JP4166228B2 - Bump inspection method and equipment after leveling - Google Patents

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    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

Description

本発明はICチップの電極であるパッドに形成され、レベリングされた後のバンプの検査方法と装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting a bump after being formed and leveled on a pad which is an electrode of an IC chip.

ワイヤボンディング技術によりICチップのパッド(電極部)とパッケージ導体部との電気的接続を行うボンダーが種々知られている(例えば、非特許文献1参照。)。この種の従来のワイヤボンディングを行うボンダーでも、その用い方によってICチップのパッドに電気接続用のバンプを形成することができる(例えば、特許文献1参照)。   Various bonders that electrically connect pads (electrode portions) of an IC chip and package conductor portions by wire bonding technology are known (see, for example, Non-Patent Document 1). Even with this type of conventional bonder for wire bonding, bumps for electrical connection can be formed on the pads of the IC chip depending on how they are used (see, for example, Patent Document 1).

そのバンプボンダーを用いてICチップにバンプを形成する際には、前工程として、まず図18(a)に示すように、ICチップを多数形成したウエハ91をエキスパンディングシート92上でダイシングして各ICチップ93に分割した後エキスパンドすることにより各ICチップ93に分割したエキスパンドウエハ94とし、次いで図18(b)に示すように、このエキスパンドウエハ94をダイスピッカーと呼ばれる装置に供給して各ICチップ93をトレイ95に移載し、その後図18(c)に示すように、トレイ95を上記バンプボンダーに供給することによりトレイ95からICチップ93を順次取り出して各ICチップ93にバンプを形成し、バンプを形成したICチップ93をトレイ96に収容して後続工程へ供給している。
「半導体ハンドブック(第2版)」株式会社オーム社発行 特開平10−98065号公報
When bumps are formed on an IC chip using the bump bonder, as a pre-process, first, as shown in FIG. 18A, a wafer 91 on which a large number of IC chips are formed is diced on an expanding sheet 92. The expanded wafer 94 is divided into each IC chip 93 by dividing it into each IC chip 93 and then expanded, and then, as shown in FIG. 18B, this expanded wafer 94 is supplied to a device called a die picker. The IC chip 93 is transferred to the tray 95, and then the IC chip 93 is sequentially taken out from the tray 95 by supplying the tray 95 to the bump bonder as shown in FIG. The formed and bumped IC chip 93 is accommodated in the tray 96 and supplied to the subsequent process.
"Semiconductor Handbook (2nd edition)" published by Ohm Co., Ltd. Japanese Patent Laid-Open No. 10-98065

ところで、本実施の形態を示す図15を参照して、図15(a)に示すようなバンプとを加圧すると、そのワイヤ部分14bが加圧変形されて同一高さにレベリングされることにより、図15(b)に示すように、台座部3aから小径の頭頂部3bが突出したバンプ3が形成される。この台座部3aの上に頭頂部3bが突出したバンプ3の形状は、ICチップ2を基板に接着剤を用いて接合する場合に適した形状である。   By the way, referring to FIG. 15 showing the present embodiment, when a bump as shown in FIG. 15A is pressed, the wire portion 14b is pressed and deformed and leveled to the same height. As shown in FIG. 15B, the bump 3 is formed in which the small-diameter head portion 3b protrudes from the pedestal portion 3a. The shape of the bump 3 in which the top portion 3b protrudes on the pedestal portion 3a is a shape suitable for bonding the IC chip 2 to the substrate using an adhesive.

そこで、本発明目的は、このような台座部及び頭頂部を有したバンプの位置及び形状を認識して良否検査ができるレベリング後のバンプの検査方法と装置
提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an inspection method and apparatus for bumps after leveling which can perform a pass / fail inspection by recognizing the position and shape of the bumps having the pedestal and the top.

請求項1の発明のレベリング後のバンプの検査方法は、バンプ上端を押圧してレベリングされて台座及び頭頂部を有したICチップのバンプの位置及び形状を、この載置台に載置されたICチップのバンプの上端をレべリングするレべリング部とICチップが移載される移載位置との間の載置台の移動経路途中にて認識して適否を検査することを特徴とする。 The method for inspecting bumps after leveling according to the first aspect of the present invention is the IC in which the bumps of the IC chip having the pedestal and the top portion are leveled by pressing the upper end of the bump and placed on the mounting table. It is characterized by recognizing in the middle of the movement path of the mounting table between the leveling portion for leveling the upper end of the bump of the chip and the transfer position to which the IC chip is transferred, and checking the suitability.

請求項2の発明のレベリング後のバンプの検査方法は、請求項1の発明に加え、さらに、前記形状の認識は、バンプの台座あるいは、頭頂部のそれぞれの複数の径を含むことを特徴とする。   The bump inspection method after leveling according to the invention of claim 2 is characterized in that, in addition to the invention of claim 1, the recognition of the shape includes a plurality of diameters of the pedestal or the top of the bump. To do.

請求項3の発明のレベリング後のバンプの検査方法は、載置台に載置され、バンプ上端を押圧してレベリングされて台座及び頭頂部を有したICチップのバンプの有無あるいは、バンプの台座の径あるいは、頭頂部の径あるいは、ICの電極中心位置とバンプ中心位置との位置ズレ量、を、この載置台に載置されたICチップのバンプの上端をレべリングするレべリング部とICチップが移載される移載位置との間の載置台の移動経路途中にて、認識部で認識し予め設定されている許容範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for inspecting a bump after leveling, wherein the bump is mounted on a mounting table and pressed to press the upper end of the bump to be leveled to have an IC chip having a pedestal and a top or a bump pedestal. A leveling portion for leveling the upper end of the bump of the IC chip mounted on the mounting table, the diameter, the diameter of the top portion, or the positional deviation amount between the electrode center position of the IC and the bump center position ; In the middle of the movement path of the mounting table between the IC chip and the transfer position, it is recognized by the recognition unit and it is determined whether or not it is within a preset allowable range.

請求項4の発明のレベリング後のバンプの検査装置は、バンプ上端を押圧してレベリングされて台座及び頭頂部を有したICチップを載置して、ICチップのバンプをレべリングするレべリング部とICチップが移載される移載位置との間で移動可能な載置台と、この載置台に載置されたICチップのバンプの位置及び形状を認識する、載置台の移動経路途中に配設された認識部と、この認識部により認識されたICチップのバンプの位置及び形状が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する判定部を備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inspection apparatus for bumps after leveling, in which the upper end of the bump is pressed to place an IC chip having a pedestal and a top, and the bump of the IC chip is leveled. A mounting table that can move between the ring unit and the transfer position to which the IC chip is transferred, and the position and shape of the bumps of the IC chip mounted on the mounting table in the middle of the moving path of the mounting table And a determination unit that determines whether or not the position and shape of the bumps of the IC chip recognized by the recognition unit are within a preset allowable range. .

本発明によれば、載置台に載置されレリングされたICチップのバンプの位置及び形状を認識して、あるいは、バンプの有無、バンプの台座の径、頭頂部の径、ICの電極中心位置とバンプ中心位置との位置ズレ量、を、この載置台に載置されたICチップのバンプの上端をレべリングするレべリング部とICチップが移載される移載位置との間の載置台の移動経路途中にて認識して、許容範囲内にあるか否かで良品と不良品とを判定することができる。 According to the present invention, the position and shape of bumps of an IC chip mounted and mounted on a mounting table are recognized, or the presence or absence of bumps, the diameter of the base of the bump, the diameter of the top, the center position of the electrode of the IC Between the leveling portion for leveling the upper end of the bump of the IC chip mounted on the mounting table and the transfer position at which the IC chip is transferred. A good product and a defective product can be determined by recognizing in the middle of the movement path of the mounting table and determining whether or not they are within an allowable range.

以下、本発明のバンプボンダーの一実施形態について図1〜図17を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the bump bonder of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、本実施形態のバンプボンダーの全体配置構成を図1、図2を参照して説明する。ダイシングしてエキスパンドされた状態のウエハ(本明細書ではエキスパンドウエハと略称する)1を多数枚積層状態で収容したキャリア101が搬入され、エキスパンドウエハ1を一枚づつ順次受入部5に供給する搬入部4と、受入部5のエキスパンドウエハ1からボンディングステージ10上に1つづつ移載されたICチップ2のパッドにバンプ3を形成するボンディングヘッド11が配設されたボンディング部6と、形成されたバンプ3上端を押圧してレベリングするレベリング部7と、レベリングの終了したICチップ2を収納するテープ状保持体27又はトレイが配置されたICチップ収納部8と、受入部5からICチップ2を取り出し、ボンディングステージ10、レベリング部7、ICチップ収納部8に順次ICチップ2を移載する移載手段9とを備えている。また、移載手段9の移動経路の適所に、バッドマークが付されたICチップ2や、検査不良のICチップ2を廃棄する廃棄部19が配設されている。   First, the overall arrangement configuration of the bump bonder of this embodiment will be described with reference to FIGS. Carrying in a carrier 101 containing a plurality of wafers (expanded wafers abbreviated as an expanded wafer in this specification) 1 diced and expanded in a stacked state, the expanded wafers 1 are sequentially fed to the receiving unit 5 one by one. And a bonding part 6 in which bonding heads 11 for forming bumps 3 are formed on the pads of the IC chip 2 transferred one by one from the expanded wafer 1 of the receiving part 5 onto the bonding stage 10. The leveling part 7 for leveling by pressing the upper ends of the bumps 3, the IC chip storage part 8 in which the tape-like holder 27 or tray for storing the IC chip 2 whose leveling has been completed, and the receiving part 5 to the IC chip 2 The IC chip 2 is sequentially transferred to the bonding stage 10, the leveling unit 7, and the IC chip storage unit 8. And a transfer means 9 for. Further, a discard unit 19 for discarding the IC chip 2 with a bad mark and the defective IC chip 2 is disposed at an appropriate position on the moving path of the transfer means 9.

搬入部4には、キャリア101を支持して昇降し、受入部5への送出高さ位置にエキスパンドウエハ1を位置決めするリフタ28と、エキスパンドウエハ1を受入部5へ送出する送出手段(図示せず)が配設されている。   The carry-in unit 4 supports the carrier 101 and moves up and down to position the expander wafer 1 at a position where the expander wafer 1 is sent to the receiving unit 5, and a sending unit (not shown) for sending the expanded wafer 1 to the receiving unit 5. Is provided.

受入部5は、エキスパンドウエハ1を保持してY方向に移動可能な移動テーブル29と、X方向に移動可能な可動アーム30の先端部に設置された認識カメラ31を備えており、認識カメラ31にてエキスパンドウエハ1の各ICチップ2を認識してその正確な位置を検出するとともに、ICチップ2に付されているバッドマークを検出するように構成されている。ICチップ2の正確な位置を検出することにより、移載手段9でICチップ2を吸着保持する際に、ICチップ2が微小な場合でも確実かつ適正に保持することができる。また、バッドマークは前工程のIC検査時に不良のICチップ2に付されたものであり、その検出により不良ICチップ2に対してもバンプ3を形成するという無駄を無くすことができる。   The receiving unit 5 includes a moving table 29 that holds the expanded wafer 1 and can move in the Y direction, and a recognition camera 31 installed at the tip of a movable arm 30 that can move in the X direction. The IC chip 2 of the expanded wafer 1 is recognized and its exact position is detected, and a bad mark attached to the IC chip 2 is detected. By detecting the exact position of the IC chip 2, when the IC chip 2 is sucked and held by the transfer means 9, the IC chip 2 can be reliably and properly held even when the IC chip 2 is very small. Further, the bad mark is given to the defective IC chip 2 at the time of the IC inspection in the previous process, and the waste of forming bumps 3 on the defective IC chip 2 can be eliminated by detecting the bad mark.

ICチップ2の移載手段9は、図3に示すように、受入部5とICチップ収納部8との間をX方向に移動可能なX方向移動台32と、その上端に設置されたY方向に移動可能なY方向スライダ33と、Y方向スライダ33に装着された吸着ヘッド34を備えている。吸着ヘッド34には、図4に示すように、X方向に並列して一対の吸着ノズル35が配設され、ICチップ2の各種移載を合理的に行うように構成されている。X方向移動台32はX方向ガイド36に案内され、ボールネジ37のサーボモータ38による正逆回転でX方向に往復移動される。Y方向スライダ33はY方向ガイド39に案内され、サーボモータ40の正逆回転によって回動するタイミングベルト(図示せず)に連結されてY方向に往復移動される。   As shown in FIG. 3, the transfer means 9 for the IC chip 2 includes an X-direction moving table 32 that can move between the receiving portion 5 and the IC chip storage portion 8 in the X direction, and a Y that is installed at the upper end thereof. A Y-direction slider 33 that is movable in the direction and a suction head 34 that is mounted on the Y-direction slider 33 are provided. As shown in FIG. 4, the suction head 34 is provided with a pair of suction nozzles 35 arranged in parallel in the X direction so that various transfers of the IC chip 2 can be performed rationally. The X-direction moving table 32 is guided by the X-direction guide 36 and reciprocated in the X direction by forward and reverse rotation of the ball screw 37 by the servo motor 38. The Y-direction slider 33 is guided by a Y-direction guide 39, is connected to a timing belt (not shown) that is rotated by forward and reverse rotation of the servo motor 40, and is reciprocated in the Y direction.

吸着ヘッド34においては、図4に示すように、吸着ノズル35が中空のノズルロッド41の下端に装着され、このノズルロッド41の上端に吸着用エアホース42が接続されている。ノズルロッド41の上端部には水平方向に突出する係合部43が設けられ、この係合部43の下面に基端を枢支された揺動レバー44の先端の係合ローラ45が係合されている。揺動レバー44の中間部にはカムローラ46が設けられ、サーボモータ48にて正逆回転駆動可能なカム47の上端部に係合している。また、ノズルロッド41を下方に向けて付勢するバネ49が設けられている。かくして、サーボモータ48による一対のカム47の正逆回転によって何れかの吸着ノズル35が選択されて昇降移動する。また、サーボモータ48の正逆回転の回転範囲によって各吸着ノズル35の下降端位置を可変することができる。   In the suction head 34, as shown in FIG. 4, the suction nozzle 35 is attached to the lower end of the hollow nozzle rod 41, and the suction air hose 42 is connected to the upper end of the nozzle rod 41. An engaging portion 43 that protrudes in the horizontal direction is provided at the upper end portion of the nozzle rod 41, and an engaging roller 45 at the distal end of the swing lever 44 that is pivotally supported on the lower surface of the engaging portion 43 is engaged. Has been. A cam roller 46 is provided at an intermediate portion of the swing lever 44 and is engaged with an upper end portion of a cam 47 that can be driven forward and reverse by a servo motor 48. Further, a spring 49 that biases the nozzle rod 41 downward is provided. Thus, one of the suction nozzles 35 is selected and moved up and down by forward and reverse rotation of the pair of cams 47 by the servo motor 48. Further, the lower end position of each suction nozzle 35 can be varied according to the forward / reverse rotation range of the servo motor 48.

ボンディング部6には、超音波熱圧着によるボンディングのためにヒートステージからなるボンディングステージ10が配設されるとともにその後部にボンディングヘッド11がX方向及びY方向に移動可能なXYテーブル12上に搭載されて配設されている。ボンディングステージ10にはICチップ2を位置決め固定してボンディングを行うボンディング位置10a、10bがX方向に適当間隔あけて並列して設けられ、一方のボンディング位置でバンプを形成している間に他方のボンディング位置に対してICチップ2の移載を行って生産能率を向上するように構成されている。   The bonding part 6 is provided with a bonding stage 10 composed of a heat stage for bonding by ultrasonic thermocompression bonding, and a bonding head 11 is mounted on the rear part on an XY table 12 movable in the X direction and the Y direction. Arranged. Bonding stage 10 is provided with bonding positions 10a and 10b for positioning and fixing IC chip 2 and bonding in parallel at an appropriate interval in the X direction, while the bump is formed at one bonding position. The IC chip 2 is transferred to the bonding position to improve the production efficiency.

ボンディングヘッド11は、図5に示すように、ワイヤリール13と、このワイヤリール13からのワイヤ14を上方から通されて、ボンディングステージ10上のICチップ2にボンディングを行うボンディング作業機構15との間に、ワイヤリール13からボンディング作業機構15側に至るワイヤ14の途中を上向きの湾曲状態にエアー16で吹き上げてワイヤ14にテンションを与えるワイヤテンショナー17と、ボンディング作業機構15におけるクランパ18のワイヤガイド18aの真上でワイヤ14を上方への吹き上げエアー20にさらしてワイヤ14に上向きのテンションを掛けるワイヤテンショナー21とが配設され、ワイヤリール13からのワイヤ14をエアー16、20にて所定の供給経路およびテンションを保つようにフローティング支持しながらボンディング作業機構15に無理なく供給できるように構成されている。   As shown in FIG. 5, the bonding head 11 has a wire reel 13 and a bonding work mechanism 15 for bonding the IC chip 2 on the bonding stage 10 through the wire 14 from the wire reel 13 from above. In between, a wire tensioner 17 that blows the wire 14 from the wire reel 13 toward the bonding work mechanism 15 in an upward curved state with air 16 to apply tension to the wire 14, and a wire guide for the clamper 18 in the bonding work mechanism 15. A wire tensioner 21 is disposed directly above 18a to blow up the wire 14 to the air 20 so as to apply an upward tension to the wire 14. Keep the supply path and tension And it is configured to supply reasonably the bonding working mechanism 15 while floating supported.

ボンディング作業機構15は、図5、図6に示すように、ワイヤ14を把持するクランパ18と、先端にワイヤ14が挿通されるキャピラリ22aを有するとともに形成されたボール14aに超音波振動を印加するホーン22と、放電用のトーチ23とを備えている。また、ボンディング作業の状態を視覚認識する認識カメラ24が上部に配設され、認識画像を認識用モニタ(図示せず)に表示するとともにデータ処理装置(図示せず)に認識信号を入力してデータ処理するように構成されている。また、ボンディング作業機構15を図示しない支点軸を中心に往復回動させて先端部を上下動させる上下動電磁駆動部25と、クランパ8を開閉する開閉電磁駆動部26とが設けられている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the bonding work mechanism 15 applies ultrasonic vibration to a ball 14 a formed with a clamper 18 that holds the wire 14 and a capillary 22 a through which the wire 14 is inserted. A horn 22 and a discharge torch 23 are provided. In addition, a recognition camera 24 for visually recognizing the state of the bonding work is disposed on the upper part, displays a recognition image on a recognition monitor (not shown), and inputs a recognition signal to a data processing device (not shown). It is configured to process data. Further, an up-and-down electromagnetic drive unit 25 that moves the tip portion up and down by reciprocatingly rotating the bonding work mechanism 15 around a fulcrum shaft (not shown) and an open-close electromagnetic drive unit 26 that opens and closes the clamper 8 are provided.

ボンディング作業を、図7を参照して説明すると、ワイヤ14はキャピラリ22aを通じて送り出され、これがICチップ2の所定のパッド(電極部)2aと対向する位置にボンディングヘッド11のキャピラリ22aが移動する都度、トーチ23からのスパーク電流によって先端部が溶かされ、図7の(a)に示すようなボール14aが形成される。ワイヤ14の各パッド2aとの対向位置は認識カメラ24の視覚認識のもとに高精度に制御される。形成されたボール14aはICチップ2のパッド2a上に熱圧着と超音波振動とによって図7の(b)に示すように接合される。この際の圧着力は30g〜50g程度が好適であり、超音波振動は水平方向にかけられ、振幅0.5μm、振動数60〜70KHZ (具体例としては63.5KHZ )程度とするのが好適である。次いで、ワイヤ14を挟持したクランパ18およびキャピラリ22aの上動によって、図7の(c)に示すようにワイヤ14を切断して、パッド2aの上にボール部14aと、ボール部14aから30μm〜40μm程度の高さに突出したワイヤ部分14bとからなる突出長約60μm程度のバンプ3が形成される。ワイヤ14は上記切断が所定位置で確実に行われるように高ヤング率・低熱伝導率のものが用いられる。 The bonding operation will be described with reference to FIG. 7. The wire 14 is fed out through the capillary 22a, and each time the capillary 22a of the bonding head 11 moves to a position facing a predetermined pad (electrode part) 2a of the IC chip 2. The tip portion is melted by the spark current from the torch 23, and a ball 14a as shown in FIG. 7A is formed. The position of the wire 14 facing the pads 2a is controlled with high accuracy based on the visual recognition of the recognition camera 24. The formed ball 14a is bonded onto the pad 2a of the IC chip 2 by thermocompression bonding and ultrasonic vibration as shown in FIG. Pressing force at this time is preferably about 30G~50g, ultrasonic vibration is applied horizontally, amplitude 0.5 [mu] m, is to be about (63.5KH Z Specific examples) frequency 60~70KH Z Is preferred. Next, as shown in FIG. 7C, the wire 14 is cut by the upward movement of the clamper 18 and the capillary 22a holding the wire 14, and the ball portion 14a is formed on the pad 2a, and 30 μm to 30 μm from the ball portion 14a A bump 3 having a protruding length of about 60 μm is formed, which includes a wire portion 14 b protruding to a height of about 40 μm. A wire 14 having a high Young's modulus and a low thermal conductivity is used so that the above-described cutting is reliably performed at a predetermined position.

また、ボンディングヘッド11にて上記のようにICチップ2のパッド2aにバンプ3を形成する際には、それに先立って制御部に格納されているボンディング座標データに基づいて認識カメラ24を順次すべてのパッド2a位置に位置決めし、図8に示すように、各パッド2aを認識してその中心位置50と認識カメラ24の中心位置51の位置ずれ量d1、d2を検出してボンディング時における実際のICチップ2の正確なパッド2aの位置を検出し、それに基づいてボンディング座標データを補正するように構成されている。52は、認識カメラ24の視野である。このように、パッド2aの位置データをボンディング動作に先立って補正することにより、ボンディング座標データを目視で入力した場合やCADデータから作成した場合に、データ入力時の誤差や常温におけるCADデータに対してボンディング時の200〜300℃における熱膨張による誤差が発生していても、実際にボンディングする際にボンディング位置を自動的に補正するので、高い位置精度でバンプを形成することができる。なお、このボンディング座標データの補正は、生産開始時とそれ以降は適当数のICチップ2毎に行うのが好適である。   When the bumps 3 are formed on the pads 2a of the IC chip 2 as described above by the bonding head 11, all the recognition cameras 24 are sequentially turned on based on the bonding coordinate data stored in the control unit. As shown in FIG. 8, an actual IC at the time of bonding is detected by recognizing each pad 2a and detecting the displacements d1 and d2 between the center position 50 and the center position 51 of the recognition camera 24, as shown in FIG. The position of the accurate pad 2a of the chip 2 is detected, and the bonding coordinate data is corrected based on the detected position. Reference numeral 52 denotes a field of view of the recognition camera 24. As described above, by correcting the position data of the pad 2a prior to the bonding operation, when the bonding coordinate data is input visually or created from the CAD data, the error at the time of data input or the CAD data at room temperature is corrected. Even if an error due to thermal expansion at 200 to 300 ° C. during bonding occurs, the bonding position is automatically corrected when actually bonding, so that bumps can be formed with high positional accuracy. The correction of the bonding coordinate data is preferably performed for each appropriate number of IC chips 2 at the start of production and thereafter.

また、キャピラリ22aを交換した時や、生産開始時等においてボンディングステージ10の温度が変化する期間や、さらにはボンディングヘッド11の各機構部の経時変化によって、認識カメラ24の中心位置とパッド2aの中心位置が一致していても、図9に示すように、形成されたバンプ3の中心位置53がパッド2aの中心位置50と位置ずれを生じる恐れがあるため、ICチップ2のパッド2aにバンプ3を形成した後、認識カメラ24にてバンプ3を認識してその中心位置53を検出し、パッド2aの中心位置50又は認識カメラ24の中心位置51との位置ずれ量を検出してボンディング座標データを補正するように構成されている。このボンディング座標データの補正は、キャピラリ22aの交換時に、またボンディングステージ10が温度変化過程にある場合に適当時間間隔置きに、その後は必要に応じて適当数のICチップ毎又は適当数のバンプ3の形成毎に行うのが好適である。   The center position of the recognition camera 24 and the position of the pad 2a are changed depending on the period when the temperature of the bonding stage 10 changes when the capillary 22a is replaced, at the start of production, and further with the aging of each mechanism part of the bonding head 11. Even if the center positions coincide with each other, as shown in FIG. 9, the center position 53 of the formed bump 3 may be displaced from the center position 50 of the pad 2a. 3 is formed, the bump 3 is recognized by the recognition camera 24 and its center position 53 is detected, and the amount of positional deviation from the center position 50 of the pad 2a or the center position 51 of the recognition camera 24 is detected to obtain bonding coordinates. It is configured to correct the data. The correction of the bonding coordinate data is performed at an appropriate time interval when the capillary 22a is replaced or when the bonding stage 10 is in the temperature changing process, and thereafter, for each appropriate number of IC chips or an appropriate number of bumps 3 as required. It is preferable to carry out each time.

また、ボンディングステージ10にはICチップ2をボンディング位置10a、10bに位置決め固定するため、図10に示すような位置規正手段55が設けられている。この位置規正手段55は、固定ブロック56と固定ブロック56に対して遠近方向に移動可能な規正爪57との間でICチップ2を挟持して位置決めするように構成されている。規正爪57の先端にはその左右両側に、ICチップ2の角部に係合する位置決めコーナ55a、55bが形成され、それぞれボンディング位置10a、10bにICチップ2を位置決めする。さらに、その規正爪57は、爪本体58と、爪本体58の先端部に上下に変位可能に装着されてICチップ2に当接する規正片59にて構成されており、かつボンディングステージ10に規正片59を真空吸着する吸着穴60が設けられている。また、規正爪57はICチップ2の挟持状態でバネ61にて所定の付勢力で固定ブロック56に向けて付勢されている。   The bonding stage 10 is provided with position regulation means 55 as shown in FIG. 10 in order to position and fix the IC chip 2 at the bonding positions 10a and 10b. The position setting means 55 is configured to sandwich and position the IC chip 2 between the fixing block 56 and a setting claw 57 that can move in the perspective direction with respect to the fixing block 56. Positioning corners 55a and 55b that engage with corners of the IC chip 2 are formed at the left and right sides of the tip of the setting claw 57, and the IC chip 2 is positioned at bonding positions 10a and 10b, respectively. Further, the regulation claw 57 includes a claw body 58 and a regulation piece 59 which is mounted on the tip of the claw body 58 so as to be vertically displaceable and abuts against the IC chip 2. A suction hole 60 for vacuum-sucking the piece 59 is provided. Further, the setting claw 57 is urged toward the fixed block 56 by a spring 61 with a predetermined urging force while the IC chip 2 is held.

以上の構成の位置規正手段55では、ICチップ2を固定ブロック56と規正爪57の間で挟持固定するので、ICチップ2が微小な場合にも確実に固定することができ、更に規正爪57を爪本体58と真空吸着されてボンディングステージ10上面に密着する規正片59にて構成して固定ブロック56と規正片59との間でICチップ2を挟持するようにしているので、ICカード用のICチップ2など、極めて厚さの薄いICチップ2の場合にも確実に挟持固定することができる。   In the position correcting means 55 having the above configuration, the IC chip 2 is clamped and fixed between the fixing block 56 and the setting claw 57. Therefore, even when the IC chip 2 is very small, it can be fixed securely. Is composed of a regulating piece 59 that is vacuum-adsorbed to the nail body 58 and adheres to the upper surface of the bonding stage 10 so that the IC chip 2 is sandwiched between the fixed block 56 and the regulating piece 59. Even in the case of an extremely thin IC chip 2, such as the IC chip 2 of FIG.

なお、あまり薄いICチップ2を適用することがないバンプボンダーの場合には、図11に示すように、固定ブロック56と単体の規正爪57にて位置規正手段55を構成しても良いことは言うまでもない。   In the case of a bump bonder to which the IC chip 2 that is not very thin is applied, as shown in FIG. 11, it is possible that the position adjusting means 55 is constituted by a fixed block 56 and a single setting claw 57. Needless to say.

図12に規正爪57に位置規正動作を行わせる規正駆動機構62を示す。規正駆動機構62は、X方向移動機構63とY方向移動機構64にて移動台65をX方向とY方向の2方向に移動可能に構成されており、この移動台65上にスライドガイド66にてY方向に移動可能に規正爪取付脚67が支持され、この規正爪取付脚67上端に規正爪57が固定されている。また、このスライドガイド66の基端と規正爪取付脚67との間に規正爪57を固定ブロック56に向けて移動付勢する上記バネ61が介装されている。X方向移動機構63とY方向移動機構64はそれぞれサーボモータ68にてボールネジ69を正逆回転駆動することにより往復移動するように構成されている。   FIG. 12 shows a regulation drive mechanism 62 that causes the regulation claw 57 to perform a position regulation operation. The setting drive mechanism 62 is configured such that the moving table 65 can be moved in two directions, the X direction and the Y direction, by the X direction moving mechanism 63 and the Y direction moving mechanism 64, and the slide guide 66 is placed on the moving table 65. A setting claw mounting leg 67 is supported so as to be movable in the Y direction, and a setting claw 57 is fixed to the upper end of the setting claw mounting leg 67. The spring 61 for moving and biasing the setting claw 57 toward the fixed block 56 is interposed between the base end of the slide guide 66 and the setting claw mounting leg 67. Each of the X-direction moving mechanism 63 and the Y-direction moving mechanism 64 is configured to reciprocate by driving the ball screw 69 forward and backward by a servo motor 68.

レベリング部7は、図13に示すように、レベリングユニット70と、移載手段9による移載位置とレベリングユニット70との間でICチップ2を保持してY方向に移動する可動受台71と、可動受台71の移動経路の途中に配設されたバンプ検査用の認識カメラ72とを備えている。   As shown in FIG. 13, the leveling unit 7 includes a leveling unit 70, a movable cradle 71 that moves in the Y direction while holding the IC chip 2 between the leveling unit 70 and the transfer position by the transfer means 9. And a recognition camera 72 for bump inspection disposed in the middle of the movement path of the movable cradle 71.

レベリングユニット70は、図14に示すように、ICチップ2が設置される可動受台71上の下部レベリングプレート73と、バンプ3の上端に当接して加圧変形させる上部レベリングプレート74と、加圧力を負荷する加圧プレート75と、加圧プレート75と上部レベリングプレート74の間に介装されたロードセル76と、加圧プレート75をZ方向に下降駆動する加圧機構77とを備えており、ロードセル76にて加圧力を検出して任意の加圧力を負荷できるように構成されている。これにより、ボンディング部6で形成された図15(a)に示すようなバンプ3のワイヤ部分14bが加圧変形されて同一高さにレベリングされることにより、図15(b)に示すように、台座部3aから小径の頭頂部3bが突出したバンプ3が形成される。この台座部3aの上に頭頂部3bが突出したバンプ3の形状は、ICチップ2を基板に接着剤を用いて接合する場合に適した形状である。   As shown in FIG. 14, the leveling unit 70 includes a lower leveling plate 73 on the movable pedestal 71 on which the IC chip 2 is installed, an upper leveling plate 74 that abuts against the upper end of the bump 3 and pressurizes and deforms, and an additional leveling plate 74. A pressure plate 75 for applying pressure; a load cell 76 interposed between the pressure plate 75 and the upper leveling plate 74; and a pressure mechanism 77 for driving the pressure plate 75 downward in the Z direction. The load cell 76 detects the applied pressure and can be loaded with an arbitrary applied pressure. As a result, the wire portion 14b of the bump 3 formed at the bonding portion 6 as shown in FIG. 15A is pressure-deformed and leveled to the same height, as shown in FIG. 15B. A bump 3 is formed in which a small-diameter head portion 3b protrudes from the pedestal portion 3a. The shape of the bump 3 in which the top portion 3b protrudes on the pedestal portion 3a is a shape suitable for bonding the IC chip 2 to the substrate using an adhesive.

可動受台71は、スライドガイド78にて移動自在に支持されるとともに、サーボモータ79にてボールネジ80を正逆回転させることにより、Y方向に移動及び任意位置に位置決め可能に構成されている。また、認識カメラ72は、X方向に移動可能な可動台81上に搭載されており、可動台81はスライドガイド82にて移動自在に支持されるとともに、サーボモータ83にてボールネジ84を正逆回転させることにより、X方向に移動及び任意位置に位置決め可能に構成されている。これにより可動受台71上のICチップ2の各バンプ3を順次認識カメラ72にて認識して、バンプ3の位置及び形状を検査することができる。   The movable pedestal 71 is movably supported by a slide guide 78 and can be moved in the Y direction and positioned at an arbitrary position by rotating a ball screw 80 forward and backward by a servo motor 79. The recognition camera 72 is mounted on a movable table 81 movable in the X direction. The movable table 81 is movably supported by a slide guide 82 and a ball screw 84 is moved forward and backward by a servo motor 83. By rotating it, it can be moved in the X direction and positioned at an arbitrary position. Thereby, each bump 3 of the IC chip 2 on the movable pedestal 71 can be sequentially recognized by the recognition camera 72 and the position and shape of the bump 3 can be inspected.

認識カメラ72によるバンプ3の検査は、図16に示すように、バンプ3の有無、バンプ3の台座部3aの径D1、D2、頭頂部3bの径D3、D4、及びパッド2aの中心位置50に対するバンプ3の中心位置53の位置ずれ量d3、d4を検出しそれぞれ予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。検査の結果、許容範囲内の場合は良品として移載手段9にてICチップ収納部8に移載されてテープ状保持体27やトレイに収納される。一方、範囲外の場合は不良品として移載手段9にて廃棄部19に移載・収納される。   As shown in FIG. 16, the inspection of the bump 3 by the recognition camera 72 includes the presence or absence of the bump 3, the diameters D1 and D2 of the base 3a of the bump 3, the diameters D3 and D4 of the top 3b, and the center position 50 of the pad 2a. The positional deviation amounts d3 and d4 of the center position 53 of the bump 3 with respect to are detected, and it is determined whether or not each is within a preset allowable range. As a result of the inspection, if it is within the allowable range, it is transferred as a non-defective product to the IC chip storage portion 8 by the transfer means 9 and stored in the tape-shaped holding body 27 or tray. On the other hand, when it is out of the range, it is transferred and stored in the disposal unit 19 by the transfer means 9 as a defective product.

さらに、レベリングユニット70は加圧力を任意に選択設定可能に構成されており、これによって図17(a)に示すボンディング部6で形成したバンプ3の形状から、上記のように台座部3aから頭頂部3bが突出した図17(b)に示すようなバンプ形状にレベリングする場合と、図17(c)に示すように、頭頂部3bを完全に圧縮変形させて台座部3bのみから成る円柱状のバンプ形状にレベリングする場合とで選択可能とされている。レベリングにより円柱状のバンプ3を形成した場合、図17(d)に示すように、ICチップ2の金バンプ3を基板86の金電極87に超音波88にて接合することでICチップ2を基板86に実装する場合に、接合面積が大であることにより高い接合強度が得られるために好適である。   Further, the leveling unit 70 is configured such that the pressure can be arbitrarily selected and set. Thus, from the shape of the bump 3 formed by the bonding part 6 shown in FIG. In the case of leveling into a bump shape as shown in FIG. 17 (b) from which the top portion 3b protrudes, and as shown in FIG. 17 (c), the top portion 3b is completely compressed and deformed to form a columnar shape consisting only of the pedestal portion 3b. It is possible to select whether to level the bump shape. When the cylindrical bump 3 is formed by leveling, the IC chip 2 is bonded by bonding the gold bump 3 of the IC chip 2 to the gold electrode 87 of the substrate 86 with the ultrasonic wave 88 as shown in FIG. When mounted on the substrate 86, it is preferable because a high bonding strength can be obtained due to the large bonding area.

以上の構成において、エキスパンドウエハ1を収容したキャリア101を搬入部4に搬入すると、エキスパンドウエハ1は順次受入部5に送出される。受入部5にエキスパンドウエハ1が設置されると、移動テーブル29と可動アーム30が移動して認識カメラ31がエキスパンドウエハ1における各ICチップ2の配置位置上に位置決めされ、実際のICチップ2の位置が検出され、またバッドマークが付されたICチップ2を検出する。   In the above configuration, when the carrier 101 containing the expanded wafer 1 is loaded into the loading unit 4, the expanded wafer 1 is sequentially sent to the receiving unit 5. When the expanded wafer 1 is installed in the receiving unit 5, the moving table 29 and the movable arm 30 move, and the recognition camera 31 is positioned on the position where each IC chip 2 is arranged on the expanded wafer 1. The IC chip 2 to which the position is detected and the bad mark is attached is detected.

次に、移載手段9にて受入部5のICチップ2が順次ボンディング部6のボンディングステージ10上に移載され、位置規正手段55にて所定位置に位置決め固定され、ボンディングヘッド11にてパッド2a上にバンプ3が形成される。   Next, the IC chip 2 of the receiving unit 5 is sequentially transferred onto the bonding stage 10 of the bonding unit 6 by the transfer unit 9, positioned and fixed at a predetermined position by the position adjusting unit 55, and the pad is bonded by the bonding head 11. Bumps 3 are formed on 2a.

その際に、必要に応じて上述のようにボンディング位置データの補正がボンディングに先立って行われる。また、ボンディングステージ10には2つのボンディング位置10a、10bが設けられているので、上述の如く一方のボンディング位置でボンディング動作を行っている間に他方のボンディング位置に対してICチップ2の移載動作が行われる。また、バッドマークが付されたICチップ2は適当な時期に移載手段9にて廃棄部19に廃棄される。   At that time, as necessary, the bonding position data is corrected prior to bonding as described above. Since the bonding stage 10 is provided with two bonding positions 10a and 10b, the IC chip 2 is transferred to the other bonding position while performing the bonding operation at one bonding position as described above. Operation is performed. Further, the IC chip 2 with the bad mark is discarded by the transfer unit 9 to the discarding unit 19 at an appropriate time.

バンプ3の形成が終了したICチップ2は移載手段9にてレベリング部7の可動受台71上に移載され、レベリングユニット70に移動して各バンプ3のレベリングが行われる。レベリングが終了したICチップ2は認識カメラ72の下部に位置決めされ、可動受台71のY方向の移動と認識カメラ72を搭載した可動台81のX方向の移動により各バンプ3が認識カメラ72で認識して適否が検査される。その後、可動受台71が原点位置に復帰し、すべてのバンプ3が適正であったICチップ2は移載手段9にてICチップ収納部8に移載されたテープ状保持体27又はトレイに収容され、不良のバンプ3があったICチップ2は移載手段9にて廃棄部19に廃棄される。   The IC chip 2 on which the formation of the bumps 3 has been completed is transferred onto the movable pedestal 71 of the leveling unit 7 by the transfer means 9 and moved to the leveling unit 70 to level the bumps 3. The IC chip 2 that has been leveled is positioned below the recognition camera 72, and each bump 3 is moved by the recognition camera 72 by the movement of the movable pedestal 71 in the Y direction and the movement of the movable pedestal 81 on which the recognition camera 72 is mounted in the X direction. It is recognized and checked for suitability. Thereafter, the movable cradle 71 returns to the origin position, and the IC chip 2 in which all the bumps 3 are appropriate is transferred to the tape-like holding body 27 or tray transferred to the IC chip storage portion 8 by the transfer means 9. The IC chip 2 accommodated and having the defective bump 3 is discarded by the transfer means 9 to the discarding unit 19.

以上のように本実施形態のバンプボンダーによれば、エキスパンドウエハ1をキャリア101に収容した状態で搬入部4に搬入することにより、バンプ3が形成されたICチップ2をテープ状保持体27又はトレイに収容した状態で得ることができ、そのままICチップ2の実装装置に供給することができる。   As described above, according to the bump bonder of the present embodiment, the expanded wafer 1 is carried into the carry-in unit 4 while being accommodated in the carrier 101, whereby the IC chip 2 on which the bumps 3 are formed is tape-shaped holding body 27 or It can be obtained in a state accommodated in a tray, and can be supplied as it is to the mounting device for the IC chip 2.

本発明は、電極に電気接続や接合を行うバンプを形成したICチップを生産するのに実用でき、バンプをレベリンした後の位置や形状による良否が判定できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be practically used for producing an IC chip in which bumps for electrical connection and bonding to electrodes are formed, and the quality of the bumps after the bumps are leveled can be determined.

本発明の一実施形態のバンプボンダーの全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing the whole bump bonder composition of one embodiment of the present invention. 同実施形態のバンプボンダーの全体配置構成を示す平面図である。It is a top view which shows the whole arrangement configuration of the bump bonder of the embodiment. 同実施形態の移載手段の斜視図である。It is a perspective view of the transfer means of the same embodiment. 同実施形態の移載手段における吸着ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the adsorption head in the transfer means of the embodiment. 同実施形態のボンディングヘッドにおけるワイヤ供給機構の斜視図である。It is a perspective view of the wire supply mechanism in the bonding head of the embodiment. 同実施形態のボンディングヘッドをワイヤ供給機構を省略して示した斜視図である。It is the perspective view which abbreviate | omitted the wire supply mechanism and showed the bonding head of the same embodiment. 同実施形態のボンディング作業工程を示し、(a)はボール形成工程の断面図、(b)はボールを電極に接合する工程の断面図、(c)はワイヤを切断してバンプを形成する工程の断面図である。The bonding work process of the embodiment is shown, (a) is a sectional view of the ball forming process, (b) is a sectional view of the process of bonding the ball to the electrode, (c) is a process of forming a bump by cutting the wire FIG. 同実施形態におけるICチップのパッドと認識カメラの位置ずれ補正の説明図である。It is explanatory drawing of position shift correction of the pad of the IC chip and the recognition camera in the same embodiment. 同実施形態における認識カメラとボンディングホーンの位置ずれ補正の説明図である。It is explanatory drawing of position shift correction of the recognition camera and bonding horn in the embodiment. 同実施形態におけるボンディングステージ上でのICチップの位置規正手段を示し、(a)は平面図、(b)は縦断側面図である。The IC chip position regulating means on the bonding stage in the embodiment is shown, (a) is a plan view, (b) is a longitudinal side view. 同実施形態における位置規正手段の他の構成例の縦断側面図である。It is a vertical side view of the other structural example of the position setting means in the embodiment. 同実施形態における位置規正手段の全体斜視図である。It is a whole perspective view of the position adjustment means in the embodiment. 同実施形態におけるレベリング部の全体斜視図である。It is a whole perspective view of the leveling part in the embodiment. 同実施形態におけるレベリング部の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of the leveling part in the embodiment. 同実施形態におけるレベリング動作を示し、(a)はレベリング前のバンプの斜視図、(b)はレベリングしたバンプの斜視図である。The leveling operation | movement in the embodiment is shown, (a) is a perspective view of the bump before leveling, (b) is a perspective view of the bump which leveled. 同実施形態におけるレベリング後のバンプの検査の説明図である。It is explanatory drawing of the test | inspection of the bump after the leveling in the embodiment. 同実施形態における円柱状バンプのレベリング動作と基板への接合動作の説明図である。It is explanatory drawing of the leveling operation | movement of the cylindrical bump in the same embodiment, and the joining operation | movement to a board | substrate. 従来例におけるICチップにバンプを形成する工程を示し、(a)はウエハをダイシングしてエキスパンドする工程の説明図、(b)はダイスピッカーにてICチップをトレイに収容する工程の説明図、(c)はバンプボンダーにてICチップにバンプを形成する工程の説明図である。The process which forms a bump in the IC chip in a prior art example is shown, (a) is an explanatory view of the process of dicing and expanding a wafer, (b) is the explanatory view of the process of accommodating an IC chip in a tray with a die picker, (C) is explanatory drawing of the process of forming a bump in an IC chip with a bump bonder.

符号の説明Explanation of symbols

1 エキスパンドウエハ
2 ICチップ
2a パッド
3 バンプ
4 搬入部
5 受入部
6 ボンディング部
7 レベリング部
8 ICチップ収納部
9 移載手段
10 ボンディングステージ
11 ボンディングヘッド
19 廃棄部
22 ホーン
24 認識カメラ
31 認識カメラ
35 吸着ノズル
44 揺動レバー
47 カム
48 サーボモータ
50 パッド中心位置
51 認識カメラ中心位置
53 バンプ中心位置
55 位置規正手段
56 固定ブロック
57 規正爪
58 爪本体
59 規正片
60 吸着穴
70 レベリングユニット
72 認識カメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Expand wafer 2 IC chip 2a Pad 3 Bump 4 Carry-in part 5 Receiving part 6 Bonding part 7 Leveling part 8 IC chip storage part 9 Transfer means 10 Bonding stage 11 Bonding head 19 Discarding part 22 Horn 24 Recognition camera 31 Recognition camera 35 Adsorption Nozzle 44 Oscillating lever 47 Cam 48 Servo motor 50 Pad center position 51 Recognition camera center position 53 Bump center position 55 Position adjusting means 56 Fixed block 57 Setting claw 58 Claw body 59 Setting piece 60 Suction hole 70 Leveling unit 72 Recognition camera

Claims (4)

載置台に載置され、バンプ上端を押圧してレベリングされて台座及び頭頂部を有したICチップのバンプの位置及び形状を、この載置台に載置されたICチップのバンプの上端をレべリングするレべリング部とICチップが移載される移載位置との間の載置台の移動経路途中にて認識して適否を検査することを特徴とするレベリング後のバンプの検査方法。 The position and shape of the bumps of the IC chip mounted on the mounting table and pressed on the upper end of the bump and leveled by pressing the upper end of the bump, and the top and bottom of the IC chip mounted on the mounting table are leveled. A method for inspecting bumps after leveling, characterized by recognizing in the middle of a moving path of a mounting table between a leveling unit to be ringed and a transfer position to which an IC chip is transferred, and checking the suitability. 前記形状の認識は、バンプの台座あるいは、頭頂部のそれぞれの複数径を含むことを特徴とする請求項1記載のレベリング後のバンプの検査方法。   2. The bump inspection method after leveling according to claim 1, wherein the recognition of the shape includes a plurality of diameters of a pedestal or a top of the bump. 載置台に載置され、バンプ上端を押圧してレベリングされて台座及び頭頂部を有したICチップのバンプの有無あるいは、バンプの台座の径あるいは、頭頂部の径あるいは、ICの電極中心位置とバンプ中心位置との位置ズレ量、を、この載置台に載置されたICチップのバンプの上端をレべリングするレべリング部とICチップが移載される移載位置との間の載置台の移動経路途中にて、認識部で認識し予め設定されている許容範囲内にあるか否かを判定することを特徴とするレベリング後のバンプの検査方法。 Whether there is a bump on an IC chip having a pedestal and a top part, which is leveled by pressing the upper end of the bump and placed on the mounting base, the diameter of the base of the bump, the diameter of the top part, or the center position of the electrode of the IC The amount of positional deviation from the bump center position is set between the leveling portion for leveling the upper end of the bump of the IC chip mounted on the mounting table and the transfer position where the IC chip is transferred. A method for inspecting bumps after leveling, characterized in that, in the middle of a moving path of a pedestal , it is determined whether or not a recognition unit recognizes and is within a preset allowable range. バンプ上端を押圧してレベリングされて台座及び頭頂部を有したICチップを載置して、ICチップのバンプをレべリングするレべリング部とICチップが移載される移載位置との間で移動可能な載置台と、この載置台に載置されたICチップのバンプの位置及び形状を認識する、載置台の移動経路途中に配設された認識部と、この認識部により認識されたICチップのバンプの位置及び形状が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判定する判定部を備えたことを特徴とするレベリング後のバンプの検査装置。 An IC chip that is leveled by pressing the upper end of the bump and has a pedestal and a crown is placed, and a leveling part that leveles the bump of the IC chip and a transfer position where the IC chip is transferred and mounting table movable between, recognizes the position and shape of the bumps of the mounting placed on the IC chip to stand, a recognition unit disposed in the middle path of movement of the mounting table, is recognized by the recognition unit An inspection apparatus for bumps after leveling, comprising: a determination unit that determines whether or not the position and shape of the bumps of the IC chip are within a preset allowable range.
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