JP4058866B2 - ボンディングペーストの塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、基板にチップボンディング用のボンディングペーストを塗布するボンディングペーストの塗布装置および塗布方法に関するものである。
【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ボンディングペースト（以下、単に「ペースト」と略称する）が塗布される。このペーストの塗布は、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。
【発明が解決しようとする課題】
この描画塗布においては、接着対象のチップの形状やサイズによって所要の塗布パターンが異なるため、描画時の描画パターンなどの塗布条件を接着対象に応じて設定する必要がある。ところが従来のボンディングペーストの塗布装置では、上述のような描画塗布を行う際の描画パターンの設定に、その都度複雑なデータ入力などの手間を必要として操作性が悪いとともに、適切な設定が行われない場合には良好な塗布品質が得られないという問題点があった。
そこで本発明は、操作性に優れ良好な塗布品質を得ることができるボンディングペーストの塗布装置および塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のボンディングペーストの塗布装置は、基板のチップ搭載位置において塗布ノズルからボンディングペーストを吐出しながら塗布ノズルを移動させることによりボンディングペーストを描画塗布するボンディングペーストの塗布装置であって、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、この塗布ノズルを基板に対して相対的に移動させる移動手段と、この移動手段を描画パターンに基づいて制御する制御手段と、前記描画パターンを設定する描画パターン設定手段とを備え、描画パターン設定手段は描画パターンを構成する描画要素別に描画パターンを編集する。
請求項２記載のボンディングペーストの塗布方法は、基板のチップ搭載位置においてノズルからボンディングペーストを吐出しながら塗布ノズルを移動させることによりボンディングペーストを描画塗布するボンディングペーストの塗布方法であって、前記塗布ノズルを移動させる移動手段の制御に用いられる描画パターンの設定に際し、描画パターンを構成する描画要素別に描画パターンを編集するようにした。
本発明によれば、塗布ノズルを移動させる移動手段の制御に用いられる描画パターンの設定に際し、描画パターンを構成する描画要素別に描画パターンを編集することにより、既設定の描画パターンを必要に応じて容易に修正でき、塗布対象に応じた適正な描画パターンを操作性よく設定して、良好な塗布品質を確保することができる。
【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処理の処理機能を示す機能ブロック図、図４は同ペースト塗布の描画パターン編集処理のフロー図、図５（ａ）は同描画パターンの説明図、図５（ｂ）は同描画パターンの描画要素を示す図、図６は同ペースト塗布の描画パターン編集処理画面を示す図である。
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は基板であるリードフレーム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。
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。
図２に示すようにディスペンサ１６は、マニホールドブロック２５の上面に装着されたシリンジ２６内のペースト７をモータ３１によって往復駆動されるピストン３２によって吐出させるものである。ペースト７のシリンジ２６からの吸入、ピストン３２による吐出は、往復駆動機構２８によって駆動される第１のバルブ２７、往復駆動機構２９によって駆動される第２のバルブ３０によって制御される。
シリンジ２６内はバルブ３４を介してエア源３３から供給されるエアによって加圧されており、ディスペンサ１６を駆動することにより、ペースト７がチューブ１７を介して塗布ノズル１８へ圧送される。そして塗布ノズル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。
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１１ａ、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。したがって、移動テーブル１０は塗布ノズル１８をリードフレーム６に対して相対的に移動させる移動手段となっている。
リードフレーム６上面のチップ３の搭載位置は、ペースト７が塗布される塗布エリア６ａとなっている。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７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、塗布エリア６ａ内には所定の描画パターンでチップボンディング用のペースト７が描画塗布される。
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。
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、ディスペンサ駆動部４０は、ピストン３２を駆動するモータ３１、第１のバルブ２７および第２のバルブ３０をそれぞれ往復動させる往復動機構２８，２９を駆動して、ディスペンサ１６によるペースト７の吐出を制御する。吐出制御バルブ駆動部４１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に供給される制御エアを制御し、塗布ノズル１８の開閉を行う。
Ｚ軸モータ駆動部４２、Ｙ軸モータ駆動部４３、Ｘ軸モータ駆動部４４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４５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４６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４７は、記憶部４６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・入力部４８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４９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。
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処理の処理機能について説明する。図３において枠４６で囲まれた各部は図２に示す記憶部４６に記憶されるデータの内容を示すものである。また図３に示す各要素のうち、入力処理部５０、表示処理部５１、速度パターン算出部５５、座標データ算出部５６、描画処理部５８は、図２に示す制御部４７によって行われる処理を示している。
まず記憶部４６を構成する各個別の記憶部について説明する。チップサイズ記憶部５２は、ボンディング対象のチップサイズ、すなわちチップ３の幅や長さのデータを記憶する。描画パターン記憶部５３は、次の３つの記憶部より成る。描画設定データ記憶部５３ａは、描画パターン設定のために必要なデータ、すなわち描画パターンを構成する各塗布線の幾何形状設定のための数値データを記憶する。ここでは、チップのサイズや種類別にこれらのデータを記憶し、さらにこの幾何形状設定のためにどのような計算式を用いるかを定めたデータを記憶している。
速度パターン算出式記憶部５３ｂは各描画パターン毎に速度パターンを算出する計算式を記憶する。座標データ算出式記憶部５３ｃは、描画パターンの通過点や折り返し点の座標を算出するための計算式を各描画パターン毎に記憶する。座標データ算出部５６は、座標データ算出式記憶部５３ｃに記憶された計算式を用いて描画パターンの画面表示用の座標データを算出する。座標データ記憶部５４は、座標データ算出部５６によって算出された座標データを記憶する。この座標データは、表示部４９のモニタ画面に描画パターンをグラフィック表示する場合にも用いられる。
速度パターン算出部５５は、描画パターンに基づいて塗布ノズルを移動させる移動手段、すなわち移動テーブル１０のＺ軸モータ１４ａ、Ｙ軸モータ１１ａ、Ｘ軸モータ１２ａの速度パターンを算出する。この速度パターン算出は、速度パターン算出式記憶部５３ｂの速度パターン算出式を用いて行われる。速度パターン記憶部５７は、速度パターン算出部５５によって算出された速度パターンを記憶する。描画処理部５８は、速度パターンに基づいてＸ軸モータ駆動部４４、Ｙ軸モータ駆動部４３、Ｚ軸モータ駆動部４２、吐出制御バルブ駆動部４１、ディスペンサ駆動部４０を駆動して、塗布ノズル１８を速度パターンに基づいて移動させると共に塗布ノズル１８からペーストを吐出させる描画塗布を行うための処理を行う。
入力処理部５０は、操作・入力部４８から入力される操作入力信号を処理し、各部への制御コマンドを出力するとともに、記憶部４６へのデータ書き込みを行う。表示処理部５１は、記憶部４６に記憶されたデータを処理して描画パターン設定時の編集画面を表示部４９に表示させる。描画パターンの設定は、この表示画面上で、データ入力することによりおこなわれる。すなわち、操作・入力部４８、入力処理部５０、表示処理部５１、表示部４９は、描画パターンを設定する描画パターン設定手段となっている。
次に描画パターン編集処理について、図５、図６を参照して説明する。ここでは、図５（ａ）に示すように塗布エリア６ａ内に２つの十字線を組み合わせたパターンによってペースト７の描画塗布を行う例について説明する。すなわちこの例では描画パターンは、図５（ｂ）の（イ）、（ロ）、（ハ）にそれぞれ示すように、塗布エリア６ａの対角方向にクロスする十字線（直線ＡＣおよび直線ＢＤ）である対角十字要素Ｅ１、横線要素Ｅ２（直線ＦＨ）および縦線要素Ｅ３（直線ＥＧ）を組み合わせたものとなっており、これらの対角十字要素Ｅ１、横線要素Ｅ２および縦線要素Ｅ３は、この描画パターンを構成する描画要素となっている。
この描画パターンの編集処理は、予め基本パターンとして設定されている基準描画パターンを構成する各描画要素（この例では対角十字要素Ｅ１、横線要素Ｅ２および縦線要素Ｅ３）毎に、これらの描画要素の実際の位置や寸法を設定することにより、描画パターンを設定するものである。すなわち、ここでは描画パターンは各描画要素を編集することにより設定される。
この編集処理は、表示部４９に表示される画面上で行われる。図６において、画面６０には接着対象のチップに対応した塗布エリアを示す表示枠６１が表示され、表示枠６１内には、描画パターンを構成する各描画要素が表示されている。この描画パターンは、このような正方形形状の塗布エリアに対して描画塗布を行う場合の基準となる描画パターンの１例であり、実際の塗布対象のチップに対応する描画パターンの設定に際しては、各塗布線の具体的な位置や長さ、すなわち塗布線を特定する位置座標を設定する必要がある。この設定は、以下に説明する描画設定データを入力することにより行われる。
図６に示すように、各塗布線の位置座標は、すべて接着対象のチップサイズＬｘ，Ｌｙに基づいて決定されるようになっている。すなわち、描画パターンの編集に際し、まず画面６０上で入力枠６２，６３にチップのＸ寸法、Ｙ寸法を示すチップサイズＬｘ，Ｌｙが入力される。
次いで、描画パターンを構成する各塗布線の位置や長さを、チップサイズＬｘ，Ｌｙとの相対関係で示す描画設定データが、各描画要素毎に入力される。すなわち、対角十字要素Ｅ１の設定に際しては、対角十字線の端点とチップ外形端点（塗布エリア端点）との距離を示す寸法ａ，ｂを、チップサイズＬｘ，Ｌｙとの百分比率の形式で入力欄６４，６５に入力する。また横線要素Ｅ２および縦線要素Ｅ３を示す寸法ｄ，ｃについても同様に、チップサイズＬｘ，Ｌｙとの百分比率の形式で入力枠６６，６７に入力する。寸法ａ，ｂ，ｃ，ｄの入力は、長さを直接数値入力するようにしてもよい。
次いでペースト塗布厚さｔを入力枠６８に入力して、全てのデータ入力が完了する。このように、描画パターンの設定に際し、ペースト塗布線の長さや位置の設定を描画要素毎に個別に設定することにより、ペーストの塗布量分布の設定をチップの種類やサイズに応じてより高い自由度で行うことが可能となっている。以下、描画パターン設定処理の個々のフローについて図４を参照して説明する。まず、編集画面を表示する（ＳＴ１）。これにより、図６に示す描画パターン編集画面が表示され、入力待ち状態となる（ＳＴ２）。そして、次に入力データ種類を判断する（ＳＴ３）。ここで、すでに設定されている描画設定データをそのまま流用する場合、または既設定の描画設定データの修正が完了した場合には、編集終了コマンドが入力され、後述する速度パターンの計算が行われる。
既設定の描画設定データを修正するためのデータが入力されたならば、描画設定データの修正処理が行われる（ＳＴ４）。ここでは、上述の描画設定データが各入力枠に入力される。
次いで、基準描画パターンおよび修正入力された各データに基づいて、描画要素を構成する各塗布線の座標データが座標データ算出部５６によって計算される（ＳＴ５）。
そして（ＳＴ１）に戻り、（ＳＴ５）にて計算され座標データ記憶部５４に記憶された座標データに基づいて、再び画面６０上で新たに設定された描画パターンの塗布線が表示される。画面６０上で当該描画パターンの形状が良好であることが確認されたならば編集作業を終了する。
そして（ＳＴ３）にて編集終了コマンドが入力され、新たに編集された描画パターンに基づいて速度パターンの計算が行われる（ＳＴ６）。計算結果は、速度パターン記憶部５７に記憶される。当該チップを対象としたペーストの塗布は、記憶された速度パターンに基づいて行われる。そして新たに設定された描画設定データは、当該チップの名称、種類・サイズなどのデータに関連づけられて描画設定データ記憶部５３ａに記憶され登録される（ＳＴ７）。
このように、描画パターンを表示画面上で描画要素毎に編集することにより、塗布エリア６ａ内でのペースト塗布量の分布を、対象チップに応じてより精細に設定することが可能となり、基準描画パターンをチップ寸法に案分比例した形で単に拡大・縮小することにより描画パターンを設定する場合と比較して、より適切な描画パターンの設定を操作性よく行うことができる。そしてこのようにして対象チップに応じて適切に設定された描画パターンに基づいてペースト塗布を行うことにより、常に良好な塗布品質を確保することができる。
【発明の効果】
本発明によれば、塗布ノズルを移動させる移動手段の制御に用いられる描画パターンの設定に際し、描画パターンを構成する描画要素別に描画パターンを編集することにより、既設定の描画パターンを必要に応じて容易に修正でき、対象のチップに応じた適正な描画パターンを操作性よく設定して、良好な塗布品質を確保することができる。
【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】本発明の一実施の形態のダイボンディング装置のペースト塗布処理の処理機能を示す機能ブロック図
【図４】本発明の一実施の形態のペースト塗布の描画パターン編集処理のフロー図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の描画パターンの説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の描画パターンの描画要素を示す図
【図６】本発明の一実施の形態のペースト塗布の描画パターン編集処理画面を示す図
【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
１０ 移動テーブル
１６ ディスペンサ
１８ 塗布ノズル
４７ 制御部
５３ 描画パターン記憶部
５８ 描画処理部

Claims (2)

1. 基板のチップ搭載位置において塗布ノズルからボンディングペーストを吐出しながら塗布ノズルを移動させることによりボンディングペーストを描画塗布するボンディングペーストの塗布装置であって、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、この塗布ノズルを基板に対して相対的に移動させる移動手段と、この移動手段を描画パターンに基づいて制御する制御手段と、前記描画パターンを設定する描画パターン設定手段とを備え、描画パターン設定手段は描画パターンを構成する描画要素別に描画パターンを編集することを特徴とするボンディングペーストの塗布装置。
2. 基板のチップ搭載位置においてノズルからボンディングペーストを吐出しながら塗布ノズルを移動させることによりボンディングペーストを描画塗布するボンディングペーストの塗布方法であって、前記塗布ノズルを移動させる移動手段の制御に用いられる描画パターンの設定に際し、描画パターンを構成する描画要素別に描画パターンを編集することを特徴とするボンディングペーストの塗布方法。

Images