JP3418058B2 - 半導体チップのダイボンディング装置 - Google Patents

半導体チップのダイボンディング装置

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JP3418058B2
JP3418058B2 JP10094896A JP10094896A JP3418058B2 JP 3418058 B2 JP3418058 B2 JP 3418058B2 JP 10094896 A JP10094896 A JP 10094896A JP 10094896 A JP10094896 A JP 10094896A JP 3418058 B2 JP3418058 B2 JP 3418058B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハーにて製造
された半導体チップを、リードフレーム又は回路基板等
における所定の箇所に一個ずつ供給するためのダイボン
ディング装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】一般に、半導体チップは、従来から良く
知られているように、シリコンウエハーの表面に回路素
子を形成し、次いで、このシリコンウエハーの裏面にウ
エハーシートを貼着したのち、各半導体チップごとに分
割することによって製造され、また、このようにして製
造された半導体チップは、前記ウエハーシートから剥離
するようにピックアップしたのち、リードフレーム又は
回路基板等における所定の箇所に一個ずつ供給すると言
うように、リードフレーム等に対してダイボンディング
される。 【0003】このダイボンディングに際して、従来は、
真空発生源に可撓性ホース製の真空伝達管路を介して接
続した真空吸着式のコレットを、ウエハーシート上にお
ける一つの半導体チップに向かって下降動した状態で、
前記真空伝達管路中に設けた電磁式の第1切換弁の開作
動にてコレットを真空発生源に連通することにより、半
導体チップを真空吸着してウエハーシートからピックア
ップし、次いで、前記コレットがリードフレーム等にお
ける所定の箇所まで移動すると、前記第1切換弁を閉じ
ると同時に、この第1切換弁の下流側に設けた電磁式の
第2切換弁の開いて、前記コレットに大気圧より高い圧
力をブローすることにより、半導体チップを放したの
ち、前記コレットを元のウエハーシート上に戻し、次の
半導体チップをピックアップすることを繰り返すように
構成している。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来にお
けるダイボンディング装置は、コレットに真空吸着した
半導体チップを、前記コレットへの大気圧よりも高い圧
力をブローをすることによって放すようにしたもので、
換言すると、コレットは、当該コレットにて半導体チッ
プを吸着する以前において一旦大気圧よりも高い圧力に
なっていて、半導体チップの真空吸着に際しては、この
大気圧より高い圧力の状態から真空吸引しなければなら
ず、半導体チップを真空吸着することに必要な時間が長
くなることに加えて、二つの電磁式切換弁の各々を切り
換え作動することにも或る時間が必要であって、一つの
半導体チップをリードフレーム等に対して供給すること
に要する時間が長くなるから、ダイボンディングの速度
が可成り遅いと言う問題があった。 【0005】また、従来におけるダイボンディング装置
においては、前記コレットへの真空伝達管路のうち第1
切換弁より上流側(真空発生源側)の真空圧を検出する
圧力センサーによって、コレットが半導体チップを吸着
しているか否かを検出し、コレットが半導体チップを真
空吸着しているときのみ、コレットをリードフレーム側
に移動するように構成することにより、リードフレーム
に対する半導体チップの供給不良が発生することを防止
するようにしているものの、前記第1切換弁が閉じてい
る状態においては、コレットが半導体チップを放したか
否かを、前記圧力センサーにて検出することができない
から、前記コレットは、半導体チップを放すことができ
なかった場合も、そのままウエハーシート上に戻ったの
ち次の半導体チップに向かって下降動することにより、
次の半導体チップを損傷する事態がしばしば発生するこ
とも問題であった。 【0006】本発明は、これらの問題を解消できるよう
にしたダイボンディング装置を提供することを技術的課
題とするものである。 【0007】 【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、「真空発生源に可撓性ホース製の真空
伝達管路を介して連通する真空吸着式のコレットと、こ
のコレットを、上面に半導体チップの多数個を備えたウ
エハーシートと、リードフレーム又は回路基板のうち予
めダイボンディング用ペーストが塗布されている箇所と
の間を往復動するようにした作動機構とから成り、前記
真空伝達管路に、絞りオリフィスを設ける一方、前記真
空伝達管路のうち前記絞りオリフィスより下流側の部分
と真空発生源との間に圧力センサーを設ける。」と言う
構成にした。 【0008】 【発明の作用・効果】この構成において、コレットは、
常時、真空発生源に連通しているから、このコレットを
下降動して、その下端をウエハーシート上における各半
導体チップのうち一つの半導体チップに接触することに
より、このコレットの開口が塞がれて真空度が高くなっ
て、半導体チップを真空吸着できるから、この状態でコ
レットを上昇動することで、前記半導体チップを、前記
コレットにて真空吸着した状態でウエハーシートからピ
ックアップすることができる一方、このコレットが半導
体チップを真空吸着しているときには、コレットにおけ
る真空度が高くなることにより、このコレットと真空発
生源との間の圧力差が小さくなるから、コレットが半導
体チップを真空吸着しているか否かを、圧力センサーに
て検出することができる。 【0009】このようにしてコレットにてウエハーシー
トから一つの半導体チップをピックアップすると、前記
コレットを、リードフレーム等の箇所まで移動したの
ち、半導体チップを、リードフレーム等に予め塗布され
ているペーストに押圧することで、ペーストにてリード
フレーム等に接着できるから、以後は、前記コレットを
上昇動することにより、リードフレーム等に供給した半
導体チップをコレットから放すことができる一方、この
半導体チップの放れにより、コレット内に大気空気が吸
い込まれ、真空伝達管路のうち絞りオリフィスより下流
側の部分における圧力が大気圧に上昇して、真空発生源
との間における圧力差が大きくなるから、コレットから
半導体チップが放れたか否かを、圧力センサーによって
検出することができる。 【0010】従って、本発明によると、 .半導体チップの真空吸着を、大気圧からの真空吸引
によって行うので、半導体チップの真空吸着に必要な時
間を、従来のように大気圧より高い圧力から真空吸引す
る場合によりも短くできることに加えて、従来のよう
に、二つの切換弁を作動する時間も必要としないことに
より、一つの半導体チップをリードフレーム等に対して
供給することに要する時間を大幅に短縮できるから、ダ
イボンディングの速度を向上できる。 .コレットに半導体チップを真空吸着した状態と、コ
レットから半導体チップを放した状態とを、圧力センサ
ーにて検出できるから、この圧力センサーにて、コレッ
トが半導体チップを真空吸着していることを検出したと
き、及び、コレットから半導体チップが放れていること
を検出したときにおいてのみ、前記コレットを移動する
ように構成することにより、リードフレーム等における
所定の箇所に半導体チップの供給不良が発生すること、
及び、コレットが半導体チップを放さないままウエハー
シートの箇所に戻って、次の半導体チップを損傷するこ
とを未然に防止できる。 と言う効果を有する。 【0011】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1及び図2の図面について説明する。この図において符
号1は、上面に多数個の半導体チップ2を貼着したウエ
ハーシートをを示し、このウエハーシート1は、図示し
ないXYテーブルにてX方向とY方向とに移動するよう
に構成されている。 【0012】符号3は、前記ウエハーシート1における
半導体チップ2が供給されるリードフレームを示し、こ
のリードフレーム3の上面における各半導体チップの装
着箇所の各々には、半導体チップ2をリードフレーム3
に対して固着するためのペースト4が予め塗布されてい
る。符号5は、真空吸着式のコレットを示し、このコレ
ット5は、図示しない作動機構により、前記ウエハーシ
ート1の上部と、前記リードフレーム3の上部との間を
横方向に往復動し、その往復動の両端において上下動す
るように構成されている。 【0013】符号6は、真空ポンプ7に接続された真空
タンクを示し、この真空タンク6に、前記コレット5
を、可撓性ホース製の真空伝達管路8を介して接続し、
この真空伝達管路8中に、可変式の絞りオリフィス9を
設ける一方、前記真空伝達管路8のうち前記絞りオリフ
ィス9より下流側の部位と前記真空タンク6との間に、
差圧式の圧力センサー10を設ける。 【0014】符号11は、前記圧力センサー10からの
信号に基づいて前記コレット5を以下に述べるように作
動するための制御手段である。前記コレット5は、常
時、真空伝達管路8を介して真空タンク6に連通してい
るから、このコレット5を下降動して、その下端をウエ
ハーシート1上における各半導体チップのうち一つの半
導体チップ2に接触することにより、このコレット5の
開口が塞がれて真空度が高くなって、半導体チップ2を
真空吸着できるから、この状態でコレットを上昇動する
ことで、前記半導体チップ2を、前記コレット5にて真
空吸着した状態でウエハーシート1からピックアップす
ることができる(なお、このピックアップに際しては、
半導体チップ2を、前記ウエハーシート1の裏面側から
針状体12にて突き上げるようにする)一方、このコレ
ット5が半導体チップ2を真空吸着しているときには、
コレット5における真空度が高くなることにより、この
コレット5と真空タンク6との間の圧力差が小さくなる
から、コレット5が半導体チップ2を真空吸着している
か否かを、圧力センサー10にて検出することができ
る。 【0015】この場合において、圧力センサー10が、
コレット5に半導体チップ2を真空吸着していることを
検出すると、前記制御手段11は、コレット5をリード
フレーム3の方向に移動するが、前記圧力センサー10
が、コレット5に半導体チップ2を真空吸着しないこと
を検出すると、前記したピックアップ動作を再度繰り返
すか、或いは、作動を停止するのであり、これにより、
リードフレーム等における所定の箇所に半導体チップの
供給不良が発生することを防止できる。 【0016】このようにしてコレット5にてウエハーシ
ート1から一つの半導体チップ2をピックアップする
と、前記コレット5を、リードフレーム3の箇所まで移
動したのち、半導体チップ2を、リードフレーム1に予
め塗布されているペースト4に押圧することで、ペース
ト4にてリードフレーム1に接着できるから、以後は、
前記コレット5を上昇動することにより、リードフレー
ム1に供給した半導体チップ4をコレット5から放すこ
とができる。 【0017】この半導体チップ4の放れにより、コレッ
ト5内に大気空気が吸い込まれ、真空伝達管路8のうち
絞りオリフィス9より下流側の部分における圧力が大気
圧に上昇して、真空タンク6との間における圧力差が大
きくなるから、コレット5から半導体チップ2が放れた
か否かを、圧力センサー10によって検出することがで
きる。 【0018】この場合において、圧力センサー10が、
コレット5から半導体チップ2が放れたことを検出する
と、前記制御手段11は、コレット5を前記ウエハーシ
ート1上に戻し移動して、次の半導体チップ2をピック
アップすることに移行するが、前記圧力センサー10
が、コレット5から半導体チップ2が放れていないこと
を検出すると、リードフレーム3に対して半導体チップ
2を押し付けることを再度繰り返すか、或いは、作動を
停止するのであり、これにより、コレット5が半導体チ
ップ2を放さないままウエハーシート1の箇所に戻っ
て、次の半導体チップ2を損傷することを未然に防止で
きるのである。 【0019】なお、コレット5にて半導体チップ2を真
空吸着するときの真空度は、可変式絞りオリフィス9を
調節することにより、半導体チップ2を、ペースト4の
接着力でコレット5から確実に放れることができるよう
に任意に設定することができるのである。また、本発明
は、前記したように、ウエハーシート1における半導体
チップ2を、前記したように、リードフレーム3に対し
て供給する場合に限らず、回路基板に対して供給する場
合にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明による実施の形態を示す斜視図である。 【図2】図1のII−II視拡大断面図である。 【符号の説明】 1 ウエハーシート 2 半導体チップ 3 リードフレーム 4 ペースト 5 コレット 6 真空タンク 7 真空ポンプ 8 真空伝達管路 9 絞りオリフィス 10 圧力センサー 11 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 賢一 岡山県笠岡市富岡100番地 ワコー電器 株式会社内 (56)参考文献 実開 平5−38876(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/52

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】真空発生源に可撓性ホース製の真空伝達管
    路を介して連通する真空吸着式のコレットと、このコレ
    ットを、上面に半導体チップの多数個を備えたウエハー
    シートと、リードフレーム又は回路基板のうち予めダイ
    ボンディング用ペーストが塗布されている箇所との間を
    往復動するようにした作動機構とから成り、前記真空伝
    達管路に、絞りオリフィスを設ける一方、前記真空伝達
    管路のうち前記絞りオリフィスより下流側の部分と真空
    発生源との間に圧力センサーを設けたことを特徴とする
    半導体チップのダイボンディング装置。
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WO2004094105A1 (ja) * 2003-04-24 2004-11-04 Nikon Corporation 真空吸着保持装置及び保持方法と、該保持装置を用いた研磨装置及びこの研磨装置を用いたデバイス製造方法
JP2008078411A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Shibaura Mechatronics Corp 半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法

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