JP4128321B2 - バンプボンディング装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はバンプボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体チップの上面にバンプを複数個形成する従来のバンプボンディング装置として、例えば特開平11−54515号公報(以下、公知例1という)に示すように、ボンドステージが移動しないもの、特開平11−233555号公報(以下、公知例2という)に示すように、ボンドステージが半導体チップ受渡し位置とボンディング位置とに移動(Y軸方向に移動)可能に設けられたものが挙げられる。このバンプボンディング装置における半導体チップの位置決め機構は、次のようになっている。
【0003】
公知例1は、ボンドステージに半導体チップを位置決めするための辺部又は突起を有するプレートを固定し、半導体チップの2辺を位置規制する位置決め爪(規制板)をXY軸方向に移動させるXYテーブルに回転自在に設けている。また半導体チップを前記プレートに押し付けるため、位置決め爪に付勢力を与える規制バネ又は規制バネと該規制バネに直角にバランスバネを設けている。
【0004】
公知例2は、ボンディング装置のXYテーブルに位置決め部を有する位置決め爪が固定され、ボンドステージには半導体チップを真空により吸着する吸着穴が設けられている。そこで、ボンディング装置のXYテーブルを移動させて位置決め爪によってボンドステージ上の半導体チップの位置決めを行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
公知例1は、位置決め爪をXYテーブルによりXY軸方向に移動させなければ、半導体チップを正確に位置決めできない。即ち、位置決め爪をプレートの方向(Y軸方向)に移動させるのみでは、X軸方向が正確に位置決めされない。このように、位置決め爪をXY軸方向に移動させるXYテーブルを必要とし、装置が複雑で大掛かりとなり、原価高になる。
【0006】
公知例2は、ボンドステージを半導体チップ受渡し位置からボンディング位置に移動させた後、ボンディング装置のXYテーブルを駆動して位置決め爪で半導体チップを位置決めする必要がある。即ち、位置決め時間を必要とするので、その分生産性が劣るという問題があった。
【0007】
本発明の課題は、公知例2のようにボンドステージが半導体チップ受渡し位置とボンディング位置とに移動(Y軸方向移動)可能なバンプボンディング装置において、特別に位置決め爪を移動させるための駆動源を必要としなく、また位置決めのための時間を必要としなく、かつ微小な半導体チップも正確に位置決め可能なバンプボンディング装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の手段は、半導体チップ受渡し位置とボンディング位置とのY軸方向に移動するボンドステージ用Yテーブル上にボンドステージが設けられ、半導体チップ受渡し位置でボンドステージのチップ載置面に半導体チップが載置され、ボンドステージがボンディング位置に移動して半導体チップにボンディング装置によりボンディングが行われるバンプボンディング装置において、前記ボンドステージのチップ載置面に半導体チップの2辺を位置決めする直角に形成された位置決め部を設け、前記ボンドステージと一体的に移動する爪機構基板に前記Y軸方向に対して45度傾斜した角度で移動可能に爪ホルダを設け、前記ボンドステージの位置決め部の隅部より45度の直線上に配設され、半導体チップの他の2辺を位置決めする位置決め爪を前記爪ホルダに一体的に設け、前記位置決め爪を前記ボンドステージの前記位置決め部方向に付勢する付勢手段を設け、前記爪ホルダに位置決め爪を開閉させるための傾斜面を設け、前記ボンドステージが半導体チップ受渡し位置に位置した時に、前記傾斜面が当接して前記位置決め爪が開いた状態にする固定部材を前記傾斜面に対応して設け、前記ボンドステージが前記ボンディング位置に移動すると、前記位置決め爪の傾斜面が前記固定部材に沿って前記位置決め爪が前記ボンドステージ側に移動することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図1及び図2により説明する。半導体チップ1にバンプを形成させるボンディング装置2は、周知の構造よりなるので簡単に説明する。図示しないX軸及びY軸モータでXY軸方向に移動させられるXYテーブル3上には、ボンディングヘッド4が搭載されている。ボンディングヘッド4には、ボンディングアーム5が上下動可能に設けられ、ボンディングアーム5は図示しないZ軸モータでZ軸方向(上下方向)に移動させられる。ボンディングアーム5の先端部には、ワイヤ(図示せず)が挿通されたボンディングツール6が固定されている。
【0010】
ボンディング装置2のボンディングツール6側のY軸方向には、図示しないY軸モータでY軸方向に移動させられるボンドステージ用Yテーブル10が配設され、ボンドステージ用Yテーブル10上にはボンドステージ11が固定されている。ボンドステージ11のボンディングツール6側の左側には、半導体チップ1の2辺を位置決めするように直角に形成された位置決め部12、13を有するチップ載置面14が設けられている。
【0011】
ボンドステージ11のチップ載置面14側の側方には、爪機構基板20が配設され、爪機構基板20は固定板21によりボンドステージ11に固定されている。爪機構基板20上には、下方が固定板21側になるように45度傾斜したスライダガイド部材22が固定され、スライダガイド部材22にはスライダ23が摺動自在に嵌挿されている。
【0012】
スライダ23には爪ホルダ30が固定され、爪ホルダ30の前記チップ載置面14側には位置決め爪31が固定されている。位置決め爪31には、半導体チップ1の他の2辺を位置決めするように直角に位置決め部32が形成され、この位置決め爪31の隅部33と前記位置決め部12、13の隅部15とを結ぶ直線34は、Y軸に対して45度傾斜している。即ち、直線34は前記スライダ23の摺動方向と平行になっている。
【0013】
爪ホルダ30の位置決め爪31と反対側には、下方が前記ボンドステージ11より離れる方向に約10〜25度傾斜した傾斜面35が形成されている。この傾斜面35に対応して位置決め装置近傍の固定部には、傾斜面35が当接して位置決め爪31を開いた状態にするローラ36が固定されている。
【0014】
前記爪機構基板20には、前記スライダ23と平行に配設されたバネ取付け棒40の下端部が固定されており、バネ取付け棒40の上端部には、バネ力調整用ナット41が螺合されている。バネ取付け棒40の下方部にはバネ受け42に摺動自在に挿通されており、バネ受け42はスライダ23に固定されている。またバネ力調整用ナット41とバネ受け42間のバネ取付け棒40部分にはバネ43が配設されている。従って、バネ43の付勢力はバネ受け42を介してスライダ23に作用する。スライダ23には爪ホルダ30が固定され、爪ホルダ30には位置決め爪31が固定されているので、バネ43の付勢力は、位置決め爪31の隅部33が位置決め部12、13の隅部15の方向になるように作用する。
【0015】
次に作用について説明する。図1に示すボンドステージ11は、半導体チップ受渡し位置にある状態を示す。この状態においては、爪ホルダ30の傾斜面35がローラ36にバネ43の付勢力で圧接し、ボンドステージ11のチップ載置面14に半導体チップ1を載置できるように、位置決め爪31の位置決め部32は、ボンドステージ11の位置決め部12、13より離れている。この状態で、図示しないトレー又はウェーハから図示しない吸着ノズルにより半導体チップ1が吸着保持されて移送され、ボンドステージ11のチップ載置面14に載置される。
【0016】
半導体チップ1がチップ載置面14に載置されると、図2に示すように、ボンドステージ11がボンディング位置に位置するように、ボンドステージ用Yテーブル10がY軸方向に移動する。これにより、ボンドステージ11及び爪機構基板20も共にY軸方向に移動する。前記したように、バネ43の付勢力はバネ受け42を介してスライダ23に作用し、スライダ23には爪ホルダ30が固定されているので、爪機構基板20がY軸方向に移動すると、爪ホルダ30の傾斜面35がローラ36に圧接しながらボンディング装置2の方向に移動し、スライダ23はスライダガイド部材22に沿って爪機構基板20に対して相対的にボンドステージ11の方向に移動する。
【0017】
これにより、位置決め爪31の隅部15は直線34に沿ってボンドステージ11の方向に相対的に移動し、位置決め爪31の位置決め部32が半導体チップ1をバネ43の付勢力でボンドステージ11の位置決め部12、13に押し付ける。また位置決め爪31がボンドステージ11に対して相対的に移動する速度は、ボンドステージ11がY軸方向に移動する速度が傾斜面35の角度によって減速されて移動するので、半導体チップ1に損傷を与えることもない。
【0018】
なお、図示省略したが、ボンドステージ11には、公知例2(特開平11−233555号公報と)と同様に吸着穴を設け、該公知例2に開示されているように、半導体チップ1が載置された時は第1の弱い真空で吸引し、ボンディング時には第2の強い真空で吸引するのが好ましい。これにより、前記したように、位置決め部32が半導体チップ1をバネ43の付勢力でボンドステージ11の位置決め部12、13に押し付ける作用と前記真空吸引により、ボンディングの動作によるワイヤの切断時における半導体チップ1の浮き上がりを防止することができる。
【0019】
図2に示すように、半導体チップ1が位置決めされてボンディング位置に位置すると、ボンディング装置2により半導体チップ1に複数個のバンプが形成される。バンプ形成が終了すると、ボンドステージ用Yテーブル10は前記と逆のY軸方向に移動し、半導体チップ受渡し位置に戻る。そして、バンプが形成された半導体チップ1は、図示しない吸着ノズルにより吸着保持されて移送され、トレーに収納されるか又は次工程に送られる。
【0020】
図2に示すボンディング位置より図1に示す半導体チップ受渡し位置にボンドステージ11が戻る動作により、爪ホルダ30及び位置決め爪31は前記の動作と逆動作を行い、位置決め爪31の位置決め部32は半導体チップ1より離れる。即ち、爪ホルダ30の傾斜面35がローラ36に当接した後に、爪ホルダ30は、バネ43の付勢力に抗して傾斜面35がローラ36に沿ってボンディング装置2より離れる方向に移動し、スライダ23が爪機構基板20及びボンドステージ11に対して相対的に離れる方向に移動する。
【0021】
このように、ボンドステージ11が半導体チップ受渡し位置からボンディング位置に移動すると、位置決め爪31の位置決め部32はボンドステージ11の方向に移動して半導体チップ1をバネ43の付勢力で位置決めする。即ち、ボンドステージ11を駆動するためのボンドステージ用Yテーブル10をボンディング位置に移動するのみで半導体チップ1の位置決めができ、特別に位置決め爪31のための駆動源を必要としない。またボンドステージ11の移動によって位置決めされ、位置決めのための時間を必要としないので、生産性の向上が図れる。また従来例のような半導体チップ1を吸着保持させる吸着穴を設けなくても微小な半導体チップ1の位置決めができる。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、ボンドステージのチップ載置面に半導体チップの2辺を位置決めする直角に形成された位置決め部を設け、前記ボンドステージと一体的に移動する爪機構基板に前記Y軸方向に対して45度傾斜した角度で移動可能に爪ホルダを設け、前記ボンドステージの位置決め部の隅部より45度の直線上に配設され、半導体チップの他の2辺を位置決めする位置決め爪を前記爪ホルダに一体的に設け、前記位置決め爪を前記ボンドステージの前記位置決め部方向に付勢する付勢手段を設け、前記爪ホルダに位置決め爪を開閉させるための傾斜面を設け、前記ボンドステージが半導体チップ受渡し位置に位置した時に、前記傾斜面が当接して前記位置決め爪が開いた状態にする固定部材を前記傾斜面に対応して設け、前記ボンドステージが前記ボンディング位置に移動すると、前記位置決め爪の傾斜面が前記固定部材に沿って前記位置決め爪が前記ボンドステージ側に移動するようになっているので、特別に位置決め爪を移動させるための駆動源を必要としなく、また位置決めのための時間を必要としなく、かつ微小な半導体チップも正確に位置決め可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバンプボンディング装置の一実施の形態を示し、ボンドステージが半導体チップ受渡し位置に位置している状態の平面図である。
【図2】ボンドステージがボンディング位置に位置している状態の平面図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ
2 ボンディング装置
10 ボンドステージ用Yテーブル
11 ボンドステージ
12、13 位置決め部
14 チップ載置面
15 隅部
20 爪機構基板
22 スライダガイド部材
23 スライダ
30 爪ホルダ
31 位置決め爪
32 位置決め部
33 隅部
34 直線
35 傾斜面
36 ローラ
40 バネ取付け棒
41 バネ力調整用ナット
42 バネ受け
43 バネ

Claims (4)

  1. 半導体チップ受渡し位置とボンディング位置とのY軸方向に移動するボンドステージ用Yテーブル上にボンドステージが設けられ、半導体チップ受渡し位置でボンドステージのチップ載置面に半導体チップが載置され、ボンドステージがボンディング位置に移動して半導体チップにボンディング装置によりボンディングが行われるバンプボンディング装置において、前記ボンドステージのチップ載置面に半導体チップの2辺を位置決めする直角に形成された位置決め部を設け、前記ボンドステージと一体的に移動する爪機構基板に前記Y軸方向に対して45度傾斜した角度で移動可能に爪ホルダを設け、前記ボンドステージの位置決め部の隅部より45度の直線上に配設され、半導体チップの他の2辺を位置決めする位置決め爪を前記爪ホルダに一体的に設け、前記位置決め爪を前記ボンドステージの前記位置決め部方向に付勢する付勢手段を設け、前記爪ホルダに位置決め爪を開閉させるための傾斜面を設け、前記ボンドステージが半導体チップ受渡し位置に位置した時に、前記傾斜面が当接して前記位置決め爪が開いた状態にする固定部材を前記傾斜面に対応して設け、前記ボンドステージが前記ボンディング位置に移動すると、前記位置決め爪の傾斜面が前記固定部材に沿って前記位置決め爪が前記ボンドステージ側に移動することを特徴とするバンプボンディング装置。
  2. 前記付勢手段は、バネよりなることを特徴とする請求項1記載のバンプボンディング装置。
  3. 前記位置決め爪は、前記ボンドステージの移動に対して相対的に減速されて前記ボンドステージ側に移動することを特徴とする請求項1記載のバンプボンディング装置。
  4. 前記傾斜面は、下方が前記ボンドステージより離れる方向に10〜25度傾斜していることを特徴とする請求項1又は3記載のバンプボンディング装置。
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