に入力され、モ
ータの電流が制御される。
The tool vertical movement control device 520 detects the position of the tool in the Z direction by inputting the output pulse signal 528 of the optical encoder 506 directly connected to the tool vertical movement drive motor 505 to the counter 529 and performing a counting process. ing. At the same time, the load cell force detection value 527 determined by the rotation angle displacement 525 of the motor 505 and the displacement of the tool 510 is input to the A / D converter 531 via the amplifier 530 and is captured as a digital amount. . The detection of the position in the tool Z direction and the detection of the force are performed at the same time interval. Based on this, the bonding algorithm 523 performs a predetermined calculation within each time interval, and outputs the current output to the motor 505. The value is set.
This output current command value is input to the current amplifier 524, and the current of the motor is controlled.

上記の構成のツール上下動駆動機構の動作について第
29図及び第30図のフローチャートに従って説明する。
The operation of the tool vertical drive mechanism with the above configuration
This will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 29 and 30.

各ボンディング動作の開始前、ツールステージ502は
後方に退避しており、チップとリードとのアライメント
が終了するのを待っている状態にある(302)。この状
態にて主制御装置519からの通信を常時監視し、ボンデ
ィング指令の有無を判定している(304)。主制御装置5
19はアライメントが終了すると、チップ位置のY座標
Ty,加圧力目標値FB,加圧時間目標値TBの各データを、ボ
ンディング指令とひとまとまりのブロックとして送信す
る。ツール上下動制御装置520はこれを受けるとそれぞ
れのデータを制御プログラムの変数として記憶した後、
ツール上下動機構の駆動制御状態に移る(306)。
Before the start of each bonding operation, the tool stage 502 is retracted backward, and is in a state of waiting for the completion of alignment between the chip and the lead (302). In this state, the communication from the main controller 519 is constantly monitored to determine the presence or absence of a bonding command (304). Main controller 5
19 is the Y coordinate of the chip position when alignment is completed
Each data of T y , pressurization target value F B , and pressurization time target value T B is transmitted as a bonding command and a block. Upon receiving this, the tool vertical movement control device 520 stores each data as a variable of the control program,
The operation shifts to the drive control state of the tool vertical movement mechanism (306).

ツールはまずZ方向に上限界点に移動し、停止する
(308)。次にツールステージが方向前方に移動し、チ
ップ位置Tyに停止する(310)。次にツールがZ方向に
移動して、ツール先端とチップとの距離が所定の値にな
ると予想できる点AZまで接近し、停止する(312)。次
にあらかじめ定めておいた速度指令値Vrefを制御アルゴ
リズムの指令値に代入し(314)、速度制御アルゴリズ
ムを用いてツールのZ方向の速度を一定値に保ちつつツ
ールをチップ及びリードへと接近させる(316)。この
とき同時にロードセルからの信号値を監視して、ツール
とチップとの接触の有無を判定する(318)。以後、所
定の時間間隔で(316)及び(318)の処理をくり返し、
ロードセルから検出する信号値が加圧力の目標値に相当
する値になるまで続ける(320)。
The tool first moves to the upper limit in the Z direction and stops (308). Then the tool stage is moved forward, and stops the tip position T y (310). Next, the tool moves in the Z direction, approaches the point AZ where the distance between the tool tip and the tip can be expected to be a predetermined value, and stops (312). Next, the predetermined speed command value Vref is substituted into the command value of the control algorithm (314), and the tool approaches the chip and the lead while maintaining the speed of the tool in the Z direction at a constant value using the speed control algorithm. (316). At this time, the signal value from the load cell is monitored at the same time to determine whether there is contact between the tool and the chip (318). Thereafter, the processes of (316) and (318) are repeated at predetermined time intervals,
The process is continued until the signal value detected from the load cell becomes a value corresponding to the target value of the pressing force (320).

加圧力目標値に対応するロードセルの検出信号値に対
してフィードバックの制御を行ない(322)、加圧時間
目標値と実際に加圧力のフィードバック制御を行なった
時間とが等しくなった時点で(324)、ツールをZ方向
に上限界点まで移動し停止する(326)。更にツールス
テージをY方向後方限界点まで移動し停止した後(32
8)、加圧中の力検出値の偏差分布を集計し(330)、結
果を主制御装置へ送信して、1サイクルを終える(33
2)。
Feedback control is performed on the detection signal value of the load cell corresponding to the pressing force target value (322), and when the target pressurizing time value and the actual feedback control time of the pressing force become equal (324). ), The tool is moved to the upper limit point in the Z direction and stopped (326). After moving the tool stage to the rear limit point in the Y direction and stopping it (32
8) The deviation distribution of the force detection values during pressurization is totaled (330), the result is transmitted to the main controller, and one cycle is completed (33).
2).

第31図に、本実施例によるツールの動きを模式的に示
す。第31図(a)は各座標の時間変化である。(b)は
ツールの空間的移動を示している。,が位置決めを
するモードであり、〜は低速度でツールを降下させ
つつ力を検出しつづけるモード、そして,が検出さ
れた力をもとにフィードバック制御して、加圧力を目標
値に保持するモードである。
FIG. 31 schematically shows the movement of the tool according to the present embodiment. FIG. 31 (a) shows a time change of each coordinate. (B) shows the spatial movement of the tool. , Is a positioning mode, ~ is a mode in which force is continuously detected while lowering the tool at a low speed, and is a feedback control based on the detected force to maintain the pressing force at a target value. Mode.

それぞれのモードにおける制御演算方式をブロック図
により、第32図に示す。この図において、531は、第28
図における電流増幅器524、モータ505、及び光学式エン
コーダ506を統合したブロックであり、以後モータ系と
呼ぶこととする。又、532は、時系列信号の前後2項の
差分をとる差分要素であり、同図においてはモータ系の
出力であるモータ出力軸回転角度を近似微分して、回転
角速度をディジタル量として得る機構である。533はサ
ンプルホールド要素、534は差分要素、532と逆の要素で
あり、近似積分を行う積分器である。ZはZ変換因子で
ある。
FIG. 32 is a block diagram showing the control calculation method in each mode. In this figure, 531 is the 28th
It is a block in which the current amplifier 524, the motor 505, and the optical encoder 506 in the figure are integrated, and is hereinafter referred to as a motor system. Numeral 532 denotes a differential element for calculating a difference between two terms before and after the time series signal. In FIG. 532, a mechanism for approximately differentiating a motor output shaft rotation angle which is an output of the motor system to obtain a rotation angular velocity as a digital quantity. It is. 533 is a sample and hold element, 534 is a difference element, and an element opposite to 532, which is an integrator that performs approximate integration. Z is a Z conversion factor.

各モードにおいて、モータ系への出力mの時系列m
(K)(K=1,2,…)は次の様に演算される。
In each mode, time series m of output m to motor system
(K) (K = 1, 2,...) Is calculated as follows.

(a) m(K)=Kp(θ(K)−θ(K))−K
v{θ(K)−θ(K−1)} このモードではθは一定値でなく、与えられた初期
位置と目標位置との間を内分した値を用いる。
(A) m (K) = K pr (K) −θ (K)) − K
v {[theta] (K)-[theta] (K-1)} In this mode, [theta] r is not a constant value, but a value obtained by internally dividing the given initial position and target position.

(b) i(K)=i(K−1)+Kvi{vref−(θ
(K)−θ(K−1))};i(θ)≡0 m(K)=i(K)−Kvv{θ(K)−θ(K−1)} 前述の如く、このモードではVrefは一定値としてい
る。
(B) i (K) = i (K−1) + K vi {v ref − (θ
(K) −θ (K−1))}; i (θ) ≡0 m (K) = i (K) −K vv {θ (K) −θ (K−1)} As described above, this mode Vref is a constant value.

(c) i(K)=i(K−1)+Kfi{Fref−KF(θ
(K)−TZ(K))} m(K)=i(K)−Kff{Fref−Kf(θ(K)−T
Z(K))} このモードもFrefは一定として用いている。
(C) i (K) = i (K−1) + K fi {F ref −K F
(K) −T Z (K))} m (K) = i (K) −K ff {F ref −K f (θ (K) −T
Z (K))} In this mode, Fref is also used as a constant.

以上述べたツール上下動機構によってボンディングを
行なわせる際、第33図に示すような条件設定を実現でき
る。まず、ツールが接触する対象の反発力特性KFによ
り、加圧力の増加速度すなわち第33図における傾きは、
ほぼKF・vrefで与えられる。従って、設定可能なパラメ
ータである低速指令値を任意に変更することにより、加
圧力の立上りにおける傾きは任意に実現可能である。
又、加圧力目標値Frefも、プログラム中の一変数とでき
るため、任意に変更可能である。
When bonding is performed by the tool vertical movement mechanism described above, the condition setting as shown in FIG. 33 can be realized. First, due to the repulsive force characteristic K F of the object contacted by the tool, the rate of increase of the pressing force, that is, the inclination in FIG.
Approximately given by K F · v ref . Therefore, by arbitrarily changing the low-speed command value, which is a parameter that can be set, the inclination at the rise of the pressing force can be arbitrarily realized.
Also, the pressing force target value F ref can be arbitrarily changed because it can be a variable in the program.

本実施例の応用例として、ボンディング対象のチップ
上のバンプに高さ偏りがある場合への対応を述べる。第
34図は応用例のフローチャート、第35図は本応用例にお
けるツールとバンプとの挙動を示したものである。
As an application example of this embodiment, a description will be given of a case where bumps on a chip to be bonded have uneven height. No.
FIG. 34 is a flowchart of the application example, and FIG. 35 shows the behavior of the tool and the bump in this application example.

初期においてはツールはペレット(ICチップ)および
リードとは離れた状態にある(400)。ボンディング開
始の指令があると制御装置はツールの移動量を検出して
これを現在値としてメモリに保持する(402)。続いて
初期加圧力foを加圧力設定値frに代入したのちツール駆
動制御プログラムの繰返し実行にうつる。
Initially, the tool is separated from the pellet (IC chip) and leads (400). When there is a command to start bonding, the control device detects the amount of movement of the tool and holds this as a current value in the memory (402). Then the process moves the initial pressure f o to repeat the execution of the tool drive control program after you assign to the pressure setting value f r.

まず加圧力が検出され(406)、加圧力設定値frに対
するサーボ演算動作が行なわれ、その結果がツールの駆
動力を変化する手段に出力される(408)。続いてツー
ルの移動量が検出され、前回検出した時の値xoと比較さ
れる(410,412)。xoとxnが等しくなくツールが移動中
であれば、加圧力設定値frはそのままの値に保持したま
ま繰返し部分の先頭に戻る。これはツールが未だペレッ
トに接触してないか、バンプを初期加圧力fo以下の加圧
力でつぶしているかのどちらかの状態に対応する。
First pressing force is detected (406), the servo computation operation is performed for the pressure-force setting value f r, the result is output to the means for changing the driving force of the tool (408). Subsequently the amount of movement of the tool is detected, it is compared with the value x o when previously detected (410, 412). If x o and x n is not equal tool moving, pressure-force setting value f r is returned to the beginning of the repeated portions while holding unchanged value. Is this a tool is not yet in contact with the pellets, corresponding to either the status of whether the crush bumps initial pressure f o following pressure.

xoとxnが等しくなりツールの移動がなかった場合は加
圧力設定値frを増分Δfだけ増加させて繰返し部分の先
頭に戻る(414,416)。これはツールがバンプを加圧し
たまま両者がつり合っている状態に相当する。
If x o and x n it had no movement equally become tools back to the top of the repeated portion by increasing the pressure set value f r increment Δf (414,416). This corresponds to a state in which both are balanced while the tool presses the bump.

この繰返しを加圧力設定値frが所定のボンディング開
始可能加圧力Fcより大きくなるまで続けた後に、あらか
じめ定められたボンディング荷重Fbを加圧力設定値とし
たボンディング動作を行ない(418)、その後ツールを
後退させてボンディングを終了する(420,422)。この
際に、Fcの値は充分に多数のバンプがツールと接触状態
になることを条件として実験的に定める。
After continuing this repeated until pressure setpoint f r becomes greater than the predetermined bonding startable pressure F c, performs a bonding operation in which the bonding load F b predetermined and pressure-force setting value (418), Thereafter, the tool is retracted to complete the bonding (420, 422). At this time, the value of F c is sufficiently large number of bumps experimentally determined to become in contact with the tool as a condition.

第35図は上記のアルゴリズムの信号に対応するツール
7とバンプ3a,3bとの接触状態の変化を図示したもので
ある。ここでは理解の容易さのために、図示するバンプ
3は最も初期にツール7と接触するバンプ3a、及び加圧
力設定値frがFcより大きくなる以前において最も遅くツ
ール7と接触状態になったバンプ3bとの2つのバンプに
限っている。
FIG. 35 illustrates a change in the contact state between the tool 7 and the bumps 3a and 3b corresponding to the signal of the above algorithm. Here, for ease of understanding, it in contact with the slowest tool 7 in the previous bump 3a, and the pressure set value f r is greater than F c bump 3 is in contact with the tool 7 earliest illustrated Limited to the two bumps 3b.

同図(a)はツール7がどのバンプ3とも接触せずに
初期加圧力foを設定値として降下している状態である。
(b)はツール7がバンプ3aに接触して、加圧力foでつ
り合った状態を示している。(c)は加圧力を次第に増
加させながらバンプ3aを押しつぶしながらツール7が降
下している状態であり、このとき加圧力はバンプ3aを押
しつぶし続けるのに必要な最小限の値をとるため、衝撃
力や過大な加圧力はバンプ3aにはかからない。(d)は
ツール7降下が更にすすみ、バンプ3bがツール7と接触
する直前の状態である。このときはバンプ3aを含む所定
の個数のバンプ3が、加圧力Fc−Δfにより押しつぶさ
れている。(e)はバンプ3bがツール7に接触し、加圧
力設定値がFcより大きくなった状態で、この状態からボ
ンディング荷重をあらかじめ定められた値Fbとした正規
のボンディングを行なう。
FIG (a) is a state where the drop as a set value of the initial pressure f o without contacting 3 both which bumps tool 7.
(B) the tool 7 is in contact with the bump 3a, and shows a state in which balanced in pressure f o. (C) is a state in which the tool 7 is descending while crushing the bump 3a while gradually increasing the pressing force. At this time, the pressing force takes the minimum value necessary to keep crushing the bump 3a, No force or excessive pressure is applied to the bump 3a. (D) is a state immediately before the lowering of the tool 7 and the contact of the bump 3b with the tool 7. This time bump 3 a predetermined number including the bump 3a is crushed by applied pressure F c -.DELTA.f. (E) the bump 3b is in contact with the tool 7, with the pressure set value is larger than the F c, performs bonding of regular was predetermined value F b the bonding load from this state.

本応用例によれば、ICチップ(ペレット)4ごとにバ
ンプ3の高さに誤差がある場合でも、ツール7とバンプ
3との接触時における衝撃的な荷重変化があらかじめ定
めた初期加圧力以内に抑えられる効果がある。又、ボン
ディング初期における少数のバンプ3への過大な加圧力
が回避される効果がある。
According to this application example, even when there is an error in the height of the bump 3 for each IC chip (pellet) 4, the impact load change at the time of contact between the tool 7 and the bump 3 is within a predetermined initial pressing force. There is an effect that can be suppressed. Further, there is an effect that an excessive pressing force on a small number of bumps 3 in the initial stage of bonding is avoided.

本実施例によれば、加圧力のパラメータがボンディン
グ中に変更可能なため、対象の特性に合わせた条件設
定、アルゴリズム変更が可能となり、チップに対するダ
メージ低減に効果がある。
According to the present embodiment, since the parameters of the pressing force can be changed during bonding, it is possible to set conditions and change algorithms according to the characteristics of the object, which is effective in reducing damage to the chip.

次に本発明に用いられるボンディングツールの加熱方
法について説明する。
Next, a method of heating the bonding tool used in the present invention will be described.

従来ボンディングツール700は、通常インコネルで、
ボンディング部に焼結ダイヤモンドをはりつけた第36図
(a)に示す構造である。
Conventional bonding tool 700 is usually Inconel,
This is the structure shown in FIG. 36 (a) in which sintered diamond is bonded to the bonding portion.

ボンディング品質向上には、ツール700の先端のボン
ディング面の温度が、均一であることが必要である。第
37図(a),(b),(c)は種々のツール形状を仮定
して、ツールの温度分布をシミュレーションした効果で
ある。ツール内温度分布が最も均一となるのは、第37図
(c)の凹形ツール形状であり、第36図(b)に示す形
状のツールを試作し、実験した結果、ツールボンディン
グ面内温度分布を±2℃以内にすることができた。この
ため、第36図(b)に示す形状をとることにより、ボン
ディングの品質を向上させることができる。
To improve the bonding quality, the temperature of the bonding surface at the tip of the tool 700 needs to be uniform. No.
FIGS. 37 (a), (b) and (c) show the effects of simulating the temperature distribution of the tool assuming various tool shapes. The most uniform temperature distribution in the tool is the concave tool shape shown in FIG. 37 (c). A tool having the shape shown in FIG. 36 (b) was prototyped and tested. The distribution could be within ± 2 ° C. Therefore, by adopting the shape shown in FIG. 36 (b), the quality of bonding can be improved.

なお、第36図,第37図において、700はボンディング
ツールで、701はヒータ、702は熱電対、703は等温線で
ある。
36 and 37, reference numeral 700 denotes a bonding tool, 701 denotes a heater, 702 denotes a thermocouple, and 703 denotes an isotherm.

また、従来のツール形状は、第36図(a)に示したよ
うにツール700の加熱には、ツール700の上方に埋め込ま
れたヒータ701で行なっている。構造上、ボンディング
面への熱の供給は、インコネルのツール700を通しての
熱伝導で行なっている。このためツール表面からの輻射
による熱損失のため、ツール内温度分布は、第37図
(b)の如くならざるを得ず、ボンディング部の温度の
均一化に難点がある。また連続でボンディングした場合
には、一回毎のツール温度の低下が起り、その回復には
数秒を要し、ボンディングタクトタイムの増加、スルー
プットの低下を招いていた。そこで、第38図に示すよう
に、ツール700の周囲を囲むヒータブロック704から熱を
供給する構造とすることで、よりボンディング部の温度
の均一化をはかることができる。
In the conventional tool shape, the tool 700 is heated by a heater 701 embedded above the tool 700 as shown in FIG. 36 (a). Structurally, heat is supplied to the bonding surface by conduction through Inconel tool 700. For this reason, due to heat loss due to radiation from the tool surface, the temperature distribution in the tool must be as shown in FIG. 37 (b), and there is a difficulty in making the temperature of the bonding portion uniform. In the case of continuous bonding, the temperature of the tool decreases each time, and it takes several seconds to recover the temperature, resulting in an increase in bonding tact time and a decrease in throughput. Therefore, as shown in FIG. 38, by adopting a structure in which heat is supplied from a heater block 704 surrounding the periphery of the tool 700, the temperature of the bonding portion can be made more uniform.

一方、TABのインナボンダは、ボンディング温度が450
〜550℃と高い為、チップにかかる熱衝撃が極めて大き
い点が一つの問題である。とくに、加圧をともなう加熱
方式のため、ボンディングによるチップダメージ、テー
プ変形等の問題も、チップ大形化、多ピン化により益々
問題となる状況にある。そこでインナボンディング装置
の大半は、第39図(a)に示した如く、ステージ600の
中に棒状その他の形状にヒータ601を配置して、実施250
℃程度の予熱が可能となるように設計している。この構
造の問題点は、1つはステージ600の温度分布の均一性
についてほとんど考慮がなされていない点であり、もう
1つは、ボンディング時の加圧が、通常3〜10Kg f程度
は行なわれるため、場合によってはヒータ601の破損を
招くことであった。
On the other hand, TAB inner bonder has a bonding temperature of 450
One problem is that the thermal shock applied to the chip is extremely large because it is as high as 550550 ° C. In particular, due to the heating method involving pressurization, problems such as chip damage and tape deformation due to bonding are becoming more and more problematic due to the increase in chip size and the increase in the number of pins. Therefore, most of the inner bonding apparatuses are arranged such that a heater 601 is arranged in a bar or other shape in a stage 600 as shown in FIG.
It is designed so that preheating of about ℃ is possible. The problem with this structure is that one is that little consideration is given to the uniformity of the temperature distribution of the stage 600, and the other is that the pressure during bonding is usually about 3 to 10 kgf. Therefore, the heater 601 may be damaged in some cases.

そこで本実施例では、その点を考慮し、ツールの支持
ステージ600を円形として、その周囲をリング状ヒータ6
02で囲む構造とした点である。このことにより、ステー
ジ上では、ほぼ均一な温度分布が得られ、しかもツール
加圧による荷重がヒータ602には伝達されないため、ヒ
ータの破損を防ぐことができる。
Therefore, in the present embodiment, taking this point into consideration, the support stage 600 of the tool is circular, and the periphery thereof is a ring-shaped heater 6.
The point is that it is surrounded by 02. As a result, a substantially uniform temperature distribution is obtained on the stage, and a load due to tool pressurization is not transmitted to the heater 602, so that breakage of the heater can be prevented.

また、インナボンダーのステージ構造は、テープとチ
ップの位置合せのため、ステージ全体が、X−Y−θテ
ーブルにのっているのが普通であった。ステージ600
は、ボンディングツールからの熱、あるいは予熱による
熱発生をともなうため、冷却・断熱構造をとることによ
り、X−Y−θテーブルの熱による精度低下を防いでい
る。
In the stage structure of the inner bonder, the entire stage is usually mounted on an XY-θ table for positioning the tape and the chip. Stage 600
In this method, since the heat generated by the bonding tool or the preheating is involved, a cooling and heat insulating structure is employed to prevent the accuracy of the XY-θ table from deteriorating due to the heat.

特に予熱等を積極的に行なう場合には、発生熱量が大
きいため、第40図(a)に示したごとく、ステージ600
の周囲に放熱フイン603等をつけて熱放散している例も
ある。
Particularly, when preheating is actively performed, the amount of heat generated is large, and therefore, as shown in FIG.
There is also an example in which heat is dissipated by attaching a radiating fin 603 or the like to the periphery.

多ピンのインナボンディング(200ピン以上)では、
予熱が有効である反面、リードとバンプの位置合せ精度
が極めて高いことが要求されるため、特にこの放熱構造
が重要となる。
With multi-pin inner bonding (200 pins or more)
Although preheating is effective, it is required that the positioning accuracy between the leads and the bumps be extremely high, so this heat dissipation structure is particularly important.

実施例では上記の点にかんがみ、放熱をより有効に行
なうために、第40図(b)に示すように、ステージ600
をくりぬき構造とし水冷用水路604を設け、水冷式とし
たものである。この構造の採用により、予熱温度を従来
以上に上げることは勿論、X−Y−θテーブルの温度を
ほとんど上げることなく300℃迄の予熱が可能となる。
In view of the above points, in the embodiment, in order to more effectively release heat, as shown in FIG.
A water-cooled water channel 604 is provided with a hollow structure. By adopting this structure, it is possible to preheat up to 300 ° C. without increasing the temperature of the XY-θ table, as well as raising the preheating temperature more than before.

従来のボンディングツール700は、第41図(a)の如
く、ボンディング面内の温度均一化と、リードのSnめっ
きなどの酸化物等の付着を極小化するため、ボンディン
グ面には、焼結ダイヤモンド710をはりつけた構造とな
っている。しかし焼結ダイヤモンド710は、焼結の際、
助剤としてCoを用いるため、焼結面の粒界等にはCoが濃
縮されて残り、これに酸化物等が付着するため、10〜50
IC毎に研摩が必要である。
As shown in FIG. 41 (a), the conventional bonding tool 700 uses a sintered diamond on the bonding surface to uniformize the temperature within the bonding surface and minimize the adhesion of oxides such as Sn plating on the leads. It has a structure with 710 attached. However, when sintered 710 is sintered,
Since Co is used as an auxiliary agent, Co is concentrated and remains at the grain boundaries and the like on the sintered surface, and oxides and the like adhere to this, so that 10 to 50
Polishing is required for each IC.

分析の結果、このCoが核となり、主としてSnO2が付着
することが判明したので、本実施例では、第41図(b)
の如く、プラズマCVD等でダイヤモンド薄膜が形成可能
な点に着眼し、ツール700のボンディング面上に15μm
程度の膜711を形成して、ボンディング実験を行なっ
た。その結果、100IC程度でも付着は希少で、しかも研
摩も極めて容易であることがわかり、有効性が確認でき
た。
As a result of the analysis, it was found that this Co became a nucleus and that SnO 2 mainly adhered. Therefore, in this example, FIG. 41 (b)
Focus on the point where diamond thin film can be formed by plasma CVD etc.
A bonding experiment was performed by forming a film 711 of a degree. As a result, it was found that adhesion was rare even at about 100 IC, and polishing was extremely easy, confirming the effectiveness.

なお、第41図において、712はヒータ孔、713は熱電対
孔を示す。
In FIG. 41, reference numeral 712 denotes a heater hole, and 713 denotes a thermocouple hole.

また従来のボンディング用ステージはステージとし
て、セラミックやスレンレスなどの剛性の高い材料が使
用されている。このためツール700のボンディング面
と、チップ面の平行度がわずかに狂っていても、ツール
700の片当りによるボンディング不良が多発するという
問題がある。この傾向はチップが大形化,多ピン化する
程著しく、ボンディング開始前の調整に、多大の時間を
要し、しかも試しうちが必要でボンディング歩留りも低
下するという問題もある。また従来のボンディング方式
は硬いチップ、ステージ、ツールでボンディングするた
め、ツールが当った瞬間に、非常に大きな、衝撃力が発
生し、チップにダメージを生じる場合もある。
The conventional bonding stage uses a highly rigid material such as ceramic or stainless steel for the stage. Therefore, even if the parallelism between the bonding surface of the tool 700 and the chip surface is slightly
There is a problem that bonding failure due to contact with 700 pieces frequently occurs. This tendency is remarkable as the size of the chip is increased and the number of pins is increased, so that a large amount of time is required for adjustment before the start of bonding, and furthermore, there is a problem that the trial yield is required and the bonding yield is reduced. Further, in the conventional bonding method, since bonding is performed with a hard chip, stage, and tool, a very large impact force is generated at the moment when the tool is hit, which may cause damage to the chip.

第42図に示す実施例では、ステージ600上に、テフロ
ン、シリコーンゴムあるいはポリイミドなどの弾性体72
0をとりつけることにより、わずかの平行度のずれを吸
収し、しかも衝撃力を有効に吸収するものである。
In the embodiment shown in FIG. 42, an elastic body 72 such as Teflon, silicone rubber or polyimide is placed on the stage 600.
By attaching 0, a slight shift in parallelism is absorbed, and the impact force is effectively absorbed.

実施例では簡単化のため、セラミックステージ上に、
125μmのポリイミドテープをはりつけた構造で実験し
た。これにより従来、3時間程度かかっていた調整を、
わずか30分で行ない、同等のボンディング歩留りを達成
でき、本実施例の効果が確認できた。なお、第42図にお
いて、(a)はボンディング前の状態を、(b)はボン
ディング時の状態を示す図である。
In the embodiment, for simplicity, on a ceramic stage,
The experiment was conducted with a structure in which a 125 μm polyimide tape was attached. With this, the adjustment that conventionally took about 3 hours,
The same bonding yield was achieved in only 30 minutes, confirming the effect of the present embodiment. 42A shows a state before bonding, and FIG. 42B shows a state at the time of bonding.

従来のステージ構造は、基本的にはツール700のボン
ディング面とチップ4の平行度のずれを吸収する構造は
なく、あってもメカ的なバネ構造を有するものに限定さ
れている。これだけでは平行度のずれの吸収機能は十分
でなく、又ボンディング時の衝撃荷重の吸収にも不十分
である。
The conventional stage structure does not basically have a structure for absorbing a deviation in the parallelism between the bonding surface of the tool 700 and the chip 4, and is limited to a structure having a mechanical spring structure. This alone is not sufficient for the function of absorbing the deviation in parallelism, and also insufficient for absorbing the impact load during bonding.

そこで第43図に示す実施例では、空気や油等の流体の
粘張性挙動に着目し、上記の問題点を解決しようとした
ものである。すなわち、第43図に示すように、ステージ
600の下方に、シリンダ構造を利用したダンパー730を取
りつけた。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 43, attention is paid to the viscous behavior of a fluid such as air or oil, and the above problem is solved. That is, as shown in FIG.
Below the 600, a damper 730 using a cylinder structure was attached.

これにより、実用上問題となるわずかの平行度ずれ
(−2μm/チップ面)を吸収し、従来の平行度調整時
間、3時間を30分程度に短縮しても同等のボンディング
歩留りが得られることがわかった。また同上条件下での
チップのダメージを従来の1/10以下に低減できることが
わかった。
As a result, a slight parallelism shift (-2 μm / chip surface), which poses a practical problem, is absorbed, and the same bonding yield can be obtained even if the conventional parallelism adjustment time is reduced from 3 hours to about 30 minutes. I understood. It was also found that the chip damage under the same conditions can be reduced to less than 1/10 of the conventional one.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、高精度な位置合せができると共に、
位置合せ時の精度がボンディングする時にもそのまま保
たれ、インナボンディング工程での歩留りを向上させる
ことができる。また、バンプの高さに誤差がある場合で
もリードやバンプに過大な加圧力や衝撃的加圧力がかか
ることがなく、チップ割れやリード破壊、リードはがれ
などの接着不良が行らないという効果がある。さらに、
ツールの温度分布を均一化する等により、効率的な熱圧
着を行うことができる。
According to the present invention, highly accurate alignment can be performed,
Accuracy at the time of alignment is maintained during bonding, and the yield in the inner bonding step can be improved. In addition, even if there is an error in the height of the bump, an excessive pressure or a shocking pressure is not applied to the lead or the bump, and an effect that bonding failure such as chip breakage, lead breakage, and lead peeling does not occur. is there. further,
Efficient thermocompression bonding can be performed by, for example, making the temperature distribution of the tool uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の一実施例の全体構成図、第2図は、
従来方式の説明図、第3図は、本発明の装置の全体概観
図、第4図は、動作部分の斜視図、第5図は、テープ及
びスペーサの巻取り及びテンションナ部の斜視図、第6
図は、ボンディング部の拡大斜視図、第7図は、チップ
ステージの断面図、第8図は、ヘッド部の斜視図、第9
図は、位置合わせ状態図、第10図は、ボンディング位置
周辺の構成及びアライメント用検出光学系の構成を示す
斜視図、第11図は、アライメント系の全体構成を示す機
能ブロック図、第12図は、XYθ方向の位置修正量算出方
法の説明図、第13図〜第15図は、視野内のリード位置と
チップ位置の定義の説明図、第16図は、リード位置検出
方法の説明図、第17図は、チップコーナ位置検出方法の
説明図、第18図,第19図は、バンプ位置検出方法の説明
図、第20図は、アライメント動作フローのブロック図、
第21図は、ずれ量チェック方法の説明図、第22図は、2
視野平均アライメントの説明図、第23図は、1視野検出
状態からの復帰方法の説明図、第24図は、チップステー
ジ上位置合わせマークの説明図、第25図は、リード・バ
ンプ近接後ボンディングの説明図、第26図は、ボンディ
ングツールの上下動機構を示す図、第27図は、第26図の
要部を示す図、第28図は、ツールの駆動制御を行うため
の回路ブロック図、第29図及び第30図は、ツール上下動
駆動機構の動作フローチャート、第31図は、ツールの動
きを模式的に示す図、第32図は、第31図における各モー
ドの制御演算方式を示すブロック図、第33図は、ツール
上下動機構の条件設定を説明するための図、第34図は、
加圧制御の応用例を示すフローチャート、第35図は、第
34図におけるツールとバンプとの挙動を示す図、第36図
から第38図は、ボンディングツールを加熱するための形
状を示す図、第39図及び第40図は、チップステージを加
熱及び冷却するための形状を示す図、第41図は、ダイヤ
モンド薄膜を形成したツールの形状を示す図、第42図
は、弾性体をとり付けたステージ構造を示す図、第43図
は、ダンパーをとり付けたステージ構造を示す図であ
る。 1……テープ、2……インナリード、3……バンプ、4
……ICチップ、5,5a,5b……視野、6……チップステー
ジ、7……ボンディングツール、8……落射照明用光
源、9……ミラー、10……絞り、11……シャッタ、12…
…ミラー、13……ハーフプリズム、14……対物レンズ、
16……斜方照明用光源、17……ロータリソレノイド、18
……シャッタ、19……ガラスファイバー、20……リング
照明装置、21……可変絞り、22……ハーフプリズム、23
……ミラー、24……フィールドレンズ、25……リレーレ
ンズ、26a,26b,27a,27b,28a,28b……ミラー、29a,29b…
…TVカメラ、30a,30b……TVカメラの検出画像、31……
画像処理部、32……レンズ、33……ミラー、34……ズー
ムレンズ、35……TVカメラ、36……XYθステージ、37…
…ボンディング位置の拡大図、38a,38b……拡大像の検
出範囲、39……ボンディング位置、40……A/D変換器、4
1……多値メモリ、42……2値化回路、43……2値メモ
リ、44……投影処理回路、45……マイコン、46……機構
制御部、47……検出光学系、48……スイッチ。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an overall view of the apparatus of the present invention, FIG. 4 is a perspective view of an operating part, FIG. 5 is a perspective view of a tape and spacer winding and tensioner part, Sixth
FIG. 7 is an enlarged perspective view of a bonding portion, FIG. 7 is a cross-sectional view of a chip stage, FIG. 8 is a perspective view of a head portion, and FIG.
FIG. 10 is a diagram showing an alignment state, FIG. 10 is a perspective view showing a configuration around a bonding position and a configuration of an alignment detection optical system, FIG. 11 is a functional block diagram showing an entire configuration of the alignment system, and FIG. Is an explanatory diagram of a method of calculating a position correction amount in the XYθ direction, FIGS. 13 to 15 are explanatory diagrams of definitions of a lead position and a chip position in a visual field, FIG. 16 is an explanatory diagram of a lead position detecting method, 17 is an explanatory diagram of a chip corner position detecting method, FIGS. 18 and 19 are explanatory diagrams of a bump position detecting method, FIG. 20 is a block diagram of an alignment operation flow,
FIG. 21 is an explanatory diagram of a method for checking a shift amount, and FIG.
Illustration of field average alignment, FIG. 23 is an illustration of a method of returning from one field detection state, FIG. 24 is an illustration of an alignment mark on a chip stage, and FIG. 25 is bonding after lead / bump proximity 26 is a diagram showing a vertical movement mechanism of a bonding tool, FIG. 27 is a diagram showing a main part of FIG. 26, and FIG. 28 is a circuit block diagram for performing drive control of the tool. FIG. 29 and FIG. 30 are operation flowcharts of the tool vertical movement drive mechanism, FIG. 31 is a diagram schematically showing the movement of the tool, and FIG. 32 is a control operation method of each mode in FIG. The block diagram shown in FIG. 33 is a diagram for explaining the condition setting of the tool vertical movement mechanism, and FIG.
FIG. 35 is a flowchart showing an application example of the pressurization control, and FIG.
FIG. 34 shows the behavior of the tool and the bump in FIG. 34, FIG. 36 to FIG. 38 show the shape for heating the bonding tool, FIG. 39 and FIG. 40 show the heating and cooling of the chip stage FIG. 41 is a view showing a shape of a tool on which a diamond thin film is formed, FIG. 42 is a view showing a stage structure with an elastic body attached thereto, and FIG. 43 is a view showing a damper attached FIG. 4 is a diagram showing a stage structure in which the stage is placed. 1 ... tape, 2 ... inner lead, 3 ... bump, 4
…… IC chip, 5,5a, 5b …… Field of view, 6 …… Chip stage, 7 …… Bonding tool, 8 …… Light source for epi-illumination, 9 …… Mirror, 10 …… Aperture, 11 …… Shutter, 12 …
... mirror, 13 ... half prism, 14 ... objective lens,
16: Light source for oblique illumination, 17: Rotary solenoid, 18
...... Shutter, 19 ... Glass fiber, 20 ... Ring illumination device, 21 ... Variable aperture, 22 ... Half prism, 23
...... Mirror, 24 ... Field lens, 25 ... Relay lens, 26a, 26b, 27a, 27b, 28a, 28b ... Mirror, 29a, 29b ...
… TV camera, 30a, 30b …… Detected image of TV camera, 31…
Image processing unit, 32: Lens, 33: Mirror, 34: Zoom lens, 35: TV camera, 36: XYθ stage, 37:
... Enlarged view of bonding position, 38a, 38b ... Detection range of enlarged image, 39 ... Bonding position, 40 ... A / D converter, 4
1 ... multi-valued memory, 42 ... binarization circuit, 43 ... binary memory, 44 ... projection processing circuit, 45 ... microcomputer, 46 ... mechanism control unit, 47 ... detection optical system, 48 ... …switch.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 利満 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 岩田 尚史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 金田 愛三 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 芹沢 弘二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 田中 大之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 杉本 浩一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 酒井 俊彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松川 敬三 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 巳亦 力 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社日立製作所武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭57−160135(JP,A) 特開 昭61−39530(JP,A) 特開 昭58−139(JP,A) 特開 昭61−27645(JP,A) 特開 昭57−90955(JP,A) 特開 昭57−36840(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshimitsu Hamada 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hitachi, Ltd.Production Technology Laboratory (72) Inventor Naofumi Iwata 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Production Technology Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Aizo Kaneda 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Hitachi, Ltd. Production Technology Laboratory Co., Ltd. Address: Hitachi, Ltd., Production Technology Research Laboratories (72) Inventor Hiroyuki Tanaka 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Hitachi, Ltd. Production Technology Research Laboratories (72) Koichi Sugimoto: Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture 292 Hitachi Manufacturing Co., Ltd.Production Technology Laboratory (72) Inventor Toshihiko Sakai Kana 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kawasaki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Production Technology Research Laboratories (72) Inventor Keizo Matsukawa 1450 Kamimizu Honcho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi, Ltd.Musashi Factory (72) Inventor Riki Mimi 1450, Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Musashi Plant of Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-57-160135 (JP, A) JP-A-61-39530 (JP, A) JP-A-58-139 (JP, A) JP-A-61-27645 (JP, A) JP-A-57-90955 (JP, A) JP-A-57-36840 (JP, A)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】バンプを表面に形成したICチップとキャリ
アテープ上に形成されたインナリードとをボンディング
ステーションで対向させ、 前記ボンディングステーションでステージ上のICチップ
の位置をカメラで検出し、 前記ステージの位置補正量を算定して前記リードと前記
ICチップをアライメントし、ボンディングする半導体装
置の製造方法であって、 ICチップの角部に検知する視野を1箇所又は複数箇所設
定し、 前記インナリード又はICチップの位置を前記視野内で検
知し、 前記視野内のインナリードの位置又はICチップの位置
と、1箇所又は複数箇所の視野位置と、ICチップを搭載
したXYθステージの回転中心位置よりXYθ方向の修正量
を算出し、 前記リードと前記ICチップをアライメントし、ボンディ
ングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
An IC chip having bumps formed on a surface thereof and an inner lead formed on a carrier tape facing each other at a bonding station, wherein a position of the IC chip on a stage is detected by a camera at the bonding station; Calculate the position correction amount of the lead and the
A method of manufacturing a semiconductor device in which an IC chip is aligned and bonded, wherein one or more visual fields to be detected are set at corners of the IC chip, and the position of the inner lead or the IC chip is detected within the visual field. Calculating the correction amount in the XYθ direction from the position of the inner lead or the position of the IC chip in the field of view, the position of the visual field at one or more positions, and the rotation center position of the XYθ stage on which the IC chip is mounted, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: aligning and bonding the IC chip.
【請求項2】ボンディングステーションでキャリアテー
プ上に形成されたインナリードの位置をカメラで検出
し、 前記ボンディングステーションでバンプを表面に形成し
たICチップと前記インナリードとを対向させ、 前記ボンディングステーションで前記リードと前記ICチ
ップをアライメントし、ボンディングする半導体装置の
製造方法であって、 ICチップの角部に検知する視野を1箇所又は複数箇所設
定し、 前記インナリード又はICチップの位置を前記視野内で検
知し、 前記視野内のインナリードの位置又はICチップの位置
と、1箇所又は複数箇所の視野位置と、ICチップを搭載
したXYθステージの回転中心位置よりXYθ方向の修正量
を算出し、 前記リードと前記ICチップをアライメントし、ボンディ
ングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A position of an inner lead formed on a carrier tape is detected by a camera at a bonding station, and an IC chip having bumps formed on a surface thereof is opposed to the inner lead at the bonding station. A method of manufacturing a semiconductor device in which the lead and the IC chip are aligned and bonded, wherein one or more fields of view to be detected at corners of the IC chip are set, and the position of the inner lead or the IC chip is set to the field of view. And calculates the correction amount in the XYθ direction from the position of the inner lead or the position of the IC chip in the visual field, the visual field position at one or more locations, and the rotation center position of the XYθ stage on which the IC chip is mounted. Manufacturing the semiconductor device, wherein the leads and the IC chip are aligned and bonded. Construction method.
【請求項3】請求項1又は2いずれかに記載の半導体装
置の製造方法において、 前記インナリードと前記ICチップのアライメント後、前
記インナリードと前記ICチップの相対的な位置関係を固
定し、 前記インナリードと前記ICチップとをボンディングツー
ルで圧着させることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein after the alignment of the inner lead and the IC chip, a relative positional relationship between the inner lead and the IC chip is fixed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: bonding the inner lead and the IC chip with a bonding tool.
【請求項4】請求項1又は2いずれかに記載の半導体装
置の製造方法において、 ICチップとキャリアテープの両表面に直交する落斜照明
を行い、 この照明状態で検出した画像からICチップの位置を検出
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the oblique illumination orthogonal to both surfaces of the IC chip and the carrier tape is performed, and the IC chip is obtained from an image detected in this illumination state. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising detecting a position.
【請求項5】請求項2記載の半導体装置の製造方法にお
いて、 ICチップとキャリアテープの両表面に斜交する斜方照明
を行い、 この照明状態で検出した画像からインナリードの位置を
求めることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein oblique illumination is performed obliquely on both surfaces of the IC chip and the carrier tape, and a position of the inner lead is obtained from an image detected in this illumination state. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
JP63044416A 1987-06-10 1988-02-29 Bonding method and apparatus Expired - Lifetime JP2650943B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63044416A JP2650943B2 (en) 1987-06-10 1988-02-29 Bonding method and apparatus
US07/265,704 US5059559A (en) 1987-11-02 1988-11-01 Method of aligning and bonding tab inner leads
KR1019880014338A KR930002281B1 (en) 1987-11-02 1988-11-01 Bonding method of tab inner leads and apparatus thereof

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-143104 1987-06-10
JP14310487 1987-06-10
JP62-275799 1987-11-02
JP27579987 1987-11-02
JP63044416A JP2650943B2 (en) 1987-06-10 1988-02-29 Bonding method and apparatus

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8025016A Division JP2629658B2 (en) 1996-02-13 1996-02-13 Manufacturing method of electronic circuit components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01230240A JPH01230240A (en) 1989-09-13
JP2650943B2 true JP2650943B2 (en) 1997-09-10

Family

ID=26474904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63044416A Expired - Lifetime JP2650943B2 (en) 1987-06-10 1988-02-29 Bonding method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2650943B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW412817B (en) 1998-06-19 2000-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd A bump bonding apparatus and method
JP6600838B2 (en) * 2016-03-08 2019-11-06 ボンドテック株式会社 Alignment apparatus and alignment method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5790955A (en) * 1980-11-27 1982-06-05 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JPS57160135A (en) * 1981-03-28 1982-10-02 Shinkawa Ltd Automatic bonding method for inner lead
JPS58139A (en) * 1981-06-25 1983-01-05 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JPS6127645A (en) * 1984-07-18 1986-02-07 Shinkawa Ltd Die placing device for inner lead bonder
JPS6139530A (en) * 1984-07-31 1986-02-25 Shinkawa Ltd Inner lead bonder

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01230240A (en) 1989-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5059559A (en) Method of aligning and bonding tab inner leads
US9379082B2 (en) Pressure application apparatus and pressure application method
JP3255807B2 (en) TCP mounting method
JP2002368494A (en) Electric component mounting system and positional error detecting method in the same system
US7299545B2 (en) Alignment method and mounting method using the alignment method
JP4710432B2 (en) Component mounting apparatus and component mounting method
WO2020153203A1 (en) Mounting device and mounting method
CN111850461A (en) Alignment apparatus and method, film forming apparatus and method, and method for manufacturing electronic device
KR100785420B1 (en) Denting inspecting apparatus
EP0633505A1 (en) Process and device for adjusting the distance between a workpiece and a mask
US11823938B2 (en) Mounting device and mounting method
JP7071207B2 (en) Position detectors, position detection methods, manufacturing systems, manufacturing methods, control programs, and recording media
US5764366A (en) Method and apparatus for alignment and bonding
JP2650943B2 (en) Bonding method and apparatus
JP6120286B2 (en) Joining apparatus and joining method
JP5365618B2 (en) Position adjustment apparatus and position adjustment method
JP2022038048A (en) Mark detection device, alignment device, film-forming device, mark detection method, and film-forming method
JP2629658B2 (en) Manufacturing method of electronic circuit components
JPH09181118A (en) Method for manufacturing electronic circuit parts
JP2003249797A (en) Mounting apparatus and alignment method therefor
JP2002251018A (en) Proximity gap control method, proximity gap controller and proximity aligner
KR930002281B1 (en) Bonding method of tab inner leads and apparatus thereof
JP2022079965A (en) Wafer joint device
JP2007033625A (en) Apparatus and method for adhering optical components
JP2004205664A (en) Manufacturing device of display panel

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080516

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term