JP2735820B2 - 回転運動をするピックアップツールを備えたダイボンディング装置およびダイボンディング方法 - Google Patents
回転運動をするピックアップツールを備えたダイボンディング装置およびダイボンディング方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体チップの
製造に用いられるダイボンディング装置に関するもので
あって、より詳細には、ウェーハから分離した半導体チ
ップをリードフレームに移送する前に、半導体チップの
活性面を回転させることができる第２のピックアップツ
ールを備え、ＬＯＣ構造のパッケージ、ＣＯＬ構造のパ
ッケージ及びリードフレームパッドを使用する構造のパ
ッケージにいずれも適用させることができるダイボンデ
ィング装置およびダイボンディング方法に関するもので
ある。
製造に用いられるダイボンディング装置に関するもので
あって、より詳細には、ウェーハから分離した半導体チ
ップをリードフレームに移送する前に、半導体チップの
活性面を回転させることができる第２のピックアップツ
ールを備え、ＬＯＣ構造のパッケージ、ＣＯＬ構造のパ
ッケージ及びリードフレームパッドを使用する構造のパ
ッケージにいずれも適用させることができるダイボンデ
ィング装置およびダイボンディング方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体パッケージの製造工程にお
いて、ダイボンディング（ｄｉｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）又
はダイアタッチ（Ｄｉｅ ａｔｔａｃｈ）とは、ウェー
ハに設けられている半導体チップ中からＥＤＳ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｅ Ｓｏｒｔｉｎｇ）検査を経て
電気的に良好なチップだけを選別した後、これらをウェ
ーハから取り外し接着剤でリードフレームに接着するも
のである。ここで、ウェーハから分離された個別の半導
体チップをダイ（ｄｉｅ）という。
いて、ダイボンディング（ｄｉｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）又
はダイアタッチ（Ｄｉｅ ａｔｔａｃｈ）とは、ウェー
ハに設けられている半導体チップ中からＥＤＳ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｅ Ｓｏｒｔｉｎｇ）検査を経て
電気的に良好なチップだけを選別した後、これらをウェ
ーハから取り外し接着剤でリードフレームに接着するも
のである。ここで、ウェーハから分離された個別の半導
体チップをダイ（ｄｉｅ）という。
【０００３】半導体チップをリードフレームに接着させ
る方法には、エポキシと銀とを一定の比率で混合して作
られれる銀−エポキシ（Ａｇ Ｅｐｏｘｙ）を用いて、
チップをリードフレームに接着させた後、約１００℃〜
３００℃程の熱を加えて硬化させる方法と、金（Ａｕ）
とガラス（ｇｌａｓｓ）とを用いてダイボンディングす
る共晶（ｅｕｔｅｃｔｉｃ）方法と、トランジスタのよ
うな素子に用いられるはんだ付け（ｓｏｌｄｅｒｉｎ
ｇ）方法とがある。
る方法には、エポキシと銀とを一定の比率で混合して作
られれる銀−エポキシ（Ａｇ Ｅｐｏｘｙ）を用いて、
チップをリードフレームに接着させた後、約１００℃〜
３００℃程の熱を加えて硬化させる方法と、金（Ａｕ）
とガラス（ｇｌａｓｓ）とを用いてダイボンディングす
る共晶（ｅｕｔｅｃｔｉｃ）方法と、トランジスタのよ
うな素子に用いられるはんだ付け（ｓｏｌｄｅｒｉｎ
ｇ）方法とがある。
【０００４】上記のような方法の他、接着テープでチッ
プとリードフレームとを接着する方法があるが、これを
用いるパッケージには、リード−オン−チップ（Ｌｅａ
ｄＯｎ Ｃｈｉｐ、以下ＬＯＣという）パッケージとチ
ップ−オン−リード（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｌｅａｄ、以下
ＣＯＬという）パッケージとがある。
プとリードフレームとを接着する方法があるが、これを
用いるパッケージには、リード−オン−チップ（Ｌｅａ
ｄＯｎ Ｃｈｉｐ、以下ＬＯＣという）パッケージとチ
ップ−オン−リード（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｌｅａｄ、以下
ＣＯＬという）パッケージとがある。
【０００５】図５は、ＬＯＣパッケージに適用されるダ
イボンディング過程を説明するため、リードフレームと
半導体チップ及び接着剤を示す斜視図である。リードフ
レーム２の一定の部分にポリイミドテープ４を貼り付け
た後、半導体チップ６をテープ４に接着させる。半導体
チップ６の回路素子が設けられている活性面（ａｃｔｉ
ｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）がテープ４と直接接着されるこ
ととなり、半導体チップ６がリードフレーム２の図中下
側に位置する構造を有する。
イボンディング過程を説明するため、リードフレームと
半導体チップ及び接着剤を示す斜視図である。リードフ
レーム２の一定の部分にポリイミドテープ４を貼り付け
た後、半導体チップ６をテープ４に接着させる。半導体
チップ６の回路素子が設けられている活性面（ａｃｔｉ
ｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）がテープ４と直接接着されるこ
ととなり、半導体チップ６がリードフレーム２の図中下
側に位置する構造を有する。
【０００６】一方、図６はＣＯＬパッケージに適用され
るダイボンディング過程を説明するため、リードフレー
ムと半導体チップ及び接着剤を示す部分詳細図である。
リードフレーム１２にポリイミドテープ１４を貼りつけ
た後、半導体チップ１６をテープ１４に接着させること
は、図５のＬＯＣパッケージと同じであるが、回路素子
が設けられている活性面の反対側の面にテープ１４が貼
り付けられることが相違する。ダイボンディングが終わ
ると、リードフレーム１２と半導体チップ１６とは、ワ
イヤ１８により電気的に連結される。
るダイボンディング過程を説明するため、リードフレー
ムと半導体チップ及び接着剤を示す部分詳細図である。
リードフレーム１２にポリイミドテープ１４を貼りつけ
た後、半導体チップ１６をテープ１４に接着させること
は、図５のＬＯＣパッケージと同じであるが、回路素子
が設けられている活性面の反対側の面にテープ１４が貼
り付けられることが相違する。ダイボンディングが終わ
ると、リードフレーム１２と半導体チップ１６とは、ワ
イヤ１８により電気的に連結される。
【０００７】図５及び図６において説明したＬＯＣ、Ｃ
ＯＬパッケージに使用される接着テープはポリイミドテ
ープであって、両面に接着物質（ａｄｈｅｓｉｖｅ）を
塗布し、一方の面はリードフレームを貼りつけるとき使
用し、他方の面は半導体チップを取り付けるとき使用す
る。接着物質の種類には、熱硬化性樹脂（ｔｈｅｒｍｏ
−ｓｅｔｔｎｇ ｒｅｓｉｎ）と熱可塑性樹脂（ｔｈｅ
ｒｍｏ−ｐｌａｓｔｉｃ ｒｅｓｉｎ）とがあり、熱硬
化性樹脂は、約１００℃〜３００℃の温度と約０．１Ｋ
ｇから２Ｋｇまでの圧力下で接着が可能になり、接着後
には１００℃〜３００℃の温度で追加に硬化し外部のス
トレスに耐えることができる接着強度を維持する。これ
に対して、熱可塑製樹脂は３５０℃以上の高温と１Ｋｇ
以上の高圧下において作業が可能になり、ダイボンディ
ング後、追加的に硬化をしなくてもよい特徴がある。上
記したＬＯＣ及びＣＯＬの他、リードフレームパッドに
接着テープを貼りつけてダイボンディングするパッケー
ジもある。
ＯＬパッケージに使用される接着テープはポリイミドテ
ープであって、両面に接着物質（ａｄｈｅｓｉｖｅ）を
塗布し、一方の面はリードフレームを貼りつけるとき使
用し、他方の面は半導体チップを取り付けるとき使用す
る。接着物質の種類には、熱硬化性樹脂（ｔｈｅｒｍｏ
−ｓｅｔｔｎｇ ｒｅｓｉｎ）と熱可塑性樹脂（ｔｈｅ
ｒｍｏ−ｐｌａｓｔｉｃ ｒｅｓｉｎ）とがあり、熱硬
化性樹脂は、約１００℃〜３００℃の温度と約０．１Ｋ
ｇから２Ｋｇまでの圧力下で接着が可能になり、接着後
には１００℃〜３００℃の温度で追加に硬化し外部のス
トレスに耐えることができる接着強度を維持する。これ
に対して、熱可塑製樹脂は３５０℃以上の高温と１Ｋｇ
以上の高圧下において作業が可能になり、ダイボンディ
ング後、追加的に硬化をしなくてもよい特徴がある。上
記したＬＯＣ及びＣＯＬの他、リードフレームパッドに
接着テープを貼りつけてダイボンディングするパッケー
ジもある。
【０００８】図７はリードフレームパッドを用いてダイ
ボンディングを行なう半導体パッケージの部分斜視図で
ある。上述したＬＯＣやＣＯＬとは別に、半導体チップ
２６は接着テープ２４によってリードフレームのパッド
２３上に実装される。半導体チップ２６とリードフレー
ムの内部のリード２２との電気的な連結はワイヤ２８に
よりなされる。
ボンディングを行なう半導体パッケージの部分斜視図で
ある。上述したＬＯＣやＣＯＬとは別に、半導体チップ
２６は接着テープ２４によってリードフレームのパッド
２３上に実装される。半導体チップ２６とリードフレー
ムの内部のリード２２との電気的な連結はワイヤ２８に
よりなされる。
【０００９】このような多様の類型のパッケージのダイ
ボンディング装置のうち、ＬＯＣパッケージのダイボン
ディング工程で使用される従来の装置は図８に示されて
いる。図８を参照すると、従来のダイボンディング装置
は、ウェーハ４０から半導体チップ４７をピックアップ
しボンディングするためのリードフレームの位置に移送
するチップ移送部４１と、ボンディング時に半導体チッ
プとリードフレームとを支持する支え台としての役割を
するステージ４２と、ダイボンディングに必要な荷重を
加えてリードフレーム４５と半導体チップ４７を接着さ
せるボンドヘッド（ｂｏｎｄ ｈｅａｄ）４３、及びリ
ードフレーム４５を所望の位置に移動させるリードフレ
ーム移送部４４とを備えている。チップ移送部４１は、
真空力等によって半導体チップをピックアップするピッ
クアップツール（ｐｉｃｋ ｕｐｔｏｏｌ）４８と、こ
れらの移動のための溝４９とにより構成されている。
ボンディング装置のうち、ＬＯＣパッケージのダイボン
ディング工程で使用される従来の装置は図８に示されて
いる。図８を参照すると、従来のダイボンディング装置
は、ウェーハ４０から半導体チップ４７をピックアップ
しボンディングするためのリードフレームの位置に移送
するチップ移送部４１と、ボンディング時に半導体チッ
プとリードフレームとを支持する支え台としての役割を
するステージ４２と、ダイボンディングに必要な荷重を
加えてリードフレーム４５と半導体チップ４７を接着さ
せるボンドヘッド（ｂｏｎｄ ｈｅａｄ）４３、及びリ
ードフレーム４５を所望の位置に移動させるリードフレ
ーム移送部４４とを備えている。チップ移送部４１は、
真空力等によって半導体チップをピックアップするピッ
クアップツール（ｐｉｃｋ ｕｐｔｏｏｌ）４８と、こ
れらの移動のための溝４９とにより構成されている。
【００１０】熱硬化性テープ又は熱可塑製テープが貼り
つけているリードフレーム４５を、リードフレーム移送
部４４は、ボンディングヘッド４３の図中下側まで移動
して半導体チップ４７をステージ上に載置する。この
時、リードフレームに対する半導体チップの位置決めが
重要であるため、位置補正カメラ４６を用いてチップの
位置を正確に合わせた後、ステージ４２が、半導体チッ
プ４７をボンドヘッド４３まで移動したリードフレーム
の図中下側まで移動させる。ボンドヘッド４３の下側ま
で移動したリードフレームと、リードフレームの下側ま
で移動した半導体チップ４７とは、ボンドヘッド４３の
圧力と接着温度により接着されることによって、ダイボ
ンディング工程が完了される。
つけているリードフレーム４５を、リードフレーム移送
部４４は、ボンディングヘッド４３の図中下側まで移動
して半導体チップ４７をステージ上に載置する。この
時、リードフレームに対する半導体チップの位置決めが
重要であるため、位置補正カメラ４６を用いてチップの
位置を正確に合わせた後、ステージ４２が、半導体チッ
プ４７をボンドヘッド４３まで移動したリードフレーム
の図中下側まで移動させる。ボンドヘッド４３の下側ま
で移動したリードフレームと、リードフレームの下側ま
で移動した半導体チップ４７とは、ボンドヘッド４３の
圧力と接着温度により接着されることによって、ダイボ
ンディング工程が完了される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造を有するＬＯＣパッケージ用ダイボンディング
装置は、図６に示したＣＯＬパッケージ又は図７に示し
たリードフレームのパッドに半導体チップを接着させる
パッケージの製造工程では、適用されない問題がある。
すなわち、ＬＯＣパッケージは半導体チップがリードフ
レームの下側に位置する構造であるが、ＣＯＬパッケー
ジ又はリードフレームのパッドにテープを貼りつけて半
導体チップと接着させるパッケージにおいては、リード
フレーム上に半導体チップが位置する構造となっている
からである。従って、図８に示したような従来のダイボ
ンディング装置では、チップ移送部４１のピックアップ
ツール４８が、半導体チップをウェーハから取り外すと
き、半導体チップの回路素子が設けられている活性面を
上向きにして取り外すため、ＬＯＣ構造では作業が可能
となるが、ＣＯＬ構造又はリードフレームパッドにテー
プを貼りつけて半導体チップを接着させる構造では、作
業が不可能になる。
うな構造を有するＬＯＣパッケージ用ダイボンディング
装置は、図６に示したＣＯＬパッケージ又は図７に示し
たリードフレームのパッドに半導体チップを接着させる
パッケージの製造工程では、適用されない問題がある。
すなわち、ＬＯＣパッケージは半導体チップがリードフ
レームの下側に位置する構造であるが、ＣＯＬパッケー
ジ又はリードフレームのパッドにテープを貼りつけて半
導体チップと接着させるパッケージにおいては、リード
フレーム上に半導体チップが位置する構造となっている
からである。従って、図８に示したような従来のダイボ
ンディング装置では、チップ移送部４１のピックアップ
ツール４８が、半導体チップをウェーハから取り外すと
き、半導体チップの回路素子が設けられている活性面を
上向きにして取り外すため、ＬＯＣ構造では作業が可能
となるが、ＣＯＬ構造又はリードフレームパッドにテー
プを貼りつけて半導体チップを接着させる構造では、作
業が不可能になる。
【００１２】このように、ＬＯＣダイボンディング装置
は、ＬＯＣパッケージのみに適用することができ、各々
の構造を有するパッケージに対しては、別個のダイボン
ディング装置を使用しなければならないので、設備の効
率が悪化し生産性の低下を招来するおそれがあった。
は、ＬＯＣパッケージのみに適用することができ、各々
の構造を有するパッケージに対しては、別個のダイボン
ディング装置を使用しなければならないので、設備の効
率が悪化し生産性の低下を招来するおそれがあった。
【００１３】従って、この発明は上記のような問題点を
解決するためのものであって、この発明の目的は、パッ
ケージの構造に関係なく適用されることができる新たな
形態のダイボンディング装置を提供することによって、
半導体パッケージの生産性を向上させ、生産費用を節減
することにある。
解決するためのものであって、この発明の目的は、パッ
ケージの構造に関係なく適用されることができる新たな
形態のダイボンディング装置を提供することによって、
半導体パッケージの生産性を向上させ、生産費用を節減
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１記載の第１の発明におけるダイボン
ディング装置は、半導体チップをウェーハから分離する
ための２つのピックアップツールを備える半導体チップ
移送部を有するが、２つのピックアップツールのいずれ
の１つは、半導体チップをピックアップし、ダイボンデ
ィング用ステージに移動させるめの垂直運動と水平運動
をし、他の１つは、半導体チップをピックアップするた
めの垂直運動と、分離された半導体チップ活性面の方向
を逆にするための垂直面内の回転運動とをすることを要
旨とする。従って、パッケージの構造に関係なく適用さ
れることができる新たな形態のダイボンディング装置に
より、半導体パッケージの生産性を向上させ、生産費用
を節減できる。
るために、請求項１記載の第１の発明におけるダイボン
ディング装置は、半導体チップをウェーハから分離する
ための２つのピックアップツールを備える半導体チップ
移送部を有するが、２つのピックアップツールのいずれ
の１つは、半導体チップをピックアップし、ダイボンデ
ィング用ステージに移動させるめの垂直運動と水平運動
をし、他の１つは、半導体チップをピックアップするた
めの垂直運動と、分離された半導体チップ活性面の方向
を逆にするための垂直面内の回転運動とをすることを要
旨とする。従って、パッケージの構造に関係なく適用さ
れることができる新たな形態のダイボンディング装置に
より、半導体パッケージの生産性を向上させ、生産費用
を節減できる。
【００１５】請求項２記載の第２発明は、前記第１のピ
ックアップツールと前記第２のピックアップツールとを
鉛直方向に一直線になるように位置決めすることがで
き、前記第２のピックアップツールの回転角度は１８０
°以上であることを要旨とする。従って、垂直面内で回
転運動の可能なピックアップツールを用いて半導体チッ
プをリードフレームに移動させることになり、ＬＯＣパ
ッケージとＣＯＬパッケージにいずれも適用できる。
ックアップツールと前記第２のピックアップツールとを
鉛直方向に一直線になるように位置決めすることがで
き、前記第２のピックアップツールの回転角度は１８０
°以上であることを要旨とする。従って、垂直面内で回
転運動の可能なピックアップツールを用いて半導体チッ
プをリードフレームに移動させることになり、ＬＯＣパ
ッケージとＣＯＬパッケージにいずれも適用できる。
【００１６】請求項３記載の第３発明は、前記チップ移
送部はストッパを備えており、前記ストッパは前記第２
のピックアップツールが回転運動をした後、前記第１の
ピックアップツールと鉛直方向に一直線になる位置に設
けられていることを要旨とする。従って、垂直面内で回
転運動をする第２のピックアップツールを正確に所望の
角度だけ回転させ、それ以上の回転を防止できる。
送部はストッパを備えており、前記ストッパは前記第２
のピックアップツールが回転運動をした後、前記第１の
ピックアップツールと鉛直方向に一直線になる位置に設
けられていることを要旨とする。従って、垂直面内で回
転運動をする第２のピックアップツールを正確に所望の
角度だけ回転させ、それ以上の回転を防止できる。
【００１７】請求項４記載の第４の発明は、前記チップ
移送部は移送溝を備えており、前記第１のピックアップ
ツールは前記移送溝に嵌入し移動することを要旨とす
る。
移送部は移送溝を備えており、前記第１のピックアップ
ツールは前記移送溝に嵌入し移動することを要旨とす
る。
【００１８】請求項５記載の第５の発明は、前記第２の
ピックアップツールは、回転運動を可能とする電動機
と、前記半導体チップが直接取り付けられるコレット
と、該コレットと連結されるアームと、前記電動機の垂
直面内で回転運動を前記アームに伝達するために、前記
電動機とアームとの間に連結されている歯を備えている
ことを要旨とする。従って、リードフレームに接着され
る半導体チップの活性面の方向を調節自在にすることが
できる。
ピックアップツールは、回転運動を可能とする電動機
と、前記半導体チップが直接取り付けられるコレット
と、該コレットと連結されるアームと、前記電動機の垂
直面内で回転運動を前記アームに伝達するために、前記
電動機とアームとの間に連結されている歯を備えている
ことを要旨とする。従って、リードフレームに接着され
る半導体チップの活性面の方向を調節自在にすることが
できる。
【００１９】請求項６記載の第６の発明は、前記アーム
とコレットとの間には弾性スプリングを備えていること
を要旨とする。従って、ウェーハから半導体チップを取
り外すとき、半導体チップに与えられる衝撃或いは傷つ
けを低減できる。
とコレットとの間には弾性スプリングを備えていること
を要旨とする。従って、ウェーハから半導体チップを取
り外すとき、半導体チップに与えられる衝撃或いは傷つ
けを低減できる。
【００２０】請求項７記載の第７の発明は、前記リード
フレームはＬＯＣパッケージ用リードフレームであり、
前記半導体チップの分離と当該分離された半導体チップ
の移送は前記第１のピックアップツールにより行なわれ
ることを要旨とする。
フレームはＬＯＣパッケージ用リードフレームであり、
前記半導体チップの分離と当該分離された半導体チップ
の移送は前記第１のピックアップツールにより行なわれ
ることを要旨とする。
【００２１】請求項８記載の第８の発明は、前記リード
フレームはＣＯＬパッケージ用リードフレームであり、
前記半導体チップの分離は前記第２のピックアップツー
ルにより行われ、分離された半導体チップの移送は前記
第１のピックアップツールにより行われ、分離される時
の半導体チップの活性面と移送される時の半導体チップ
の活性面とが反対であることを要旨とする。従って、Ｃ
ＯＬパッケージにも適用できる。
フレームはＣＯＬパッケージ用リードフレームであり、
前記半導体チップの分離は前記第２のピックアップツー
ルにより行われ、分離された半導体チップの移送は前記
第１のピックアップツールにより行われ、分離される時
の半導体チップの活性面と移送される時の半導体チップ
の活性面とが反対であることを要旨とする。従って、Ｃ
ＯＬパッケージにも適用できる。
【００２２】請求項９記載の第９の発明は、前記リード
フレームは半導体チップが実装されるリードフレームパ
ッドを有するリードフレームであり、前記半導体チップ
の分離は前記第２のピックアップツールにより行なわ
れ、前記分離された半導体チップの移送は前記第１のピ
ックアップツールにより行なわれ、分離される時の半導
体チップの活性面と移送される時の半導体チップの活性
面とは反対であることを要旨とする。
フレームは半導体チップが実装されるリードフレームパ
ッドを有するリードフレームであり、前記半導体チップ
の分離は前記第２のピックアップツールにより行なわ
れ、前記分離された半導体チップの移送は前記第１のピ
ックアップツールにより行なわれ、分離される時の半導
体チップの活性面と移送される時の半導体チップの活性
面とは反対であることを要旨とする。
【００２３】請求項１０記載の第１０の発明は、前記第
２のピックアップツールのコレットは前記アームとの分
離が可能であることを要旨とする。
２のピックアップツールのコレットは前記アームとの分
離が可能であることを要旨とする。
【００２４】請求項１１記載の第１１の発明は、分離さ
れた半導体チップの活性面を逆にしなくてもよい場合、
例えばＬＯＣ構造のパッケージでは、一つのピックアッ
プツールだけを用いて半導体チップの分離及び移送が行
なわれ、活性面を逆にすべき場合、例えばＣＯＬ構造の
パッケージとリードフレームパッドを用いるパッケージ
では、回転運動の可能なピックアップツールを用いて半
導体チップを分離した後、直線運動をするピックアップ
ツールに半導体チップを伝達しダイボンディング用ステ
ージに移送することを要旨とする。従って、パッケージ
の構造に関係なく適用されることができる新たな形態の
ダイボンディング装置により、半導体パッケージの生産
性を向上させ、生産費用を節減できる。
れた半導体チップの活性面を逆にしなくてもよい場合、
例えばＬＯＣ構造のパッケージでは、一つのピックアッ
プツールだけを用いて半導体チップの分離及び移送が行
なわれ、活性面を逆にすべき場合、例えばＣＯＬ構造の
パッケージとリードフレームパッドを用いるパッケージ
では、回転運動の可能なピックアップツールを用いて半
導体チップを分離した後、直線運動をするピックアップ
ツールに半導体チップを伝達しダイボンディング用ステ
ージに移送することを要旨とする。従って、パッケージ
の構造に関係なく適用されることができる新たな形態の
ダイボンディング装置により、半導体パッケージの生産
性を向上させ、生産費用を節減できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明をより詳細に説明する。
明をより詳細に説明する。
【００２６】図１は本発明によるダイボンディング装置
の概略図である。
の概略図である。
【００２７】本発明によるダイボンディング装置は、ウ
ェーハ５０から半導体チップ５７をピックアップしボン
ディングするためのリードフレームの位置に移送するチ
ップ移送部５１と、ダイボンディング時に半導体チップ
とリードフレームとを支持する支え台としての役割をす
るステージ５２と、ダイボンディングに必要な荷重を加
えてリードフレーム５５と半導体チップ５７とを接着さ
せるボンドヘッド５３、及びリードフレーム５５を所望
の位置に移動させるリードフレーム移送部５４とを備え
ている。
ェーハ５０から半導体チップ５７をピックアップしボン
ディングするためのリードフレームの位置に移送するチ
ップ移送部５１と、ダイボンディング時に半導体チップ
とリードフレームとを支持する支え台としての役割をす
るステージ５２と、ダイボンディングに必要な荷重を加
えてリードフレーム５５と半導体チップ５７とを接着さ
せるボンドヘッド５３、及びリードフレーム５５を所望
の位置に移動させるリードフレーム移送部５４とを備え
ている。
【００２８】前記チップ移送部５１は、ウェーハから半
導チップをピックアップする第２のピックアップツール
５８と、第２のピックアップツールから半導体チップを
伝達されてステージ５２に移動させる第１のピックアッ
プツール４８、及び第２のピックアップツール５８と第
１のピックアップツール４８の位置決めに用いられるス
トッパ（ｓｔｏｐｐｅｒ）５９とを備えている。
導チップをピックアップする第２のピックアップツール
５８と、第２のピックアップツールから半導体チップを
伝達されてステージ５２に移動させる第１のピックアッ
プツール４８、及び第２のピックアップツール５８と第
１のピックアップツール４８の位置決めに用いられるス
トッパ（ｓｔｏｐｐｅｒ）５９とを備えている。
【００２９】ここで、第１のピックアップツール４８は
図８に示した従来のダイボンディング装置におけるピッ
クアップツールと同一であるため、同一の符号をつけ
る。
図８に示した従来のダイボンディング装置におけるピッ
クアップツールと同一であるため、同一の符号をつけ
る。
【００３０】従来のダイボンディング装置において、第
１のピックアップツール４８は半導体チップをウェーハ
から分離するための垂直運動と、分離された半導体チッ
プを移動させるための直線運動をするが、本発明の第２
のピックアップツール５８は垂直面内で１８０°あるい
は３６０°等の回転運動をすることができる。ＬＯＣパ
ッケージとＣＯＬパッケージとでは、ダイボンディング
される半導体チップの活性面はお互いに反対側であるた
め、回転運動の可能なピックアップツールを用いて半導
体チップをリードフレームに移動させることになり、Ｌ
ＯＣパッケージとＣＯＬパッケージにいずれも適用でき
るダイボンディング装置が達成される。
１のピックアップツール４８は半導体チップをウェーハ
から分離するための垂直運動と、分離された半導体チッ
プを移動させるための直線運動をするが、本発明の第２
のピックアップツール５８は垂直面内で１８０°あるい
は３６０°等の回転運動をすることができる。ＬＯＣパ
ッケージとＣＯＬパッケージとでは、ダイボンディング
される半導体チップの活性面はお互いに反対側であるた
め、回転運動の可能なピックアップツールを用いて半導
体チップをリードフレームに移動させることになり、Ｌ
ＯＣパッケージとＣＯＬパッケージにいずれも適用でき
るダイボンディング装置が達成される。
【００３１】図２は本発明によるダイボンディング装置
に使用される第２のピックアップツールの一実施形態の
部分詳細図である。
に使用される第２のピックアップツールの一実施形態の
部分詳細図である。
【００３２】前記第２のピックアップツール５８は、回
転運動を可能とする電動機６０と、電動機の運動を伝達
し回転角度を調節することができるカム（ｃａｍ）又は
歯（ｇｅａｒ）６２と、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅ
ｎ）又はアルミニウム材質のアーム（ａｒｍ）６４と、
真空力等によってウェーハから半導体チップをピックア
ップするコレット（ｃｏｌｌｅｔ）６８とを備えてい
る。そして、ウェーハから半導体チップを取り外すと
き、半導体チップに与えられる衝撃或いは傷つけを低減
するために、コレット６８の図中上方部に約５乃至３０
ｇｆ程度のスプリング６６を設けている。このようなチ
ップの傷つけの減少のためのスプリングは、第１のピッ
クアップツール（図１の４８参照）にも適用することが
できる。
転運動を可能とする電動機６０と、電動機の運動を伝達
し回転角度を調節することができるカム（ｃａｍ）又は
歯（ｇｅａｒ）６２と、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅ
ｎ）又はアルミニウム材質のアーム（ａｒｍ）６４と、
真空力等によってウェーハから半導体チップをピックア
ップするコレット（ｃｏｌｌｅｔ）６８とを備えてい
る。そして、ウェーハから半導体チップを取り外すと
き、半導体チップに与えられる衝撃或いは傷つけを低減
するために、コレット６８の図中上方部に約５乃至３０
ｇｆ程度のスプリング６６を設けている。このようなチ
ップの傷つけの減少のためのスプリングは、第１のピッ
クアップツール（図１の４８参照）にも適用することが
できる。
【００３３】図３（Ａ），（Ｂ）乃至図４（Ａ），
（Ｂ）は本発明による第２のピックアップツールを用い
てウェーハから半導体チップを分離しダイボンディング
用ステージに移送する全ての過程を説明するための図で
ある。ここでは、理解の便利のため、図１，図２と同じ
構成要素に対しては同一符号をつける。
（Ｂ）は本発明による第２のピックアップツールを用い
てウェーハから半導体チップを分離しダイボンディング
用ステージに移送する全ての過程を説明するための図で
ある。ここでは、理解の便利のため、図１，図２と同じ
構成要素に対しては同一符号をつける。
【００３４】まず、図３（Ａ）を参照すると、ＥＤＳ検
査を経て電気的な特性が不良なチップはインク等で表示
し、表示されていない良品の半導体チップだけを第２の
ピックアップツール５８のコレット６８がピックアップ
する。この時、半導体チップ５７の回路素子が設けられ
ている活性面（ａｃｔｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）は図中
上向きになっている。電動機（図外）の回転運動により
アーム６４が回転することになると半導体チップがピッ
クアップされているコレット６８は、アーム６４と直角
に連結されているので、１８０°回転されて図３（Ｂ）
に示すように、半導体チップの回路素子が設けられてい
ない図中下側の裏面の非活性面（ｉｎａｃｔｉｖｅ ｓ
ｕｒｆａｃｅ）が図中上向きになる。
査を経て電気的な特性が不良なチップはインク等で表示
し、表示されていない良品の半導体チップだけを第２の
ピックアップツール５８のコレット６８がピックアップ
する。この時、半導体チップ５７の回路素子が設けられ
ている活性面（ａｃｔｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）は図中
上向きになっている。電動機（図外）の回転運動により
アーム６４が回転することになると半導体チップがピッ
クアップされているコレット６８は、アーム６４と直角
に連結されているので、１８０°回転されて図３（Ｂ）
に示すように、半導体チップの回路素子が設けられてい
ない図中下側の裏面の非活性面（ｉｎａｃｔｉｖｅ ｓ
ｕｒｆａｃｅ）が図中上向きになる。
【００３５】図４（Ａ）では、ストッパ５９は、回転運
動をする第２のピックアップツール５８を正確に所望の
角度だけ（ここでは１８０°）回転させ、それ以上の回
転を防止することによって、第１のピックアップツール
との位置決めがなされるようにするものである。第１の
ピックアップツール４８と第２のピックアップツール５
８を位置決めした後、第２のピックアップツールに加え
た真空を止め第１のピックアップツール４８に真空を連
結し、半導体チップ５７を第２のピックアップツール５
８から第１のピックアップ４８に伝達する。半導体チッ
プが伝達された第１のピックアップツール４８は、図４
（Ｂ）に示したように、チップ移送部５１の溝４９に沿
って半導体チップ５７をダイボンディング用ステージ５
２に移動させる。
動をする第２のピックアップツール５８を正確に所望の
角度だけ（ここでは１８０°）回転させ、それ以上の回
転を防止することによって、第１のピックアップツール
との位置決めがなされるようにするものである。第１の
ピックアップツール４８と第２のピックアップツール５
８を位置決めした後、第２のピックアップツールに加え
た真空を止め第１のピックアップツール４８に真空を連
結し、半導体チップ５７を第２のピックアップツール５
８から第１のピックアップ４８に伝達する。半導体チッ
プが伝達された第１のピックアップツール４８は、図４
（Ｂ）に示したように、チップ移送部５１の溝４９に沿
って半導体チップ５７をダイボンディング用ステージ５
２に移動させる。
【００３６】図３（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）
においては、従来のＬＯＣパッケージのダイボンディン
グ装置を改良しＣＯＬパッケージのダイボンディング工
程及びリードフレームパッドを用いるダイボンディング
工程に適用した場合を示してている。上述した通り、Ｃ
ＯＬパッケージにおいては半導体チップの裏面の非活性
面がリードフレームと接着されなければならないので、
図３（Ａ），（Ｂ）および図４（Ａ），（Ｂ）のよう
に、半導体チップを垂直面内で１８０°回転させた後、
ステージ５２に移送するとよい。
においては、従来のＬＯＣパッケージのダイボンディン
グ装置を改良しＣＯＬパッケージのダイボンディング工
程及びリードフレームパッドを用いるダイボンディング
工程に適用した場合を示してている。上述した通り、Ｃ
ＯＬパッケージにおいては半導体チップの裏面の非活性
面がリードフレームと接着されなければならないので、
図３（Ａ），（Ｂ）および図４（Ａ），（Ｂ）のよう
に、半導体チップを垂直面内で１８０°回転させた後、
ステージ５２に移送するとよい。
【００３７】ここで、注目すべきことは、ＣＯＬ構造の
パッケージをダイボンディングする時には、半導体チッ
プを回転させるばかりでなく、リードフレーム自体もＬ
ＯＣパッケージを適用する時と反対方向に対してリード
フレーム移送部（図８の４４参照）に実装しなければな
らない。
パッケージをダイボンディングする時には、半導体チッ
プを回転させるばかりでなく、リードフレーム自体もＬ
ＯＣパッケージを適用する時と反対方向に対してリード
フレーム移送部（図８の４４参照）に実装しなければな
らない。
【００３８】本発明によるダイボンディング装置を使用
することにより、ＬＯＣパッケージのダイボンディング
工程は、図３（Ａ），（Ｂ）および図４（Ａ），（Ｂ）
に示したように、第２のピックアップツールを使用する
必要はなく従来の第１のピックアップツールだけをその
まま使用できることは当業者なら容易に理解すべきであ
ろう。
することにより、ＬＯＣパッケージのダイボンディング
工程は、図３（Ａ），（Ｂ）および図４（Ａ），（Ｂ）
に示したように、第２のピックアップツールを使用する
必要はなく従来の第１のピックアップツールだけをその
まま使用できることは当業者なら容易に理解すべきであ
ろう。
【００３９】また、本発明による構造を有する第２のピ
ックアップツールは、半導体チップに設けられる回路素
子の容量や機能によっチップの長さ又は形態が変わって
も、これに適合なコレット６０だけを交換するとよいた
め、いろいろな半導体チップに対して適用できるので、
互換性が高い。
ックアップツールは、半導体チップに設けられる回路素
子の容量や機能によっチップの長さ又は形態が変わって
も、これに適合なコレット６０だけを交換するとよいた
め、いろいろな半導体チップに対して適用できるので、
互換性が高い。
【００４０】
【発明の効果】以上、説明した通り、本発明によるダイ
ボンディング装置の半導体チップ移送部は、直線運動を
する第１ピックアップツールと、回転運動をする第２の
ピックアップツールとを備えているため、リードフレー
ムに接着される半導体チップの活性面の向きを調節自在
にすることができるので、同一のダイボンディング装置
を使用しつつＬＯＣパッケージやＣＯＬパッケージ又は
リードフレームパッドにテープを貼りつけて半導体チッ
プを接着するパッケージのいずれも適用されることがで
き、半導体チップパッケージの生産性の向上と製造費用
の節減を図ることができる。
ボンディング装置の半導体チップ移送部は、直線運動を
する第１ピックアップツールと、回転運動をする第２の
ピックアップツールとを備えているため、リードフレー
ムに接着される半導体チップの活性面の向きを調節自在
にすることができるので、同一のダイボンディング装置
を使用しつつＬＯＣパッケージやＣＯＬパッケージ又は
リードフレームパッドにテープを貼りつけて半導体チッ
プを接着するパッケージのいずれも適用されることがで
き、半導体チップパッケージの生産性の向上と製造費用
の節減を図ることができる。
【図１】本発明によるダイボンディング装置およびダイ
ボンディング方法の概略図である。
ボンディング方法の概略図である。
【図２】本発明によるダイボンディング装置およびダイ
ボンディング方法に使用される第２のピックアップツー
ルの一実施形態の部分詳細図である。
ボンディング方法に使用される第２のピックアップツー
ルの一実施形態の部分詳細図である。
【図３】本発明によるダイボンディング装置およびダイ
ボンディング方法に使用される第２のピックアップツー
ルを用いてウェーハから半導体チップを分離しダイボン
ディング用ステージに移送する全ての過程を説明するた
めの図である。
ボンディング方法に使用される第２のピックアップツー
ルを用いてウェーハから半導体チップを分離しダイボン
ディング用ステージに移送する全ての過程を説明するた
めの図である。
【図４】本発明によるダイボンディング装置およびダイ
ボンディング方法に使用される第２のピックアップツー
ルを用いてウェーハから半導体チップを分離しダイボン
ディング用ステージに移送する全ての過程を説明するた
めの図である。
ボンディング方法に使用される第２のピックアップツー
ルを用いてウェーハから半導体チップを分離しダイボン
ディング用ステージに移送する全ての過程を説明するた
めの図である。
【図５】ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｄ Ｃｈｉｐ）パッケー
ジに適用されるダイボンディング過程を説明するため、
リードフレームと半導体チップ及び接着剤を示す斜視図
である。
ジに適用されるダイボンディング過程を説明するため、
リードフレームと半導体チップ及び接着剤を示す斜視図
である。
【図６】ＣＯＬ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｌｅａｄ）パッケー
ジに適用されるダイボンディング過程を説明するため、
リードフレームと半導体チップ及び接着剤を示す部分詳
細図である。
ジに適用されるダイボンディング過程を説明するため、
リードフレームと半導体チップ及び接着剤を示す部分詳
細図である。
【図７】リードフレームパッドを用いてダイボンディン
グを行なう半導体パッケージの部分詳細図である。
グを行なう半導体パッケージの部分詳細図である。
【図８】ＬＯＣダイボンディング工程で使用される従来
のダイボンディング装置の概略図である。
のダイボンディング装置の概略図である。
２，１２，２２ リードフレーム ４，１４，２４ 接着テープ ６，１６，２６ 半導体チップ １８，２８ ボンディングワイヤ ４０，５０ ウェーハ ４１，５１ 半導体チップ移送部 ４２，５２ ステージ（Ｓｔａｇｅ） ４３，５３ ボンドヘッド ４４，５４ リードフレーム移送部 ４５，５５ リードフレーム ４６，５６ 位置補正カメラ ４７，５７ 半導体チップ ４８ 第１のピックアップツール ４９ 移送溝 ５８ 第２のピックアップツール ６０ 電動機 ６２ 歯 ６４ アーム ６６ スプリング ６８ コレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−243292（ＪＰ，Ａ)
Claims (11)
- 【請求項１】 電気的な特性検査を通過した複数の半導
体チップを有するウェーハから半導体チップを分離して
当該半導体チップをリードフレーム側に移送するチップ
移送部と、 該チップ移送部により移送された半導体チップが載置さ
れるステージと、 該ステージに載置される半導体チップ及びリードフレー
ムに同時に熱と圧力を加えて前記半導体チップを前記リ
ードフレームに接着させるボンドヘッドとを備えたダイ
ボンディング装置において、 該チップ移送部が、前記ウェーハから半導体チップをピ
ックアップし垂直面内の回転運動をする第２のピックア
ップツールと、前記第２のピックアップツールから半導
体チップを伝達されて直線運動をする第１のピックアッ
プツールとを備えたことを特徴とするダイボンディング
装置。 - 【請求項２】 前記第１のピックアップツールと前記第
２のピックアップツールとを鉛直方向に一直線になるよ
うに位置決めすることができ、前記第２のピックアップ
ツールの垂直面内の回転角度は１８０°以上であること
を特徴とする請求項１記載のダイボンディング装置。 - 【請求項３】 前記チップ移送部はストッパを備えてお
り、前記ストッパは前記第２のピックアップツールが垂
直面内の回転運動をした後、前記第１のピックアップツ
ールと鉛直方向に一直線になる位置に設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載のダイボンディング装置。 - 【請求項４】 前記チップ移送部は移送溝を備えてお
り、前記第１のピックアップツールは前記移送溝に嵌入
し移動することを特徴とする請求項１記載のダイボンデ
ィング装置。 - 【請求項５】 前記第２のピックアップツールは、垂直
面内の回転運動を可能とする電動機と、前記半導体チッ
プが直接取り付けられるコレットと、該コレットと連結
されるアームと、前記電動機の垂直面内の回転運動を前
記アームに伝達するために、前記電動機とアームとの間
に連結されている歯を備えていることを特徴とする請求
項１記載のダイボンディング装置。 - 【請求項６】 前記アームとコレットとの間には弾性ス
プリングを備えていることを特徴とする請求項５記載の
ダイボンディング装置。 - 【請求項７】 前記リードフレームはＬＯＣパッケージ
用リードフレームであり、前記半導体チップの分離と当
該分離された半導体チップの移送は前記第１のピックア
ップツールにより行なわれることを特徴とする請求項１
記載のダイボンディング装置。 - 【請求項８】 前記リードフレームはＣＯＬパッケージ
用リードフレームであり、前記半導体チップの分離は前
記第２のピックアップツールにより行なわれ、前記分離
された半導体チップの移送は前記第１のピックアップツ
ールにより行なわれ、分離される時の半導体チップの活
性面と移送される時の半導体チップの活性面とが反対で
あることを特徴とする請求項１記載のダイボンディング
装置。 - 【請求項９】 前記リードフレームは半導体チップが実
装されるリードフレームパッドを有するリードフレーム
であり、前記半導体チップの分離は前記第２のピックア
ップツールにより行なわれ、前記分離された半導体チッ
プの移送は前記第１のピックアップツールにより行なわ
れ、分離される時の半導体チップの活性面と移送される
時の半導体チップの活性面とが反対であることを特徴と
する請求項１記載のダイボンディング装置。 - 【請求項１０】 前記第２のピックアップツールのコレ
ットは前記アームとの分離が可能であることを特徴とす
る請求項５記載のダイボンディング装置。 - 【請求項１１】 ダイジングされた各々の半導体チップ
を有するウェーハからダイボンディング装置のチップ移
送部の第２のピックアップツールにより当該半導体チッ
プをピックアップし所望の所定の角度で垂直面内の回転
運動させる段階と、 前記第２のピックアップツールにより垂直面内の回転運
動された半導体チップを前記チップ移送部の第１のピッ
クアップツールに伝達させる段階と、 前記第１のピックアップツールの直線運動によりダイボ
ンディング用ステージに移送して載置する段階と、 前記載置された半導体チップをリードフレーム側に移送
して当該半導体チップがボンドヘッドによりリードフレ
ームに接着させる段階とを含むダイボンディング方法。
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