JP2844409B2 - Semiconductor positioning method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップを基板や
リードフレーム等の装着対象物にボンディングするチッ
プボンディング装置における半導体位置決め方法の改良
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a semiconductor positioning method in a chip bonding apparatus for bonding a semiconductor chip to a mounting object such as a substrate or a lead frame.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のフリップチップボンディング装置
においては、基板に対し半導体チップを位置決めする過
程を必要としていた。そして、この半導体位置決め方法
は、半導体チップの配線パターン又は認識マークを一方
の認識カメラで読み取り、更に別設の他方の認識カメラ
で基板の配線パターン又は認識マークを読み取り、この
読み取った両者を画像処理し、その結果に基づき半導体
チップ又は基板或はその両者を移動させて位置合せを行
うという方法であった。2. Description of the Related Art A conventional flip chip bonding apparatus requires a process of positioning a semiconductor chip with respect to a substrate. In this semiconductor positioning method, the wiring pattern or the recognition mark of the semiconductor chip is read by one recognition camera, and the wiring pattern or the recognition mark of the substrate is read by the other recognition camera, and both of the read both are subjected to image processing. Then, based on the result, the semiconductor chip and / or the substrate are moved to perform the alignment.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする問題点】しかるに斯様な半導
体位置決め方法を用いた場合、認識カメラの取付部材の
熱膨張、移動手段として用いられるボールねじの熱膨
張、移動手段として用いられるサーボモータの駆動分解
能の限界、認識カメラの倍率とその分解能の限界等の要
因により高精度の位置精度が得られず、現在の技術から
すると±5μmの精度が限界であった。However, when such a semiconductor positioning method is used, the thermal expansion of the mounting member of the recognition camera, the thermal expansion of the ball screw used as the moving means, and the servo motor used as the moving means. Due to the limitation of the driving resolution, the magnification of the recognition camera and the limitation of the resolution, etc., high-precision position accuracy could not be obtained, and the accuracy of ± 5 μm was the limit with the current technology.
【0004】かように半導体チップの位置決めにおいて
±5μmの精度であるとすれば、隣接する半導体チップ
間の寸法は両者の誤差の和、すなわち±10μmの精度
しか保証できないことになる。ところが近年の技術革新
に伴い、半導体チップの隣接間寸法を±5μm以下にす
るという要求が生じるに至った。本発明は上記ニーズに
応え、±5μm以下の精度が確保可能な半導体位置決め
方法を提供するものである。Assuming that the accuracy of the positioning of the semiconductor chip is ± 5 μm, the dimension between the adjacent semiconductor chips can be guaranteed only with the sum of the errors of the two, that is, the accuracy of ± 10 μm. However, with the recent technological innovation, a demand has arisen to reduce the dimension between adjacent semiconductor chips to ± 5 μm or less. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor positioning method that meets the above-mentioned needs and can ensure an accuracy of ± 5 μm or less.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、半導体チップを基板等にボンディングする
チップボンディング装置における半導体位置決め方法で
あって、半導体チップと位置決め対象物の相対位置を画
像処理にて検出し、該検出結果の値に、位置決め基準か
ら半導体チップが離間するあらかじめ決定された値を加
え、この結果得られた値の位置へ半導体チップと位置決
め対象物を相対移動させて仮位置決めを行い、該仮位置
決めされた半導体チップと位置決め対象物を一つの高倍
率認識カメラで観察してから両者の相対位置を修正する
ことを特徴とする半導体位置決め方法を提供するもので
ある。According to the present invention, there is provided a semiconductor positioning method in a chip bonding apparatus for bonding a semiconductor chip to a substrate or the like. In the process, a predetermined value at which the semiconductor chip is separated from the positioning reference is added to the value of the detection result, and the semiconductor chip and the positioning object are relatively moved to the position of the value obtained as a result, thereby temporarily. It is an object of the present invention to provide a semiconductor positioning method characterized by performing positioning, observing the provisionally positioned semiconductor chip and a positioning object with one high-magnification recognition camera, and correcting the relative positions of the two.
【0007】[0007]
【実施例】以下図示の実施例について説明する。図1は
本発明に利用するボンディング装置における半導体位置
決め装置の一実施例を示す図であり、図中1が位置決め
装置であり、2がボンディング装置におけるボンディン
グツールである。ボンディングツール2は、図示されて
いない駆動機構によりX軸(図中左右方向)、Y軸(図
中前後方向)及びZ軸方向(上下方向)に移動可能とさ
れている。尚、ボンディングツール2の先端に吸着され
ているのは半導体チップ3である。後に説明されるが、
この半導体チップ3は第2番目にボンディングされる半
導体チップである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiment shown in the drawings will be described below. FIG. 1 is a view showing one embodiment of a semiconductor positioning device in a bonding device used in the present invention, wherein 1 is a positioning device, and 2 is a bonding tool in the bonding device. The bonding tool 2 is movable in an X-axis (horizontal direction in the figure), a Y-axis (front-back direction in the figure), and a Z-axis direction (vertical direction) by a driving mechanism (not shown). Note that the semiconductor chip 3 is adsorbed to the tip of the bonding tool 2. As explained later,
This semiconductor chip 3 is the second semiconductor chip to be bonded.
【0008】図中4は、基台であり、5は、基台4上を
X軸方向(図中左右方向)に移動可能なXテーブルであ
り、モータ6により回転駆動するボールねじ7により制
御移動可能となるよう構成されている。図中8は、Xテ
ーブル5上でY軸方向(図中前後方向)に移動可能なY
テーブルであり、モータ9によりXテーブル5と同様の
手段で移動可能とされている。In the figure, reference numeral 4 denotes a base, and 5 denotes an X table movable on the base 4 in the X-axis direction (left-right direction in the figure), which is controlled by a ball screw 7 driven to rotate by a motor 6. It is configured to be movable. Reference numeral 8 in the drawing denotes a Y movable on the X table 5 in the Y-axis direction (front-back direction in the drawing).
This is a table, which can be moved by a motor 9 by the same means as the X table 5.
【0009】Yテーブル8上に設けられているのが、上
面に基板12が載置される微動テーブル10である。微
動テーブル10の中央部分は、透明なガラス13で構成
されている。透明ガラス13の大きさは、微動テーブル
10上に載置される基板12における半導体チップを接
合する範囲より広い。該微動テーブル10は、ピエゾア
クチュエータ11により微動可能とされている。Provided on the Y table 8 is a fine movement table 10 on which a substrate 12 is mounted. The central portion of fine movement table 10 is made of transparent glass 13. The size of the transparent glass 13 is wider than the range in which the semiconductor chips on the substrate 12 placed on the fine movement table 10 are joined. The fine movement table 10 can be finely moved by a piezo actuator 11.
【0010】実施例における微動テーブル10の駆動力
はピエゾアクチュエータ11を利用しているが、リード
ピッチが極めて小さいボールねじ、差動ねじ又はカム機
構を用いることも可能である。尚、図示の実施例での基
板12上には、ボンディングされた第1番目の半導体チ
ップ14が存在する。Although the driving force of the fine movement table 10 in the embodiment utilizes the piezo actuator 11, it is also possible to use a ball screw, a differential screw or a cam mechanism having an extremely small lead pitch. The first semiconductor chip 14 bonded is present on the substrate 12 in the illustrated embodiment.
【0011】15が半導体チップ3の位置認識を行う第
1の認識カメラであり、16が基板12の位置認識を行
う第2の認識カメラであり、17は、半導体チップと基
板12の接合部付近に設けられた高倍率の認識カメラ
で、第1番目の半導体チップ14の特定パターンと第2
番目の半導体チップ3の特定パターンとの間隔を測定す
るものである。Reference numeral 15 denotes a first recognition camera for recognizing the position of the semiconductor chip 3, reference numeral 16 denotes a second recognition camera for recognizing the position of the substrate 12, and reference numeral 17 denotes a portion near the junction between the semiconductor chip and the substrate 12. The high-power recognition camera provided in
This is for measuring the interval between the semiconductor chip 3 and a specific pattern.
【0012】次に実施例による半導体位置決め方法に付
き説明する。先ず、実施例では、通常の方法で基板12
に対しての第1番目の半導体チップ14をボンディング
する。すなわち、第1の認識カメラ15にて半導体チッ
プの位置認識を行い、第2の認識カメラ16にて基板1
2の位置認識を行い、演算に基づいた位置に第1の半導
体チップ14を接合するのである。Next, a semiconductor positioning method according to an embodiment will be described. First, in the embodiment, the substrate 12 is formed by an ordinary method.
Is bonded to the first semiconductor chip 14. That is, the position of the semiconductor chip is recognized by the first recognition camera 15, and the substrate 1 is recognized by the second recognition camera 16.
2 and the first semiconductor chip 14 is bonded to a position based on the calculation.
【0013】第2番目以降の半導体チップ3も、まず従
来通りに半導体チップ3の認識マークを第1の認識カメ
ラ15により観察し、基板12の認識マークを第2の認
識カメラ16で観察し、両者を画像処理することにより
ボンディング位置を演算する。その後、ボンディング装
置のボンディングツール2のX軸及びY軸位置を、演算
で求められた位置に至るようボンディングツール2を移
動する。For the second and subsequent semiconductor chips 3, first, the recognition marks of the semiconductor chip 3 are observed by the first recognition camera 15, and the recognition marks of the substrate 12 are observed by the second recognition camera 16, as in the conventional case. The bonding position is calculated by image processing of both. Thereafter, the bonding tool 2 is moved so that the X-axis and Y-axis positions of the bonding tool 2 of the bonding apparatus reach the positions obtained by the calculation.
【0014】次にボンディングツール2を、隣接する第
1番目の半導体チップ14に対して20μm離間する方
向へ移動させる。この時の寸法、すなわち、位置決め基
準から半導体チップ3が離間するあらかじめ決定された
値は、認識カメラ15、16を用いた位置決め精度の2
倍の数値とする。実施例における認識カメラ15、16
を用いた位置決め精度は±10μmである。尚、実施例
では演算して求めたX軸、Y軸位置にボンディングツー
ル2を移動後20μm移動させるものであるが、他実施
例としては演算して求められた位置に20μmの離間す
る寸法を足し、その値の各軸の位置にボンディングツー
ル2を直接移動してもよい。Next, the bonding tool 2 is moved in a direction away from the adjacent first semiconductor chip 14 by 20 μm. The dimension at this time, that is, a predetermined value at which the semiconductor chip 3 is separated from the positioning reference, is determined by the positioning accuracy using the recognition cameras 15 and 16.
Double the value. Recognition cameras 15 and 16 in the embodiment
Is ± 10 μm. In the embodiment, the bonding tool 2 is moved by 20 μm after moving to the X-axis and Y-axis positions calculated, but in another embodiment, the dimension of 20 μm away from the calculated position is set. Alternatively, the bonding tool 2 may be directly moved to the position of each axis of the value.
【0015】その後、該位置を仮位置決め位置としてボ
ンディングツール2のX軸及びY軸を固定し、ボンディ
ングツール2を下降させる。ボンディングツール2は、
基板12と半導体チップ3とが数μmの隙間となったZ
軸位置にて停止する。Thereafter, the X and Y axes of the bonding tool 2 are fixed, and the bonding tool 2 is lowered. The bonding tool 2
Z having a gap of several μm between the substrate 12 and the semiconductor chip 3
Stop at axis position.
【0016】尚、上記実施例では、ボンディングツール
2をX軸方向及びY軸方向に移動させて、仮位置決めを
行っているが、本実施例における半導体位置決め装置1
には、Xテーブル5及びYテーブル8というX軸方向及
びY軸方向の駆動機構を有しているため、ボンディング
ツール2の移動によらず、Xテーブル5及びYテーブル
8による移動、又はボンディングツール2と半導体位置
決め装置の駆動機構の両者による移動により、仮位置決
めの移動を行うことも可能である。In the above-described embodiment, the temporary positioning is performed by moving the bonding tool 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction.
Has a driving mechanism in the X-axis direction and the Y-axis direction called an X table 5 and a Y table 8, so that the movement by the X table 5 and the Y table 8 The movement of the temporary positioning can also be performed by the movement of both the drive mechanism 2 and the drive mechanism of the semiconductor positioning device.
【0017】仮位置決めの後、高倍率の第3の認識カメ
ラ17で、隣接する第1番目の半導体チップ14の認識
マークとボンディングすべき第2番目の半導体チップ3
の認識マークを観察しつつ、両認識マーク間寸法が所定
寸法となるように微動テーブル10を移動させることに
より基板12を移動させる。After the tentative positioning, the second semiconductor chip 3 to be bonded to the recognition mark of the adjacent first semiconductor chip 14 by the third camera 17 of high magnification.
The substrate 12 is moved by moving the fine movement table 10 so that the dimension between the two recognition marks becomes a predetermined dimension while observing the recognition mark.
【0018】この時、隣接する第1番目の半導体チップ
14とボンディングすべき第2番目の半導体チップ3の
第3の認識カメラ17からの寸法が異なるため、第3の
認識カメラの焦点は交互に相手の半導体チップに合せる
ようにされている。斯様にして位置決め後、第2番目の
半導体チップ3を基板12にボンディングする。At this time, since the dimensions of the second semiconductor chip 3 to be bonded to the adjacent first semiconductor chip 14 from the third recognition camera 17 are different, the focal points of the third recognition camera alternately. It is designed to match the partner semiconductor chip. After such positioning, the second semiconductor chip 3 is bonded to the substrate 12.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明は、半導体チップ3を基板12等
の装着対象物にボンディングする際に、従来方法を行っ
た上、位置決め基準から半導体チップ3が離間するあら
かじめ決定された値を加え、この結果得られた値の位置
へ半導体チップ3と装着対象物を移動させて仮位置決め
を行い、この仮位置決めされた半導体チップと装着対象
物を一つの高倍率認識カメラで観察して、両者の相対位
置を修正するものであるため、高精度の隣接ピッチに対
応したボンディングが行えることとなった。According to the present invention, when a semiconductor chip 3 is bonded to a mounting object such as a substrate 12, a conventional method is performed, and a predetermined value at which the semiconductor chip 3 is separated from a positioning reference is added. The semiconductor chip 3 and the object to be mounted are moved to the position of the value obtained as a result to perform temporary positioning, and the semiconductor chip and the object to be mounted that are temporarily positioned are observed with one high-magnification recognition camera. Since the relative position is corrected, it is possible to perform the bonding corresponding to the adjacent pitch with high accuracy.
【0020】実施例の効果であるが、仮位置決めの後の
修正移動に際して、ボンディングツール2や半導体位置
決め装置1自体のX軸及びY軸移動手段とは別に、微動
テーブル10を用いることにより、高精度の隣接ピッチ
に対応できる半導体位置決め方法を短時間で行うことが
可能である。The effect of the embodiment is as follows. In the correction movement after the provisional positioning, the fine movement table 10 is used separately from the X-axis and Y-axis movement means of the bonding tool 2 and the semiconductor positioning apparatus 1 itself. It is possible to perform a semiconductor positioning method that can cope with adjacent pitches with high accuracy in a short time.
【図1】 発明に利用する半導体位置決め装置の一実施
例を示す断面図FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor positioning device used in the present invention.
1.....位置決め装置 2.....ボンディングツール 3、14..半導体チップ 4.....基台 5.....Xテーブル 6、9...モータ 7.....ボールねじ 8.....Yテーブル 10.....微動テーブル 11.....ピエゾアクチュエータ 12.....基板 13.....ガラス 15.....第1の認識カメラ 16.....第2の認識カメラ 17.....第3の認識カメラ 1. . . . . Positioning device 2. . . . . Bonding tool 3,14. . Semiconductor chip 4. . . . . Base 5. . . . . X table 6,9. . . Motor 7. . . . . Ball screw 8. . . . . Y table 10. . . . . Fine movement table 11. . . . . Piezo actuator 12. . . . . Substrate 13. . . . . Glass 15. . . . . First recognition camera 16. . . . . Second recognition camera 17. . . . . Third recognition camera
Claims (1)
チップボンディング装置における半導体位置決め方法で
あって、半導体チップと位置決め対象物の相対位置を画
像処理にて検出し、該検出結果の値に、位置決め基準か
ら半導体チップが離間するあらかじめ決定された値を加
え、この結果得られた値の位置へ半導体チップと位置決
め対象物を相対移動させて仮位置決めを行い、該仮位置
決めされた半導体チップと位置決め対象物を一つの高倍
率認識カメラで観察してから両者の相対位置を修正する
ことを特徴とする半導体位置決め方法。A semiconductor positioning method in a chip bonding apparatus for bonding a semiconductor chip to a substrate or the like, wherein a relative position between the semiconductor chip and a positioning target is detected by image processing, and a value of the detection result is used as a positioning reference. A predetermined value at which the semiconductor chip is separated from the predetermined position is added, and the semiconductor chip and the positioning object are relatively moved to the position of the resulting value to perform temporary positioning, and the temporarily positioned semiconductor chip and the positioning object are positioned. A semiconductor positioning method comprising: correcting a relative position between two images by observing the images with one high-magnification recognition camera.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14148593A JP2844409B2 (en) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | Semiconductor positioning method |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP14148593A JP2844409B2 (en) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | Semiconductor positioning method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06334022A JPH06334022A (en) | 1994-12-02 |
JP2844409B2 true JP2844409B2 (en) | 1999-01-06 |
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ID=15293009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14148593A Expired - Fee Related JP2844409B2 (en) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | Semiconductor positioning method |
Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9210836B2 (en) | 2012-05-01 | 2015-12-08 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Electronic component mounting device |
Families Citing this family (3)
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JP2000164626A (en) | 1998-09-25 | 2000-06-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | Method and device for bonding components |
US6208419B1 (en) | 1998-11-18 | 2001-03-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method of and apparatus for bonding light-emitting element |
JP5354382B2 (en) * | 2007-08-10 | 2013-11-27 | 株式会社ニコン | Substrate bonding apparatus, substrate bonding method, and manufacturing method of laminated semiconductor device |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP14148593A patent/JP2844409B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9210836B2 (en) | 2012-05-01 | 2015-12-08 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Electronic component mounting device |
US9761556B2 (en) | 2012-05-01 | 2017-09-12 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Method of manufacturing electronic device |
Also Published As
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---|---|
JPH06334022A (en) | 1994-12-02 |
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