JP3688125B2 - 電子部品製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話に用いられるＳＡＷフィルタなど、個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の製造方法及び装置と個片基板の搬送パレットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話に用いられるＳＡＷフィルタなどの電子部品においては、図１１に示すように、ＩＣチップ７１を収納する凹部７２を形成した個片基板７３が用いられており、その凹部７２内にＩＣチップ７１を配置するとともにＩＣチップ７１のバンプ７４と凹部７２の内底面に形成された接合電極を超音波接合し、凹部７２の上面を蓋材７５で密閉して電子部品７０が構成されている。この電子部品７０は、個片基板７３の外面に形成された接続用電極７６をマザー基板７７の電極７８に半田７９にて接合することによってマザー基板７７に実装される。
【０００３】
従来のこの種の電子部品の製造工程においては、図１２に示すように、大型の基板に多数の凹部７２をマトリックス状に形成した多面取り基板８１を用い、この多面取り基板８１をボンディングステージ（図示せず）上に供給して位置決め固定し、ボンディングヘッド８２にてＩＣチップ７１を保持して各凹部７２内に順次供給するとともに、凹部７２の内底面の接合電極にＩＣチップ７１を超音波接合し、その後多面取り基板８１を各凹部７２の境界部に形成した割り目８３に沿って割ることによってＩＣチップ７１を接合された個片基板７３を製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにＩＣチップ７１を接合した後多面取り基板８１を割ると、割る際の基板の歪みや衝撃によってＩＣチップ７１のバンプと凹部７２内底面の接合電極の接合部にストレスが作用し、接合不良を発生する恐れがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、予め分割した個片基板を用いることによってバンプと接合電極の接合部にストレスが作用せず、接合品質を向上できる電子部品製造方法及び装置とそれに用いる個片基板の搬送パレ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】
本発明の電子部品製造方法は、個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の製造方法であって、複数の個片基板を保持したパレットをボンディングステージ部上に位置決めし、各個片基板を固定した状態で各個片基板上に順次ＩＣチップを供給して超音波接合するものであり、予め分割した個片基板を用いることによって基板の割り工程が無くなってバンプと接合電極の接合部にストレスが作用せず、かつＩＣチップを超音波接合する際に個片基板を固定することにより各個片基板が動いて接合不良を生じることなく接合品質を確保でき、しかも個片基板を用いてもパレットに複数の個片基板を保持させて各個片基板にＩＣチップを接合することによって生産性を確保できる。
【０００７】
また、ボンディングステージ部上面に各個片基板に対応して突出された突部にて各個片基板をパレットにて保持した状態で押し上げ、ボンディングステージ部上に昇降可能に配設さたれ押圧手段との間で個片基板を挟圧固定すると、個片基板を持ち上げ可能に保持する簡単な構成のパレットを用いながらボンディングステージ部上面の突部と押圧手段にて個片基板を確実に固定することができ、多量に必要とされるパレットを低コストにて作製でき、コスト低下を図ることができる。
【０００８】
また、押圧手段に各個片基板に対応して設けられた弾性押圧片にて個片基板を弾性的に押圧して固定すると、押圧手段の寸法及び動作精度が低くても各個片基板を確実に固定することができ、低コストで接合品質を向上できる。
【０００９】
また、本発明の電子部品製造装置は、個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の製造装置であって、複数の個片基板を保持したパレットと、パレットをボンディングステージ部上に搬送して位置決めする搬送手段と、パレットに保持された各個片基板を固定する個片基板固定手段と、ＩＣチップを保持して各個片基板上に超音波接合するボンディングヘッドとを備えたものであり、上記製造方法を実施してその効果を奏することができる。
【００１０】
また、個片基板固定手段が、パレットに保持された各個片基板に対応してボンディングステージ部の上面に突設され、パレット底部を貫通して個片基板を持ち上げて支持する突部と、パレットにて保持された各個片基板の上面に係合可能な押圧片を備えかつ昇降可能な押圧手段とから成ると、突部と押圧手段にて個片基板を確実に固定でき、パレットの構成が簡単になってコスト低下を図ることができる。
【００１１】
また、押圧片が弾性部材からなると、押圧手段の寸法及び動作精度が低くても各個片基板を確実に固定することができ、低コストで接合品質を向上できる。
【００１２】
また、本発明の個片基板搬送パレットは、個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品を製造するための個片基板を複数保持して搬送するための個片基板搬送パレットであって、個片基板を位置決めして保持する収納凹部を形成し、収納凹部の底面に個片基板の支持面を残して貫通孔を形成し、前記収納凹部を形成する貫通開口を形成した上板と、前記貫通孔を形成した下板とを備えたことを特徴とする。本発明の個片基板搬送パレットによれば、個片基板を位置決めするとともに、貫通孔を利用して個片基板を上下に挟持して固定することができ、上記製造方法に利用してその効果を奏することができる。
【００１３】
また、収納凹部を形成する貫通開口を形成した上板と、貫通孔を形成した下板とを備えた構成としているので、高精度の加工を必要とする収納凹部を上板の開口加工によって安価に加工することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品製造装置の一実施形態について図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００１５】
まず、本実施形態の電子部品製造装置の全体配置構成を図１を参照して説明する。ダイシングされたウエハ１を多数枚積層状態で収容したマガジン２を搬入するマガジンリフタ部３が配設され、このマガジンリフタ部３からウエハ１を一枚づつ順次ＩＣチップ供給部４に供給するように構成されている。このＩＣチップ供給部４はＸ方向及びＹ方向に移動可能なＸＹテーブル４ａ上に設置され、ここでエキスパンドされたウエハ（本明細書ではエキスパンドウエハと略称する。）１の任意のＩＣチップ５を所定の供給位置に位置決め可能に構成されている。ＩＣチップ供給部４の上部にはエキスパンドウエハ１を認識するための認識カメラ６が配設され、供給位置の下部にはＩＣチップ５を突き上げる突き上げ手段７が配設されている。
【００１６】
ＩＣチップ供給部４の後部にはＸ軸ロボット８の一端部が配設され、このＸ軸ロボット８の他端部の前部にＹ軸ロボット９が配設されている。Ｘ軸ロボット８にはボンディングヘッド１０がＸ軸方向に移動可能に搭載され、Ｙ軸ロボット９にはボンディングステージ部１１がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。Ｘ軸ボット８の中間部の前部にＩＣチップ５のバンプを上向きから下向きに反転する反転ヘッド１２が配設されている。
【００１７】
これらマガジンリフタ部３、ＩＣチップ供給部４、及びＹ軸ロボット９の前部には、多数の個片基板６０をマトリックス状に保持したパレット６１（図８、図９参照）を搬送する搬送手段１３が配設されている。この搬送手段１３は、搬入レール１４と、ボンディングステージ部１１がＹ軸方向の前端に位置したときに搬入レール１４と接続されるようにボンディングステージ部１１に配設された支持レール１５と、搬出レール１６と、パレット６１をこれらレール１４〜１６に沿って後押し移送する移送手段１７とを備えている。搬入レール１４の下部には基板予熱部１８が配設されている。
【００１８】
移送手段１７は、図２に示すように、Ｘ軸方向のガイドレール１９に沿って移動駆動可能な移動体２０から搬入用と搬出用の一対の軸２１ａ、２１ｂが後方に向けて水平に延出され、その先端部にパレット６１の後端に係合して後押しするドッグ２２ａ、２２ｂが取付けられている。この移送手段１７は、軸２１ａ、２１ｂの回転操作によってドッグ２２ａ、２２ｂを作用位置と待避位置との間で切り替え可能に構成され、かつ作用位置において一定以上が荷重で待避移動するように構成されている。
【００１９】
ボンディングヘッド１０は、図３に示すように、Ｘ軸ロボット８の可動体２３に装着され、送りねじ機構による昇降機構部２４と、吸引機構部２５と、ＩＣチップ５を吸着するボンディングツール２６と、ボンディングツール２６に超音波振動を印加する超音波ホーン２７を備えており、ボンディングツール２６の下面に吸着保持したＩＣチップ５を超音波接合するように構成されている。
【００２０】
ボンディングステージ部１１は、図４に示すように、Ｙ軸ロボット９の可動体であるスライドテーブル２８上にヒータを内蔵したヒータブロック２９が設置され、このヒータブロック２９上にボンディングブロック３０を吸着固定するように構成されている。スライドテーブル２８の上部には、搬送手段１３の一部を構成する支持レール１５を構成要素とする昇降枠３１が、昇降ガイド兼用の昇降シリンダ３２にて昇降可能に配設されている。スライドテーブル２８には、支持レール１５上に搬入されたパレット６１の端縁を係合させて位置決めする位置決めピン３３を位置決め位置と下方の待避位置との間で移動させる規制シリンダ３４が配設されている。また、後方の支持レール１５には、パレット６１の側縁を押圧して前方の支持レール１５に押し当てることによってパレット６１を前後方向に位置決めする規制手段３５が配設されている。
【００２１】
ボンディングブロック３０は、図５に示すように、その上面にパレット６１に保持された各個片基板６０に対応して個片基板を持ち上げて支持する突部３６がマトリックス状に突設されている。各突部３６にはそれぞれ吸着穴３７が形成されている。ボンディングブロック３０の下面には、これをヒータブロック２９上に吸着固定するための吸着溝３８と、各吸着穴３７に連通された吸引穴３９と、一対の位置決め穴４０ａ、４０ｂとが形成されている。一方の位置決め穴４０ａは丸穴で、他方の位置決め穴４０ｂは長穴にて構成されている。また、ヒータブロック２９には、図４に示すように、吸着溝３８に対応する一対の吸引穴４１と、吸引穴３９に対応する吸引穴４２が形成され、それぞれ吸引制御手段（図示せず）に連通されている。
【００２２】
昇降枠３１の前後の支持レール１５の上面には、図６に示すように、それぞれ押圧板４３が取付ねじ４４にて固定され、昇降枠３１と押圧板４３にて押圧手段４５が構成されている。なお、両押圧板４３は移送手段１７のドッグ２２ａ、２２ｂが通過する間隔４６をあけて配設されている。各押圧板４３は、図７に示すように、押圧力を支持できる板厚を有するとともに、マトリックス状に配列された個片基板の各行に対応して複数行（図示例では７行）の短冊状開口４８を配列形成された押圧受板４７（図７（ｃ））と、その下面にスポット溶接４９にて一体的に固着されるとともに、各個片基板に対応してマトリックス状（図示例では７行３列）に配列形成されたＨ字状の切欠５１にて個片基板の両側縁上面に係合する多数対の弾性押圧片５２が形成されたばね板５０（図７（ｄ））にて構成されている。
【００２３】
搬送手段１３にて支持レール１５上に供給される個片基板搬送パレット６１は、図８に示すように、略方形板状の上板６２と下板６３をスポット溶接６４にて一体化して構成されており、上板６２に形成した貫通開口６５ａ（図８（ｃ））にて個片基板６０を位置決めして保持する収納凹部６５がマトリックス状（図示例では７行×３列×２ブロック）に形成され、かつ下板６３に形成した貫通開口６６ａ（図８（ｄ））にてボンディングブロック３０上面の突部３６が嵌入する貫通孔６６が形成されるとともに下板６３の貫通開口６６ａの周辺にて個片基板６０を支持する支持面６７が形成されている。図９に収納凹部６５内に個片基板６０を位置決めして保持した状態を示す。
【００２４】
以上の構成において、個片基板６０にＩＣ部品５を超音波接合する際には、図８に示す個片基板搬送パレット６１を用い、その各収納凹部６５内に個片基板６０を収納保持させ、このパレット６１を図１に示す搬送手段１３の搬入レール１４上に供給する。一方、ＩＣチップ５はエキスパンドウエハ１を収容したマガジン２をマガジンリフタ部３に搬入して供給する。マガジン２内のエキスパンドウエハ１は順次ＩＣチップ供給部４に送出され、このＩＣチップ供給部４にてエキスパンドウエハ１の各ＩＣチップ５が順次所定の供給位置に位置決めされるとともに認識カメラ６にて所定の認識が行われ、その後ボンディングヘッド１０にて取り出され、反転ヘッド１２にてバンプが下向きになるように反転された後ボンディングステージ部１１上に供給される。
【００２５】
搬入レール１４上に供給されたパレット６１は、先行するパレット６１の全ての個片基板６０に対してＩＣチップ５が接合されるまで待機し、その間に基板予熱部１８にて予熱される。先行パレット６１における全ての個片基板６０に対するＩＣチップ５の接合が完了すると、図２の移送手段１７が動作し、ドッグ２２ｂにて先行するパレット６１が支持レール１５から搬出レール１６に向けて搬出されるとともに、ドッグ２２ａにて後続するパレット６１が支持レール１５上に搬入される。支持レール１５上に搬入されたパレット６１の先端縁が図４の位置決めピン３３に当接してドッグ２２ａが待避動作すると、その状態で移送手段１７が一旦停止して規制手段３５が作動し、パレット６１がボンディングテスージ部１１上に位置決めされる。その後、ドッグ２２ａが待避位置に移動されて移送手段１７が再度動作し、先行するパレット６１が搬出レール１６に沿って搬出される。
【００２６】
パレット６１が支持レール１５上で位置決めされると、図４の昇降シリンダ３２が動作して支持レール１５を含む昇降枠３１が下降し、図９（ａ）に示す状態から矢印で示すように昇降枠３１と押圧板４３から成る押圧手段４５が下降し、図９（ｂ）に示すように、支持レール１５上のパレット６１がボンディングブロック３０上に載置支持されるとともに突部３６が貫通孔６６を貫通して保持凹部６５に保持された個片基板６０が持ち上げた状態で支持される。また、この個片基板６０の持ち上げ時には吸着穴３７に吸引力が作用されて個片基板６０が吸着され、個片基板６０が不測に動くのが防止される。押圧手段４５は矢印で示すように引き続いて下降し、図９（ｃ）に示すように、押圧板４３がパレット６１の上面に当接して停止する。この状態で、押圧板４３のばね板５０からなる弾性押圧片５２にて個片基板６０の両側縁部が押圧され、個片基板６０は突部３６とこれら弾性押圧片５２の間で強固に挟圧固定される。
【００２７】
こうして、ボンディングステージ部１１上でパレット６１及び各個片基板６０が強固に固定された状態で、ボンディングヘッド１０がＸ軸ロボット８にてＸ軸方向に位置決めされるとともに、ボンディングステージ部１１がＹ軸ロボット９にてＹ軸方向に位置決めされることによって、パレット６１に保持された各個片基板６０が順次、図３のボンディングヘッド１０のボンデイングツール２６の直下位置に位置決めされ、昇降機構部２４にてボンデイングツール２６が下降されて吸着保持されているＩＣチップ５が、図９（ｄ）及び図１０に示すように、個片基板６０の凹部内に挿入されてその内底面に圧接され、その状態で超音波ホーン２７が作動されてＩＣチップ５に水平方向の超音波振動が印加される。
【００２８】
かくして、個片基板６０はその下面がヒータブロック２９にて加熱されたボンディングブロック３０の突部３６上に接触して伝熱加熱され、この個片基板６０の凹部内底面に圧接されたＩＣチップ５にボンディングツール２６にて超音波振動が印加されることによって、ＩＣチップ５の下面のバンプが個片基板６０の凹部内底面の接合電極に超音波接合される。また、この超音波接合時に個片基板６０が強固の挟圧固定されているので、個片基板６０が動いて超音波振動が吸収され、接合不良を生じるというようなことがなく、高い接合品質が確保される。
【００２９】
以上のようにしてパレット６１にて保持された全ての個片基板６０に対して順次ＩＣチップ５が接合され、全ての個片基板６０にＩＣチップ５が接合されると、昇降枠３１が上昇され、Ｙ軸ロボット９にてボンディングステージ部１１が前端位置まで移動されて支持レール１５と搬入レール１４及び搬出レール１６が接続され、上記のようにパレット６１の入れ換えが行われ、以降以上の動作が繰り返される。
【００３０】
以上の本実施形態よれば、予め分割した個片基板６０を用いることによって基板の割り工程が無く、バンプと接合電極の接合部にストレスが作用せず、かつＩＣチップ５を超音波接合する際に個片基板６０を強固に固定しているので接合品質を確保でき、しかも個片基板６０を用いてもパレット６１に多数の個片基板６０を保持させて各個片基板６０に順次ＩＣチップ５を接合するようにしているので生産性も確保できる。
【００３１】
また、ボンディングステージ部１１のボンディングブロック３０上面に突出させた突部３６にて各個片基板６０をパレット６１にて保持した状態で押し上げ、ボンディングステージ部１１上に昇降可能に配設した押圧手段４５との間で個片基板６０を挟圧固定するようにしているので、簡単な構成のパレット６１を用いながら突部３６と押圧手段４５にて個片基板６０を確実に固定することができ、多量に必要とされるパレット６１を低コストにて作製でき、コスト低下を図ることができる。
【００３２】
また、押圧手段４５に弾性押圧片５２を設けて個片基板６０を弾性的に押圧して固定するようにしているので、押圧手段４５が寸法及び動作精度の低い安価な構成てあっても、各個片基板６０を確実に固定することができて接合品質を向上できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の電子部品製造方法及び装置によれば、以上のように、予め分割した個片基板を用いることによって基板の割り工程が無く、バンプと接合電極の接合部にストレスが作用せず、かつＩＣチップを超音波接合する際に個片基板を固定することにより各個片基板が動いて接合不良を生じることなく接合品質を確保でき、しかも個片基板を用いてもパレットに複数の個片基板を保持させて各個片基板に順次ＩＣチップを接合することによって生産性を確保できる。
【００３４】
また、ボンディングステージ上面に各個片基板に対応して突出された突部にて各個片基板をパレットにて保持した状態で押し上げ、ボンディングステージ上に昇降可能に配設さたれ押圧手段との間で個片基板を挟圧固定するようにすると、個片基板を持ち上げ可能に保持する簡単な構成のパレットを用いながらボンディングステージ上面の突部と押圧手段にて個片基板を確実に固定することができ、多量に必要とされるパレットを低コストにて作製でき、コスト低下を図ることができる。
【００３５】
また、押圧手段に各個片基板に対応して設けられた弾性押圧片にて個片基板を弾性的に押圧して固定するようにすると、押圧手段の寸法及び動作精度が低くても各個片基板を確実に固定でき、低コストで接合品質を向上できる。
【００３６】
また、本発明の個片基板搬送パレットによれば、個片基板を位置決めして保持する収納凹部を形成し、収納凹部の底面に個片基板の支持面を残して貫通孔を形成したので、個片基板を位置決めするとともに、貫通孔を利用して個片基板を上下に挟持して固定することができ、上記製造方法に利用してその効果を奏することができる。
【００３７】
また、収納凹部を形成する貫通開口を形成した上板と、貫通孔を形成した下板とを備えた構成としているので、高精度の加工を必要とする収納凹部を上板の開口加工によって安価に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電子部品製造装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態のパレット搬送手段の斜視図である。
【図３】同実施形態のボンディングヘッドの斜視図である。
【図４】同実施形態のボンディングステージ部の斜視図である。
【図５】同実施形態のボンディングブロックを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
【図６】同実施形態の押圧手段を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図７】同実施形態の押圧板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は受板の部分平面図、（ｄ）はばね板の部分平面図である。
【図８】同実施形態のパレットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上板の部分平面図、（ｄ）は下板の部分平面図である。
【図９】同実施形態における電子部品製造工程を示す縦断面正面図である。
【図１０】同実施形態における個片基板に対するＩＣチップの接合工程の縦断側面図である。
【図１１】個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の実装状態を示す縦断面図である。
【図１２】従来例における電子部品製造方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
５ ＩＣチップ
１０ ボンディングヘッド
１１ ボンディングステージ部
１３ 搬送手段
３０ ボンディングブロック
３６ 突部
４５ 押圧手段
５２ 弾性押圧片
６０ 個片基板
６１ 個片基板搬送パレット
６２ 上板
６３ 下板
６５ 収納凹部
６６ 貫通孔
６７ 支持面
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話に用いられるＳＡＷフィルタなど、個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の製造方法及び装置と個片基板の搬送パレットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話に用いられるＳＡＷフィルタなどの電子部品においては、図１１に示すように、ＩＣチップ７１を収納する凹部７２を形成した個片基板７３が用いられており、その凹部７２内にＩＣチップ７１を配置するとともにＩＣチップ７１のバンプ７４と凹部７２の内底面に形成された接合電極を超音波接合し、凹部７２の上面を蓋材７５で密閉して電子部品７０が構成されている。この電子部品７０は、個片基板７３の外面に形成された接続用電極７６をマザー基板７７の電極７８に半田７９にて接合することによってマザー基板７７に実装される。
【０００３】
従来のこの種の電子部品の製造工程においては、図１２に示すように、大型の基板に多数の凹部７２をマトリックス状に形成した多面取り基板８１を用い、この多面取り基板８１をボンディングステージ（図示せず）上に供給して位置決め固定し、ボンディングヘッド８２にてＩＣチップ７１を保持して各凹部７２内に順次供給するとともに、凹部７２の内底面の接合電極にＩＣチップ７１を超音波接合し、その後多面取り基板８１を各凹部７２の境界部に形成した割り目８３に沿って割ることによってＩＣチップ７１を接合された個片基板７３を製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにＩＣチップ７１を接合した後多面取り基板８１を割ると、割る際の基板の歪みや衝撃によってＩＣチップ７１のバンプと凹部７２内底面の接合電極の接合部にストレスが作用し、接合不良を発生する恐れがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、予め分割した個片基板を用いることによってバンプと接合電極の接合部にストレスが作用せず、接合品質を向上できる電子部品製造方法及び装置とそれに用いる個片基板の搬送パレ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】
本発明の電子部品製造方法は、個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の製造方法であって、複数の個片基板を保持したパレットをボンディングステージ部上に位置決めし、各個片基板を固定した状態で各個片基板上に順次ＩＣチップを供給して超音波接合するものであり、予め分割した個片基板を用いることによって基板の割り工程が無くなってバンプと接合電極の接合部にストレスが作用せず、かつＩＣチップを超音波接合する際に個片基板を固定することにより各個片基板が動いて接合不良を生じることなく接合品質を確保でき、しかも個片基板を用いてもパレットに複数の個片基板を保持させて各個片基板にＩＣチップを接合することによって生産性を確保できる。
【０００７】
また、ボンディングステージ部上面に各個片基板に対応して突出された突部にて各個片基板をパレットにて保持した状態で押し上げ、ボンディングステージ部上に昇降可能に配設さたれ押圧手段との間で個片基板を挟圧固定すると、個片基板を持ち上げ可能に保持する簡単な構成のパレットを用いながらボンディングステージ部上面の突部と押圧手段にて個片基板を確実に固定することができ、多量に必要とされるパレットを低コストにて作製でき、コスト低下を図ることができる。
【０００８】
また、押圧手段に各個片基板に対応して設けられた弾性押圧片にて個片基板を弾性的に押圧して固定すると、押圧手段の寸法及び動作精度が低くても各個片基板を確実に固定することができ、低コストで接合品質を向上できる。
【０００９】
また、本発明の電子部品製造装置は、個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の製造装置であって、複数の個片基板を保持したパレットと、パレットをボンディングステージ部上に搬送して位置決めする搬送手段と、パレットに保持された各個片基板を固定する個片基板固定手段と、ＩＣチップを保持して各個片基板上に超音波接合するボンディングヘッドとを備えたものであり、上記製造方法を実施してその効果を奏することができる。
【００１０】
また、個片基板固定手段が、パレットに保持された各個片基板に対応してボンディングステージ部の上面に突設され、パレット底部を貫通して個片基板を持ち上げて支持する突部と、パレットにて保持された各個片基板の上面に係合可能な押圧片を備えかつ昇降可能な押圧手段とから成ると、突部と押圧手段にて個片基板を確実に固定でき、パレットの構成が簡単になってコスト低下を図ることができる。
【００１１】
また、押圧片が弾性部材からなると、押圧手段の寸法及び動作精度が低くても各個片基板を確実に固定することができ、低コストで接合品質を向上できる。
【００１２】
また、本発明の個片基板搬送パレットは、個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品を製造するための個片基板を複数保持して搬送するための個片基板搬送パレットであって、個片基板を位置決めして保持する収納凹部を形成し、収納凹部の底面に個片基板の支持面を残して貫通孔を形成し、前記収納凹部を形成する貫通開口を形成した上板と、前記貫通孔を形成した下板とを備えたことを特徴とする。本発明の個片基板搬送パレットによれば、個片基板を位置決めするとともに、貫通孔を利用して個片基板を上下に挟持して固定することができ、上記製造方法に利用してその効果を奏することができる。
【００１３】
また、収納凹部を形成する貫通開口を形成した上板と、貫通孔を形成した下板とを備えた構成としているので、高精度の加工を必要とする収納凹部を上板の開口加工によって安価に加工することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品製造装置の一実施形態について図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００１５】
まず、本実施形態の電子部品製造装置の全体配置構成を図１を参照して説明する。ダイシングされたウエハ１を多数枚積層状態で収容したマガジン２を搬入するマガジンリフタ部３が配設され、このマガジンリフタ部３からウエハ１を一枚づつ順次ＩＣチップ供給部４に供給するように構成されている。このＩＣチップ供給部４はＸ方向及びＹ方向に移動可能なＸＹテーブル４ａ上に設置され、ここでエキスパンドされたウエハ（本明細書ではエキスパンドウエハと略称する。）１の任意のＩＣチップ５を所定の供給位置に位置決め可能に構成されている。ＩＣチップ供給部４の上部にはエキスパンドウエハ１を認識するための認識カメラ６が配設され、供給位置の下部にはＩＣチップ５を突き上げる突き上げ手段７が配設されている。
【００１６】
ＩＣチップ供給部４の後部にはＸ軸ロボット８の一端部が配設され、このＸ軸ロボット８の他端部の前部にＹ軸ロボット９が配設されている。Ｘ軸ロボット８にはボンディングヘッド１０がＸ軸方向に移動可能に搭載され、Ｙ軸ロボット９にはボンディングステージ部１１がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。Ｘ軸ボット８の中間部の前部にＩＣチップ５のバンプを上向きから下向きに反転する反転ヘッド１２が配設されている。
【００１７】
これらマガジンリフタ部３、ＩＣチップ供給部４、及びＹ軸ロボット９の前部には、多数の個片基板６０をマトリックス状に保持したパレット６１（図８、図９参照）を搬送する搬送手段１３が配設されている。この搬送手段１３は、搬入レール１４と、ボンディングステージ部１１がＹ軸方向の前端に位置したときに搬入レール１４と接続されるようにボンディングステージ部１１に配設された支持レール１５と、搬出レール１６と、パレット６１をこれらレール１４〜１６に沿って後押し移送する移送手段１７とを備えている。搬入レール１４の下部には基板予熱部１８が配設されている。
【００１８】
移送手段１７は、図２に示すように、Ｘ軸方向のガイドレール１９に沿って移動駆動可能な移動体２０から搬入用と搬出用の一対の軸２１ａ、２１ｂが後方に向けて水平に延出され、その先端部にパレット６１の後端に係合して後押しするドッグ２２ａ、２２ｂが取付けられている。この移送手段１７は、軸２１ａ、２１ｂの回転操作によってドッグ２２ａ、２２ｂを作用位置と待避位置との間で切り替え可能に構成され、かつ作用位置において一定以上が荷重で待避移動するように構成されている。
【００１９】
ボンディングヘッド１０は、図３に示すように、Ｘ軸ロボット８の可動体２３に装着され、送りねじ機構による昇降機構部２４と、吸引機構部２５と、ＩＣチップ５を吸着するボンディングツール２６と、ボンディングツール２６に超音波振動を印加する超音波ホーン２７を備えており、ボンディングツール２６の下面に吸着保持したＩＣチップ５を超音波接合するように構成されている。
【００２０】
ボンディングステージ部１１は、図４に示すように、Ｙ軸ロボット９の可動体であるスライドテーブル２８上にヒータを内蔵したヒータブロック２９が設置され、このヒータブロック２９上にボンディングブロック３０を吸着固定するように構成されている。スライドテーブル２８の上部には、搬送手段１３の一部を構成する支持レール１５を構成要素とする昇降枠３１が、昇降ガイド兼用の昇降シリンダ３２にて昇降可能に配設されている。スライドテーブル２８には、支持レール１５上に搬入されたパレット６１の端縁を係合させて位置決めする位置決めピン３３を位置決め位置と下方の待避位置との間で移動させる規制シリンダ３４が配設されている。また、後方の支持レール１５には、パレット６１の側縁を押圧して前方の支持レール１５に押し当てることによってパレット６１を前後方向に位置決めする規制手段３５が配設されている。
【００２１】
ボンディングブロック３０は、図５に示すように、その上面にパレット６１に保持された各個片基板６０に対応して個片基板を持ち上げて支持する突部３６がマトリックス状に突設されている。各突部３６にはそれぞれ吸着穴３７が形成されている。ボンディングブロック３０の下面には、これをヒータブロック２９上に吸着固定するための吸着溝３８と、各吸着穴３７に連通された吸引穴３９と、一対の位置決め穴４０ａ、４０ｂとが形成されている。一方の位置決め穴４０ａは丸穴で、他方の位置決め穴４０ｂは長穴にて構成されている。また、ヒータブロック２９には、図４に示すように、吸着溝３８に対応する一対の吸引穴４１と、吸引穴３９に対応する吸引穴４２が形成され、それぞれ吸引制御手段（図示せず）に連通されている。
【００２２】
昇降枠３１の前後の支持レール１５の上面には、図６に示すように、それぞれ押圧板４３が取付ねじ４４にて固定され、昇降枠３１と押圧板４３にて押圧手段４５が構成されている。なお、両押圧板４３は移送手段１７のドッグ２２ａ、２２ｂが通過する間隔４６をあけて配設されている。各押圧板４３は、図７に示すように、押圧力を支持できる板厚を有するとともに、マトリックス状に配列された個片基板の各行に対応して複数行（図示例では７行）の短冊状開口４８を配列形成された押圧受板４７（図７（ｃ））と、その下面にスポット溶接４９にて一体的に固着されるとともに、各個片基板に対応してマトリックス状（図示例では７行３列）に配列形成されたＨ字状の切欠５１にて個片基板の両側縁上面に係合する多数対の弾性押圧片５２が形成されたばね板５０（図７（ｄ））にて構成されている。
【００２３】
搬送手段１３にて支持レール１５上に供給される個片基板搬送パレット６１は、図８に示すように、略方形板状の上板６２と下板６３をスポット溶接６４にて一体化して構成されており、上板６２に形成した貫通開口６５ａ（図８（ｃ））にて個片基板６０を位置決めして保持する収納凹部６５がマトリックス状（図示例では７行×３列×２ブロック）に形成され、かつ下板６３に形成した貫通開口６６ａ（図８（ｄ））にてボンディングブロック３０上面の突部３６が嵌入する貫通孔６６が形成されるとともに下板６３の貫通開口６６ａの周辺にて個片基板６０を支持する支持面６７が形成されている。図９に収納凹部６５内に個片基板６０を位置決めして保持した状態を示す。
【００２４】
以上の構成において、個片基板６０にＩＣ部品５を超音波接合する際には、図８に示す個片基板搬送パレット６１を用い、その各収納凹部６５内に個片基板６０を収納保持させ、このパレット６１を図１に示す搬送手段１３の搬入レール１４上に供給する。一方、ＩＣチップ５はエキスパンドウエハ１を収容したマガジン２をマガジンリフタ部３に搬入して供給する。マガジン２内のエキスパンドウエハ１は順次ＩＣチップ供給部４に送出され、このＩＣチップ供給部４にてエキスパンドウエハ１の各ＩＣチップ５が順次所定の供給位置に位置決めされるとともに認識カメラ６にて所定の認識が行われ、その後ボンディングヘッド１０にて取り出され、反転ヘッド１２にてバンプが下向きになるように反転された後ボンディングステージ部１１上に供給される。
【００２５】
搬入レール１４上に供給されたパレット６１は、先行するパレット６１の全ての個片基板６０に対してＩＣチップ５が接合されるまで待機し、その間に基板予熱部１８にて予熱される。先行パレット６１における全ての個片基板６０に対するＩＣチップ５の接合が完了すると、図２の移送手段１７が動作し、ドッグ２２ｂにて先行するパレット６１が支持レール１５から搬出レール１６に向けて搬出されるとともに、ドッグ２２ａにて後続するパレット６１が支持レール１５上に搬入される。支持レール１５上に搬入されたパレット６１の先端縁が図４の位置決めピン３３に当接してドッグ２２ａが待避動作すると、その状態で移送手段１７が一旦停止して規制手段３５が作動し、パレット６１がボンディングテスージ部１１上に位置決めされる。その後、ドッグ２２ａが待避位置に移動されて移送手段１７が再度動作し、先行するパレット６１が搬出レール１６に沿って搬出される。
【００２６】
パレット６１が支持レール１５上で位置決めされると、図４の昇降シリンダ３２が動作して支持レール１５を含む昇降枠３１が下降し、図９（ａ）に示す状態から矢印で示すように昇降枠３１と押圧板４３から成る押圧手段４５が下降し、図９（ｂ）に示すように、支持レール１５上のパレット６１がボンディングブロック３０上に載置支持されるとともに突部３６が貫通孔６６を貫通して保持凹部６５に保持された個片基板６０が持ち上げた状態で支持される。また、この個片基板６０の持ち上げ時には吸着穴３７に吸引力が作用されて個片基板６０が吸着され、個片基板６０が不測に動くのが防止される。押圧手段４５は矢印で示すように引き続いて下降し、図９（ｃ）に示すように、押圧板４３がパレット６１の上面に当接して停止する。この状態で、押圧板４３のばね板５０からなる弾性押圧片５２にて個片基板６０の両側縁部が押圧され、個片基板６０は突部３６とこれら弾性押圧片５２の間で強固に挟圧固定される。
【００２７】
こうして、ボンディングステージ部１１上でパレット６１及び各個片基板６０が強固に固定された状態で、ボンディングヘッド１０がＸ軸ロボット８にてＸ軸方向に位置決めされるとともに、ボンディングステージ部１１がＹ軸ロボット９にてＹ軸方向に位置決めされることによって、パレット６１に保持された各個片基板６０が順次、図３のボンディングヘッド１０のボンデイングツール２６の直下位置に位置決めされ、昇降機構部２４にてボンデイングツール２６が下降されて吸着保持されているＩＣチップ５が、図９（ｄ）及び図１０に示すように、個片基板６０の凹部内に挿入されてその内底面に圧接され、その状態で超音波ホーン２７が作動されてＩＣチップ５に水平方向の超音波振動が印加される。
【００２８】
かくして、個片基板６０はその下面がヒータブロック２９にて加熱されたボンディングブロック３０の突部３６上に接触して伝熱加熱され、この個片基板６０の凹部内底面に圧接されたＩＣチップ５にボンディングツール２６にて超音波振動が印加されることによって、ＩＣチップ５の下面のバンプが個片基板６０の凹部内底面の接合電極に超音波接合される。また、この超音波接合時に個片基板６０が強固の挟圧固定されているので、個片基板６０が動いて超音波振動が吸収され、接合不良を生じるというようなことがなく、高い接合品質が確保される。
【００２９】
以上のようにしてパレット６１にて保持された全ての個片基板６０に対して順次ＩＣチップ５が接合され、全ての個片基板６０にＩＣチップ５が接合されると、昇降枠３１が上昇され、Ｙ軸ロボット９にてボンディングステージ部１１が前端位置まで移動されて支持レール１５と搬入レール１４及び搬出レール１６が接続され、上記のようにパレット６１の入れ換えが行われ、以降以上の動作が繰り返される。
【００３０】
以上の本実施形態よれば、予め分割した個片基板６０を用いることによって基板の割り工程が無く、バンプと接合電極の接合部にストレスが作用せず、かつＩＣチップ５を超音波接合する際に個片基板６０を強固に固定しているので接合品質を確保でき、しかも個片基板６０を用いてもパレット６１に多数の個片基板６０を保持させて各個片基板６０に順次ＩＣチップ５を接合するようにしているので生産性も確保できる。
【００３１】
また、ボンディングステージ部１１のボンディングブロック３０上面に突出させた突部３６にて各個片基板６０をパレット６１にて保持した状態で押し上げ、ボンディングステージ部１１上に昇降可能に配設した押圧手段４５との間で個片基板６０を挟圧固定するようにしているので、簡単な構成のパレット６１を用いながら突部３６と押圧手段４５にて個片基板６０を確実に固定することができ、多量に必要とされるパレット６１を低コストにて作製でき、コスト低下を図ることができる。
【００３２】
また、押圧手段４５に弾性押圧片５２を設けて個片基板６０を弾性的に押圧して固定するようにしているので、押圧手段４５が寸法及び動作精度の低い安価な構成てあっても、各個片基板６０を確実に固定することができて接合品質を向上できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の電子部品製造方法及び装置によれば、以上のように、予め分割した個片基板を用いることによって基板の割り工程が無く、バンプと接合電極の接合部にストレスが作用せず、かつＩＣチップを超音波接合する際に個片基板を固定することにより各個片基板が動いて接合不良を生じることなく接合品質を確保でき、しかも個片基板を用いてもパレットに複数の個片基板を保持させて各個片基板に順次ＩＣチップを接合することによって生産性を確保できる。
【００３４】
また、ボンディングステージ上面に各個片基板に対応して突出された突部にて各個片基板をパレットにて保持した状態で押し上げ、ボンディングステージ上に昇降可能に配設さたれ押圧手段との間で個片基板を挟圧固定するようにすると、個片基板を持ち上げ可能に保持する簡単な構成のパレットを用いながらボンディングステージ上面の突部と押圧手段にて個片基板を確実に固定することができ、多量に必要とされるパレットを低コストにて作製でき、コスト低下を図ることができる。
【００３５】
また、押圧手段に各個片基板に対応して設けられた弾性押圧片にて個片基板を弾性的に押圧して固定するようにすると、押圧手段の寸法及び動作精度が低くても各個片基板を確実に固定でき、低コストで接合品質を向上できる。
【００３６】
また、本発明の個片基板搬送パレットによれば、個片基板を位置決めして保持する収納凹部を形成し、収納凹部の底面に個片基板の支持面を残して貫通孔を形成したので、個片基板を位置決めするとともに、貫通孔を利用して個片基板を上下に挟持して固定することができ、上記製造方法に利用してその効果を奏することができる。
【００３７】
また、収納凹部を形成する貫通開口を形成した上板と、貫通孔を形成した下板とを備えた構成としているので、高精度の加工を必要とする収納凹部を上板の開口加工によって安価に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電子部品製造装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態のパレット搬送手段の斜視図である。
【図３】同実施形態のボンディングヘッドの斜視図である。
【図４】同実施形態のボンディングステージ部の斜視図である。
【図５】同実施形態のボンディングブロックを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
【図６】同実施形態の押圧手段を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図７】同実施形態の押圧板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は受板の部分平面図、（ｄ）はばね板の部分平面図である。
【図８】同実施形態のパレットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上板の部分平面図、（ｄ）は下板の部分平面図である。
【図９】同実施形態における電子部品製造工程を示す縦断面正面図である。
【図１０】同実施形態における個片基板に対するＩＣチップの接合工程の縦断側面図である。
【図１１】個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の実装状態を示す縦断面図である。
【図１２】従来例における電子部品製造方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
５ ＩＣチップ
１０ ボンディングヘッド
１１ ボンディングステージ部
１３ 搬送手段
３０ ボンディングブロック
３６ 突部
４５ 押圧手段
５２ 弾性押圧片
６０ 個片基板
６１ 個片基板搬送パレット
６２ 上板
６３ 下板
６５ 収納凹部
６６ 貫通孔
６７ 支持面
Claims (7)
- 個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の製造方法であって、複数の個片基板を保持したパレットをボンディングステージ部上に位置決めし、各個片基板を固定した状態で各個片基板上に順次ＩＣチップを供給して超音波接合することを特徴とする電子部品製造方法。
- ボンディングステージ部上面に各個片基板に対応して突出された突部にて各個片基板をパレットにて保持した状態で押し上げ、ボンディングステージ部上に昇降可能に配設さたれ押圧手段との間で個片基板を挟圧固定することを特徴とする請求項１記載の電子部品製造方法。
- 押圧手段に各個片基板に対応して設けられた弾性押圧片にて個片基板を弾性的に押圧して固定することを特徴とする請求項２記載の電子部品製造方法。
- 個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品の製造装置であって、複数の個片基板を保持したパレットと、パレットをボンディングステージ部上に搬送して位置決めする搬送手段と、パレットに保持された各個片基板を固定する個片基板固定手段と、ＩＣチップを保持して各個片基板上に超音波接合するボンディングヘッドとを備えたことを特徴とする電子部品製造装置。
- 個片基板固定手段は、パレットに保持された各個片基板に対応してボンディングステージ部の上面に突設され、パレット底部を貫通して個片基板を持ち上げて支持する突部と、パレットにて保持された各個片基板の上面に係合可能な押圧片を備えかつ昇降可能な押圧手段とから成ることを特徴とする請求項４記載の電子部品製造装置。
- 押圧片は弾性部材からなることを特徴とする請求項５記載の電子部品製造装置。
- 個片基板にＩＣチップを接合してなる電子部品を製造するための個片基板を複数保持して搬送するための個片基板搬送パレットであって、個片基板を位置決めして保持する収納凹部を形成し、収納凹部の底面に個片基板の支持面を残して貫通孔を形成し、前記収納凹部を形成する貫通開口を形成した上板と、前記貫通孔を形成した下板とを備えたことを特徴とする個片基板搬送パレット。
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