JP3614029B2 - ペースト塗布装置およびペースト塗布方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップボンディング用のペーストを塗布するペースト塗布装置およびペースト塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リードフレームなどの基板にチップをボンディングするダイボンディングにおいては、基板表面のボンディング位置にボンディング用のペーストが塗布される。ボンディング対象のチップがある程度以上のサイズになると、広い塗布エリアにペーストを塗布する必要があるため、塗布エリア内の複数の点にペーストを塗布する多点塗布が行われる。従来多点塗布には、塗布点の数に応じた個数の吐出ニードルを備えたいわゆるシャワーノズルが一般に用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シャワーノズルを用いる方法ではボンディング対象のチップ種類ごとに専用のノズルを必要とし、多品種を対象とする場合には多種類のノズルを準備する必要があるため製作コスト的にも部品管理面においても負荷が大きいものであった。またシャワーノズルでは同一吐出源を用いて多数のニードルを介してペーストを吐出させる方式が用いられるため、ニードルの配置によって個々のニードルから吐出されるペーストの吐出量がばらつき、均一で安定したペースト塗布を実現することが困難であった。このように従来のペースト塗布装置で多点塗布を行う場合には、品質の安定した塗布を効率的に行うことが困難であるという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、品質の安定した塗布を効率的に行えるペースト塗布装置およびペースト塗布方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のペースト塗布装置は、塗布対象物の表面に設定された塗布エリア内の複数の塗布点に塗布ノズルによってチップボンディング用のペーストを点状に塗布するペースト塗布装置であって、塗布ノズルよりペーストを吐出させる吐出手段と、前記塗布ノズルの吐出口を前記塗布対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、前記複数の各塗布点の位置を示す塗布座標データおよび各塗布点の相対的な塗布量を定める相対塗布量データを含む塗布パターンを記憶する塗布パターン記憶部と、前記塗布エリア内におけるペーストの全塗布量に関する全塗布量データを記憶する全塗布量データ記憶部と、前記相対塗布量データと前記全塗布量データより各塗布点における絶対塗布量を算出する絶対塗布量算出部と、前記塗布座標データに基づいて前記移動手段を制御するとともに前記絶対塗布量に基づいて前記吐出手段を制御する制御手段とを備えた。
【００１４】
請求項２記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターンは各塗布点における吐出口の吐出高さを求める吐出高さデータを含み、前記制御部は前記吐出高さデータと前記塗布座標データに基づいて前記移動手段を制御する。
【００１５】
請求項３記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターンは各塗布点の塗布順序を定める塗布順序データを含む。
【００１６】
請求項４記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターン記憶部に記憶される塗布パターンのデータを入力又は編集可能な入力手段を備えた。
【００１７】
請求項５記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターン記憶部に記憶された塗布パターンに基づいて塗布パターンのデータを表示画面上に表示する表示手段を備えた。
【００１８】
請求項６記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターン記憶部に複数の塗布パターンを記憶し、前記制御手段は前記複数の塗布パターンのいずれか１つを用いて前記吐出手段および前記移動手段を制御する。
【００１９】
請求項７記載のペースト塗布装置は、請求項５記載のペースト塗布装置であって、ボンディングされるチップのサイズに応じて、複数の塗布パターンのうちいずれか１つを選択する塗布パターン選択部を備えた。
【００２０】
請求項８記載のペースト塗布方法は、塗布対象物の表面に設定された塗布エリア内の複数の塗布点に塗布ノズルによってチップボンディング用のペーストを点状に塗布するペースト塗布方法であって、前記複数の各塗布点の位置を示す塗布座標データおよび各塗布点の相対的な塗布量を定める相対塗布量データを含む塗布パターンを塗布パターン記憶部に記憶させるとともに、前記塗布エリア内におけるペーストの全塗布量に関する全塗布量データを全塗布量データ記憶部に記憶させておき、ペーストの塗布に際しては、前記塗布ノズルの吐出口を前記塗布対象物に対して相対的に移動させる移動手段を前記塗布座標データに基づいて制御するとともに、前記塗布ノズルよりペーストを吐出させる吐出手段を前記相対塗布量データと前記全塗布量データより算出された各塗布点における絶対塗布量に基づいて制御するようにした。
【００２１】
各請求項記載の発明によれば、塗布エリア内の塗布点の塗布座標データおよび各塗布点の塗布量データを含む塗布パターンを記憶させておき、この塗布パターンに基づいて塗布ノズルの移動手段およびペーストの吐出手段を制御することにより、多種類のボンディング対象チップの各品種に応じたペースト塗布を効率よく行うことができる。
【００２２】
また、好ましくは塗布パターンに吐出口の吐出高さデータや塗布順序データを含めることにより、高精度のペースト塗布を行うことができ、更に塗布パターンを入力・編集可能とし、入力して記憶された複数の塗布パターンを表示画面上に表示させ、これらの塗布パターンのうちの１つを選択することにより、品種切り替え時の操作性・利便性を向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のダイボンディング装置の斜視図、図２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３は同ダイボンディング装置のペースト塗布機能の機能ブロック図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は同ペースト塗布パターンを示す図、図５は同ダイボンディング装置の表示画面を示す図である。
【００２４】
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。
【００２５】
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に塗布ノズル１５ａを備えたディスペンサのシリンジ１５を装着して構成されている。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１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａ、Ｚ軸モータ１４ａを備えている。
【００２６】
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シリンジ１５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。シリンジ１５の内部にはチップ３をリードフレーム６に接着するペースト７が貯溜されており、シリンジ１５内にディスペンサ２０（図２参照）によって空気圧を付与することにより、塗布ノズル１５ａの吐出口からペーストが吐出される。
【００２７】
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１５ａの吐出口を塗布エリア６ａ内に設定される複数の各塗布点上に移動させ、各塗布点において塗布ノズル１５ａからペーストを吐出させることにより、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内にはペースト７が点状に塗布される。シリンジ１５、塗布ノズル１５ａおよびシリンジ１５に空気圧を付与するディスペンサ２０はペースト７の吐出手段であり、移動テーブル１０は塗布ノズル１５ａの吐出口を移動させる移動手段となっている。
【００２８】
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。
【００２９】
次に図２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２においてディスペンサ２０はシリンジ１５と接続されており、ディスペンサ２０からシリンジ１５内を加圧することによりノズル１５ａの吐出口からペーストが吐出される。Ｚ軸モータ駆動部２１はシリンジ１５を上下動させるＺ軸モータ１４ａを駆動する。Ｙ軸モータ駆動部２２、Ｘ軸モータ駆動部２３は、それぞれＹ軸モータ１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａを駆動する。ボンディングヘッド駆動部２４は、チップ供給部１からチップ３をピックアップしてボンディングするボンディングヘッド４を駆動する。
【００３０】
記憶部２５は各部の処理や動作を行うためのプログラムや、塗布エリア６ａ内の塗布座標データや塗布量などの塗布パターンのデータを記憶する。制御部２６は記憶部２５に記憶されたプログラムに従って各部を制御する。入力部２７は、キーボードやマウスであり、制御指示の操作入力や塗布パターンのデータ入力を行う。表示部２８はディスプレイ装置であり、操作入力時の画面や、塗布パターンのデータを画面表示する。
【００３１】
次に図３を参照してダイボンディング装置のペースト塗布の処理機能について説明する。図３において、入力処理部３０、表示処理部３１、データ処理部３４および塗布パターン選択部３５は、図２に示す制御部２６によって行われる処理を示しており、チップサイズ記憶部３２および複数の塗布パターンを記憶する塗布パターン記憶部３３は図２に示す記憶部２５に記憶されるデータ内容を示すものである。
【００３２】
入力処理部３０は、入力部２７からの入力信号を処理し、各部への制御コマンドを出力するとともに、記憶部２５へのデータの書き込みを行う。すなわち、塗布パターンを構成する各種のデータを入力部２７から入力し入力処理部３０により所定のパターンに従って記憶部２５に書き込むことにより、塗布パターンのデータが編集される。したがって入力部２７および入力処理部３０は、塗布パターンのデータを入力し編集可能な入力手段となっている。
【００３３】
塗布パターン記憶部３３は、入力処理部３０によって編集された複数の塗布パターンのデータを、ボンディング対象のチップ品種毎に記憶する。塗布パターンのデータは、塗布量データ３３ａ、塗布点座標データ３３ｂ、ノズル高さデータ３３ｃ、および塗布順序データ３３ｄを含んで構成される。塗布量データ３３ａは、各塗布点毎ペースト塗布量を示すデータであり、塗布点座標データ３３ｂは、各塗布点のＸＹ座標値を示すデータである。ノズル高さデータ３３ｃはペースト塗布時のノズル１５ａの下端部の塗布面からの高さ寸法、すなわち吐出高さを示すものであり、各塗布点毎に適正なノズル高さが設定される。塗布順序データ３３ｄは、塗布エリア内での各塗布点の塗布順序を示すものである。ペースト塗布時には、これらの複数の塗布パターンのいずれか１つを用いて、前述の移動手段および吐出手段が制御される。
【００３４】
チップサイズ記憶部３２は、ボンディング対象のチップのサイズをチップ品種ごとに記憶する。表示処理部３１は、入力処理部３０からの制御コマンドに従い記憶部２５から読み出したデータを表示する表示処理を行う。すなわち、塗布パターン記憶部３３に記憶された塗布パターンやチップサイズ記憶部３２に記憶されたチップサイズのデータは、塗布パターンを示すグラフィック画像とともに表示処理部３１によって表示処理され、表示手段である表示部２８の画面に表示される。この表示画面については図５にて後述する。
【００３５】
塗布パターン選択部３５は、ボンディング対象のチップ品種が指示されることにより、塗布パターン記憶部３３に記憶された複数の塗布パターンのうち、いずれか１つを指示されたチップのサイズに応じて選択する。この選択は、チップのサイズや形状によって予め設定された塗布パターン選択条件に基づいて自動的に行われる。記憶された塗布パターンに当該チップサイズに最適の塗布パターンがない場合には、自動的に最も類似した塗布パターンが選定される。もちろん最適のパターンがない場合には、作業者が表示画面上で類似塗布パターンに対して全体の拡大・縮小や部分的な塗布点の追加などの修正を施して最適化し、新たな塗布パターンとして登録することもできる。
【００３６】
なお、塗布パターンの選定は塗布パターン選択部３４によって自動的に行う替りに、作業者が入力部２７からデータ処理部３４に対して直接に指示入力することにより行ってもよい。データ処理部３４は、選択された塗布パターンのデータを記憶部２５から読み取り、これらのデータを塗布順序データに基づいて各塗布点ごとにディスペンサ２０、Ｚ軸モータ駆動部２１、Ｘ軸モータ駆動部２２、Ｙ軸モータ駆動部２３に順次出力する。
【００３７】
これにより、ノズル１５ａは塗布エリア６ａ内で移動し、所定の塗布点に所定塗布量のペースト７を所定のノズル高さで塗布する。すなわち、データ処理部３４は塗布座標データに基づいて移動手段を制御し、塗布量データに基づいて吐出手段を制御する制御手段となっている。このとき、前述のようにノズル高さデータ３３ｃに基づいてノズル１５ａの高さが制御される。
【００３８】
ここで塗布パターンおよび塗布パターンを構成するデータについて、図４、図５を参照して説明する。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれサイズの異る大中小三種類のチップをボンディングするために用いられるペーストの塗布パターンを示している。図４（ａ）の塗布エリア（小）Ａａには中心位置に１つの塗布点７ａのみが設定される。図４（ｂ）の塗布エリア（中）Ａｂには、塗布エリアＡｂのコーナ部に４点の塗布点７ｂと、中心位置に塗布点７ｂよりも塗布量が大きい塗布点７ｃが設定される。また図４（ｂ）に示す塗布エリア（大）Ａｃでは、塗布量の異る３種類の塗布点７ｄ，７ｅおよび７ｆを最も塗布量の大きな塗布点７ｆを中心にして点対称に配置した例を示している。
【００３９】
次に塗布パターンの表示画面について図５を参照して説明する。図５において、表示画面４０には塗布パターンの名称を示す表示枠４１および各塗布点ごとにＸＹ座標値、ノズル高さ、塗布量および塗布順序を示すデータ表が表示されるとともに、当該塗布パターンのグラフィック画像が塗布エリア４６内に各塗布点を描いて表示される。図５では、図４（ｂ）に示す塗布エリアＡｂの例が示されており、塗布点７ｂ，７ｃが描かれている。またボンディング対象のチップのチップサイズＷＸ，ＷＹおよび当該パターンによって塗布されるペーストの量を示す全塗布量も同時にそれぞれ表示枠４３，４４，４５に表示される。なおこれらの表示枠４１，４３，４４，４５は当該データを表示するとともに、画面上でデータを入力する際の入力枠ともなっている。
【００４０】
このように、塗布パターンは、塗布エリア内における塗布点の位置を示す塗布点座標データ３３ｂ、各塗布点における塗布量を示す塗布量データ３３ａ、塗布動作時のシリンジ１５の移動経路を示す塗布順序データ３３ｄおよび各塗布点におけるノズル高さデータ３３ｃを含むものとなっている。ここでノズル高さデータ３３ｃを含むのは、各塗布点における塗布量が異るため、同一高さ寸法で塗布を行うと塗布量が大きい塗布点ではノズル１５ａの下端部にペーストが付着して塗布不良を発生するからである。塗布動作においては、このノズル高さデータ３３ｃと塗布点座標データ３３ｂに基づいて移動手段であるＸ軸テーブル１２，Ｙ軸テーブル１１およびＺ軸テーブル１４の各テーブルの動作が制御されるとともに、塗布量データ３３ａに基づいて吐出手段であるディスペンサ２０が制御される。
【００４１】
このボンディング装置は上記の様に構成されており、以下ボンディング装置によるペースト塗布動作について図５に示す塗布パターンを参照して説明する。図１において、搬送路５上をリードフレーム６が搬送され、ペースト塗布部９の下方に位置決めされる。次いで移動テーブル１０を駆動してシリンジ１５の塗布ノズル１５ａをリードフレーム６の塗布エリア６ａ上に位置させ、多点塗布が開始される。
【００４２】
まず塗布ノズル１５ａを図５の塗布パターンに示す塗布順序に従って移動させ各塗布点にペーストを塗布する。ここでは、各コーナ点に設定された塗布点７ｂの２カ所（順番１，２）にまずペーストを塗布し、次いで中心点に設定された塗布点７ｃ（順番３）、その後残りの塗布点７ｂ（順番４，５）にペーストを塗布する。このとき、各塗布点においてノズル１５ａの下端部の塗布面からの高さ寸法が、予め塗布パターンのデータとして設定された所定高さとなるようにノズル高さが制御される。これにより、各塗布点ではノズル１５ａの下端部は塗布量に応じた適正な高さ位置に保たれ、不具合のない良好な塗布が行われる。
【００４３】
また、チップ品種に応じて複数の塗布パターンを予め記憶させておき、ボンディング装置の起動に際しては、チップ品種あるいはチップサイズなどの限られたデータを入力するのみで、複数の塗布パターンのうちの適正な塗布パターンを自動的に選択する機能を備えることにより、ボンディング装置の操作性を向上させることができる。このとき、塗布パターンのデータが表示画面に表示されるので、作業者は常に塗布条件を確認することができ、利便性の向上とともに良好な品質を確保することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２のペースト塗布装置の処理機能を示す機能ブロック図である。図６に示す各部のうち、同一符号を付したものは図３に示す処理機能と同様である。記憶部２５’には、実施の形態１におけるものと同様のチップサイズ記憶部３２のほかに、塗布パターン記憶部３３，全塗布量データ記憶部４８および絶対塗布量データ記憶部４８が設けられている。
【００４５】
塗布パターン記憶部３３’に記憶された複数の塗布パターンは、相対塗布量データ３３’ａ、塗布点座標データ３３’ｂ、ノズル高さデータ３３’ｃおよび塗布順序データ３３’ｄより構成される。相対塗布量データ３３’ａは各塗布点毎の相対的な塗布量の割合を示すデータであり、チップのサイズや形状によって標準化されたものとなっている。塗布点座標データ３３’ｂ、ノズル高さデータ３３’ｃおよび塗布順序データ３３’ｄは実施の形態１におけるものと同様である。
【００４６】
全塗布量データ記憶部４７は、１つの塗布エリア６ａの各塗布点に塗布されるペースト７の塗布量の総計を示す全塗布量データを記憶する。この全塗布量データは、入力部２７より入力される。そしてこの全塗布量データと相対塗布量に基づいて、各塗布点に塗布される絶対塗布量が算出される。この演算は、絶対塗布量算出部４９によって行われ、算出された絶対塗布量のデータは記憶部２５の絶対塗布量データ記憶部４８に記憶される。
【００４７】
そしてペースト塗布に際しては、実施の形態１における塗布量データの替わりにこの絶対塗布量データがデータ処理部３４に読み込まれ、塗布点座標データ、ノズル高さデータおよび塗布順序データに基づいて、実施の形態１と同様に移動手段であるＸ軸テーブル１２，Ｙ軸テーブル１１およびＺ軸テーブル１４の各テーブルの動作が制御されるとともに、絶対塗布量データに基づいて吐出手段であるディスペンサ２０が制御される。これにより、各塗布点には所定の塗布量のペーストが塗布されるとともに、各塗布点の塗布量の総計は所定の全塗布量に保たれる。
【００４８】
本実施の形態２では、全塗布量と標準化されたデータから選択された相対塗布量データに基づいて絶対塗布量が算出されるので、塗布パターンのデータ作成時には各塗布点毎の塗布量をその都度設定する必要が無く、塗布パターンの設定に要する労力を軽減することが出来る。複数の塗布パターンのうちの適正な塗布パターンを自動的に選択する機能を備えることによるボンディング装置の操作性の向上、塗布パターンのデータが表示画面に表示されることによる利便性の向上については、実施の形態１と同様である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、塗布エリア内の塗布点の塗布座標データおよび各塗布点の塗布量データを含む塗布パターンを記憶させておき、この塗布パターンに基づいて塗布ノズルの移動手段およびペーストの吐出手段を制御するようにしたので、多種類のボンディング対象チップの各品種に応じたペースト塗布を効率よく行うことができる。
【００５０】
また、好ましくは塗布パターンのデータに吐出口の吐出高さデータや塗布順序データを含めることにより、高精度のペースト塗布を行うことができ、更に塗布パターンを入力・編集可能とし、入力して記憶された複数の塗布パターンを表示画面上に表示させ、これらの塗布パターンのうちの１つを選択することにより、品種切り替え時の操作性・利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のダイボンディング装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１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３】本発明の実施の形態１のダイボンディング装置のペースト塗布機能の機能ブロック図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１のペースト塗布パターンを示す図
（ｂ）本発明の実施の形態１のペースト塗布パターンを示す図
（ｃ）本発明の実施の形態１のペースト塗布パターンを示す図
【図５】本発明の実施の形態１のダイボンディング装置の表示画面を示す図
【図６】本発明の実施の形態２のペースト塗布装置の処理機能を示す機能ブロック図
【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
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ 塗布点
１０ 移動テーブル
１１ Ｙ軸テーブル
１２ Ｘ軸テーブル
１４ Ｚ軸テーブル
１５ シリンジ
１５ａ 塗布ノズル
２０ ディスペンサ
２５ 記憶部
２６ 制御部
２７ 入力部
２８ 表示部
３１ 表示処理部
３２ チップサイズ記憶部
３３ 塗布パターン記憶部
３３ａ 塗布量データ
３３ｂ 塗布点座標データ
３３ｃ ノズル高さデータ
３３ｄ 塗布順序データ
３３’ａ 相対塗布量データ
３４ データ処理部
３５ 塗布パターン選択部
４７ 全塗布量データ記憶部
４９ 絶対塗布量算出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップボンディング用のペーストを塗布するペースト塗布装置およびペースト塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リードフレームなどの基板にチップをボンディングするダイボンディングにおいては、基板表面のボンディング位置にボンディング用のペーストが塗布される。ボンディング対象のチップがある程度以上のサイズになると、広い塗布エリアにペーストを塗布する必要があるため、塗布エリア内の複数の点にペーストを塗布する多点塗布が行われる。従来多点塗布には、塗布点の数に応じた個数の吐出ニードルを備えたいわゆるシャワーノズルが一般に用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シャワーノズルを用いる方法ではボンディング対象のチップ種類ごとに専用のノズルを必要とし、多品種を対象とする場合には多種類のノズルを準備する必要があるため製作コスト的にも部品管理面においても負荷が大きいものであった。またシャワーノズルでは同一吐出源を用いて多数のニードルを介してペーストを吐出させる方式が用いられるため、ニードルの配置によって個々のニードルから吐出されるペーストの吐出量がばらつき、均一で安定したペースト塗布を実現することが困難であった。このように従来のペースト塗布装置で多点塗布を行う場合には、品質の安定した塗布を効率的に行うことが困難であるという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、品質の安定した塗布を効率的に行えるペースト塗布装置およびペースト塗布方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のペースト塗布装置は、塗布対象物の表面に設定された塗布エリア内の複数の塗布点に塗布ノズルによってチップボンディング用のペーストを点状に塗布するペースト塗布装置であって、塗布ノズルよりペーストを吐出させる吐出手段と、前記塗布ノズルの吐出口を前記塗布対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、前記複数の各塗布点の位置を示す塗布座標データおよび各塗布点の相対的な塗布量を定める相対塗布量データを含む塗布パターンを記憶する塗布パターン記憶部と、前記塗布エリア内におけるペーストの全塗布量に関する全塗布量データを記憶する全塗布量データ記憶部と、前記相対塗布量データと前記全塗布量データより各塗布点における絶対塗布量を算出する絶対塗布量算出部と、前記塗布座標データに基づいて前記移動手段を制御するとともに前記絶対塗布量に基づいて前記吐出手段を制御する制御手段とを備えた。
【００１４】
請求項２記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターンは各塗布点における吐出口の吐出高さを求める吐出高さデータを含み、前記制御部は前記吐出高さデータと前記塗布座標データに基づいて前記移動手段を制御する。
【００１５】
請求項３記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターンは各塗布点の塗布順序を定める塗布順序データを含む。
【００１６】
請求項４記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターン記憶部に記憶される塗布パターンのデータを入力又は編集可能な入力手段を備えた。
【００１７】
請求項５記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターン記憶部に記憶された塗布パターンに基づいて塗布パターンのデータを表示画面上に表示する表示手段を備えた。
【００１８】
請求項６記載のペースト塗布装置は、請求項１記載のペースト塗布装置であって、前記塗布パターン記憶部に複数の塗布パターンを記憶し、前記制御手段は前記複数の塗布パターンのいずれか１つを用いて前記吐出手段および前記移動手段を制御する。
【００１９】
請求項７記載のペースト塗布装置は、請求項５記載のペースト塗布装置であって、ボンディングされるチップのサイズに応じて、複数の塗布パターンのうちいずれか１つを選択する塗布パターン選択部を備えた。
【００２０】
請求項８記載のペースト塗布方法は、塗布対象物の表面に設定された塗布エリア内の複数の塗布点に塗布ノズルによってチップボンディング用のペーストを点状に塗布するペースト塗布方法であって、前記複数の各塗布点の位置を示す塗布座標データおよび各塗布点の相対的な塗布量を定める相対塗布量データを含む塗布パターンを塗布パターン記憶部に記憶させるとともに、前記塗布エリア内におけるペーストの全塗布量に関する全塗布量データを全塗布量データ記憶部に記憶させておき、ペーストの塗布に際しては、前記塗布ノズルの吐出口を前記塗布対象物に対して相対的に移動させる移動手段を前記塗布座標データに基づいて制御するとともに、前記塗布ノズルよりペーストを吐出させる吐出手段を前記相対塗布量データと前記全塗布量データより算出された各塗布点における絶対塗布量に基づいて制御するようにした。
【００２１】
各請求項記載の発明によれば、塗布エリア内の塗布点の塗布座標データおよび各塗布点の塗布量データを含む塗布パターンを記憶させておき、この塗布パターンに基づいて塗布ノズルの移動手段およびペーストの吐出手段を制御することにより、多種類のボンディング対象チップの各品種に応じたペースト塗布を効率よく行うことができる。
【００２２】
また、好ましくは塗布パターンに吐出口の吐出高さデータや塗布順序データを含めることにより、高精度のペースト塗布を行うことができ、更に塗布パターンを入力・編集可能とし、入力して記憶された複数の塗布パターンを表示画面上に表示させ、これらの塗布パターンのうちの１つを選択することにより、品種切り替え時の操作性・利便性を向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のダイボンディング装置の斜視図、図２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３は同ダイボンディング装置のペースト塗布機能の機能ブロック図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は同ペースト塗布パターンを示す図、図５は同ダイボンディング装置の表示画面を示す図である。
【００２４】
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。
【００２５】
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に塗布ノズル１５ａを備えたディスペンサのシリンジ１５を装着して構成されている。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１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａ、Ｚ軸モータ１４ａを備えている。
【００２６】
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シリンジ１５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。シリンジ１５の内部にはチップ３をリードフレーム６に接着するペースト７が貯溜されており、シリンジ１５内にディスペンサ２０（図２参照）によって空気圧を付与することにより、塗布ノズル１５ａの吐出口からペーストが吐出される。
【００２７】
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１５ａの吐出口を塗布エリア６ａ内に設定される複数の各塗布点上に移動させ、各塗布点において塗布ノズル１５ａからペーストを吐出させることにより、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内にはペースト７が点状に塗布される。シリンジ１５、塗布ノズル１５ａおよびシリンジ１５に空気圧を付与するディスペンサ２０はペースト７の吐出手段であり、移動テーブル１０は塗布ノズル１５ａの吐出口を移動させる移動手段となっている。
【００２８】
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。
【００２９】
次に図２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２においてディスペンサ２０はシリンジ１５と接続されており、ディスペンサ２０からシリンジ１５内を加圧することによりノズル１５ａの吐出口からペーストが吐出される。Ｚ軸モータ駆動部２１はシリンジ１５を上下動させるＺ軸モータ１４ａを駆動する。Ｙ軸モータ駆動部２２、Ｘ軸モータ駆動部２３は、それぞれＹ軸モータ１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａを駆動する。ボンディングヘッド駆動部２４は、チップ供給部１からチップ３をピックアップしてボンディングするボンディングヘッド４を駆動する。
【００３０】
記憶部２５は各部の処理や動作を行うためのプログラムや、塗布エリア６ａ内の塗布座標データや塗布量などの塗布パターンのデータを記憶する。制御部２６は記憶部２５に記憶されたプログラムに従って各部を制御する。入力部２７は、キーボードやマウスであり、制御指示の操作入力や塗布パターンのデータ入力を行う。表示部２８はディスプレイ装置であり、操作入力時の画面や、塗布パターンのデータを画面表示する。
【００３１】
次に図３を参照してダイボンディング装置のペースト塗布の処理機能について説明する。図３において、入力処理部３０、表示処理部３１、データ処理部３４および塗布パターン選択部３５は、図２に示す制御部２６によって行われる処理を示しており、チップサイズ記憶部３２および複数の塗布パターンを記憶する塗布パターン記憶部３３は図２に示す記憶部２５に記憶されるデータ内容を示すものである。
【００３２】
入力処理部３０は、入力部２７からの入力信号を処理し、各部への制御コマンドを出力するとともに、記憶部２５へのデータの書き込みを行う。すなわち、塗布パターンを構成する各種のデータを入力部２７から入力し入力処理部３０により所定のパターンに従って記憶部２５に書き込むことにより、塗布パターンのデータが編集される。したがって入力部２７および入力処理部３０は、塗布パターンのデータを入力し編集可能な入力手段となっている。
【００３３】
塗布パターン記憶部３３は、入力処理部３０によって編集された複数の塗布パターンのデータを、ボンディング対象のチップ品種毎に記憶する。塗布パターンのデータは、塗布量データ３３ａ、塗布点座標データ３３ｂ、ノズル高さデータ３３ｃ、および塗布順序データ３３ｄを含んで構成される。塗布量データ３３ａは、各塗布点毎ペースト塗布量を示すデータであり、塗布点座標データ３３ｂは、各塗布点のＸＹ座標値を示すデータである。ノズル高さデータ３３ｃはペースト塗布時のノズル１５ａの下端部の塗布面からの高さ寸法、すなわち吐出高さを示すものであり、各塗布点毎に適正なノズル高さが設定される。塗布順序データ３３ｄは、塗布エリア内での各塗布点の塗布順序を示すものである。ペースト塗布時には、これらの複数の塗布パターンのいずれか１つを用いて、前述の移動手段および吐出手段が制御される。
【００３４】
チップサイズ記憶部３２は、ボンディング対象のチップのサイズをチップ品種ごとに記憶する。表示処理部３１は、入力処理部３０からの制御コマンドに従い記憶部２５から読み出したデータを表示する表示処理を行う。すなわち、塗布パターン記憶部３３に記憶された塗布パターンやチップサイズ記憶部３２に記憶されたチップサイズのデータは、塗布パターンを示すグラフィック画像とともに表示処理部３１によって表示処理され、表示手段である表示部２８の画面に表示される。この表示画面については図５にて後述する。
【００３５】
塗布パターン選択部３５は、ボンディング対象のチップ品種が指示されることにより、塗布パターン記憶部３３に記憶された複数の塗布パターンのうち、いずれか１つを指示されたチップのサイズに応じて選択する。この選択は、チップのサイズや形状によって予め設定された塗布パターン選択条件に基づいて自動的に行われる。記憶された塗布パターンに当該チップサイズに最適の塗布パターンがない場合には、自動的に最も類似した塗布パターンが選定される。もちろん最適のパターンがない場合には、作業者が表示画面上で類似塗布パターンに対して全体の拡大・縮小や部分的な塗布点の追加などの修正を施して最適化し、新たな塗布パターンとして登録することもできる。
【００３６】
なお、塗布パターンの選定は塗布パターン選択部３４によって自動的に行う替りに、作業者が入力部２７からデータ処理部３４に対して直接に指示入力することにより行ってもよい。データ処理部３４は、選択された塗布パターンのデータを記憶部２５から読み取り、これらのデータを塗布順序データに基づいて各塗布点ごとにディスペンサ２０、Ｚ軸モータ駆動部２１、Ｘ軸モータ駆動部２２、Ｙ軸モータ駆動部２３に順次出力する。
【００３７】
これにより、ノズル１５ａは塗布エリア６ａ内で移動し、所定の塗布点に所定塗布量のペースト７を所定のノズル高さで塗布する。すなわち、データ処理部３４は塗布座標データに基づいて移動手段を制御し、塗布量データに基づいて吐出手段を制御する制御手段となっている。このとき、前述のようにノズル高さデータ３３ｃに基づいてノズル１５ａの高さが制御される。
【００３８】
ここで塗布パターンおよび塗布パターンを構成するデータについて、図４、図５を参照して説明する。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれサイズの異る大中小三種類のチップをボンディングするために用いられるペーストの塗布パターンを示している。図４（ａ）の塗布エリア（小）Ａａには中心位置に１つの塗布点７ａのみが設定される。図４（ｂ）の塗布エリア（中）Ａｂには、塗布エリアＡｂのコーナ部に４点の塗布点７ｂと、中心位置に塗布点７ｂよりも塗布量が大きい塗布点７ｃが設定される。また図４（ｂ）に示す塗布エリア（大）Ａｃでは、塗布量の異る３種類の塗布点７ｄ，７ｅおよび７ｆを最も塗布量の大きな塗布点７ｆを中心にして点対称に配置した例を示している。
【００３９】
次に塗布パターンの表示画面について図５を参照して説明する。図５において、表示画面４０には塗布パターンの名称を示す表示枠４１および各塗布点ごとにＸＹ座標値、ノズル高さ、塗布量および塗布順序を示すデータ表が表示されるとともに、当該塗布パターンのグラフィック画像が塗布エリア４６内に各塗布点を描いて表示される。図５では、図４（ｂ）に示す塗布エリアＡｂの例が示されており、塗布点７ｂ，７ｃが描かれている。またボンディング対象のチップのチップサイズＷＸ，ＷＹおよび当該パターンによって塗布されるペーストの量を示す全塗布量も同時にそれぞれ表示枠４３，４４，４５に表示される。なおこれらの表示枠４１，４３，４４，４５は当該データを表示するとともに、画面上でデータを入力する際の入力枠ともなっている。
【００４０】
このように、塗布パターンは、塗布エリア内における塗布点の位置を示す塗布点座標データ３３ｂ、各塗布点における塗布量を示す塗布量データ３３ａ、塗布動作時のシリンジ１５の移動経路を示す塗布順序データ３３ｄおよび各塗布点におけるノズル高さデータ３３ｃを含むものとなっている。ここでノズル高さデータ３３ｃを含むのは、各塗布点における塗布量が異るため、同一高さ寸法で塗布を行うと塗布量が大きい塗布点ではノズル１５ａの下端部にペーストが付着して塗布不良を発生するからである。塗布動作においては、このノズル高さデータ３３ｃと塗布点座標データ３３ｂに基づいて移動手段であるＸ軸テーブル１２，Ｙ軸テーブル１１およびＺ軸テーブル１４の各テーブルの動作が制御されるとともに、塗布量データ３３ａに基づいて吐出手段であるディスペンサ２０が制御される。
【００４１】
このボンディング装置は上記の様に構成されており、以下ボンディング装置によるペースト塗布動作について図５に示す塗布パターンを参照して説明する。図１において、搬送路５上をリードフレーム６が搬送され、ペースト塗布部９の下方に位置決めされる。次いで移動テーブル１０を駆動してシリンジ１５の塗布ノズル１５ａをリードフレーム６の塗布エリア６ａ上に位置させ、多点塗布が開始される。
【００４２】
まず塗布ノズル１５ａを図５の塗布パターンに示す塗布順序に従って移動させ各塗布点にペーストを塗布する。ここでは、各コーナ点に設定された塗布点７ｂの２カ所（順番１，２）にまずペーストを塗布し、次いで中心点に設定された塗布点７ｃ（順番３）、その後残りの塗布点７ｂ（順番４，５）にペーストを塗布する。このとき、各塗布点においてノズル１５ａの下端部の塗布面からの高さ寸法が、予め塗布パターンのデータとして設定された所定高さとなるようにノズル高さが制御される。これにより、各塗布点ではノズル１５ａの下端部は塗布量に応じた適正な高さ位置に保たれ、不具合のない良好な塗布が行われる。
【００４３】
また、チップ品種に応じて複数の塗布パターンを予め記憶させておき、ボンディング装置の起動に際しては、チップ品種あるいはチップサイズなどの限られたデータを入力するのみで、複数の塗布パターンのうちの適正な塗布パターンを自動的に選択する機能を備えることにより、ボンディング装置の操作性を向上させることができる。このとき、塗布パターンのデータが表示画面に表示されるので、作業者は常に塗布条件を確認することができ、利便性の向上とともに良好な品質を確保することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２のペースト塗布装置の処理機能を示す機能ブロック図である。図６に示す各部のうち、同一符号を付したものは図３に示す処理機能と同様である。記憶部２５’には、実施の形態１におけるものと同様のチップサイズ記憶部３２のほかに、塗布パターン記憶部３３，全塗布量データ記憶部４８および絶対塗布量データ記憶部４８が設けられている。
【００４５】
塗布パターン記憶部３３’に記憶された複数の塗布パターンは、相対塗布量データ３３’ａ、塗布点座標データ３３’ｂ、ノズル高さデータ３３’ｃおよび塗布順序データ３３’ｄより構成される。相対塗布量データ３３’ａは各塗布点毎の相対的な塗布量の割合を示すデータであり、チップのサイズや形状によって標準化されたものとなっている。塗布点座標データ３３’ｂ、ノズル高さデータ３３’ｃおよび塗布順序データ３３’ｄは実施の形態１におけるものと同様である。
【００４６】
全塗布量データ記憶部４７は、１つの塗布エリア６ａの各塗布点に塗布されるペースト７の塗布量の総計を示す全塗布量データを記憶する。この全塗布量データは、入力部２７より入力される。そしてこの全塗布量データと相対塗布量に基づいて、各塗布点に塗布される絶対塗布量が算出される。この演算は、絶対塗布量算出部４９によって行われ、算出された絶対塗布量のデータは記憶部２５の絶対塗布量データ記憶部４８に記憶される。
【００４７】
そしてペースト塗布に際しては、実施の形態１における塗布量データの替わりにこの絶対塗布量データがデータ処理部３４に読み込まれ、塗布点座標データ、ノズル高さデータおよび塗布順序データに基づいて、実施の形態１と同様に移動手段であるＸ軸テーブル１２，Ｙ軸テーブル１１およびＺ軸テーブル１４の各テーブルの動作が制御されるとともに、絶対塗布量データに基づいて吐出手段であるディスペンサ２０が制御される。これにより、各塗布点には所定の塗布量のペーストが塗布されるとともに、各塗布点の塗布量の総計は所定の全塗布量に保たれる。
【００４８】
本実施の形態２では、全塗布量と標準化されたデータから選択された相対塗布量データに基づいて絶対塗布量が算出されるので、塗布パターンのデータ作成時には各塗布点毎の塗布量をその都度設定する必要が無く、塗布パターンの設定に要する労力を軽減することが出来る。複数の塗布パターンのうちの適正な塗布パターンを自動的に選択する機能を備えることによるボンディング装置の操作性の向上、塗布パターンのデータが表示画面に表示されることによる利便性の向上については、実施の形態１と同様である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、塗布エリア内の塗布点の塗布座標データおよび各塗布点の塗布量データを含む塗布パターンを記憶させておき、この塗布パターンに基づいて塗布ノズルの移動手段およびペーストの吐出手段を制御するようにしたので、多種類のボンディング対象チップの各品種に応じたペースト塗布を効率よく行うことができる。
【００５０】
また、好ましくは塗布パターンのデータに吐出口の吐出高さデータや塗布順序データを含めることにより、高精度のペースト塗布を行うことができ、更に塗布パターンを入力・編集可能とし、入力して記憶された複数の塗布パターンを表示画面上に表示させ、これらの塗布パターンのうちの１つを選択することにより、品種切り替え時の操作性・利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のダイボンディング装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１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３】本発明の実施の形態１のダイボンディング装置のペースト塗布機能の機能ブロック図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１のペースト塗布パターンを示す図
（ｂ）本発明の実施の形態１のペースト塗布パターンを示す図
（ｃ）本発明の実施の形態１のペースト塗布パターンを示す図
【図５】本発明の実施の形態１のダイボンディング装置の表示画面を示す図
【図６】本発明の実施の形態２のペースト塗布装置の処理機能を示す機能ブロック図
【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
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ 塗布点
１０ 移動テーブル
１１ Ｙ軸テーブル
１２ Ｘ軸テーブル
１４ Ｚ軸テーブル
１５ シリンジ
１５ａ 塗布ノズル
２０ ディスペンサ
２５ 記憶部
２６ 制御部
２７ 入力部
２８ 表示部
３１ 表示処理部
３２ チップサイズ記憶部
３３ 塗布パターン記憶部
３３ａ 塗布量データ
３３ｂ 塗布点座標データ
３３ｃ ノズル高さデータ
３３ｄ 塗布順序データ
３３’ａ 相対塗布量データ
３４ データ処理部
３５ 塗布パターン選択部
４７ 全塗布量データ記憶部
４９ 絶対塗布量算出部
Claims (8)
- 塗布対象物の表面に設定された塗布エリア内の複数の塗布点に塗布ノズルによってチップボンディング用のペーストを点状に塗布するペースト塗布装置であって、塗布ノズルよりペーストを吐出させる吐出手段と、前記塗布ノズルの吐出口を前記塗布対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、前記複数の各塗布点の位置を示す塗布座標データおよび各塗布点の相対的な塗布量を定める相対塗布量データを含む塗布パターンを記憶する塗布パターン記憶部と、前記塗布エリア内におけるペーストの全塗布量に関する全塗布量データを記憶する全塗布量データ記憶部と、前記相対塗布量データと前記全塗布量データより各塗布点における絶対塗布量を算出する絶対塗布量算出部と、前記塗布座標データに基づいて前記移動手段を制御するとともに前記絶対塗布量に基づいて前記吐出手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするペースト塗布装置。
- 前記塗布パターンは各塗布点における吐出口の吐出高さを求める吐出高さデータを含み、前記制御部は前記吐出高さデータと前記塗布座標データに基づいて前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１記載のペースト塗布装置。
- 前記塗布パターンは各塗布点の塗布順序を定める塗布順序データを含むことを特徴とする請求項１記載のペースト塗布装置。
- 前記塗布パターン記憶部に記憶される塗布パターンのデータを入力又は編集可能な入力手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のペースト塗布装置。
- 前記塗布パターン記憶部に記憶された塗布パターンに基づいて塗布パターンのデータを表示画面上に表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のペースト塗布装置。
- 前記塗布パターン記憶部に複数の塗布パターンを記憶し、前記制御手段は前記複数の塗布パターンのいずれか１つを用いて前記吐出手段および前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１記載のペースト塗布装置。
- ボンディングされるチップのサイズに応じて複数の塗布パターンのいずれか１つを選択する塗布パターン選択部を備えたことを特徴とする請求項５記載のペースト塗布装置。
- 塗布対象物の表面に設定された塗布エリア内の複数の塗布点に塗布ノズルによってチップボンディング用のペーストを点状に塗布するペースト塗布方法であって、前記複数の各塗布点の位置を示す塗布座標データおよび各塗布点の相対的な塗布量を定める相対塗布量データを含む塗布パターンを塗布パターン記憶部に記憶させるとともに、前記塗布エリア内におけるペーストの全塗布量に関する全塗布量データを全塗布量データ記憶部に記憶させておき、ペーストの塗布に際しては、前記塗布ノズルの吐出口を前記塗布対象物に対して相対的に移動させる移動手段を前記塗布座標データに基づいて制御するとともに、前記塗布ノズルよりペーストを吐出させる吐出手段を前記相対塗布量データと前記全塗布量データより算出された各塗布点における絶対塗布量に基づいて制御することを特徴とするペースト塗布方法。
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