JP3241501B2 - ダイボンディング装置のチップ突上げユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、粘着テープに貼着さ
れた半導体チップを粘着テープの裏側から突上げて、半
導体チップを剥離させるダイボンディング装置のチップ
突上げユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】粘着シートに貼着された多数の半導体チ
ップは、ダイボンディング装置を用いて粘着シートから
剥離され、リードフレームのアイランド部にダイボンデ
ィングされる。この工程において、ダイボンディング装
置に備えられたチップ突上げユニットが、半導体チップ
を粘着シートの裏側から突上げピンを用いて突上げて、
この半導体チップを剥離させている。

【０００３】上記チップ突上げユニットは、従来、突上
げピンをカムを用いて昇降させるものである。このカム
が連続回転され、突上げピンの昇降速度（突上げ速度）
及び最大昇降ストローク（最大突上げ量）は一定値に設
定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体チッ
プと粘着テープとの貼着力は、一般に半導体チップの大
きさが大きな場合に大きくなり、また経時的にも増大し
てしまう。従って、このような場合、突上げピンの突上
げ速度や突上げ量が一定であると、半導体チップが粘着
シートから剥れず、この半導体チップが突上げピンによ
って損傷してしまう虞れがある。

【０００５】本発明は、半導体チップのピックアップ
を、半導体チップを損傷することなく効率良く実施でき
るダイボンディング装置のチップ突上げユニットを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、粘着シートに貼着された半導体チップを上記粘着シ
ートから剥離して被ボンディング物にダイボンディング
するダイボンディング装置に備えられ、上記半導体チッ
プを上記粘着シートの裏側から突上げピンを用いて突上
げてこの半導体チップを剥離させるチップ突上げユニッ
トにおいて、上記突上げピンの突上げ動作に伴い上記半
導体チップに作用する突上げ荷重を測定する荷重測定手
段と、この荷重測定手段の測定値に基づいて上記突上げ
ピンによる突上げ動作を継続させるか停止させるかを選
択し実行する制御手段と、更に粘着シートに貼着された
半導体チップの貼着力を低減させる貼着力低減手段を設
け、上記制御手段は、上記荷重測定手段の測定値が所定
値を越えたことを条件に、この貼着力低減手段を作動さ
せる制御を実行するようにしたものである。

【０００７】

【０００８】請求項２に記載の本発明は、粘着シートに
貼着された半導体チップを上記粘着シートから剥離して
被ボンディング物にダイボンディングするダイボンディ
ング装置に備えられ、上記半導体チップを上記粘着シー
トの裏面から突上げピンを用いて突上げてこの半導体チ
ップを剥離させるチップ突上げユニットにおいて、上記
突上げピンの突上げ動作に伴い上記半導体チップに作用
する突上げ荷重を測定する荷重測定手段と、上記突上げ
ピンの移動量を測定する移動量測定手段と、この移動量
測定手段と上記荷重測定手段の各測定値に基づいて上記
突上げピンによる突上げ動作を継続させるか停止させる
かを選択し実行する制御手段と、を有するようにしたも
のである。

【０００９】請求項３に記載の本発明は、請求項２に記
載の本発明において、更に粘着シートに貼着された半導
体チップの貼着力を低減させる貼着力低減手段を設け、
上記制御手段は、上記荷重測定手段及び上記移動量測定
手段の少なくとも一方の測定値が所定値を越えたことを
条件に、この貼着力低減手段を作動させる制御を実行す
るようにしたものである。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の本発明によれば、荷重測定手
段により、突上げピンの突上げ動作に伴い半導体チップ
に作用する突上げ荷重が測定され、この測定値に基づい
て制御手段により突上げピンの突き上げ動作を継続させ
るか停止させるかが選択され実行される。

【００１１】請求項１に記載の本発明によれば、更に、
荷重測定手段の測定値が所定値を越えたことを条件に貼
着力低減手段が作動され、これにより、粘着シートと半
導体チップとの貼着力が低下させられる。

【００１２】請求項２に記載の本発明によれば、荷重測
定手段により、突上げピンの突上げ動作に伴い半導体チ
ップに作用する突上げ荷重が測定されるとともに、移動
量測定手段により突上げピンの移動量が測定され、移動
量測定手段と荷重測定手段の各測定値に基づいて駆動部
による突上げピンの動作状態が制御される。

【００１３】請求項３に記載の本発明によれば、荷重測
定手段及び移動量測定手段の少なくとも一方の測定値が
所定値を越えたことを条件に貼着力低減手段が作動さ
れ、これにより、粘着シートと半導体チップとの貼着力
が低下させられる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、この発明に係るダイボンディング装置
のチップ突上げユニットの一実施例を示す構成図であ
る。図２は、図１のコントローラの制御を示すフローチ
ャートである。

【００１５】ダイボンディング装置は、一般に、チップ
突上げユニット１０（図１）及びチップ移送ユニット
（図示せず）を有して構成される。チップ突上げユニッ
ト１０は、粘着シート１２上に貼着された多数の半導体
チップ１１を、粘着シート１２から剥離させる。チップ
移送ユニットは、上記剥離された半導体チップ１１をコ
レット１３を用いて保持し、図示しないリードフレーム
（被ボンディング物）のアイランド部（搭載部）まで移
送し、このアイランド部に設置（ダイボンディング）さ
せる。

【００１６】チップ突上げユニット１０は、図１に示す
ように、バックアップホルダ１４と、ピンメイン支持体
１６及びピンサブ支持体１７からなるピン支持体１５
と、モータ１８に駆動されるカム１９と、貼着力低減手
段としての熱風送風装置２０と、荷重測定手段としての
荷重測定子２１及び荷重測定器２２と、移動量測定手段
としてのエンコーダ２３と、熱風送風装置２０及び荷重
測定器２２並びにモータ１８及びエンコーダ２３に接続
された制御手段としてのコントローラ２４と、を有して
構成される。

【００１７】バックアップホルダ１４には、上面に開口
して真空チャンバ２５が形成される。このバックアップ
ホルダ１４には、真空チャンバ２５を貫通して、ピンサ
ブ支持体１７が図の上下方向に摺動自在に挿通される。
真空チャンバ２５には通路２６を経て、図示しない真空
ポンプのホースが接続される。更に、バックアップホル
ダ１４の上面には、多数の小孔２７が、真空チャンバ２
５に連通して穿設される。上記真空ポンプの作動により
真空チャンバ２５内が負圧となり、この負圧が小孔２７
を経て粘着シート１２に作用し、この粘着シート１２の
裏面がバックアップホルダ１４の上面に吸着される。

【００１８】ピン支持体１５は、ピンメイン支持体１６
の上部１６Ａにピンサブ支持体１７の下部が、図の上下
方向に移動可能に嵌合され、ピンサブ支持体１７の上端
部に突上げピン２８が設けられて構成される。突上げピ
ン２８は、バックアップホルダ１４の上面に形成された
挿通孔２９に貫通可能に形成される。ピンメイン支持体
１６の下部１６Ｂとピンサブ支持体１７の下端部との間
に荷重測定子２１が設置される。また、ピンメイン支持
体１６の下部１６Ｂに摺接ローラ３０が軸支される。ピ
ンメイン支持体１６は、スプリング３１等の付勢手段を
介して付勢されて、上記摺接ローラ３０がカム１９に常
時摺接される。

【００１９】また、ピンメイン支持体１６の上部１６Ａ
に長孔３２が開口され、ピンサブ支持体１７の下部に係
止ピン３３が植設される。この係止ピン３３が長孔３２
に係止されて、ピンメイン支持体１６及びピンサブ支持
体１７が一体化される。ピンサブ支持体１７は、係止ピ
ン３３が長孔３２の長手方向寸法を移動する範囲で、ピ
ンメイン支持体１６に対し図の上下方向に相対移動可能
に設けられ、その荷重が荷重測定子２１にて支持され
る。

【００２０】カム１９を駆動するモータ１８は、回転角
を制御可能な例えばステッピングモータであり、正逆回
転可能で、コントローラ２４により制御される。また、
カム１９は、ピン支持体１５のリフト量を回転角に比例
して上昇させるような等速度曲線なるカム面を備える板
カムである。上記モータ１８にはエンコーダ２３が設置
される。このエンコーダ２３は、カム１９を回転させる
モータ１８の回転角を検出して、ピン支持体１５及び突
上げピン２８のリフト量（移動量）を測定する。この測
定値は、コントローラ２４へ出力される。

【００２１】上記荷重測定子２１は、ピンサブ支持体１
７の荷重を支持して、ピン支持体１５がカム１９の作用
で上昇するに伴うピンサブ支持体１７の押上力、即ち突
上げピン２８が半導体チップに作用する突上げ荷重を随
時測定し、その測定値を荷重測定器２２を介してコント
ローラ２４へ出力する。

【００２２】また、熱風送風装置２０は、バックアップ
ホルダ１４の近傍に設置される。この熱風送風装置２０
は、粘着シート１２の裏側から媒体としての熱風を送風
して、突上げピン２８による突上げ対象の半導体チップ
１１と粘着シート１２との間の貼着力を低減させるもの
である。貼着力低減手段として、熱風送風装置２０の他
に、紫外線を照射する紫外線照射装置であっても良い。
この紫外線照射装置は、粘着シート１２がＵＶシート
（紫外線照射により粘着力が低下する接着剤が用いられ
たシート）の場合に、とくに有効である。

【００２３】コントローラ２４は、荷重測定器２２から
の荷重測定値と、エンコーダ２３からの移動量測定値と
を入力して、熱風送風装置２０を作動制御させ、モータ
１８を制御してカム１９の回転角及び回転速度を制御す
るものである。

【００２４】つまり、図２に示すように、コントローラ
２４は、所定の半導体チップ１１を突上げ作業位置に位
置付け、真空ポンプを作動させてバックアップホルダ１
４の上面に粘着シート１２を吸着させた後、モータ１８
を駆動させてカム１９を基準速度で回転させ、ピン支持
体１５を介し突上げピン２８を突上げ速度ｖで上昇させ
る。この上昇により、突上げピン２８が粘着シート１２
を貫通して、半導体チップ１１を突上げる。この突上げ
ピン２８の突上げ動作に際して、随時、荷重測定子２１
及び荷重測定器２２が突上げピン２８の突上げ荷重を測
定し（測定値ｂ）、エンコーダ２３が突上げピン２８の
移動量を測定する（測定値ｃ）。

【００２５】コントローラ２４には、突上げ荷重の許容
値ａ及び移動量の基準値ｈが格納されている。コントロ
ーラ２４は、まず、突上げ荷重の測定値ｂと許容値ａと
を比較し、次に、移動量の測定値ｃと基準値ｈとを比較
する。

【００２６】突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａ以下であ
り、且つ移動量の測定値ｃが基準値ｈ以上であれば、半
導体チップ１１が粘着シート１２から剥離されていると
判断して、コントローラ２４は、カム１９を停止させて
突上げピン２８の上昇を停止させる。コントローラ２４
は、その後、突上げピン２８を下降させつつ、バックア
ップホルダ１４による粘着シート１２の吸着を解除し、
粘着シート１２を図１の左右方向に移動させて、次の半
導体チップ１１を突上げ作業位置に位置付ける。突上げ
ピン２８にて突上げられた半導体チップ１１は、チップ
移送ユニットのコレット１３によって保持され、リード
フレームのアイランド部へ移送される。

【００２７】突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａ以下であ
り、移動量の測定値ｃが基準値ｈよりも小さな場合に
は、半導体チップ１１が粘着シート１２から剥れていな
いと判断して、突上げピン２８を更に上昇させる。

【００２８】また、突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａよ
りも大きなときには、コントローラ２４は、半導体チッ
プ１１及び粘着シート１２間の貼着力が強大であると判
断する。このとき、熱風送風装置２０が突上げ対象の半
導体チップ１１に対し未だ１度も作動されていない場合
に、コントローラ２４は、突上げピン２８を元の位置ま
で下降させ、熱風送風装置２０を作動させて突上げ対象
の半導体チップ１１に向けて熱風を送風する。この送風
後、送風回数ｎがｎ＝１にカウントされ、この値が検出
される。上記熱風送風後、コントローラ２４は、再び突
上げピン２８を上昇させて半導体チップ１１を突上げ、
この半導体チップ１１を粘着シート１２から剥離する。

【００２９】熱風送風後突上げピン２８を上昇させて
も、突上げピン２８の移動量がその基準値ｈに達するま
での間で突上げ荷重の測定値ｂが許容量ａを越えるよう
な場合は、半導体チップ１１に対する熱的影響が著しい
ので、コントローラ２４は、熱風送風装置２０を再度作
動させず、突上げピン２８を下降させるとともに、バッ
クアップホルダ１４による粘着シート１２の吸着を解除
して突上げを中止する。この中止後、コントローラ２４
は、次の半導体チップ１１を突上げ作業位置に位置付け
る。尚、送風回数ｎは零にリセットされる。

【００３０】上記実施例によれば、荷重測定子２１及び
荷重測定器２２からの突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａ
よりも大きくなったときに、コントローラ２４は、突上
げピン２８を元の位置まで下降させた後、熱風送風装置
２０を作動させて熱風を送風し、半導体チップ１１と粘
着シート１２との貼着力を低減させ、この後、再び突上
げピン２８を上昇させるようにしたので、半導体チップ
１１と粘着シート１２との間の貼着力が強大なときに、
突上げピン２８を無理に上昇させることがない。つま
り、半導体チップ１１と粘着シート１２との貼着力を減
少させてから突上げピン２８を再度上昇させて、半導体
チップ１１を粘着シート１２から剥離させる。この結
果、半導体チップ１１を粘着シート１２から剥離させ、
コレット１３によりピックアップするに際し、突上げピ
ン２８による半導体チップ１１の損傷を防止できる。

【００３１】図３は、この発明に係るダイボンディング
装置のチップ突上げユニットの他の実施例におけるコン
トローラの制御を示すフローチャートである。

【００３２】このコントローラ２４には、突上げピン２
８における突上げ荷重の許容値ａの他に、突上げピン２
８の移動量の許容値ｓ（ｓ＞ｈ）が格納されている。コ
ントローラ２４は、モータ１８を駆動してカム１９を回
転させ、突上げピン２８を上昇させる間に、突上げピン
２８の移動量の測定値ｃ及び突上げ荷重の測定値ｂを入
力し、移動量の測定値ｃと許容値ｓとを比較し、次に突
上げ荷重の測定値ｂと許容値ａとを比較する。

【００３３】つまり、コントローラ２４は、移動量の測
定値ｃが許容値ｓよりも小さく、突上げ荷重の測定値ｂ
が許容値ａ以下のとき、更に突上げ荷重の測定値ｂが急
激に低下したり零になったとき、半導体チップ１１が粘
着シート１２から既に剥離されたと判断して、突上げピ
ン２８の上昇を停止させ下降させて、次の半導体チップ
１１の突上げ作業へ移行する。

【００３４】移動量の測定値ｃが許容値ｓよりも小さ
く、突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａ以下であっても、
この測定値ｂが急激に低下せず零でもない場合には、コ
ントローラ２４は半導体チップ１１がまだ剥離されてい
ないと判断して、突上げピン２８を更に上昇させる。

【００３５】また、移動量の測定値ｃが許容値ｓよりも
小さいが、突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａよりも大き
なときには、コントローラ２４は、半導体チップ１１が
粘着シート１２から離れる速度よりも速く突上げピン２
８を上昇させていると判断して、モータ１８の回転速度
を低下させ、突上げピン２８の突上げ速度ｖを減速させ
る。

【００３６】移動量の測定値ｃが許容値ｓ以上のときに
は、突上げ対象の半導体チップ１１に熱風が１度も送風
されていない場合に限り、コントローラ２４は、突上げ
ピン２８を元の位置まで下降させた後、熱風送風装置２
０を作動させ、突上げ対象の半導体チップ１１に向けて
熱風を送風させる。この熱風送風後、送風回数ｎがｎ＝
１にカウントされて検出される。コントローラ２４は、
熱風送風後再び突上げピン２８を上昇させる。

【００３７】熱風送風後突上げピン２８を再度上昇させ
ても、移動量の測定値ｃが許容値ｓに達するまでの間で
突上げ荷重の測定値ｂが急激に低下したり零になること
がない場合は、突上げ不可能と判断し、突上げピン２８
を下降させて突上げを中止し、次の半導体チップ１１の
突上げ作業へ移行する。

【００３８】上記他の実施例によれば、エンコーダ２３
からの突上げピン２８の移動量の測定値ｃが許容値ｓ以
上になったときに、コントローラ２４は、突上げピン２
８を元の位置まで下降させた後、熱風送風装置２０を作
動させて熱風を送風し、半導体チップ１１と粘着シート
１２との貼着力を低減させ、この後、再び突上げピン２
８を上昇させるようにしたので、半導体チップ１１と粘
着シート１２との貼着力が強大なときに、突上げピン２
８を無理に上昇させることがない。従って、この他の実
施例の場合にも、半導体チップ１１を粘着シート１２か
ら剥離させるに際し、突上げピン２８による半導体チッ
プ１１の損傷を防止できる。

【００３９】更に、この他の実施例では、コントローラ
２４が、荷重測定器２２からの突上げ荷重の測定値ｂが
急激に低下するか零となった時点で、モータ１８を制御
してカム１９を停止させ、突上げピン２８の突上げを停
止させるようにしたので、突上げピン２８の必要以上の
突上げ移動を省略できる。この結果、チップ突上げユニ
ット１０の作業速度を向上させることができる。

【００４０】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
たが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。例えば、上記した２
つの実施例においては、ともに熱風送風装置２０を設
け、突上げピン２８による突上げ荷重、或いは移動量が
許容値を越えたことを条件に作動させるように構成し
た。然しながら、本発明の実施においては、熱風送風装
置２０等の貼着力低減手段を設けず、突上げ荷重、或い
は移動量が所定値を越えた時点で突上げ不可能と判断
し、その半導体チップ１１の突上げ作業を中止し、次の
半導体チップ１１を突上げ作業位置に位置付けるように
しても良い。

【００４１】また、実施例において荷重測定子２１と荷
重測定器２２にて構成される荷重測定手段や、エンコー
ダ２３にて構成される移動量測定手段の測定値を、生産
管理情報として用いることもできる。即ち、半導体チッ
プ１１の突上げ作業時において、半導体チップ１１が粘
着シート１２から剥離されるときの突上げ荷重や突上げ
ピン２８の移動量を粘着シート１枚分のすべての半導体
チップ１１について求め、そしてその最大値、或いはそ
れらを用い所定式に基づいて算出した値を当該粘着シー
トと半導体チップとの組合わせにおける許容値情報とし
て設定しておき、次回、同一の組合わせのチップに対し
て突上げ作業を行なうときに、この情報を呼出すこと
で、許容値の設定を容易且つ迅速に行なうことができ
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、半導体チップのピック
アップを、半導体チップを損傷することなく効率良く実
施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係るダイボンディング装置
のチップ突上げユニットの一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】図２は、図１のコントローラの制御を示すフロ
ーチャートである。

【図３】図３は、この発明に係るダイボンディング装置
のチップ突上げユニットの他の実施例におけるコントロ
ーラの制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ チップ突上げユニット １１ 半導体チップ １２ 粘着シート １５ ピン支持体 １８ モータ １９ カム ２０ 熱風送風装置 ２１ 荷重測定子 ２２ 荷重測定器 ２３ エンコーダ ２４ コントローラ ２８ 突上げピン

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−268047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−135666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−213263（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−204624（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−219247（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−34443（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−53358（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/52 H01L 21/68 H01L 21/78

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘着シートに貼着された半導体チップを
   上記粘着シートから剥離して被ボンディング物にダイボ
   ンディングするダイボンディング装置に備えられ、上記
   半導体チップを上記粘着シートの裏側から突上げピンを
   用いて突上げてこの半導体チップを剥離させるチップ突
   上げユニットにおいて、 上記突上げピンの突上げ動作に伴い上記半導体チップに
   作用する突上げ荷重を測定する荷重測定手段と、この荷
   重測定手段の測定値に基づいて上記突上げピンによる突
   上げ動作を継続させるか停止させるかを選択し実行する
   制御手段と、更に粘着シートに貼着された半導体チップ
   の貼着力を低減させる貼着力低減手段を設け、上記制御
   手段は、上記荷重測定手段の測定値が所定値を越えたこ
   とを条件に、この貼着力低減手段を作動させる制御を実
   行することを特徴とするダイボンディング装置のチップ
   突上げユニット。
2. 【請求項２】 粘着シートに貼着された半導体チップを
   上記粘着シートから剥離して被ボンディング物にダイボ
   ンディングするダイボンディング装置に備えられ、上記
   半導体チップを上記粘着シートの裏面から突上げピンを
   用いて突上げてこの半導体チップを剥離させるチップ突
   上げユニットにおいて、 上記突上げピンの突上げ動作に伴い上記半導体チップに
   作用する突上げ荷重を測定する荷重測定手段と、上記突
   上げピンの移動量を測定する移動量測定手段と、この移
   動量測定手段と上記荷重測定手段の各測定値に基づいて
   上記突上げピンによる突上げ動作を継続させるか停止さ
   せるかを選択し実行する制御手段と、を有することを特
   徴とするダイボンディング装置のチップ突上げユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のチップ突上げユニット
   において、更に粘着シートに貼着された半導体チップの
   貼着力を低減させる貼着力低減手段を設け、上記制御手
   段は、上記荷重測定手段及び上記移動量測定手段の少な
   くとも一方の測定値が所定値を越えたことを条件に、こ
   の貼着力低減手段を作動させる制御を実行することを特
   徴とするダイボンディング装置のチップ突上げユニッ
   ト。