JP3451189B2 - チップ認識装置およびこれを備えたチップ実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にフリップチッ
プ型の半導体チップを基板の上に正確にボンディングす
るために、半導体チップの位置決めマークおよび基板の
位置決めマークを認識するチップ認識装置およびこれを
備えたチップ実装装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップの表面（パターン面）に
は、その四隅等の有効エリアに位置決めマークが付加さ
れる一方、これに対応して基板上のボンディング位置に
は、対角線上等の有効エリアに２つ以上の位置決めマー
クが印刷されており、これら両位置決めマークを合わせ
てボンディングすることで、半導体チップの正確なボン
ディングが可能になる。このため、従来のチップ認識装
置では、ボンディング位置の直上まで搬送（下降）して
きた半導体チップと基板との間に撮像装置を臨ませて、
それぞれの位置決めマークを撮像し、その撮像結果に基
づいて、半導体チップの位置をボンディング位置に合致
するように補正している。撮像装置の先端部には、半導
体チップの位置決めマークを取り込む上側のプリズム
と、基板の位置決めマークを取り込む下側のプリズムと
から成るプリズム群が組み込まれており、これら両プリ
ズムを介して、半導体チップの位置決めマークおよび基
板の位置決めマークが、それぞれ２台の撮像カメラによ
り撮像される。また、マークは、プリズムを介さずに、
下向きの専用の撮像装置で撮像される場合もある。

【０００３】この場合、半導体チップの位置補正要素
（位置ずれ要素）には、水平面内におけるＸ方向および
これに直交するＹ方向に加え、回転角度であるθ方向が
存在する。このため、半導体チップの位置決めマークお
よび基板の位置決めマークにおいて、いずれも２箇所の
位置決めマーク、すなわち計４箇所の位置決めマークを
認識する必要がある。そこで、従来のチップ認識装置で
は、上下各１箇所（半導体チップおよび基板）の位置決
めマークを認識した後、撮像装置を移動させて他の上下
各１箇所の位置決めマークを認識し、この移動距離を加
味して、それぞれの２箇所、計４箇所の位置決めマーク
を認識するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のチッ
プ認識装置では、各２箇所の位置決めマークの認識に、
撮像装置の移動が伴うため、その移動装置の移動誤差に
より、位置の認識精度が悪化する問題があった。また、
撮像カメラの移動時間は、ボンディングにおけるタクト
タイムに加味されるため、タクトタイムが長くなる不具
合があった。もちろん、各撮像カメラの視野に、必要な
２箇所の位置決めマークを同時に取り込むことも可能で
ある。かかる場合には撮像カメラを移動させる必要はな
くなる。しかし、このようにすると、画像の解像度を上
げることができず、例えば多ピンの半導体チップのボン
ディングでは、かえってボンディングの位置精度が悪化
するる。

【０００５】本発明は、半導体チップの位置とこれがボ
ンディングされる基板の位置とを、短時間でかつ正確に
認識することができるチップ認識装置およびこれを備え
たチップ実装装置を提供することをその目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のチップ認識装置
は、半導体チップの基板へのボンディングに先立ち、ボ
ンディングコレットに吸着した半導体チップと基板との
間に臨ませて、半導体チップに設けた位置決め用のチッ
プマークと基板に設けた位置決め用の基板マークとを撮
像する撮像手段と、撮像手段により撮像されたチップマ
ークおよび基板マークに基づいて、基板に対する半導体
チップの位置ずれを検出する検出手段とを備えたチップ
認識装置において、撮像手段は、半導体チップの２個の
チップマークの像および基板の２個の基板マークの像を
同時に取り込むプリズム群と、プリズム群からの２個の
チップマークの像をそれぞれ撮像する２台のチップ撮像
カメラ、および２個の基板マークの像をそれぞれ撮像す
る２台の基板撮像カメラとを有することを特徴とする。

【０００７】この構成によれば、半導体チップの位置認
識に必要な２箇所のチップマークの像は、プリズム群を
介して、２台のチップ撮像カメラによりそれぞれ撮像さ
れ、また同時に、基板の位置認識に必要な２箇所の基板
マークの像は、プリズム群を介して、２台の基板撮像カ
メラによりそれぞれ撮像される。すなわち、半導体チッ
プを基板にボンディングする際に必要な計４箇所のマー
クを、計４台の撮像カメラで同時撮像することができ
る。このため、チップマークおよび基板マークを撮像す
るために、チップ撮像カメラおよび基板撮像カメラを移
動させる必要がなく、これら両撮像カメラで撮像された
チップマークおよび基板マークを合成するだけで、基板
に対する半導体チップの位置ずれを認識することができ
る。また、各撮像カメラは、１つのチップマークまたは
基板マークを撮像することになるため、解像度を上げた
場合でも、各マークをその視野に確実に捕らえることが
できる。

【０００８】この場合、プリズム群は、２個のチップマ
ークの像を２台のチップ撮像カメラに導く上プリズム群
と、２個の基板マークの像を２台の基板撮像カメラに導
く下プリズム群とを備えることが、好ましい。

【０００９】この構成によれば、上プリズム群を介して
取り込んだ２個のチップマークの像は、２台のチップ撮
像カメラにより撮像され、下プリズム群を介して取り込
んだ２個の基板マークの像は、２台の基板撮像カメラに
より撮像される。このように、プリズム群を上プリズム
群と下プリズム群との分割することで、上下両プリズム
群の離間距離あるいは反射角度を適切に調整すること
で、チップ撮像カメラと基板撮像カメラとを、相互に干
渉することなく且つ適切な位置に配設することができ
る。

【００１０】またこの場合、上プリズム群は、２個のチ
ップマークの像を取り込む上プリズムと、上プリズムか
らの２個のチップマークの像を２台のチップ撮像カメラ
に向かって左右に振り分ける上分離プリズムとを有し、
下プリズム群は、２個の基板マークの像を取り込む下プ
リズムと、下プリズムからの２個の基板マークの像を２
台の基板撮像カメラに向かって左右に振り分ける下分離
プリズムとを有していることが、好ましい。

【００１１】この構成によれば、上プリズムに取り込ま
れた２個のチップマークの像は、上分離プリズムで左右
に振り分けられて２台のチップ撮像カメラで撮像される
ため、例えば２個のチップマークの左右方向の離間距離
が短くても、これに合わせて、２台のチップ撮像カメラ
を近接させ且つ並べて配設する必要がなくなる。同様
に、下プリズムに取り込まれた２個の基板マークの像
は、下分離プリズムで振り分けられて２台の基板撮像カ
メラで撮像されるため、例えば２個の基板マークの離間
距離が短くても、これに合わせて、２台の基板撮像カメ
ラを近接させ且つ並べて配設する必要がなくなる。すな
わち、２個のチップマークおよび２個の基板マークの左
右方向の配置位置が、２台のチップ撮像カメラの相互間
および２台の基板撮像カメラの相互間の配置位置に、直
接影響を及ぼすことがない。

【００１２】これらの場合、上プリズム群および２台の
チップ撮像カメラを保持するチップ系保持部材と、下プ
リズム群および２台の基板撮像カメラを保持する基板系
保持部材と、チップ系保持部材と基板系保持部材とを前
後方向に相対的に進退させる撮像系移動機構とを、更に
備えることが好ましい。

【００１３】この構成によれば、作業の開始時に、例え
ば基板マークの前後の位置を基板撮像カメラの視野の中
心で捕らえておいて、撮像系移動機構により、チップ系
保持部材を介して上プリズム群および２台のチップ撮像
カメラチップを移動させれば、チップマークの前後の位
置を各チップ撮像カメラの視野の中心で捕らえることで
き、カメラ視野の前後方向の微調整が可能になる。特に
解像度を上げる場合には、有効に機能する。

【００１４】またこれらの場合、２台のチップ撮像カメ
ラを保持すると共に、これを前後方向に進退させるチッ
プカメラ移動機構と、２台の基板撮像カメラを保持する
と共に、これを前後方向に進退させる基板カメラ移動機
構とを、更に備えることが好ましい。

【００１５】上述のように、上プリズムに取り込まれた
２個のチップマークの像は、一対の上分離プリズムで左
右に振り分けられるため、２個のチップマークの左右方
向の離間距離の長短は、上プリズムをセンター中心で２
個のチップマークに臨ませた場合、２台のチップ撮像カ
メラの前後方向の位置に対応する。このため、チップカ
メラ移動機構により、２台のチップ撮像カメラを前後方
向に進退自在させ得るようにすれば、２個のチップマー
クの離間距離に長短があっても、この移動で各チップ撮
像カメラの視野の左右方向の中心に、各チップマークを
捕らえることができる。全く同様に、各基板撮像カメラ
の視野の左右方向の中心に、各基板マークを捕らえるこ
とができる。すなわち、カメラ視野の左右方向の微調整
が可能になり、特に解像度を上げる場合には、有効に機
能する。

【００１６】チップカメラ移動機構は、左側のチップ撮
像カメラを前後方向に進退させる左側移動機構部と、右
側のチップ撮像カメラを前後方向に進退させる右側移動
機構部とを有し、基板カメラ移動機構は、左側の基板撮
像カメラを前後方向に進退させる左側移動機構部と、右
側の基板撮像カメラを前後方向に進退させる右側移動機
構部とを有していることが、好ましい。

【００１７】この構成によれば、２個のチップマークの
左右のセンター中心に、上プリズムが左右にずれて臨ん
でも、左右の各移動機構部により、左右のチップ撮像カ
メラをそれぞれ前後方向に移動させれば、各チップ撮像
カメラの視野中心にそれぞれのチップマークを捕らえる
ことができる。同様に、左右の各移動機構部により、左
右の基板撮像カメラをそれぞれ前後方向に移動させれ
ば、各基板撮像カメラの視野中心にそれぞれの基板マー
クを捕らえることができる。

【００１８】一方、本発明のチップ実装装置は、請求項
１ないし５のいずれかのチップ認識装置と、検出手段の
検出結果を入力し基板に対する半導体チップの位置補正
値を算出すると共に、算出した位置補正値に基づいて補
正信号を出力するコントローラと、コントローラの補正
信号に基づいて、基板に対する半導体チップの位置を補
正する位置補正手段とを備えたことを特徴とする。

【００１９】この構成によれば、解像度を上げても、半
導体チップおよび基板の位置認識に必要な各２箇所の位
置を、瞬時且つ正確に認識することができ。これによ
り、半導体チップのボンディングを、短時間で且つ正確
に行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係るチップ認識装置を備えたチップ実
装装置について説明する。図１はチップ実装装置のボン
ディング部の側面図であり、図２および図３はチップ実
装装置のチップ認識部の構造図である。これらの図に示
すように、このチップ実装装置１は、半導体チップＣを
吸着してこれを基板Ｂにボンディングするボンディング
部２と、ボンディングに先立ち半導体チップＣと基板Ｂ
との位置ずれを検出するチップ認識部（撮像手段）３
と、チップ認識部３の検出結果に基づいて、半導体チッ
プＣの位置補正を行う位置補正部（位置補正手段）４と
を備えている。

【００２１】図１に示すように、ボンディング部２は、
フレーム１１に支持された昇降装置１２と、昇降装置１
２により昇降されると共に、ユニット本体１４と２個の
ボンディングヘッド１５，１５とから成るヘッドユニッ
ト１３と、２個のボンディングヘッド１５，１５を、ユ
ニット本体１４に係合させる係合位置と半導体チップＣ
を吸着する吸着位置との間で旋回搬送するヘッド搬送装
置１６とで構成されている。ボンディング部２に半導体
チップＣが供給されると、吸着位置に旋回したボンディ
ングヘッド１５のコレット１７がこの半導体チップＣを
吸着する。続いて、ボンディングヘッド１５はヘッド搬
送装置１６により係合位置に搬送され、ユニット本体１
４に係合する。ここで、昇降装置１２が駆動し、ヘッド
ユニット１３を下降させて、吸着した半導体チップＣを
基板Ｂ上にボンディングする。この半導体チップＣは、
いわゆるフリップチップ型のものであり、その表面には
多数のバンプが形成され、後述する基板Ｂのランド部
（ボンディング位置）に接続される。したがって、コレ
ット１７は半導体チップＣのバンプが形成されていない
側の面を吸着することになる。

【００２２】位置補正部４は、上記のフレーム１１と共
にボンディング部２をＸＹ方向に移動させるＸＹ移動装
置５と、上記のヘッド搬送装置１６とで構成されている
（図２参照）。半導体チップＣの水平面内におけるＸＹ
方向の位置補正は、ＸＹ移動装置５により行われ、半導
体チップＣの水平面内における角度（θ方向）の位置補
正は、ヘッド搬送装置１６の回転により行われる。

【００２３】図２および図３に示すように、チップ認識
部３は、ボンディングに先立ち半導体チップＣと基板Ｂ
との間に進退自在に臨むチップ認識装置６と、チップ認
識装置６を半導体チップＣと基板Ｂとの間に臨ませる移
動装置７とを有している。また、移動装置７は、機台２
１と、機台２１上に搭載され、チップ認識装置６を進退
させる進退移動機構２２と、進退移動機構２２に搭載さ
れ、チップ認識装置６を昇降させる昇降移動機構２３と
で構成されている。進退移動機構２２は、ボンディング
に先立ち所定の位置まで下降（停止）してきた半導体チ
ップＣと、基板Ｂとの間にチップ認識装置６の先端部を
臨ませる一方、昇降移動機構２３は、半導体チップＣお
よび基板Ｂをできる限り近い位置で撮像すべく、基板Ｂ
の厚みによるチップ認識装置６の高さ位置を調整する。

【００２４】進退移動機構２２は、進退モータ２５と、
進退モータ２５に連結された進退ボールねじ２６と、進
退ボールねじ２６が螺合する進退ブロック２７とを有し
ている。進退ブロック２７は機台２１上において、前後
方向に進退自在に載置され、進退モータ２５の正逆回転
に伴い、進退ボールねじ２６を介して前後方向に進退す
る。進退ブロック２７の側端部にはガイドレール２８が
固定され、ガイドレール２８には昇降移動機構２３が昇
降自在に取り付けられている。

【００２５】昇降移動機構２３は、昇降モータ３１と、
昇降モータ３１に連結された昇降ボールねじ３２と、昇
降ボールねじ３２が螺合する載置ステージ３３と、載置
ステージ３３から垂下され、上記のガイドレール２８に
摺動自在に係合するガイドブロック３４とを有してい
る。昇降モータ３１は、ガイドレール２８の側端部に固
定されており、昇降モータ３１が正逆回転することによ
り、載置ステージ３３は、ガイドレール２８に案内され
て昇降する。載置ステージ３３にはチップ認識装置６が
載置固定されており、チップ認識装置６は、昇降移動機
構２３により昇降し、且つ進退移動機構２２により昇降
移動機構２３と共に前後方向に進退する。

【００２６】図４および図５に示すように、チップ認識
装置６は、載置ステージ３３上に固定される固定ベース
（基板系保持部材）４２と、固定ベース４２上に進退自
在に載置した可動ベース（チップ系保持部材）４３とを
備えている。可動ベース４３の前部には、上カメラホル
ダ４４を介して左右一対のチップ撮像カメラ４５，４５
が取り付けられ、且つ半導体チップＣの像を両チップ撮
像カメラ４５，４５に導く上プリズム群４６、および上
照明器具４７が取り付けられている。同様に、固定ベー
ス４２の前部には、下カメラホルダ４８を介して左右一
対の基板撮像カメラ４９，４９が取り付けられ、且つ基
板Ｂの像を両基板撮像カメラ４９，４９に導く下プリズ
ム群５０、および下照明器具５１が取り付けられてい
る。

【００２７】上カメラホルダ（チップカメラ移動機構）
４４は可動ベース４３に進退自在に取り付けられてお
り、可動ベース４３に固定したチップ側マイクロヘッド
（チップカメラ移動機構）５２により進退される。すな
わち、上カメラホルダ４４に保持された左右一対のチッ
プ撮像カメラ４５，４５は、上プリズム群４６に対し前
後方向に微小移動可能に構成されている。同様に、下カ
メラホルダ（基板カメラ移動機構）４８は固定ベース４
２に進退自在に取り付けられており、固定ベース４２に
固定した基板側マイクロヘッド（基板カメラ移動機構）
５３により進退される。すなわち、下カメラホルダ４８
に保持された左右一対の基板撮像カメラ４９は、下プリ
ズム群５０に対し前後方向に微小移動可能に構成されて
いる。なお、図中の符号５４および５５は、それぞれチ
ップ側マイクロヘッド５２に対応して設けた上カメラホ
ルダ４４の戻しばね、および基板側マイクロヘッド５３
に対応して設けた下カメラホルダ４８の戻しばねであ
る。

【００２８】一方、固定ベース４２の後部には、全体用
マイクロヘッド（撮像系移動機構）５６が固定されお
り、全体用マイクロヘッド５６の先端は可動ベース４３
の突起部４３ａに当接して、可動ベース４３を進退させ
る。すなわち、可動ベース４３に搭載されたチップ撮像
カメラ４５、上プリズム群４６および上照明器具４７
が、固定ベース４２に搭載された基板撮像カメラ４９、
下プリズム群５０および下照明器具５１に対して、前後
方向に微小移動可能に構成されている。なお、図中の符
号５７は、全体用マイクロヘッド５６に対応して設けた
可動ベース４３の戻しばねである。

【００２９】左右一対のチップ撮像カメラ４５，４５お
よび左右一対の基板撮像カメラ４９，４９は、それぞれ
上下に重ねるように配設され、いずれもカメラ本体６１
とレンズ部６２とで構成されている。半導体チップＣの
像は、上プリズム群４６からチップ撮像カメラ４５のレ
ンズ部６２を介してカメラ本体６１により撮像され、ま
た、基板Ｂの像は、下プリズム群５０から基板撮像カメ
ラ４９のレンズ部６２を介してカメラ本体６１により撮
像される。そして、２台のチップ撮像カメラ４５，４５
および２台の基板撮像カメラ４９，４９は、検出装置８
に接続され（図２参照）、更に検出装置８は、コントロ
ーラ９を介して位置補正部４に接続されている。

【００３０】詳細は後述するが、２台のチップ撮像カメ
ラ４５，４５により半導体チップＣの２個のチップマー
クＭｃ，Ｍｃがそれぞれ撮像されると共に、２台の基板
撮像カメラ４９，４９により基板Ｂの２個の基板マーク
Ｍｂ，Ｍｂがそれぞれ撮像され、これらの撮像結果に基
づいて検出装置８により、両者の位置ずれが検出され
る。そして、基板Ｂの２個の基板マークＭｂ，Ｍｂに半
導体チップＣの２個のチップマークＭｃ，Ｍｃが合致す
るように、コントローラ９を介して位置補正部４が駆動
し、半導体チップＣを位置補正する。

【００３１】上照明器具４７および下照明器具５１は、
それぞれ複数個のタングステンランプなどを列設したラ
ンプアレイ６４と、ランプアレイ６４の光を拡散する拡
散板６５とで構成されており、撮像のために、半導体チ
ップＣおよび基板Ｂを均一な光でそれぞれ照明する。

【００３２】次に、図６を参照して、プリズム群を構成
する上プリズム群４６および下プリズム群５０について
説明する。同図に示すように、半導体チップＣには、バ
ンプが形成されていない面の４隅に位置決め用の４個の
チップマークＭｃが付加され、またこれに対応して、基
板Ｂのボンディング位置には、４個の基板マークＭｂが
付加されている。半導体チップＣの水平面内における位
置は、４個のチップマークＭｃのうち２個のチップマー
クＭｃ，Ｍｃを撮像することで認識され、同様に、ボン
ディング位置は、４個の基板マークＭｂのうち２個の基
板マークＭｂ，Ｍｂを撮像することで認識される。そこ
で、この実施形態では、２個のチップマークＭｃ，Ｍｃ
を２台のチップ撮像カメラ４５，４５でそれぞれ撮像
し、２個の基板マークＭｂ，Ｍｂを２台の基板撮像カメ
ラ４９，４９でそれぞれ撮像するようにしている。

【００３３】２個のチップマークＭｃ，Ｍｃの像を２台
のチップ撮像カメラ４５，４５に導く上プリズム群４６
は、２個のチップマークＭｃ，Ｍｃの像を同時に取り込
む上プリズム７１と、上プリズム７１からの２個のチッ
プマークＭｃ，Ｍｃの像を左右に振り分けて、２台のチ
ップ撮像カメラ４５，４５にそれぞれ導く上分離プリズ
ム７２とで構成されている。左右２個のチップマークＭ
ｃ，Ｍｃの像は、水平姿勢で配設した上プリズム７１に
より後方にそれぞれ反射し、次に鉛直姿勢で配設した上
分離プリズム７２により左右にそれぞれ反射して、２台
のチップ撮像カメラ４５，４５にそれぞれ導かれる。

【００３４】同様に、２個の基板マークＭｂ，Ｍｂの像
を２台の基板撮像カメラ４９，４９に導く下プリズム群
５０は、２個の基板マークＭｂ，Ｍｂの像を同時に取り
込む下プリズム７３と、下プリズム７３からの２個の基
板マークＭｂ，Ｍｂの像を左右に振り分けて、２台の基
板撮像カメラ４９，４９にそれぞれ導く下分離プリズム
７４とで構成されている。左右２個の基板マークＭｂ，
Ｍｂの像は、下プリズム７３により後方にそれぞれ反射
し、次に下分離プリズム７４により左右にそれぞれ反射
して、２台の基板撮像カメラ４９，４９にそれぞれ導か
れる。なお、上分離プリズム７２および下分離プリズム
７４は、それぞれ一体に形成するようにしてもよいが、
同図に示すように、遮光板を挟んで一体化した２つのプ
リズムで形成することが好ましい。

【００３５】ところで、この実施形態では、撮像する２
個のチップマークＭｃ，Ｍｃおよび２個の基板マークＭ
ｂ，Ｍｂに対して、上プリズム群４６および下プリズム
群５０がセンター中心となるように、チップ認識装置６
を臨ませるが、各マークＭｃ，Ｍｂを解像度を上げて撮
像することを考慮すると、各カメラ４５，４９の視野の
中心に各マークＭｃ，Ｍｂが位置するように調整してお
くことが好ましい。そこで、上記のチップ側マイクロヘ
ッド５２により、チップ撮像カメラ４５を前後に微小移
動させて、各チップ撮像カメラ４５の視野の中心に各チ
ップマークＭｃの左右方向の中心を位置合わせできるよ
うになっている。同様に、上記の基板側マイクロヘッド
５３により、基板撮像カメラ４９を前後に微小移動させ
て、各基板撮像カメラ４９の視野の中心に各基板マーク
Ｍｂの左右方向の中心を位置合わせできるようになって
いる。

【００３６】また、上記の進退移動機構２２により、各
基板撮像カメラ４９の視野の中心に各基板マークＭｂの
前後方向の中心を位置合わせすれば、各基板撮像カメラ
４９の視野の中心に各基板マークＭｂを捕らえることが
できる。さらに、この状態で、上記の全体用マイクロヘ
ッド５６により、両チップ撮像カメラ４５，４５および
上レンズ群（および上照明器具４７）４６を一体として
前後に微小移動させることで、各チップ撮像カメラ４５
の視野の中心に各チップマークＭｃを捕らえることがで
きる。これにより、半導体チップＣおよび基板Ｂの解像
度を上げて撮像しても、チップマークＭｃおよび基板マ
ークＭｂが、各カメラ４５，４９の視野から外れてしま
うのを防止することができる。

【００３７】以上のように、２個のチップマークＭｃ，
Ｍｃおよび２個の基板マークＭｂ，Ｍｂの計４個のマー
クＭｃ，Ｍｂを、２台のチップ撮像カメラ４５，４５お
よび２台の基板撮像カメラ４９，４９の計４台の撮像カ
メラ４５，４９により、それぞれ撮像するようにしてい
るため、撮像カメラ４５，４９の移動を伴うことなく、
位置合わせに必要な２個のチップマークＭｃ，Ｍｃおよ
び２個の基板マークＭｂ，Ｍｂを同時に、且つその視野
の中心で撮像することができる。このため、ボンディン
グに先立ち、基板Ｂのボンディング位置に対する半導体
チップＣの位置ずれを精度良く認識することができ、こ
の認識結果に基づいて、半導体チップＣを正確に位置補
正することができる。したがって、多ピンの半導体チッ
プ（フリップチップ）Ｃであっても、これを精度よく且
つ高速でボンディングすることができる。

【００３８】次に、図７および図８を参照して、本発明
の第２実施形態に係るチップ認識装置６について説明す
る。この実施形態のチップ認識装置６では、上カメラホ
ルダ４４が、左側のチップ撮像カメラ４５ａを保持する
左カメラホルダ４４ａと、右側のチップ撮像カメラ４５
ｂを保持する右カメラホルダ４４ｂとで、２分割されて
おり、それぞれ前後方向に進退自在に構成されている。
同様に、下カメラホルダ４８が、左側の基板撮像カメラ
４９ａを保持する左カメラホルダ４８ａと、右側のチッ
プ撮像カメラ４９ｂを保持する右カメラホルダ４８ｂと
で、２分割されており、それぞれ前後方向に進退自在に
構成されている。

【００３９】そして、上カメラホルダ４４の左カメラホ
ルダ４４ａは、可動ベース４３に進退自在に取り付けら
れており、可動ベース４３に固定したチップ側左マイク
ロヘッド５２ａにより進退される。また、右カメラホル
ダ４４ｂは、可動ベース４３に進退自在に取り付けられ
ており、可動ベース４３に固定したチップ側右マイクロ
ヘッド５２ｂにより進退される。すなわち、左右一対の
チップ撮像カメラ４５ａ，４５ｂは、上プリズム群４６
に対し、それぞれに前後方向に微小移動可能に構成され
ている。

【００４０】同様に、下カメラホルダ４８の左カメラホ
ルダ４８ａは、固定ベース４２に進退自在に取り付けら
れており、固定ベース４２に固定した基板側左マイクロ
ヘッド５３ａにより進退される。また、右カメラホルダ
４８ｂは、固定ベース４２に進退自在に取り付けられて
おり、固定ベース４２に固定した基板側右マイクロヘッ
ド５３ｂにより進退される。すなわち、左右一対の基板
撮像カメラ４９ａ，４９ｂは、下プリズム群５０に対
し、それぞれに前後方向に微小移動可能に構成されてい
る。なお、図中の符号５４ａ，５４ｂおよび５５ａ，５
５ｂは、それぞれ各チップ側マイクロヘッド５２ａ，５
２ｂに対応して設けた上カメラホルダ４４（４４ａ，４
４ｂ）の戻しばね、および基板側マイクロヘッド５３
ａ，５３ｂに対応して設けた下カメラホルダ４８（４８
ａ，４８ｂ）の戻しばねである。

【００４１】このような構成では、撮像する２個のチッ
プマークＭｃ，Ｍｃおよび２個の基板マークＭｂ，Ｍｂ
に対して、上プリズム群４６および下プリズム群５０が
その左右のセンター中心となるように、チップ認識装置
６を臨ませなくても、左右一対のチップ撮像カメラ４５
ａ，４５ｂ、および左右一対の基板撮像カメラ４９ａ，
４９ｂを、それぞれに前後方向に微笑移動させることに
より、各チップ撮像カメラ４５ａ，４５ｂの視野の中心
に各チップマークＭｃの左右方向の中心を位置合わせす
ることができ、且つ各基板撮像カメラ４９ａ，４９ｂの
視野の中心に各基板マークＭｂの左右方向の中心を位置
合わせすることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明のチップ認識装置お
よびこれを備えたチップ実装装置によれば、計４個のマ
ークを計４台のカメラでそれぞれ撮像するようにしてい
るので、半導体チップの位置とこれがボンディングされ
る基板の位置とを、短時間でかつ正確に認識することが
できる。したがって、ボンディング不良を抑制すること
ができると共に、ボンディングにおけるタクトタイムを
短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るチップ実装装置のボ
ンディング部の側面図である。

【図２】実施形態に係るチップ実装装置のチップ認識部
および位置補正部の側面図である。

【図３】実施形態に係るチップ実装装置のチップ認識部
の平面図である。

【図４】実施形態に係るチップ認識装置の平面図であ
る。

【図５】実施形態に係るチップ認識装置の側面図であ
る。

【図６】実施形態に係るチップ認識装置のプリズム群廻
りの斜視図である。

【図７】第２実施形態に係るチップ認識装置の平面図で
ある。

【図８】第２実施形態に係るチップ認識装置の側面図で
ある。

【符号の説明】 １ チップ実装装置 ２ ボンディング部 ３ チップ認識部 ４ 位置補正部 ５ ＸＹ移動装置 ６ チップ認識装置 ７ 移動装置 ８ 検出装置 ９ コントローラ １７ コレット ４２ 固定ベース ４３ 可動ベース ４４ 上カメラホルダ ４５ チップ撮像カメラ ４６ 上プリズム群 ４８ 下カメラホルダ ４９ 基板撮像カメラ ５０ 下プリズム群 ５２ チップ側マイクロヘッド ５３ 基板側マイクロヘッド ５４ 全体用マイクロヘッド ７１ 上プリズム ７２ 上分離プリズム ７３ 下プリズム ７４ 下分離プリズム Ｂ 基板 Ｃ 半導体チップ Ｍｂ 基板マーク Ｍｃ チップマーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−158148（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−152794（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/60

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップの基板へのボンディングに
   先立ち、ボンディングコレットに吸着した半導体チップ
   と基板との間に臨ませて、半導体チップに設けた位置決
   め用のチップマークと基板に設けた位置決め用の基板マ
   ークとを撮像する撮像手段と、 前記撮像手段により撮像された前記チップマークおよび
   前記基板マークに基づいて、基板に対する半導体チップ
   の位置ずれを検出する検出手段とを備えたチップ認識装
   置において、 前記撮像手段は、半導体チップの前記２個のチップマー
   クの像および基板の前記２個の基板マークの像を同時に
   取り込むプリズム群と、 前記プリズム群からの前記２個のチップマークの像をそ
   れぞれ撮像する２台のチップ撮像カメラ、および前記２
   個の基板マークの像をそれぞれ撮像する２台の基板撮像
   カメラとを有することを特徴とするチップ認識装置。
2. 【請求項２】 前記プリズム群は、前記２個のチップマ
   ークの像を前記２台のチップ撮像カメラに導く上プリズ
   ム群と、 前記２個の基板マークの像を前記２台の基板撮像カメラ
   に導く下プリズム群とを備えたことを特徴とする請求項
   １に記載のチップ認識装置。
3. 【請求項３】 前記上プリズム群は、前記２個のチップ
   マークの像を取り込む上プリズムと、当該上プリズムか
   らの前記２個のチップマークの像を前記２台のチップ撮
   像カメラに向かって左右に振り分ける上分離プリズムと
   を有し、 前記下プリズム群は、前記２個の基板マークの像を取り
   込む下プリズムと、当該下プリズムからの前記２個の基
   板マークの像を前記２台の基板撮像カメラに向かって左
   右に振り分ける下分離プリズムとを有していることを特
   徴とする請求項２に記載のチップ認識装置。
4. 【請求項４】 前記上プリズム群および前記２台のチッ
   プ撮像カメラを保持するチップ系保持部材と、 前記下プリズム群および前記２台の基板撮像カメラを保
   持する基板系保持部材と、 前記チップ系保持部材と前記基板系保持部材とを前後方
   向に相対的に進退させる撮像系移動機構とを、更に備え
   たことを特徴とする請求項２または３に記載のチップ認
   識装置。
5. 【請求項５】 前記２台のチップ撮像カメラを保持する
   と共に、これを前後方向に進退させるチップカメラ移動
   機構と、 前記２台の基板撮像カメラを保持すると共に、これを前
   後方向に進退させる基板カメラ移動機構とを、更に備え
   たことを特徴とする請求項３または４に記載のチップ認
   識装置。
6. 【請求項６】 前記チップカメラ移動機構は、左側の前
   記チップ撮像カメラを前後方向に進退させる左側移動機
   構部と、右側の前記チップ撮像カメラを前後方向に進退
   させる右側移動機構部とを有し、 前記基板カメラ移動機構は、左側の前記基板撮像カメラ
   を前後方向に進退させる左側移動機構部と、右側の前記
   基板撮像カメラを前後方向に進退させる右側移動機構部
   とを有していることを特徴とする請求項５に記載のチッ
   プ認識装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかのチップ認
   識装置と、 前記検出手段の検出結果を入力し基板に対する半導体チ
   ップの位置補正値を算出すると共に、算出した位置補正
   値に基づいて補正信号を出力するコントローラと、 前記コントローラの補正信号に基づいて、基板に対する
   半導体チップの位置を補正する位置補正手段とを備えた
   ことを特徴とするチップ実装装置。