JP3948551B2 - Mounting method and mounting apparatus - Google Patents

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    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately mount by accurately aligning an upper surface side recognition mark of a first material to be connected at a recognition mark of a lower second material to be connected. SOLUTION: The method for mounting comprises the steps of aligning the first material to be connected with a recognition mark for aligning, at the upper surface side to the second material to be connected with a recognition mark for aligning with the first material to be connected and arranged downward; and then mounting the first material on the second material. The method further comprises the steps of reading and storing the relative positional relationship between the recognition mark of the upper surface side of the first material, and the recognition mark adhered to the lower surface side or the profile silhouette of the first material before mounting; reading the lower surface side recognition mark of the first material or the profile silhouette of the first material and the mark of the second material by recognition means of 2 fields inserted between the first material, and the second material at the time of aligning for mounting; and aligning the recognition mark of the second material with the upper surface side recognition mark of the first material as a reference based on the stored relative positional relationship. The apparatus for mounting is provided.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被接合物同士を接合する実装方法および実装装置に関し、とくに、上面側に位置合わせ用認識マークが付された第1の被接合物を、下方に配され第1の被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第2の被接合物に対し位置合わせした後実装する実装方法および実装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
被接合物同士を接合するに際しては、例えば、チップを基板上に実装するに際しては、チップと基板を所定の関係に位置合わせした後に両者を接合する必要がある。この位置合わせは、通常、チップに付されている位置合わせ用の認識マークと、基板側に付されている位置合わせ用の認識マークとをカメラ等の認識手段によって読み取り、両マークの相対位置関係を所定の精度内に納めることにより行われている。
【0003】
接合前に、例えば上方に配されるチップの認識マーク付与面と、下方に配される基板の認識マーク付与面とが対向される場合には、両者間に認識手段、たとえば2視野の認識手段を挿入し、上下の認識マークを読み取ってチップと基板の相対位置を合わせることが可能である。
【0004】
ところが、チップの上面に位置合わせ用の認識マークが付されている場合や、チップ内部にアライメント基準が存在する場合(たとえば、アライメント基準として内部に存在する、光を発する活性層を備えた光素子の場合)、チップと基板の認識マークを、間に位置させた上記のような2視野の認識手段では読み取ることができなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、このような問題点に着目し、上面あるいは内部に位置合わせ用の認識マークあるいはアライメント基準(以下、総称して、単に「上面側認識マーク」ということもある)がある第1の被接合物の上面側認識マークを、下方の第2の被接合物の認識マークに精度良く位置合わせできるようにし、このような形態の第1の被接合物であっても高精度で実装することが可能な実装方法および実装装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る実装方法は、上面側に位置合わせ用認識マークが付された第1の被接合物を、第1の被接合物の下方に配され第1の被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第2の被接合物に対し位置合わせした後実装する方法であって、実装前に、第1の被接合物を透明なステージ上に移載し、前記第1の被接合物の上面側の認識マークと下面側に付された認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットとの相対位置関係を第1の被接合物の上下に配した認識手段により読み取って記憶し、実装のための位置合わせ時に、第1の被接合物と第2の被接合物との間に挿入された2視野の認識手段により、第1の被接合物の下面側認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットと、第2の被接合物の認識マークを読み取り、前記記憶されている相対位置関係に基づいて、第1の被接合物の上面側認識マークを基準に第2の被接合物の認識マークとの位置合わせを行うことを特徴とする方法からなる。
【0007】
上記において、位置合わせ用認識マークが付される第1の被接合物の「上面
側」とは、前述の如く、上面そのものに位置合わせ用認識マークが付される場合の他、第1の被接合物の内部に、位置合わせ用認識マークに相当するアライメント基準が設けられている場合を含む。たとえば、アライメント基準として、光素子等の内部に存在する、光を発する活性層を含む。
【0008】
上記第1の被接合物は、例えばチップからなり、第2の被接合物は、例えば基板からなる。ただし、本発明においてチップとは、例えば、ICチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど種類や大きさに関係なく基板と接合させる側の全ての形態を示す。また、本発明において基板とは、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど種類や大きさに関係なくチップと接合させる側の全ての形態を示す。
【0009】
この実装方法においては、上記相対位置関係は、第1の被接合物の上下に配した認識手段により、実装前に事前に読み取る。このとき、上下に配した認識手段により読み取り可能な基準マークを付した校正用被接合物を用いて、上下の認識手段間の相対位置関係を予めキャリブレーションしておくことが好ましい。
【0010】
また、上記相対位置関係は、第1の被接合物に対し赤外光を透過させることにより読み取ることもできる
【0011】
また、第1の被接合物の上面側認識マークと外形シルエットとの相対位置関係を読み取る場合には、たとえば、同軸光を用いて第1の被接合物の上面側認識マークを読み取り、斜光を用いて第1の被接合物の外形シルエットを読み取るようにすることができる
【0012】
このような実装方法を実施するための本発明に係る実装装置は、上面側に位置合わせ用認識マークが付された第1の被接合物を、第1の被接合物の下方に配され第1の被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第2の被接合物に対し位置合わせした後実装する装置であって、実装前に、第1の被接合物を透明なステージ上に移載し、前記第1の被接合物の上面側の認識マークと下面側に付された認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットとの相対位置関係を第1の被接合物の上下に配した認識手段により読み取って記憶する手段と、実装のための位置合わせ時に、第1の被接合物と第2の被接合物との間に挿入される2視野の認識手段により、第1の被接合物の下面側認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットと、第2の被接合物の認識マークを読み取り、前記記憶されている相対位置関係に基づいて、第1の被接合物の上面側認識マークを基準に第2の被接合物の認識マークとの位置合わせを行う手段と、を有することを特徴とするものからなる。
【0013】
上記のような本発明に係る実装方法および実装装置においては、第1の被接合物の上面側の認識マークと下面側に付された認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットとの相対位置関係が、事前に、つまり、実際の実装前に、読み取られて記憶され、実装のためのアライメント時には、第1の被接合物の下面側認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットと第2の被接合物の認識マークが読み取られ、記憶していた相対位置関係から、第1の被接合物の上面側認識マーク基準でアライメントが行われ、実質的に、第1の被接合物の上面側認識マークが第2の被接合物の認識マークに対して位置合わせされることになる。したがって、従来方法ではできなかった、第1の被接合物の上面側認識マーク基準でのアライメントが可能になり、高精度で実装することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施態様に係る実装装置を示しており、本実施態様では、実装装置1は、上面に位置合わせ用の認識マーク4が付された第1の被接合物としてのチップ2を、下方に配されチップ2との位置合わせ用の認識マーク5が付された第2の被接合物としての基板3に実装する装置に構成されている。チップ2は、その上面側からツール6に吸着により保持される。吸着は、たとえば、ツール6内に設けられ、ツール6の下面に開口した吸引孔7を通しての空気吸引によって行われる。ただしこのチップの保持手段は、吸着保持手段だけでなく、静電気による静電保持手段、磁石や磁場などによる磁気保持手段、複数の可動ツメによってチップを挟む機械的手段、単数の可動ツメによってチップを押さえる手段など、どのような手段であってもよい。
【0015】
基板3は、その下面側からステージ8に保持されている。このステージ8による基板3の保持手段としても、吸着保持手段、静電保持手段、磁気保持手段、複数の可動ツメあるいは単数の可動ツメによる機械的手段など、どのような手段であってもよい。ステージ8は、本実施態様では、水平方向(X、Y方向)と回転方向(θ方向)に位置および姿勢制御できるようになっており、それに伴って、チップ2に対する基板3の相対位置が調整される。チップ2を保持しているツール6は、本実施態様では、上下方向(Z方向)に移動制御できるようになっており、それに伴って、チップ2が基板3に対して加圧されるようになっている。また、加圧とともに、ツール6に内蔵されたヒータ(図示略)により加熱も行うことができるようになっている。
【0016】
上記図1は、実装のためにチップ2と基板3のアライメント時の状態を示しており、両者の間に、本実施態様では2視野の認識手段9が挿入される。2視野の認識手段9は、その上方に位置するチップ2の下面の認識マーク10またはチップ2の外形シルエットを読み取るとともに、下方に位置する基板3の認識マーク5を読み取る。そして、事前に(つまり、このアライメント前に)読み取られ記憶されていたチップ2の上面側認識マーク4と下面側認識マーク10または外形シルエットとの相対位置関係に基づき、上面側認識マーク4を基準に、チップ2と基板3とのアライメントを行い、位置合わせされたチップ2を基板3に実装する。
【0017】
上記の事前に記憶される相対位置関係は、以下のような各種方法によって読み取られる。
【0018】
図2に示す方法では、事前に、チップトレイ11上から実装すべきチップ2が透明なステージ12(たとえば、透明ガラス製のステージ)上に移載され、上マーク認識手段13と下マーク認識手段14により、チップ2の上面側認識マーク4と下面側認識マーク10が読み取られ、両マークの相対位置関係が読み取られて記憶される。このとき、チップ2は、上面側から透明ツール(図示略)で保持されてもよい。
【0019】
この両マークの相対位置関係の読み取りに際しては、前提として、両マーク認識手段13、14の相対位置精度が正確に把握されていることが必要になる。したがって、上下両マーク認識手段13、14の相対位置関係が予めキャリブレーションされていることが好ましい。この両マーク認識手段13、14間のキャリブレーションは、たとえば図2に示すように、透明ステージ12上に付されたキャリブレーション用マーク15を、両認識手段13、14で読み取り、両者間の位置ズレ量を入力してその分だけ後に補正することや、検出した位置ズレ量に応じてその位置ズレが無くなるように位置調整しておくことによって行うことができる。
【0020】
上記例では、チップ2の上面側の認識マーク4と下面側の認識マーク10間の相対位置関係を読み取るようにしたが、図3に示すように、チップ2の上面側認識マーク4と、チップ2の外形シルエット16(つまり、チップ2の直背面側の陰としての外形シルエット)との相対位置関係、あるいは、図示は省略するが、チップ2の外形におけるコーナー部やエッジ部との相対位置関係を読み取ることもできる。とくにチップ2の外形シルエット16との相対位置関係を読み取るとき、図4に示すように、外形シルエット16を投影により読み取る場合には、たとえチップ2のエッジ面2aが傾いている場合にあっても、上下からの投影外形形状(外形シルエット)は同じになる。したがって、たとえ、事前の上記相対位置関係把握時の外形シルエットの読み取り方向と、後の実装のためのアライメント時の外形シルエットの読み取り方向が逆転したとしても、同じ外形シルエットとして読み取ることが可能になる。
【0021】
上記チップ2の外形シルエット16の読み取りは、図5、図6に示すいずれの方法でも可能である。図5に示す方法では、光源17からの光により投影された外形シルエット16を認識手段14によって読み取ることができる。図6に示す方法では、投影ではなく、たとえば透明ツール18に保持されたチップ2の外形シルエット16を、ツール18の反射面18aを利用して読み取ることができる。
【0022】
また、図7に示すように、たとえば”ゲルパック”(「ゲルパック」は商品名で、ゲルパック社(GEL-PAK L.L.C. (U.S.A.))が製造している”ゲルパック”チップ及びウエハキャリア(移動用無塵ケース)("Gel-Pak" Chip/wafer Carrier & Shipping System) を指す)からなるチップトレイ19上のチップ2に対し、認識手段20からの同軸光21によりチップ2の上面側認識マーク4を読み取るとともに、認識手段20からの斜光22を用いて外形シルエット(またはエッジの位置)を読み取ることも可能である。この場合、同じ認識手段20により、同軸光21と斜光22を切り替えて、上面側認識マーク4と外形シルエットを読み取るようにすることも可能である。
【0023】
さらに、図8に示すように、チップに対し赤外光を透過させることにより前記相対位置関係を読み取ることもできる。たとえば、ステージ23上に保持されたチップ2の上方に赤外光の光源24を配し、そこから照射された赤外光25により、チップ2の上面側認識マーク4と下面側認識マーク10をともに認識手段26により読み取ることが可能である。またこの場合、チップ2の内部にアライメント基準がある場合、たとえば前述の光素子のような場合であっても、透過赤外光により、内部アライメント基準と下面側認識マーク10との相対位置関係を読み取ることができる。とくにこの赤外透過光を用いる場合には、一台の認識手段26でよい。なお、赤外光以外に、例えばX線、電磁波、音波などチップを通過し、チップに付された認識マークを認識できればどのようなものであってもよい。
【0024】
またこの場合、赤外光にて上記認識マーク4または内部アライメント基準を読み取り、通常光(可視光)の投影、または下方からの光源により、下側認識マークまたは外形シルエットを読み取るようにすることもできる。さらに、赤外光カットフィルタ27を出入可能に設ければ、同じ光源24からの照射光を赤外光と通常光とに切り替えることが可能となり、通常光による投影により前述したような外形シルエットを読み取ることができる。
【0025】
上記のように、本発明においては、事前にチップ2の上面側認識マーク4または内部アライメント基準と、下面側認識マーク10または外形シルエット16との相対位置関係が読み取られ、記憶されて、実装のためのアライメントに供される。したがって、この方法の一連の動作を図2に示した相対位置関係読み取り方法について示せば、図9のようになる。つまり、チップトレイ11から透明ステージ12に移されたチップ2が図2に示したように測定され、しかる後に、透明ステージ12からツール6へと移動されてツール6に保持される。ツール6に保持されたチップ2は、図1に示したように、2視野の認識手段9によって、上方に位置するチップ2の下面側認識マーク10またはチップ2の外形シルエットが読み取られるとともに、下方に位置する基板3の認識マーク5が読み取られる。そして、記憶されていたチップ2の上面側マーク4または内部アライメント基準と、下面側マーク10または外形シルエットとの相対位置関係に基づいて、上面側マーク4または内部アライメント基準を基準として、それと基板3の認識マーク5とのアライメントが行われる。したがって、このアライメント時に直接上面側認識マーク4または内部アライメント基準を読み取らなくても、極めて高精度のアライメントが可能になり、アライメント後の高精度の実装が可能となる。
【0026】
上記図9に示した例では、透明ステージ12の始点をマーク認識手段13、14の軸間に設定したが、これに限らず、チップトレイ11側に始点があってもよい。例えば図10に示すように、チップトレイ11からのチップ2を載せた透明ステージ12が、チップトレイ11側の始点からヘッド6下に移動するとき、マーク認識手段13、14間を通過する際に、瞬時にチップ2の下面側認識マーク10またはチップ2の外形シルエットを認識することもできる。
【0027】
また、図11に示すように、実装のためのアライメント時においても、たとえば2視野の認識手段28により、上方のチップ2の外形シルエット16を、たとえば斜光29を用いて読み取ることができる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実装方法および実装装置によれば、事前に、第1の被接合物の上面側認識マークと下面側認識マークまたは外形シルエットとの相対位置関係を読み取って記憶し、記憶した相対位置関係に基づいて、上面側認識マークを基準に第2の被接合物の認識マークとの位置合わせを行うようにしたので、実装のためのアライメント時には、上面側認識マークを直接読み取らないでも、両被接合物を高精度で接合できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
【図2】事前に相対位置関係を求める手段の一例を示す概略構成図である。
【図3】第1の被接合物の外形シルエットの読み取り方法を示す概略構成図である。
【図4】図3の方法で第1の被接合物のエッジ面が傾いている場合の様子を示す概略構成図である。
【図5】外形シルエットを投影により読み取る方法の一例を示す概略構成図である。
【図6】外形シルエットを反射により読み取る方法の一例を示す概略構成図である。
【図7】同軸光と斜光を用いる方法の一例を示す概略構成図である。
【図8】赤外光を用いる方法の一例を示す概略構成図である。
【図9】本発明に係る方法の一例の全体を示す概略斜視図である。
【図10】本発明に係る方法の別の例の全体を示す概略側面図である。
【図11】実装のためのアライメント時に第1の被接合物の外形シルエットを読み取る様子を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 実装装置
2 第1の被接合物としてのチップ
2a エッジ面
3 第2の被接合物としての基板
4 上面側認識マーク
5 基板の認識マーク
6 チップを保持するツール
7 吸引孔
8 基板用のステージ
9 2視野の認識手段
10 下面側認識マーク
11 チップトレイ
12 透明ステージ
13 上マーク認識手段
14 下マーク認識手段
15 キャリブレーション用マーク
16 外形シルエット
17 光源
18 透明ツール
18a 反射面
19 チップトレイ
20 認識手段
21 同軸光
22 斜光
23 ステージ
24 赤外光の光源
25 赤外光
26 認識手段
27 赤外光カットフィルタ
28 2視野の認識手段
29 斜光
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting method and a mounting apparatus for bonding objects to be bonded, and in particular, a first object to be bonded with a recognition mark for alignment on the upper surface side is disposed below and the first object to be bonded. It is related with the mounting method and mounting apparatus which mount after aligning with respect to the 2nd to-be-joined object to which the recognition mark for position alignment was attached | subjected.
[0002]
[Prior art]
When bonding objects to be bonded, for example, when mounting a chip on a substrate, it is necessary to bond the chip and the substrate after aligning them in a predetermined relationship. For this alignment, the recognition mark for alignment usually attached to the chip and the recognition mark for alignment attached to the substrate side are read by a recognition means such as a camera, and the relative positional relationship between the two marks. Is performed within a predetermined accuracy.
[0003]
Before the bonding, for example, when the recognition mark application surface of the chip disposed above and the recognition mark application surface of the substrate disposed below are opposed to each other, a recognition means, for example, a two-field recognition means is provided therebetween. It is possible to adjust the relative position of the chip and the substrate by inserting the mark and reading the upper and lower recognition marks.
[0004]
However, when an alignment recognition mark is attached to the upper surface of the chip, or when an alignment reference exists inside the chip (for example, an optical element having an active layer that emits light, which exists inside the chip as an alignment reference) In this case, the recognition marks on the chip and the substrate cannot be read by the above-mentioned two-field recognition means positioned between them.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to focus on such problems, and there is a recognition mark or alignment reference for alignment on the upper surface or inside (hereinafter, sometimes simply referred to as “upper surface side recognition mark”). The upper surface side recognition mark of one object to be bonded can be accurately aligned with the recognition mark of the second object to be bonded below, and even with the first object to be bonded in such a form, with high accuracy. An object is to provide a mounting method and a mounting apparatus that can be mounted.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the mounting method according to the present invention includes a first object to be bonded, which has an alignment recognition mark on the upper surface side, arranged below the first object to be bonded. A method of mounting after positioning with respect to a second workpiece to which a recognition mark for alignment with the workpiece is attached, wherein the first workpiece is transferred onto a transparent stage before mounting. mounting to, above and below the first object to be bonded upper surface of the recognition marks and the lower surface side marked the recognition mark or a first relative positional relationship of the first object to be bonded with the outer silhouette of the objects to be bonded of The first recognition target is read and stored by the recognition means arranged , and the first recognition target is recognized by the two-field recognition means inserted between the first and second attachment objects at the time of alignment for mounting. The recognition mark on the lower surface side of the object or the external silhouette of the first object to be joined and the recognition of the second object to be joined A mark is read and, based on the stored relative positional relationship, alignment with the recognition mark of the second object is performed based on the upper surface side recognition mark of the first object. It consists of a method.
[0007]
In the above description, the “upper surface side” of the first workpiece to which the alignment recognition mark is attached refers to the first object to be bonded in addition to the case where the alignment recognition mark is attached to the upper surface itself. This includes the case where an alignment reference corresponding to the alignment recognition mark is provided inside the joint. For example, as an alignment reference, an active layer that emits light and exists inside an optical element or the like is included.
[0008]
The first object to be bonded is made of, for example, a chip, and the second object to be bonded is made of, for example, a substrate. However, in the present invention, the term “chip” refers to all forms on the side to be bonded to the substrate, such as an IC chip, a semiconductor chip, an optical element, a surface mount component, and a wafer, regardless of the type and size. In the present invention, the term “substrate” refers to all forms on the side bonded to the chip, such as a resin substrate, a glass substrate, a film substrate, a chip, and a wafer, regardless of the type and size.
[0009]
In this mounting method, the relative positional relationship is read in advance before mounting by recognition means arranged above and below the first object to be bonded . At this time, it is preferable to calibrate the relative positional relationship between the upper and lower recognizing means in advance using a calibration object having a reference mark that can be read by the recognizing means arranged above and below.
[0010]
The relative positional relationship can also be read by transmitting infrared light to the first workpiece .
[0011]
Further, when reading the relative positional relationship between the upper surface side recognition mark of the first object to be bonded and the outline silhouette, for example, the upper surface side recognition mark of the first object to be bonded is read using coaxial light, and oblique light is emitted. It can be used to read the outline silhouette of the first object to be joined .
[0012]
A mounting apparatus according to the present invention for carrying out such a mounting method includes a first object to be joined having an alignment recognition mark on the upper surface side and is disposed below the first object to be joined . A device for mounting after positioning with respect to a second workpiece to which a recognition mark for alignment with one workpiece is attached, and mounting the first workpiece on a transparent stage before mounting to transfer, the first object to be bonded upper surface of the recognition marks and recognition mark attached on the lower surface side or first relative positional relationship of the first object to be bonded with the outer silhouette of the objects to be bonded of Means for reading and storing by means of recognition means arranged above and below, and means for recognizing two fields of view inserted between the first object and the second object at the time of positioning for mounting, A recognition mark on the lower surface side of the first object to be joined or an outline silhouette of the first object to be joined; The recognition mark of the object to be bonded is read, and based on the stored relative positional relationship, alignment with the recognition mark of the second object to be bonded is performed with reference to the upper surface side recognition mark of the first object to be bonded. And means for performing.
[0013]
In the mounting method and the mounting apparatus according to the present invention as described above, the recognition mark on the upper surface side of the first object to be bonded and the recognition mark attached to the lower surface side or the outer shape silhouette of the first object to be bonded. The positional relationship is read and stored in advance, that is, before actual mounting, and at the time of alignment for mounting, the lower surface side recognition mark of the first workpiece or the outline silhouette of the first workpiece The recognition mark of the second object to be bonded is read and the alignment is performed based on the upper surface side recognition mark reference of the first object to be bonded based on the stored relative positional relationship. The upper surface side recognition mark is aligned with the recognition mark of the second workpiece. Therefore, alignment based on the upper surface side recognition mark reference of the first object to be bonded, which was not possible with the conventional method, is possible, and mounting can be performed with high accuracy.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the mounting apparatus 1 is a first object to be joined having a recognition mark 4 for alignment on the upper surface. The chip 2 is configured as an apparatus for mounting on a substrate 3 as a second object to be joined, which is arranged below and provided with a recognition mark 5 for alignment with the chip 2. The chip 2 is held by suction on the tool 6 from the upper surface side. Adsorption is performed, for example, by air suction through a suction hole 7 provided in the tool 6 and opened in the lower surface of the tool 6. However, this chip holding means is not only an adsorption holding means, but also an electrostatic holding means by static electricity, a magnetic holding means by a magnet or a magnetic field, a mechanical means for sandwiching the chip by a plurality of movable claws, and a single movable claw. Any means such as a pressing means may be used.
[0015]
The substrate 3 is held on the stage 8 from the lower surface side. The holding means for the substrate 3 by the stage 8 may be any means such as a suction holding means, an electrostatic holding means, a magnetic holding means, a plurality of movable claws, or a mechanical means using a single movable claw. In this embodiment, the stage 8 can be controlled in position and posture in the horizontal direction (X, Y direction) and the rotation direction (θ direction), and the relative position of the substrate 3 with respect to the chip 2 is adjusted accordingly. Is done. In this embodiment, the tool 6 holding the chip 2 can be controlled to move in the vertical direction (Z direction), and accordingly, the chip 2 is pressed against the substrate 3. It has become. In addition to heating, heating can be performed by a heater (not shown) built in the tool 6.
[0016]
FIG. 1 shows a state at the time of alignment between the chip 2 and the substrate 3 for mounting. In this embodiment, a recognition means 9 having two fields of view is inserted between the two. The two-field recognition means 9 reads the recognition mark 10 on the lower surface of the chip 2 located above or the outline silhouette of the chip 2 and also reads the recognition mark 5 on the substrate 3 located below. Then, based on the relative positional relationship between the upper surface side recognition mark 4 and the lower surface side recognition mark 10 or the outer shape silhouette of the chip 2 that has been read and stored in advance (that is, before this alignment), the upper surface side recognition mark 4 is used as a reference. Then, the chip 2 and the substrate 3 are aligned, and the aligned chip 2 is mounted on the substrate 3.
[0017]
The relative positional relationship stored in advance is read by the following various methods.
[0018]
In the method shown in FIG. 2, in advance, the chip 2 to be mounted from above the chip tray 11, a transparent stage 12 (e.g., a transparent glass stage) is transferred onto the upper mark recognizing means 13 and the lower mark recognition By means 14, the upper surface side recognition mark 4 and the lower surface side recognition mark 10 of the chip 2 are read, and the relative positional relationship between the two marks is read and stored. At this time, the chip 2 may be held by a transparent tool (not shown) from the upper surface side.
[0019]
In reading the relative positional relationship between the marks, it is necessary that the relative position accuracy of the mark recognizing means 13 and 14 is accurately grasped. Therefore, it is preferable that the relative positional relationship between the upper and lower mark recognition means 13 and 14 is calibrated in advance. For example, as shown in FIG. 2, the calibration between both the mark recognizing means 13 and 14 is performed by reading the calibration mark 15 attached on the transparent stage 12 with both the recognizing means 13 and 14 and positioning between them. This can be done by inputting the amount of deviation and correcting it later, or by adjusting the position so as to eliminate the position deviation according to the detected amount of position deviation.
[0020]
In the above example, the relative positional relationship between the recognition mark 4 on the upper surface side of the chip 2 and the recognition mark 10 on the lower surface side is read. However, as shown in FIG. 2. The relative positional relationship with the outer shape silhouette 16 (that is, the outer shape silhouette behind the chip 2), or the relative positional relationship with the corner portion and the edge portion of the outer shape of the chip 2 although not shown. Can also be read. In particular, when reading the relative positional relationship with the outer shape silhouette 16 of the chip 2, as shown in FIG. 4, when the outer shape silhouette 16 is read by projection, even when the edge surface 2a of the chip 2 is inclined. The projected outer shape (outer silhouette) from above and below is the same. Therefore, even if the reading direction of the outline silhouette at the time of understanding the relative positional relationship in advance and the reading direction of the outline silhouette at the time of alignment for subsequent mounting are reversed, it can be read as the same outline silhouette. .
[0021]
Reading of the outer silhouette 16 of the chip 2 can be performed by any of the methods shown in FIGS. In the method shown in FIG. 5, the outline silhouette 16 projected by the light from the light source 17 can be read by the recognition means 14. In the method shown in FIG. 6, for example, the external silhouette 16 of the chip 2 held on the transparent tool 18 can be read using the reflection surface 18 a of the tool 18 instead of the projection.
[0022]
Further, as shown in FIG. 7, for example, “Gel Pack” (“Gel Pack” is a trade name, “Gel Pack” chip manufactured by Gel Pack (GEL-PAK LLC (USA)) and a wafer carrier (dust-free transfer). Case) The upper surface side recognition mark 4 of the chip 2 is read by the coaxial light 21 from the recognition means 20 for the chip 2 on the chip tray 19 consisting of ("Gel-Pak" Chip / wafer Carrier & Shipping System). At the same time, it is possible to read the outline silhouette (or edge position) using the oblique light 22 from the recognition means 20. In this case, the same recognizing means 20 can switch the coaxial light 21 and the oblique light 22 to read the upper surface side recognition mark 4 and the outline silhouette.
[0023]
Furthermore, as shown in FIG. 8, the relative positional relationship can be read by transmitting infrared light to the chip. For example, an infrared light source 24 is disposed above the chip 2 held on the stage 23, and the upper surface side recognition mark 4 and the lower surface side recognition mark 10 of the chip 2 are changed by the infrared light 25 emitted from the infrared light source 24. Both can be read by the recognition means 26. Further, in this case, when there is an alignment reference inside the chip 2, for example, in the case of the above-described optical element, the relative positional relationship between the internal alignment reference and the lower surface side recognition mark 10 is determined by transmitted infrared light. Can be read. In particular, when this infrared transmitted light is used, a single recognition means 26 is sufficient. In addition to infrared light, for example, X-rays, electromagnetic waves, sound waves, etc. may be used as long as they pass through the chip and can recognize the recognition mark attached to the chip.
[0024]
In this case, the recognition mark 4 or the internal alignment reference is read with infrared light, and the lower recognition mark or the outline silhouette is read with a projection of normal light (visible light) or a light source from below. it can. Furthermore, if the infrared light cut filter 27 is provided so as to be able to enter and exit, the irradiation light from the same light source 24 can be switched between infrared light and normal light. Can be read.
[0025]
As described above, in the present invention, the relative positional relationship between the upper surface side recognition mark 4 or the internal alignment reference of the chip 2 and the lower surface side recognition mark 10 or the outer shape silhouette 16 is read and stored in advance. For alignment. Therefore, a series of operations of this method can be shown in FIG. 9 for the relative positional relationship reading method shown in FIG. That is, the chip 2 transferred from the chip tray 11 to the transparent stage 12 is measured as shown in FIG. 2 and then moved from the transparent stage 12 to the tool 6 and held by the tool 6. As shown in FIG. 1, the chip 2 held by the tool 6 is read by the two-field recognition means 9 while the lower surface side recognition mark 10 of the chip 2 positioned above or the outer silhouette of the chip 2 is read. The recognition mark 5 of the substrate 3 positioned at is read. Then, on the basis of the upper surface side mark 4 or the internal alignment reference and the substrate 3 based on the relative positional relationship between the stored upper surface side mark 4 or the internal alignment reference of the chip 2 and the lower surface side mark 10 or the external silhouette. Alignment with the recognition mark 5 is performed. Therefore, extremely high-precision alignment is possible without directly reading the upper surface side recognition mark 4 or the internal alignment reference during this alignment, and high-precision mounting after alignment is possible.
[0026]
In the example shown in FIG. 9, the starting point of the transparent stage 12 is set between the axes of the mark recognizing means 13 and 14. However, the present invention is not limited to this, and the starting point may be on the chip tray 11 side. For example, as shown in FIG. 10, when the transparent stage 12 on which the chip 2 from the chip tray 11 is placed moves from the starting point on the chip tray 11 side under the head 6, when passing between the mark recognition means 13 and 14. The lower surface side recognition mark 10 of the chip 2 or the outer silhouette of the chip 2 can also be recognized instantaneously.
[0027]
Further, as shown in FIG. 11, even at the time of alignment for mounting, the outer shape silhouette 16 of the upper chip 2 can be read by using, for example, oblique light 29 by the recognition means 28 having two visual fields.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the mounting method and apparatus of the present invention, the relative positional relationship between the upper surface side recognition mark and the lower surface side recognition mark or the outer shape silhouette of the first object to be bonded is read and stored in advance. Based on the stored relative positional relationship, the alignment with the recognition mark of the second object to be joined is performed based on the upper surface recognition mark. Even without reading, both objects can be joined with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of means for obtaining a relative positional relationship in advance.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a method for reading an outline silhouette of a first object to be joined.
4 is a schematic configuration diagram showing a state where an edge surface of a first object to be joined is tilted by the method of FIG. 3;
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of a method for reading an outline silhouette by projection.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a method of reading an outline silhouette by reflection.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of a method using coaxial light and oblique light.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a method using infrared light.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing an entire example of a method according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic side view showing the whole of another example of the method according to the present invention.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating a state in which an outline silhouette of a first object to be bonded is read during alignment for mounting.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mounting apparatus 2 Chip | tip 2a as 1st to-be-joined object Edge surface 3 Board | substrate 4 as 2nd to-be-joined object 4 Upper surface side recognition mark 5 Substrate recognition mark 6 Tool 7 which hold | maintains chip | tip Suction hole 8 Substrate for substrates 9 Two-field recognition means 10 Lower surface side recognition mark 11 Chip tray 12 Transparent stage 13 Upper mark recognition means 14 Lower mark recognition means 15 Calibration mark 16 Outline silhouette 17 Light source 18 Transparent tool 18a Reflecting surface 19 Chip tray 20 Recognition means 21 Coaxial light 22 Oblique light 23 Stage 24 Infrared light source 25 Infrared light 26 Recognizing means 27 Infrared light cut filter 28 Two-field recognizing means 29 Oblique light

Claims (5)

上面側に位置合わせ用認識マークが付された第1の被接合物を、第1の被接合物の下方に配され第1の被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第2の被接合物に対し位置合わせした後実装する方法であって、実装前に、第1の被接合物を透明なステージ上に移載し、前記第1の被接合物の上面側の認識マークと下面側に付された認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットとの相対位置関係を第1の被接合物の上下に配した認識手段により読み取って記憶し、実装のための位置合わせ時に、第1の被接合物と第2の被接合物との間に挿入された2視野の認識手段により、第1の被接合物の下面側認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットと、第2の被接合物の認識マークを読み取り、前記記憶されている相対位置関係に基づいて、第1の被接合物の上面側認識マークを基準に第2の被接合物の認識マークとの位置合わせを行うことを特徴とする実装方法。  The first object to be joined with the alignment recognition mark on the upper surface side is arranged below the first object to be joined, and the second object to which the recognition mark for alignment with the first object to be joined is attached. A method of mounting after positioning with respect to an object to be bonded, wherein the first object to be bonded is transferred onto a transparent stage before mounting, and a recognition mark on the upper surface side of the first object to be bonded is mounted. Is read and stored by the recognition means arranged above and below the first object to be bonded, and is aligned for mounting. Sometimes, the recognition means of the two fields of view inserted between the first workpiece and the second workpiece, the lower surface side recognition mark of the first workpiece or the outline silhouette of the first workpiece. And the recognition mark of the second object to be joined is read and the stored relative positional relationship Based on mounting method, wherein a top side recognition mark of the first object to be bonded to align the recognition mark of the second object to be bonded to the reference. 上下に配した認識手段により読み取り可能な基準マークを付した校正用被接合物を用いて、上下の認識手段間の相対位置関係を予めキャリブレーションする、請求項1の実装方法。  The mounting method according to claim 1, wherein the relative positional relationship between the upper and lower recognition means is preliminarily calibrated using a calibration object to which a reference mark that can be read by the upper and lower recognition means is attached. 前記相対位置関係を、第1の被接合物に対し赤外光を透過させることにより読み取る、請求項1の実装方法。  The mounting method according to claim 1, wherein the relative positional relationship is read by transmitting infrared light to the first workpiece. 前記相対位置関係の読み取りに際し、同軸光を用いて第1の被接合物の上面側認識マークを読み取り、斜光を用いて第1の被接合物の外形シルエットを読み取る、請求項1の実装方法。The mounting method according to claim 1, wherein when the relative positional relationship is read, the upper surface side recognition mark of the first object to be bonded is read using coaxial light, and the outer shape silhouette of the first object to be bonded is read using oblique light. 上面側に位置合わせ用認識マークが付された第1の被接合物を、第1の被接合物の下方に配され第1の被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第2の被接合物に対し位置合わせした後実装する装置であって、実装前に、第1の被接合物を透明なステージ上に移載し、前記第1の被接合物の上面側の認識マークと下面側に付された認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットとの相対位置関係を読み取って記憶する手段と、実装のための位置合わせ時に、第1の被接合物と第2の被接合物との間に挿入される2視野の認識手段により、第1の被接合物の下面側認識マークまたは第1の被接合物の外形シルエットと、第2の被接合物の認識マークを読み取り、前記記憶されている相対位置関係に基づいて、第1の被接合物の上面側認識マークを基準に第2の被接合物の認識マークとの位置合わせを行う手段と、を有することを特徴とする実装装置。The first object to be joined with the alignment recognition mark on the upper surface side is arranged below the first object to be joined, and the second object to which the recognition mark for alignment with the first object to be joined is attached. An apparatus for mounting after positioning with respect to the object to be bonded, wherein the first object to be bonded is transferred onto a transparent stage before mounting, and a recognition mark on the upper surface side of the first object to be bonded is mounted. And a means for reading and storing the relative positional relationship between the recognition mark attached to the lower surface side or the outer shape silhouette of the first object to be joined, and the first object and the second object at the time of positioning for mounting By means of a two-field recognition means inserted between the object to be bonded, the lower surface side recognition mark of the first object to be bonded or the outer shape silhouette of the first object to be bonded and the recognition mark of the second object to be bonded Read and based on the stored relative positional relationship, the upper surface side of the first object to be joined Mounting apparatus characterized by comprising a means for aligning the recognition mark of the second object to be bonded based on the identification mark, the.
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