JP3480362B2 - ダイボンディング用のペースト塗布装置 - 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、リードフレームな
どの基板にダイボンディング用のペーストを塗布するダ
イボンディング用のペースト塗布装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】半導体装置製造のダイボンディング工程
では、リードフレームなどの基板に半導体チップを接着
するためのペーストが塗布される。このペースト塗布は
ディスペンサから吐出されるペーストを塗布ノズルに導
き基板の塗布エリア内に塗布することにより行われる。
この塗布方法の一つとして、塗布ノズルを塗布エリア内
で移動させながらペーストを吐出することにより塗布を
行う描画塗布が知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】この描画塗布において
塗布効率を向上させるためには、高速描画を行うために
塗布ノズルを移動させる速度を高速化することが求めら
れる。このため移動部分を極力軽量・コンパクト化する
目的で、移動部分は塗布ノズルのみとし、ペーストを吐
出させるディスペンサ本体は固定して別途配置する方法
が用いられる。 【０００４】しかしながら、この方法では、塗布ノズル
の移動を許容するため塗布ノズルとディスペンサとを可
撓性を有するチューブなどで連結する必要がある。この
ため、塗布ノズルから塗布エリアに対して塗布されるペ
ーストの吐出断続動作の応答性が悪く、ディスペンサが
吐出を停止した後にも少量のペーストが塗布ノズルから
吐出されるいわゆる糸引き現象が発生するなどの問題点
があった。 【０００５】そこで本発明は、吐出断続動作の応答性に
優れ、塗布効率を向上させることができるダイボンディ
ング用のペースト塗布装置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】本発明のダイボンディン
グ用のペースト塗布装置は、塗布ノズルを塗布開始点か
ら塗布終了点へペーストを吐出しながら移動させて描画
塗布を行うことにより基板に半導体チップを接着するた
めのペーストを塗布するダイボンディング用のペースト
塗布装置であって、前記基板に対して相対的に移動しな
がら下端部の塗布口からペーストを吐出して基板に 塗布する塗布ノズルと、この塗布ノズルと一体的に設け
られ前記塗布口を開閉する開閉手段と、前記塗布ノズル
に可撓性の管部材によって連結されペーストを吐出して
前記管部材を介して前記塗布ノズルにペーストを圧送す
るペースト吐出手段とを備え、前記ノズルは、軸方向に
連通する内孔を設けたノズルブロックから成り、この内
孔にバルブステムを上下動自在に嵌入し、またバルブス
テムを上方に付勢するスプリングを設けるとともに、バ
ルブステムの上端部が嵌合するシリンダ部を設け、更に
ノズルブロックに第１の空間を設けてこの第１の空間に
前記管部材を連結し、また前記吐出口の直前に第２の空
間を設け、この第２の空間と前記第１の空間を前記バル
ブステムが挿通するクリアランス部を介して連通させ、
且つ前記バルブステムを下方に延出させて前記第２の空
間に到達させ、前記バルブステムの下端部にシール面を
設け、前記シリンダ部内を加圧して前記バルブステムを
下降位置にすると前記管部材を介して圧送されてきたペ
ーストが前記第１の空間、前記クリアランス部、前記第
２の空間を経由して前記吐出口から吐出され、また前記
シリンダ部の加圧を解除して前記バルブステムを上昇位
置にすると、前記シール面が前記クリアランス部の下端
部に設けられたバルブシートに当接してペーストの吐出
を停止するようにし、前記バルブステムと前記バルブシ
ートを前記開閉手段とした。 【０００７】本発明によれば、ペーストを基板に塗布す
る塗布ノズルと一体的に設けられた開閉手段によって塗
布口を開閉することにより、吐出断続動作の応答性を向
上させることができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のダイ
ボンディング装置の斜視図、図２は同ペースト吐出用デ
ィスペンサの断面図、図３（ａ），（ｂ）は同ペースト
塗布ノズルの断面図、図４は同ダイボンディング装置の
制御系の構成を示すブロック図、図５は同ペースト塗布
パターンの説明図である。 【０００９】まず図１を参照してダイボンディング装置
の構造を説明する。図１においてチップ供給部１にはウ
ェハシート２が図示しない保持テーブルによって保持さ
れている。ウェハシート２には多数の半導体素子である
チップ３が貼着されている。チップ供給部１の側方には
搬送路５が配設されており、搬送路５はリードフレーム
６を搬送しペースト塗布位置およびボンディング位置に
リードフレーム６を位置決めする。チップ供給部１の上
方にはボンディングヘッド４が配設されており、ボンデ
ィングヘッド４は図示しない移動機構により水平移動お
よび上下動する。 【００１０】搬送路５の側方にはペースト塗布部９が配
設されている。ペースト塗布部９は移動テーブル１０に
Ｌ型のブラケット１５を介して塗布ノズル１８を装着し
て構成されている。塗布ノズル１８は、不動のプレート
２１上に固定配置されたペースト吐出手段であるディス
ペンサ１６と可撓性の管部材であるチューブ１７によっ
て連結されており、更にエアチューブ２０を介して吐出
制御バルブ１９と接続されている。ディスペンサ１６を
駆動することにより、ペーストがチューブ１７を介して
塗布ノズル１８へ圧送され、塗布ノズル１８の下端部に
設けられた塗布口より吐出されてリードフレーム６の塗
布エリア６ａに塗布される。塗布ノズル１８からのペー
スト吐出の断続は、吐出制御バルブ１９によって制御さ
れる。 【００１１】移動テーブル１０は、Ｙ軸テーブル１１上
にＸ軸テーブル１２を段積みし、さらにその上にＬ型の
ブラケット１３を介してＺ軸テーブル１４を垂直方向に
結合して構成されている。Ｙ軸テーブル１１、Ｘ軸テー
ブル１２、Ｚ軸テーブル１４は、それぞれＹ軸モータ１
１ａ、Ｘ軸モータ１２ａ、Ｚ軸モータ１４ａを備えてい
る。Ｘ軸モータ１２ａ、Ｙ軸モータ１１ａおよびＺ軸モ
ータ１４ａを駆動することにより、塗布ノズル１８はリ
ードフレーム６上で水平方向および上下方向に移動す
る。 【００１２】リードフレーム６上面のチップ３がボンデ
ィングされるチップボンディング部位６ａは、ペースト
が塗布される塗布エリア６ａであり、塗布ノズル１８を
塗布エリア６ａ内に位置させ、塗布ノズル１８からペー
ストを吐出させながら塗布ノズル１８を移動させること
により、塗布対象物であるリードフレーム６の表面に設
定された塗布エリア６ａ内には、Ｘ字形状の塗布パター
ンでペースト７が塗布される。 【００１３】このペースト塗布後、リードフレーム６は
搬送路５上をボンディング位置８に送られ、位置決めさ
れる。、そして塗布エリア６ａ内に塗布されたペースト
７上に、ボンディングヘッド４のノズル４ａによってチ
ップ供給部１からピックアップされたチップ３がボンデ
ィングされる。 【００１４】次に図２を参照してディスペンサ１６の構
造について説明する。図２において、マニホールドブロ
ック２５の上面にはペースト７を貯溜する容器であるシ
リンジ２６が装着されている。シリンジ２６の下端部２
６ａは、マニホールドブロック２５に設けられた内孔２
７に嵌入し、シリンジ２６の内部は空間２７ａと連通し
ている。空間２７ａには水平方向の内孔２７ｂが連通し
ており、内孔２７ｂは空間３１に通じている。 【００１５】空間２７ａの内部には、ステム２９が往復
動機構２８によって往復動自在に貫入しており、ステム
２９を突出させることにより、シール面２９ａによって
内孔２７ｂの端部を閉塞する。ステム２９と内孔２７ａ
は第１のバルブＶ１を構成する。ステム２９の摺動面は
シール部材３０によってシールされ、シリンジ２６から
空間２７ａ内に流入したペースト７の外部への漏出を防
いでいる。 【００１６】空間３１内にはピストン３２が貫入してい
る。ピストン３２は、保持部材３４によって保持され、
モータ３５、送りねじ３６およびナット３７より成る往
復動手段によって保持部材３４を往復動させることによ
り、ピストン３２は空間３１内に挿入されまた抽き出さ
れる。往復動手段としては、ピストン３２の位置または
速度を制御可能なものであればよい。空間３１から下方
に向けて設けられた内孔３１ｂと直交して、吐出口４２
が設けられている。内孔３１ｂと直交して設けられた内
孔３８には、ステム４０が往復動機構３９により往復動
自在に嵌入している。ステム４０を突出させることによ
り、シール面４０ａによって吐出口４２は閉塞される。
ステム４０と吐出口４２は第２のバルブＶ２を構成す
る。 【００１７】次にディスペンサ１６の動作を説明する。
まず、シリンジ２６内のペースト７を吸入して空間３１
に充填させる吸入工程について説明する。このときには
まず、ステム４０を突出させて第２のバルブＶ２を閉
じ、バルブステム２９を後退させて第１のバルブＶ１を
開ける。そしてこの状態で、ピストン３２を抽き出す吸
入動作を行うが、このときエア源４３からのエアを制御
弁４４を介してシリンジ２６内に供給することによりペ
ースト７は加圧されており、ピストン３２の抽き出し動
作とあいまって、ペースト７は空間２７ａ、内孔２７ｂ
を介して空間３１内に到達する。このとき、第２のバル
ブＶ２が閉じられていることから、空間３１はペースト
７によって充填される。 【００１８】次にペーストの吐出工程について説明す
る。前述の状態から第１のバルブＶ１を閉じるとともに
第２のバルブＶ２を開け、ピストン３２を空間３１内に
挿入する。これにより、空間３１内のペースト７は内孔
３１ｂより押し出され、吐出口４２から吐出される。そ
して上述の吸入工程、吐出工程を反復して行うことによ
り、シリンジ２６内のペースト７は空間３１内に間欠的
に吸入され、吐出口４２から吐出される。吐出されたペ
ースト７は、チューブ１７を介して塗布ノズル１８に圧
送される。このとき、モータ３５の回転数を制御してピ
ストン３２の動作速度を制御することにより、単位時間
あたりの吐出量である吐出流量を調整することができ
る。 【００１９】次に図３を参照して塗布ノズル１８につい
て説明する。図３において、ノズルブロック１８ａは下
部が円錐状に加工された略円柱形状の部材であり、円柱
の中心部には軸方向に連通した段付きの内孔５３が設け
られている。この内孔５３にはバルブステム５４が上下
動自在に嵌入しいる。内孔５３の上部はバルブステム５
４の上端部のピストン５４ａが嵌合するシリンダ部５０
と連通しており、ピストン５４ａはスプリング５２によ
って上方に付勢されている。ノズルブロック１８ａに設
けられたカバー部材１８ｂによって閉じられたシリンダ
部５０内に管継手５１を介してエアチューブ２０からエ
アを供給することにより、ピストン５４ａはエアにより
加圧され、スプリング５２の付勢力に抗してバルブステ
ム５４を押し下げる。 【００２０】ノズルブロック１８ａの中間部分に設けら
れた第１の空間５３ａには、管継手５５を介してペース
ト７が圧送されるチューブ１７が連結されている。第１
の空間５３ａは、ペースト７を吐出して塗布する塗布口
５７の直前に設けられた第２の空間５６と、バルブステ
ム５４が挿通するクリアランス部５３ｂを介して連通し
ている。バルブステム５４は下方に延出して第２の空間
５６内に到達しており、バルブステム５４の下端部には
テーパ状のシール面５４ｂが設けられている。シール面
５４ｂは図３（ｂ）に示すように、クリアランス部５３
ｂの下端部に設けられたバルブシート５３ｃと当接して
クリアランス部５３ｂの下端部を閉塞する。 【００２１】したがって図３（ａ）に示すように、シリ
ンダ部５０内を加圧した状態ではバルブステム５４は下
降位置にあり、チューブ１７を介して圧送されるペース
ト７は、第１の空間５３ａ、クリアランス部５３ｂ、第
２の空間５６を経由して塗布口５７から吐出される。ま
た図３（ｂ）に示すように、シリンダ部５０の加圧を解
除した状態ではバルブステム５４は上昇位置にあり、バ
ルブシート５３ｃがクリアランス部５３ｂを閉塞してペ
ースト７の吐出は停止される。すなわち塗布ノズル１８
に設けられたバルブステム５４およびバルブシート５３
ｃは、塗布ノズルと一体的に設けられ塗布口５７を開閉
する開閉手段となっている。 【００２２】次に図４を参照してダイボンディング装置
の制御系の構成を説明する。図４において、ディスペン
サ制御部６０は、ピストン３２を駆動するモータ３６、
第１のバルブおよび第２のバルブをそれぞれ駆動する往
復動機構２８，３９を制御して、ディスペンサ１６によ
るペーストの吐出を制御する。吐出制御バルブ駆動部６
１は、吐出制御バルブ１９の開閉を駆動することにより
塗布ノズル１８のシリンダ部５０に供給される制御エア
を制御し、塗布ノズル１８の前記開閉手段の開閉を行
う。 【００２３】Ｚ軸モータ駆動部６２、Ｙ軸モータ駆動部
６３、Ｘ軸モータ駆動部６４は、移動テーブル１０のＺ
軸モータ１４ａ、Ｙ軸モータ１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａ
をそれぞれ駆動する。ボンディングヘッド駆動部６５
は、チップ３をボンディングするボンディングヘッド４
を駆動する。記憶部６６は、各部の動作や処理に必要な
プログラムや塗布パターンのデータを記憶する。制御部
６７は、記憶部６６に記憶されたプログラムに基づいて
各部の動作を制御する。操作部６８は、キーボードやマ
ウスなどの入力手段であり制御コマンドの入力やデータ
入力を行う。表示部６９はディスプレイ装置であり、操
作入力時の画面を表示する。 【００２４】このダイボンディング装置は上記の様に構
成されており、以下ダイボンディング装置のペースト塗
布処理について、図５を参照して説明する。図５におい
て、リードフレーム６上の塗布エリア６ａには、Ｘ字状
の塗布パターンを構成する第１の塗布線Ｌ１、第２の塗
布線Ｌ２が設定されており、第１の塗布線Ｌ１、第２の
塗布線Ｌ２は、それぞれ塗布開始点ＰＳ（１），ＰＳ
（２）、および塗布終了点ＰＥ（１），ＰＥ（２）によ
って位置が特定される。 【００２５】リードフレーム６をペースト塗布部９に位
置決めしたならば、まず塗布ノズル１８を塗布開始点Ｐ
Ｓ（１）上に移動させ、所定のノズル高さまで下降させ
てペーストの吐出を開始する。このペーストの吐出は、
制御部６７からの指令に従い、ディスペンサ制御部６０
によってディスペンサ１６を駆動するとともに、吐出制
御バルブ駆動部６１によって吐出制御バルブ１９を駆動
して塗布口５７を開状態にすることにより行われる。 【００２６】ペーストの吐出とともに塗布ノズル１８は
塗布終了点ＰＥ（１）に向って移動し、塗布終了点ＰＥ
（１）に到達したならば塗布ノズル１８からのペースト
の吐出を停止する。この後塗布ノズル１８はペーストの
吐出を停止した状態で第２の塗布線Ｌ２の塗布開始点Ｐ
Ｓ（２）まで移動し（破線矢印参照）、この後再びペー
ストの吐出を開始して塗布終了点ＰＥ（２）までペース
トを吐出しながら移動する。そしてこの位置でペースト
の吐出を停止し、塗布ノズル１８は上昇して、１つの塗
布エリア６ａに対するペースト塗布を終了する。 【００２７】このペースト塗布過程において、前述のよ
うな塗布ノズル１８を用いてペーストを塗布することに
より、以下に説明するような優れた効果を得ることがで
きる。まず、描画塗布において、軽量・コンパクトな塗
布ノズル１８のみを移動させるようにしているため移動
速度を高速化して高速描画を行わせることが可能とな
り、塗布効率を向上させることができる。 【００２８】また、塗布ノズル１８からのペースト７の
吐出の断続は、塗布ノズル１８と一体にしかも塗布口５
７の直前に設けられて塗布口５７を開閉する開閉手段に
よって行われるため、ペースト吐出の断続時の応答性が
極めて良好である。さらに、吐出を遮断する閉塞動作時
には、塗布口５７の直前に設けられた第２の空間５６内
でバルブステム５４が上方に移動するため、第２の空間
５６内のペースト７は確実に上方に引き戻されて塗布口
５７からの吐出が停止される。これにより、従来のディ
スペンサで生じていたような吐出停止指令後もなお少量
のペーストが吐出される糸引き現象が発生しない。した
がって描画塗布による複雑な塗布パターンに対しても、
塗布パターンを構成する各塗布線ごとに正確にペースト
の吐出開始・終了を制御することができる。 【００２９】これにより、従来はペーストの糸引きによ
る塗布不良を避けるために採用されていた一筆描き描画
の問題点、すなわち、同一塗布線上を吐出口が複数回移
動することによる塗布時間の増大を招くことなく、より
複雑な塗布パターンを短時間で描画塗布することができ
る。また吐出断続動作を高い応答性で行えることから、
塗布開始・終了点での安定時間を必要とせず、塗布ノズ
ル１８移動速度の高速化と相まって高効率の描画塗布を
実現できる。 【００３０】 【発明の効果】本発明によれば、塗布口からペーストを
吐出して基板に塗布する塗布ノズルと一体的に設けられ
た開閉手段によって塗布口を開閉することにより、吐出
断続動作の応答性を向上させて、描画塗布の効率を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態のダイボンディング装置
の斜視図 【図２】本発明の一実施の形態のペースト吐出用ディス
ペンサの断面図 【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のペースト塗布ノ
ズルの断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のペースト塗布ノズルの断
面図 【図４】本発明の一実施の形態のダイボンディング装置
の制御系の構成を示すブロック図 【図５】本発明の一実施の形態のペースト塗布パターン
の説明図 【符号の説明】 ３ チップ ６ リードフレーム ６ａ 塗布エリア ７ ペースト １６ ディスペンサ １７ チューブ １８ 塗布ノズル １９ 吐出制御バルブ ５０ シリンダ部 ５３ｃ バルブシート ５４ バルブステム ５４ｂ シール面 ５７ 塗布口

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】塗布ノズルを塗布開始点から塗布終了点へ
   ペーストを吐出しながら移動させて描画塗布を行うこと
   により基板に半導体チップを接着するためのペーストを
   塗布するダイボンディング用のペースト塗布装置であっ
   て、前記基板に対して相対的に移動しながら下端部の塗
   布口からペーストを吐出して基板に塗布する塗布ノズル
   と、この塗布ノズルと一体的に設けられ前記塗布口を開
   閉する開閉手段と、前記塗布ノズルに可撓性の管部材に
   よって連結されペーストを吐出して前記管部材を介して
   前記塗布ノズルにペーストを圧送するペースト吐出手段
   とを備え、前記ノズルは、軸方向に連通する内孔を設け
   たノズルブロックから成り、この内孔にバルブステムを
   上下動自在に嵌入し、またバルブステムを上方に付勢す
   るスプリングを設けるとともに、バルブステムの上端部
   が嵌合するシリンダ部を設け、更にノズルブロックに第
   １の空間を設けてこの第１の空間に前記管部材を連結
   し、また前記吐出口の直前に第２の空間を設け、この第
   ２の空間と前記第１の空間を前記バルブステムが挿通す
   るクリアランス部を介して連通させ、且つ前記バルブス
   テムを下方に延出させて前記第２の空間に到達させ、前
   記バルブステムの下端部にシール面を設け、前記シリン
   ダ部内を加圧して前記バルブステムを下降位置にすると
   前記管部材を介して圧送されてきたペーストが前記第１
   の空間、前記クリアランス部、前記第２の空間を経由し
   て前記吐出口から吐出され、また前記シリンダ部の加圧
   を解除して前記バルブステムを上昇位置にすると、前記
   シール面が前記クリアランス部の下端部に設けられたバ
   ルブシートに当接してペーストの吐出を停止するように
   し、前記バルブステムと前記バルブシートを前記開閉手
   段としたことを特徴とするダイボンディング用のペース
   ト塗布装置。