JP4227697B2 - 半導体電子部品のバンプの形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体電子部品の電極上にバンプ（突起電極）を形成する、バンプの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップ等の半導体電子部品（以下、単に「電子部品」ということがある）を回路基板に装着して電子回路基板を製造する場合、回路基板に電子部品を装着するに先立って、電子部品と回路基板との電気的接続を図るために、電子部品の電極に金や半田等の金属のバンプをワイヤボンディングによって形成する。
【０００３】
図７は、ワイヤボンディングによるバンプの形成方法を示した工程図である。まず、図７（ａ）に示したように、キャピラリー９０４に金線９０３を通し、図示しないトーチを金線９０３の先端に近づけて両者間に放電を誘発させることにより、金線９０３の先端を溶融させてボール９０３ａを形成する。次に、キャピラリー９０４を下降させて、電子部品９０１の電極９０２をボール９０３ａで押圧する（図７（ｂ））。このとき、超音波振動を加えて電極９０２と金線９０３とを接合する（１st−ボンディング）。次に、キャピラリー９０４を上昇させ（図７（ｃ））、ループコントロールをしながら再び下降させて、１st−ボンディングで形成された金塊９０３ｂ上をキャピラリー９０４で押圧して（２nd−ボンディング）、金線を切断する（図７（ｄ））。
【０００４】
図８は、電子部品の電極にバンプを形成する際に使用される従来のバンプボンディング装置の主要部の配置を示した概略平面図である。図８において、９１１はトレイプレート、９１３はバンプボンディングを行なうために電子部品を載置するステージ、９１６，９１７はトレイプレート９１１の移動方向、９１８，９１９は電子部品の移動方向、９２０はトレイプレート９１１に収納されたトレイである。
【０００５】
図９は、図８の装置で使用されるトレイ９２０の一例を示した概略斜視図である。図９に示したトレイ９２０は電子部品収納部９２１を４つ有している。各電子部品収納部９２１に電子部品が１つずつ収納される。なお、トレイは、図９に示したように４つの電子部品収納部を有する構成に限られず、３つ以下あるいは５つ以上の電子部品収納部を有する場合もある。
【０００６】
図８の装置によるバンプの形成手順は以下の通りである。
【０００７】
バンプが形成されていない電子部品（以下、「未処理の電子部品」ということがある）はトレイ９２０に収納され、さらに、このようなトレイ９２０はトレイプレート９１１に載置される。トレイプレート９１１はトレイ９２０を複数個（図８の例では４個）平面状に配置して載置することができる。未処理の電子部品を収納したトレイプレート９１１は、図示しない搬送装置によって移動方向９１６の向きにステージ９１３の前の所定の位置に搬送される。トレイプレート９１１上のトレイ９２０に収納された電子部品は、図示しない電子部品移載装置によって移動方向９１８の向きに１つずつステージ９１３に移載される。電子部品移載装置は、例えば電子部品の上面を真空吸引することによって電子部品を吸着する吸引ノズルを備えている。ステージ９１３に移載された電子部品には、図７に示した工程を経てバンプが形成される。バンプが形成された電子部品（以下、「処理済みの電子部品」ということがある）は、前記電子部品移載装置によって移動方向９１９の向きに移載され、トレイプレート９１１上のトレイ９２０の所定の電子部品収納部に収納される。トレイプレート９１１上の全ての電子部品についてバンプの形成が終了すると、トレイプレートは図示しない搬送装置によって移動方向９１７の向きに搬送される。次いで、未処理の電子部品を収納する別のトレイプレートが移動方向９１６の向きに搬送されて、上記の工程が繰り返される。なお、上記において、移動方向９１６と移動方向９１７にトレイを搬送するための搬送装置は通常共通する直線移動搬送装置で構成される。
【０００８】
従来のバンプボンディング装置においては、ステージ９１３に１つの電子部品しか載置できないタイプのもの（１ステージタイプ）と、ステージ９１３に同時に２つの電子部品を載置できるタイプのもの（２ステージタイプ）のものとがある。
【０００９】
以下に、ステージ９１３とトレイ載置部９１４との間の電子部品の移載の手順を順に説明する。
【００１０】
図１０は１ステージタイプのバンプボンディング装置におけるステージとトレイプレートとの間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは電子部品を示し、それらの添字０，１，２は、電子部品が順に未処理、処理中、処理済みの各状態にあることを意味している。図では、説明を簡略化するために２つの電子部品収納部を有するトレイを１つのみ収納できるトレイプレートを用いた場合を示している。
【００１１】
まず、未処理の電子部品Ａ0，Ｂ0を収納したトレイ９２０を載置したトレイプレート９１１が搬送装置によって移動方向９１６の向きに搬送される（図１０（ａ））。次いで、まず電子部品Ａ0が電子部品移載装置によってステージ９１３に移載され、ステージ９１３上でバンプが形成される（同図（ｂ））。処理が終了した電子部品Ａ2は、電子部品移載装置によってトレイ９２０の空の電子部品収納部に移載される（同図（ｃ））。同様に未処理の電子部品Ｂ0が電子部品移載装置によってステージ９１３に移載され、ステージ９１３上でバンプが形成される（同図（ｄ））。処理が終了した電子部品Ｂ2は、電子部品移載装置によってトレイ９２０の空の電子部品収納部に移載される。トレイプレート９１１上のトレイ９２０に収納された全ての電子部品についてバンプの形成が終了したので、トレイプレート９１１は搬送装置によって移動方向９１７の向きに搬送される（同図（ｅ））。その後、次の未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイを載置したトレイプレートが移動方向９１６の向きに搬送され、以下上記と同様の工程が繰り返される。
【００１２】
図１１は２ステージタイプのバンプボンディング装置におけるステージとトレイプレートとの間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。２ステージタイプのバンプボンディング装置は、バンプを形成するためのボンディングヘッドを２つ有することにより、２つの電子部品に対して同時並行的にバンプの形成を行なうことができる。図１０と同様に、図１１において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは電子部品を示し、それらの添字０，１，２は、電子部品が順に未処理、処理中、処理済みの各状態にあることを意味している。また、図では、説明を簡略化するために２つの電子部品収納部を有するトレイを１つのみ収納できるトレイプレートを用いた場合を示している。
【００１３】
まず、未処理の電子部品Ａ0，Ｂ0を収納したトレイ９２０を載置したトレイプレート９１１が搬送装置によって移動方向９１６の向きに搬送される（図１１（ａ））。次いで、まず電子部品Ａ0が電子部品移載装置によってステージ９１３に移載され（同図（ｂ））、すぐさま電子部品Ａ0に対してバンプの形成が開始される。ステージ上の電子部品Ａ1の処理中に、未処理の電子部品Ｂ0が電子部品移載装置によってステージ９１３に移載され（同図（ｃ））、すぐさま電子部品Ｂ0に対してバンプの形成が開始される。先に処理が終了した電子部品Ａ2は、電子部品Ｂ1の処理中に、電子部品移載装置によってトレイ９２０の空の電子部品収納部に移載される（同図（ｄ））。続いて、処理が終了した電子部品Ｂ2は、電子部品移載装置によってトレイ９２０の空の電子部品収納部に移載される。トレイプレート９１１上のトレイ９２０に収納された全ての電子部品についてバンプの形成が終了したので、トレイプレート９１１は搬送装置によって移動方向９１７の向きに搬送される（同図（ｅ））。その後、次の未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイを載置したトレイプレートが移動方向９１６の向きに搬送され、以下上記と同様の工程が繰り返される。
【００１４】
２ステージタイプでは、一方の電子部品の処理中に他方の電子部品のステージ９１３とトレイプレート９１１との間の移載を行なうことができるので、１ステージタイプに比べて作業効率が向上する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のバンプボンディング装置では、１ステージタイプ及び２ステージタイプのいずれであっても、トレイプレートに載置されたトレイに収納された全ての電子部品についてバンプの形成が終了するまで、搬送装置による移動方向９１６，９１７のトレイプレートの交換作業を行なうことができない。従って、作業効率を向上させる上で自ずと限界があった。
【００１６】
また、電子部品移載装置による電子部品の吸着ミス等によって移動方向９１８の電子部品の移載ができずに電極形成ができなかったり、バンプの形成不良が発生したりした場合、未処理の電子部品はそのまま、また不良の電子部品はトレイに戻されて、いずれも処理済みの電子部品とともにトレイプレートに載置されて移動方向９１７の向きに搬送されていく。即ち、このような未処理の電子部品又は不良の電子部品が良品と混在してしまうという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記の従来の問題を解決することを目的としている。即ち、本発明の第１の目的は、作業効率が向上したバンプの形成方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、未処理の電子部品又は不良の電子部品が発生したとき、そのような電子部品が良品に混入しないバンプの形成方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために以下の構成とする。
【００２３】
本発明にかかる半導体電子部品のバンプの形成方法は、バンプ形成前の半導体電子部品を収納したトレイを供給側トレイ載置部に供給する工程と、前記供給側トレイ載置部に載置された前記トレイに収納された半導体電子部品を、バンプを形成するためのステージに移載する工程と、前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成する工程と、空のトレイを受け取り側トレイ載置部に供給する工程と、前記バンプが形成されたステージ上の半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置された前記トレイに移載する工程と、前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成するのに要する時間が、前記供給側トレイ載置部のトレイの交換時間よりも短い場合、前記供給側トレイ載置部のトレイの交換作業の完了を待つことなく、これと並行して処理済みの電子部品を前記受け取り側トレイ載置部上のトレイに移載する工程とを有することを特徴とする。かかる構成によれば、供給側トレイ載置部と受け取り側トレイ載置部とを別個に設けたので、供給側トレイ載置部上のトレイ内の電子部品の移載が完了してしまえば、ステージ上でバンプの形成途中であっても、供給側のトレイの交換作業を行なうことができる。この結果、作業効率を向上させることができる。
【００２４】
上記の構成において、前記供給側トレイ載置部に載置されたトレイを回収する工程と、前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイを回収する工程とを有することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、両トレイ載置部へのトレイの供給と回収とを自動化することにより、効率よくバンプ形成することができる。
【００２５】
また、上記の構成において、前記供給側トレイ載置部から回収されたトレイを、前記受け取り側トレイ載置部に供給しないことが好ましい。かかる好ましい構成によれば、供給側トレイ載置部上のトレイからステージへの電子部品の移載時の動作ミスにより電子部品が移載されずにトレイに残った場合に、該未処理の電子部品が処理済みの電子部品を収納するトレイに混入するのを防止することができる。
【００２６】
また、上記の構成において、前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成している間に、前記供給側トレイ載置部にトレイを供給し、又は、前記供給側トレイ載置部のトレイを回収することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、作業効率を向上させることができる。
【００２７】
また、上記の構成において、前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成するのに要する時間に応じて、バンプ形成前の半導体電子部品を収納したトレイを供給側トレイ載置部に供給する工程と、バンプが形成されたステージ上の半導体電子部品を受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載する工程との前後を決定することが好ましい。ここで、「前後を決定する」とは、上記のいずれの工程を先に行なうかを決定することを意味する。かかる好ましい構成によれば、工程中の無駄時間が減少するので、さらに作業効率が向上する。
【００２８】
また、上記の構成において、前記ステージ上に２以上の半導体電子部品を載置して並行してバンプ形成することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、作業効率を向上させることができる。
【００２９】
また、上記の構成において、いずれか一つの半導体電子部品のバンプ形成が終了すると直ちに当該半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載し、前記供給側トレイ載置部に載置されたトレイから別の半導体電子部品を前記ステージに移載することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、他の半導体電子部品のバンプ形成工程の進捗に関わらず、工程が完了した電子部品から順次電子部品を交換して作業を進めることができるので、作業効率が向上する。
【００３０】
また、上記の構成において、前記半導体電子部品の電極にバンプを形成しながらバンプ形成の良否を判断し、不良のバンプが形成された場合には、当該半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載しないことが好ましい。かかる好ましい構成によれば、良品の電子部品に不良品が混在するのを防止することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施の形態を示して具体的に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、電子部品の電極にバンプを形成する実施の形態１のバンプボンディング装置の主要部の概略構成を示した斜視図である。図１において、１００はバンプボンディング装置、１０１は電子部品、１０４は電子部品１０１の電極にバンプを形成するためのキャピラリー、１０５はボンディングヘッドである。ボンディングヘッド１０５は、キャピラリー１０４と、キャピラリー１０４に供給される金線と、高周波振動を発生する圧電素子と、圧電素子の振動振幅を増幅してキャピラリー１０４に保持された金線に伝えるホーンとを備える。１１１はバンプが形成されていない電子部品（未処理の電子部品）を収納したトレイ１３０ａを複数枚積み重ねて一時的に保管するトレイストッカ、１１２は電子部品が取り出された空のトレイ１３０ｂを複数枚積み重ねて一時的に保管するトレイストッカ、１１３は電子部品１０１を載置してバンプボンディングを行なうためのステージ、１１６は処理済みの電子部品を収納したトレイ１３０ｃを積み重ねて一時的に保管するトレイストッカ、１１７は電子部品が収納されていない空のトレイ１３０ｄを複数枚積み重ねて一時的に保管するトレイストッカ、１４１はトレイを載置するための供給側トレイステージ、１４２はトレイステージ１４１を昇降させるアクチュエータ、１４３はトレイステージ１４１をＸ軸方向に移動させる供給側搬送装置、１４５はトレイを載置するための受け取り側トレイステージ、１４６はトレイステージ１４５を昇降させるアクチュエータ、１４７はトレイステージ１４５をＸ軸方向に移動させる受け取り側搬送装置、１５０は電子部品移載装置、１５１は電子部品移載装置１５０をＹ軸方向に移動させる移動機構、１５２は電子部品移載装置１５０をＸ軸方向に移動させる移動機構である。電子部品移載装置１５０は、上下方向にピストンを移動させるエアシリンダと、ピストンの下端部に電子部品の上面を真空吸引して電子部品を吸着する吸引ノズルとを備えている。
【００３３】
図２は、図１に示したバンプボンディング装置の主要部の配置を示した概略平面図である。図１と同一の部材には同一の符号を付してある。図２において、１１４はステージ１１３に順次供給される未処理の電子部品を収納したトレイを載置する供給側トレイ載置部、１１５はステージ１１３から移載されるバンプが形成された電子部品（処理済みの電子部品）を収納するトレイを載置する受け取り側トレイ載置部である。実際には、供給側トレイ載置部１１４は、図１の供給側搬送装置１４３により所定位置に移動した供給側トレイステージ１４１によって構成される。また、受け取り側トレイ載置部１１５は、図１の受け取り側搬送装置１４７により所定位置に移動した受け取り側トレイステージ１４５によって構成される。また、１２１，１２２は供給側搬送装置１４３によるトレイの移動方向を、１２３，１２４は受け取り側搬送装置１４７によるトレイの移動方向を、１２５，１２６は電子部品移載装置１５０と移動機構１５１，１５２による電子部品の移動方向を示している。
【００３４】
本実施の形態のバンプボンディング装置に使用されるトレイは特に限定されず、例えば図９に示したトレイを例示することができる。勿論、電子部品収納部を３つ以下あるいは５つ以上（例えば、６つ、８つ、９つ等）有するトレイであってもかまわない。本実施の形態では、従来のようにトレイをトレイプレートに収納して取り扱うのではなく、トレイ単独で取り扱うのが好ましい。しかしながら、従来のようにトレイプレートに載置して取り扱う構成とすることも勿論可能である。
【００３５】
未処理の電子部品を収納するトレイは、トレイストッカ１１１に積み重ねられて待機している。突起形成工程が開始されると、トレイストッカ１１１から１枚のトレイが供給側トレイステージ１４１上に載置され、供給側搬送装置１４３によって移動方向１２１の向きに供給側トレイ載置部１１４の位置まで搬送される。供給側トレイ載置部１１４に載置されたトレイに収納された電子部品は、電子部品移載装置１５０によって移動方向１２５の向きに１つずつステージ１１３に移載される。ステージ１１３に移載された電子部品には、図７に示した工程を経てバンプが形成される。処理済みの電子部品は、電子部品移載装置１５０によって移動方向１２６の向きに受け取り側トレイ載置部１１５に載置されたトレイの電子部品収納部に移載される。受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイは、予めトレイストッカ１１７から受け取り側トレイステージ１４５上に排出された１枚のトレイが受け取り側搬送装置１４７によって移動方向１２３の向きに、受け取り側トレイ載置部１１５の位置まで搬送されたものである。供給側トレイ載置部１１４上のトレイに収納された全ての電子部品がステージ１１３に移載されると、空になったトレイは、供給側トレイステージ１４１上に載置されたまま、供給側搬送装置１４３によって移動方向１２２の向きにトレイストッカ１１２まで搬送されて積み重ねられる。その後、トレイストッカ１１１より未処理の電子部品を収納したトレイが供給側トレイステージ１４１上に載置されて１２１の向きに供給側トレイ載置部１１４の位置まで搬送され、ステージ１１３があき次第、上記と同様に電子部品が順次移載される。一方、受け取り側トレイ載置部１１５に載置されたトレイの電子部品収納部に電子部品が所定個数だけ収納されると、トレイは、受け取り側トレイステージ１４５上に載置されたまま、受け取り側搬送装置１４７によって移動方向１２４の向きにトレイストッカ１１６まで搬送されて積み重ねられる。その後、トレイストッカ１１７より空のトレイが受け取り側トレイステージ１４５上に載置されて受け取り側搬送装置１４７によって移動方向１２３の向きに受け取り側トレイ載置部１１５の位置まで搬送され、ステージ１１３からの処理済みの電子部品の移載を待つ。
【００３６】
なお、本実施の形態のように、移動方向１２１と移動方向１２２にトレイを搬送するための供給側搬送装置を共通する直線移動搬送装置１４３で構成し、また、移動方向１２３と移動方向１２４にトレイを搬送するための受け取り側搬送装置を共通する直線移動搬送装置１４７で構成すると、装置の構造が簡略化されるので好ましい。また、移動方向１２５と移動方向１２６に電子部品を移載するための電子部品移載装置は本実施の形態のように共通する装置で構成しても良く、別個の装置で構成しても良い。
【００３７】
図３は、ステージ１１３が１ステージタイプである本実施の形態のバンプボンディング装置におけるステージ１１３とトレイ載置部１１４，１１５との間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは電子部品を示し、それらの添字０，１，２は、電子部品が順に未処理、処理中、処理済みの各状態にあることを意味している。図では、説明を簡略化するために２つの電子部品収納部を有するトレイを用いた場合を示している。
【００３８】
まず、未処理の電子部品Ａ0，Ｂ0を収納したトレイ１３１ａが図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送される。また、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイ１３２ａが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送される（図３（ａ））。次いで、まず電子部品Ａ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される（同図（ｂ））。処理が終了した電子部品Ａ2は、電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に載置された空のトレイ１３２ａの電子部品収納部に移載される（同図（ｃ））。続いて、同様に未処理の電子部品Ｂ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載される。ステージ１１３上で電子部品Ｂにバンプの形成が行なわれるのと並行して、供給側トレイ載置部１１４上の空になったトレイ１３１ａは、図示しないトレイストッカ１１２に搬送される（同図（ｄ））。電子部品Ｂのバンプの形成作業が終了する前に、未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイ１３１ｂが図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送される（同図（ｅ））。その後、処理済みの電子部品Ｂ1が、電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイの空の電子部品収納部に移載される。受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの全ての電子部品収納部が処理済みの電子部品Ａ2，Ｂ2で埋まったので、搬送装置によって図示しないトレイストッカ１１６に搬送される（同図（ｆ））。次いで、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送され、同図（ａ）の状態に戻り、以下上記の工程が繰り返される。
【００３９】
上記において、形成すべきバンプの数が少ないなどの理由により、ステージ１１３上での作業時間が供給側のトレイの交換時間（図３（ｄ）の移動方向１２２のトレイの搬送及び図３（ｅ）の移動方向１２１のトレイの搬送に要する時間）よりも短い場合には、図４に示す手順を採ることもできる。
【００４０】
即ち、図３（ａ）〜図３（ｄ）の工程が終了した後、先に処理済みの電子部品Ｂ2を電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイの空の電子部品収納部に移載し、処理済みの電子部品Ａ2，Ｂ2で埋まったトレイ１３２ａを搬送装置によって図示しないトレイストッカ１１６に搬送する（図４（ｅ’））。次いで、未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイ１３１ｂを図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送する（同図（ｆ’））。その後、直ちに電子部品Ｃ0を電子部品移載装置によってステージ１１３に移載し、処理を開始する（同図（ｇ’））。この処理の間に、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイ１３２ｂを搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送し（同図（ｈ’））、図３（ｂ）の状態に戻って上記の工程が繰り返される。
【００４１】
以上のように、図３，図４に示した本実施の形態によれば、ステージ１１３と電子部品をやり取りするトレイ載置部を、供給側トレイ載置部１１４と受け取り側トレイ載置部１１５とに分離したので、ステージ１１３上に処理中の電子部品が存在する状態でも供給側トレイ載置部のトレイの交換作業（移動方向１２２，１２１のトレイの搬送作業）を行なうことが可能になる。この結果、作業効率が大幅に向上する。
【００４２】
また、ステージ１１３を境として、供給側と受け取り側との間でトレイのやり取りは行なわれない。従って、電子部品移載装置による電子部品の吸着ミスによって供給側トレイ載置部１１４からステージ１１３への移載が行なわれずに供給側のトレイに残された未処理の電子部品は、トレイに収納された状態でトレイストッカ１１２に回収される。この結果、未処理の電子部品が処理済みの電子部品を収納するトレイに混入してトレイストッカ１１６に送られることがない。従って、その後の検査工程を簡略化できる。また、未処理の電子部品はトレイストッカ１１２に回収されるから、これらについては未処理の電子部品を収納するトレイをトレイストッカ１１１に移し替えるなどして再度処理することができる。
【００４３】
また、ステージ１１３上での作業時間が短い場合には、図４に示したように、供給側トレイ載置部１１４のトレイの交換作業の完了を待つことなく、これと並行して処理済みの電子部品を受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイに移載することができる。これにより、さらに作業効率を向上させることができる。
【００４４】
（実施の形態２）
本実施の形態は、ステージ１１３が２ステージタイプである点で上記の実施の形態１と相違し、その他の点では実施の形態１と共通する。
【００４５】
図５は、ステージ１１３が２ステージタイプである本実施の形態のバンプボンディング装置におけるステージ１１３とトレイ載置部１１４，１１５との間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは電子部品を示し、それらの添字０，１，２は、電子部品が順に未処理、処理中、処理済みの各状態にあることを意味している。図では、説明を簡略化するために２つの電子部品収納部を有するトレイを用いた場合を示している。
【００４６】
まず、未処理の電子部品Ａ0，Ｂ0を収納したトレイ１３１ａが図示しないトレイストッカ１１１から図示しない搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送される。また、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイ１３２ａが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送される（図３（ａ））。次いで、まず電子部品Ａ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される（同図（ｂ））。続いて、電子部品Ｂ0が図示しない電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される。また、供給側トレイ載置部１１４上の空になったトレイ１３１ａは、図示しないトレイストッカ１１２に搬送される（同図（ｃ））。処理が終了した電子部品Ａ2は、電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に載置された空のトレイ１３２ａの電子部品収納部に移載される。これと前後して、未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイ１３１ｂが図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送される（同図（ｄ））。電子部品Ｃ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される（同図（ｅ））。処理が終了した電子部品Ｂ2は、電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの空の電子部品収納部に移載される。受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの全ての電子部品収納部が処理済みの電子部品Ａ2，Ｂ2で埋まったので、搬送装置によって図示しないトレイストッカ１１６に搬送される（同図（ｆ））。次いで、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に載置され、同図（ｂ）の状態に戻り、以下上記の工程が繰り返される。
【００４７】
上記において、形成すべきバンプの数が少ないなどの理由により、ステージ１１３上での作業時間が供給側のトレイの交換時間（図５（ｃ）の移動方向１２２のトレイの搬送及び図５（ｄ）の移動方向１２１のトレイの搬送に要する時間）よりも短い場合には、図６に示す手順を採ることもできる。
【００４８】
即ち、図５（ａ）〜図５（ｃ）の工程が終了した後、処理が終了した電子部品Ａ2を電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に載置された空のトレイ１３２ａの電子部品収納部に移載し（図６（ｄ’））、続いて、処理が終了した電子部品Ｂ2を電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの空の電子部品収納部に移載する。受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの全ての電子部品収納部が処理済みの電子部品Ａ2，Ｂ2で埋まったので、搬送装置によって図示しないトレイストッカ１１６に搬送される（同図（ｅ’））。この間に、供給側トレイ載置部１１４のトレイの交換作業が並行して進められる。そして、未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイ１３１ｂが図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に到着する（同図（ｆ’））。図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイ１３２ｂが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送され、これと前後して電子部品Ｃ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される（同図（ｇ’））。その後、図５（ｂ）の状態に戻り、以下上記の工程が繰り返される。
【００４９】
以上のように、図５，図６に示した本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、ステージ１１３上に処理中の電子部品が存在する状態でも供給側トレイ載置部のトレイの交換作業（移動方向１２２，１２１のトレイの搬送作業）を行なうことができるので、作業効率が大幅に向上する。
【００５０】
また、実施の形態１と同様に、処理済みの電子部品中に未処理の電子部品が混入するのを防止することができる。
【００５１】
また、２ステージタイプとすることにより、一方の電子部品の処理中に、他方の電子部品を並行して処理したり、ステージ１１３とトレイ載置部１１４，１１５との間の移載をしたりすることができるので、作業効率がさらに向上する。
【００５２】
さらに、ステージ１１３上での作業時間が短い場合には、図６に示したように、供給側トレイ載置部１１４のトレイの交換作業と並行して、ステージ１１３に載置されている電子部品の処理を完了させ、さらに受け取り側トレイ載置部１１５のトレイの交換作業まで開始することができる。これにより、作業効率をより一層向上させることができる。
【００５３】
なお、ステージ１１３は、同時に３つ以上の電子部品を載置して並行してバンプの形成ができる構成としても良い。この場合には、ステージ上の処理が終了して空いた載置領域に順次未処理の電子部品を移載するようにすればよい。
【００５４】
（実施の形態３）
本実施の形態のバンプボンディング装置は、上記の実施の形態１又は２において、さらにバンプの形成の良否を判断する良否判定装置を備えている。
【００５５】
図７で説明したように、バンプを形成するに際しては、トーチと金線９０３との間に放電を発生させる。放電を発生させるために両者間に高電圧を付与し、放電が発生するとその電位差を低くして金線を溶融させて先端部にボールを形成する。ボールが形成できないか、形成できてもその形状がゆがんでいる場合などは、良好なバンプは形成できず、そのようなバンプを有する電子部品は不良品となる。
【００５６】
ボールの形成状態は、放電を発生させる際のトーチと金線との間の電圧及び電流を監視することにより判定できる。本実施の形態の良否判定装置はこれを監視することでバンプの形成の良否を判定する。
【００５７】
不良と判定されたバンプを含む電子部品は、受け取り側のトレイ（トレイ載置部１１５上のトレイ）には移載されないようにすることで、良品の電子部品に不良品が混入するのを防止することができる。
【００５８】
不良品は、供給側のトレイ（供給側トレイ載置部１１４上のトレイ）に戻しても良く、又は、別に設けた不良品回収容器に回収しても良い。不良品回収容器に回収すれば、未処理の電子部品と不良品とを区別することができるので好ましい。
【００５９】
なお、不良品が発生した場合や未処理の電子部品が発生した場合には、受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイの該当する電子部品収納部を空のままにしておいても良く、あるいは、空の部分が発生しないように詰めて収納しても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ステージ上でバンプの形成途中であっても、供給側のトレイの交換作業を行なうことができるので、作業効率を向上させることができる。また、良品が収納されたトレイに未処理又は不良の電子部品が混入するのを防止することができる。
【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主要部の概略構成を示した斜視図である。
【図２】 本発明のバンプボンディング装置の主要部の配置を示した概略平面図である。
【図３】 実施の形態１のバンプボンディング装置におけるステージとトレイ載置部との間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。
【図４】 実施の形態１のバンプボンディング装置におけるステージとトレイ載置部との間の電子部品の移載の別の手順を示した工程図である。
【図５】 実施の形態２のバンプボンディング装置におけるステージとトレイ載置部との間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。
【図６】 実施の形態２のバンプボンディング装置におけるステージとトレイ載置部との間の電子部品の移載の別の手順を示した工程図である。
【図７】 ワイヤボンディングによるバンプの形成方法を示した工程図である。
【図８】 従来のバンプボンディング装置の主要部の配置を示した概略平面図である。
【図９】 トレイの一例を示した概略斜視図である。
【図１０】 従来の１ステージタイプのバンプボンディング装置におけるステージとトレイプレートとの間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。
【図１１】 従来の２ステージタイプのバンプボンディング装置におけるステージとトレイプレートとの間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。
【符号の説明】
１００ バンプボンディング装置
１０１ 電子部品
１０４ キャピラリー
１０５ ボンディングヘッド
１１１ トレイストッカ
１１２ トレイストッカ
１１３ ステージ
１１４ 供給側トレイ載置部
１１５ 受け取り側トレイ載置部
１１６ トレイストッカ
１１７ トレイストッカ
１２１，１２２，１２３，１２４ トレイの移動方向
１２５，１２６ 電子部品の移動方向
１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ トレイ
１３１ａ，１３１ｂ トレイ
１３２ａ，１３２ｂ トレイ
１４１ 供給側トレイステージ
１４２ アクチュエータ
１４３ 供給側搬送装置
１４５ 受け取り側トレイステージ
１４６ アクチュエータ
１４７ 受け取り側搬送装置
１５０ 電子部品移載装置
１５１，１５２ 移動機構
９０１ 電子部品
９０２ 電極
９０３ 金線
９０３ａ ボール
９０３ｂ 金塊
９０４ キャピラリー
９１１ トレイプレート
９１３ ステージ
９１６，９１７ トレイプレートの移動方向
９１８，９１９ 電子部品の移動方向
９２０ トレイ
９２１ 電子部品収納部
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体電子部品の電極上にバンプ（突起電極）を形成する、バンプの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップ等の半導体電子部品（以下、単に「電子部品」ということがある）を回路基板に装着して電子回路基板を製造する場合、回路基板に電子部品を装着するに先立って、電子部品と回路基板との電気的接続を図るために、電子部品の電極に金や半田等の金属のバンプをワイヤボンディングによって形成する。
【０００３】
図７は、ワイヤボンディングによるバンプの形成方法を示した工程図である。まず、図７（ａ）に示したように、キャピラリー９０４に金線９０３を通し、図示しないトーチを金線９０３の先端に近づけて両者間に放電を誘発させることにより、金線９０３の先端を溶融させてボール９０３ａを形成する。次に、キャピラリー９０４を下降させて、電子部品９０１の電極９０２をボール９０３ａで押圧する（図７（ｂ））。このとき、超音波振動を加えて電極９０２と金線９０３とを接合する（１st−ボンディング）。次に、キャピラリー９０４を上昇させ（図７（ｃ））、ループコントロールをしながら再び下降させて、１st−ボンディングで形成された金塊９０３ｂ上をキャピラリー９０４で押圧して（２nd−ボンディング）、金線を切断する（図７（ｄ））。
【０００４】
図８は、電子部品の電極にバンプを形成する際に使用される従来のバンプボンディング装置の主要部の配置を示した概略平面図である。図８において、９１１はトレイプレート、９１３はバンプボンディングを行なうために電子部品を載置するステージ、９１６，９１７はトレイプレート９１１の移動方向、９１８，９１９は電子部品の移動方向、９２０はトレイプレート９１１に収納されたトレイである。
【０００５】
図９は、図８の装置で使用されるトレイ９２０の一例を示した概略斜視図である。図９に示したトレイ９２０は電子部品収納部９２１を４つ有している。各電子部品収納部９２１に電子部品が１つずつ収納される。なお、トレイは、図９に示したように４つの電子部品収納部を有する構成に限られず、３つ以下あるいは５つ以上の電子部品収納部を有する場合もある。
【０００６】
図８の装置によるバンプの形成手順は以下の通りである。
【０００７】
バンプが形成されていない電子部品（以下、「未処理の電子部品」ということがある）はトレイ９２０に収納され、さらに、このようなトレイ９２０はトレイプレート９１１に載置される。トレイプレート９１１はトレイ９２０を複数個（図８の例では４個）平面状に配置して載置することができる。未処理の電子部品を収納したトレイプレート９１１は、図示しない搬送装置によって移動方向９１６の向きにステージ９１３の前の所定の位置に搬送される。トレイプレート９１１上のトレイ９２０に収納された電子部品は、図示しない電子部品移載装置によって移動方向９１８の向きに１つずつステージ９１３に移載される。電子部品移載装置は、例えば電子部品の上面を真空吸引することによって電子部品を吸着する吸引ノズルを備えている。ステージ９１３に移載された電子部品には、図７に示した工程を経てバンプが形成される。バンプが形成された電子部品（以下、「処理済みの電子部品」ということがある）は、前記電子部品移載装置によって移動方向９１９の向きに移載され、トレイプレート９１１上のトレイ９２０の所定の電子部品収納部に収納される。トレイプレート９１１上の全ての電子部品についてバンプの形成が終了すると、トレイプレートは図示しない搬送装置によって移動方向９１７の向きに搬送される。次いで、未処理の電子部品を収納する別のトレイプレートが移動方向９１６の向きに搬送されて、上記の工程が繰り返される。なお、上記において、移動方向９１６と移動方向９１７にトレイを搬送するための搬送装置は通常共通する直線移動搬送装置で構成される。
【０００８】
従来のバンプボンディング装置においては、ステージ９１３に１つの電子部品しか載置できないタイプのもの（１ステージタイプ）と、ステージ９１３に同時に２つの電子部品を載置できるタイプのもの（２ステージタイプ）のものとがある。
【０００９】
以下に、ステージ９１３とトレイ載置部９１４との間の電子部品の移載の手順を順に説明する。
【００１０】
図１０は１ステージタイプのバンプボンディング装置におけるステージとトレイプレートとの間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは電子部品を示し、それらの添字０，１，２は、電子部品が順に未処理、処理中、処理済みの各状態にあることを意味している。図では、説明を簡略化するために２つの電子部品収納部を有するトレイを１つのみ収納できるトレイプレートを用いた場合を示している。
【００１１】
まず、未処理の電子部品Ａ0，Ｂ0を収納したトレイ９２０を載置したトレイプレート９１１が搬送装置によって移動方向９１６の向きに搬送される（図１０（ａ））。次いで、まず電子部品Ａ0が電子部品移載装置によってステージ９１３に移載され、ステージ９１３上でバンプが形成される（同図（ｂ））。処理が終了した電子部品Ａ2は、電子部品移載装置によってトレイ９２０の空の電子部品収納部に移載される（同図（ｃ））。同様に未処理の電子部品Ｂ0が電子部品移載装置によってステージ９１３に移載され、ステージ９１３上でバンプが形成される（同図（ｄ））。処理が終了した電子部品Ｂ2は、電子部品移載装置によってトレイ９２０の空の電子部品収納部に移載される。トレイプレート９１１上のトレイ９２０に収納された全ての電子部品についてバンプの形成が終了したので、トレイプレート９１１は搬送装置によって移動方向９１７の向きに搬送される（同図（ｅ））。その後、次の未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイを載置したトレイプレートが移動方向９１６の向きに搬送され、以下上記と同様の工程が繰り返される。
【００１２】
図１１は２ステージタイプのバンプボンディング装置におけるステージとトレイプレートとの間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。２ステージタイプのバンプボンディング装置は、バンプを形成するためのボンディングヘッドを２つ有することにより、２つの電子部品に対して同時並行的にバンプの形成を行なうことができる。図１０と同様に、図１１において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは電子部品を示し、それらの添字０，１，２は、電子部品が順に未処理、処理中、処理済みの各状態にあることを意味している。また、図では、説明を簡略化するために２つの電子部品収納部を有するトレイを１つのみ収納できるトレイプレートを用いた場合を示している。
【００１３】
まず、未処理の電子部品Ａ0，Ｂ0を収納したトレイ９２０を載置したトレイプレート９１１が搬送装置によって移動方向９１６の向きに搬送される（図１１（ａ））。次いで、まず電子部品Ａ0が電子部品移載装置によってステージ９１３に移載され（同図（ｂ））、すぐさま電子部品Ａ0に対してバンプの形成が開始される。ステージ上の電子部品Ａ1の処理中に、未処理の電子部品Ｂ0が電子部品移載装置によってステージ９１３に移載され（同図（ｃ））、すぐさま電子部品Ｂ0に対してバンプの形成が開始される。先に処理が終了した電子部品Ａ2は、電子部品Ｂ1の処理中に、電子部品移載装置によってトレイ９２０の空の電子部品収納部に移載される（同図（ｄ））。続いて、処理が終了した電子部品Ｂ2は、電子部品移載装置によってトレイ９２０の空の電子部品収納部に移載される。トレイプレート９１１上のトレイ９２０に収納された全ての電子部品についてバンプの形成が終了したので、トレイプレート９１１は搬送装置によって移動方向９１７の向きに搬送される（同図（ｅ））。その後、次の未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイを載置したトレイプレートが移動方向９１６の向きに搬送され、以下上記と同様の工程が繰り返される。
【００１４】
２ステージタイプでは、一方の電子部品の処理中に他方の電子部品のステージ９１３とトレイプレート９１１との間の移載を行なうことができるので、１ステージタイプに比べて作業効率が向上する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のバンプボンディング装置では、１ステージタイプ及び２ステージタイプのいずれであっても、トレイプレートに載置されたトレイに収納された全ての電子部品についてバンプの形成が終了するまで、搬送装置による移動方向９１６，９１７のトレイプレートの交換作業を行なうことができない。従って、作業効率を向上させる上で自ずと限界があった。
【００１６】
また、電子部品移載装置による電子部品の吸着ミス等によって移動方向９１８の電子部品の移載ができずに電極形成ができなかったり、バンプの形成不良が発生したりした場合、未処理の電子部品はそのまま、また不良の電子部品はトレイに戻されて、いずれも処理済みの電子部品とともにトレイプレートに載置されて移動方向９１７の向きに搬送されていく。即ち、このような未処理の電子部品又は不良の電子部品が良品と混在してしまうという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記の従来の問題を解決することを目的としている。即ち、本発明の第１の目的は、作業効率が向上したバンプの形成方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、未処理の電子部品又は不良の電子部品が発生したとき、そのような電子部品が良品に混入しないバンプの形成方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために以下の構成とする。
【００２３】
本発明にかかる半導体電子部品のバンプの形成方法は、バンプ形成前の半導体電子部品を収納したトレイを供給側トレイ載置部に供給する工程と、前記供給側トレイ載置部に載置された前記トレイに収納された半導体電子部品を、バンプを形成するためのステージに移載する工程と、前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成する工程と、空のトレイを受け取り側トレイ載置部に供給する工程と、前記バンプが形成されたステージ上の半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置された前記トレイに移載する工程と、前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成するのに要する時間が、前記供給側トレイ載置部のトレイの交換時間よりも短い場合、前記供給側トレイ載置部のトレイの交換作業の完了を待つことなく、これと並行して処理済みの電子部品を前記受け取り側トレイ載置部上のトレイに移載する工程とを有することを特徴とする。かかる構成によれば、供給側トレイ載置部と受け取り側トレイ載置部とを別個に設けたので、供給側トレイ載置部上のトレイ内の電子部品の移載が完了してしまえば、ステージ上でバンプの形成途中であっても、供給側のトレイの交換作業を行なうことができる。この結果、作業効率を向上させることができる。
【００２４】
上記の構成において、前記供給側トレイ載置部に載置されたトレイを回収する工程と、前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイを回収する工程とを有することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、両トレイ載置部へのトレイの供給と回収とを自動化することにより、効率よくバンプ形成することができる。
【００２５】
また、上記の構成において、前記供給側トレイ載置部から回収されたトレイを、前記受け取り側トレイ載置部に供給しないことが好ましい。かかる好ましい構成によれば、供給側トレイ載置部上のトレイからステージへの電子部品の移載時の動作ミスにより電子部品が移載されずにトレイに残った場合に、該未処理の電子部品が処理済みの電子部品を収納するトレイに混入するのを防止することができる。
【００２６】
また、上記の構成において、前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成している間に、前記供給側トレイ載置部にトレイを供給し、又は、前記供給側トレイ載置部のトレイを回収することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、作業効率を向上させることができる。
【００２７】
また、上記の構成において、前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成するのに要する時間に応じて、バンプ形成前の半導体電子部品を収納したトレイを供給側トレイ載置部に供給する工程と、バンプが形成されたステージ上の半導体電子部品を受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載する工程との前後を決定することが好ましい。ここで、「前後を決定する」とは、上記のいずれの工程を先に行なうかを決定することを意味する。かかる好ましい構成によれば、工程中の無駄時間が減少するので、さらに作業効率が向上する。
【００２８】
また、上記の構成において、前記ステージ上に２以上の半導体電子部品を載置して並行してバンプ形成することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、作業効率を向上させることができる。
【００２９】
また、上記の構成において、いずれか一つの半導体電子部品のバンプ形成が終了すると直ちに当該半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載し、前記供給側トレイ載置部に載置されたトレイから別の半導体電子部品を前記ステージに移載することが好ましい。かかる好ましい構成によれば、他の半導体電子部品のバンプ形成工程の進捗に関わらず、工程が完了した電子部品から順次電子部品を交換して作業を進めることができるので、作業効率が向上する。
【００３０】
また、上記の構成において、前記半導体電子部品の電極にバンプを形成しながらバンプ形成の良否を判断し、不良のバンプが形成された場合には、当該半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載しないことが好ましい。かかる好ましい構成によれば、良品の電子部品に不良品が混在するのを防止することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施の形態を示して具体的に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、電子部品の電極にバンプを形成する実施の形態１のバンプボンディング装置の主要部の概略構成を示した斜視図である。図１において、１００はバンプボンディング装置、１０１は電子部品、１０４は電子部品１０１の電極にバンプを形成するためのキャピラリー、１０５はボンディングヘッドである。ボンディングヘッド１０５は、キャピラリー１０４と、キャピラリー１０４に供給される金線と、高周波振動を発生する圧電素子と、圧電素子の振動振幅を増幅してキャピラリー１０４に保持された金線に伝えるホーンとを備える。１１１はバンプが形成されていない電子部品（未処理の電子部品）を収納したトレイ１３０ａを複数枚積み重ねて一時的に保管するトレイストッカ、１１２は電子部品が取り出された空のトレイ１３０ｂを複数枚積み重ねて一時的に保管するトレイストッカ、１１３は電子部品１０１を載置してバンプボンディングを行なうためのステージ、１１６は処理済みの電子部品を収納したトレイ１３０ｃを積み重ねて一時的に保管するトレイストッカ、１１７は電子部品が収納されていない空のトレイ１３０ｄを複数枚積み重ねて一時的に保管するトレイストッカ、１４１はトレイを載置するための供給側トレイステージ、１４２はトレイステージ１４１を昇降させるアクチュエータ、１４３はトレイステージ１４１をＸ軸方向に移動させる供給側搬送装置、１４５はトレイを載置するための受け取り側トレイステージ、１４６はトレイステージ１４５を昇降させるアクチュエータ、１４７はトレイステージ１４５をＸ軸方向に移動させる受け取り側搬送装置、１５０は電子部品移載装置、１５１は電子部品移載装置１５０をＹ軸方向に移動させる移動機構、１５２は電子部品移載装置１５０をＸ軸方向に移動させる移動機構である。電子部品移載装置１５０は、上下方向にピストンを移動させるエアシリンダと、ピストンの下端部に電子部品の上面を真空吸引して電子部品を吸着する吸引ノズルとを備えている。
【００３３】
図２は、図１に示したバンプボンディング装置の主要部の配置を示した概略平面図である。図１と同一の部材には同一の符号を付してある。図２において、１１４はステージ１１３に順次供給される未処理の電子部品を収納したトレイを載置する供給側トレイ載置部、１１５はステージ１１３から移載されるバンプが形成された電子部品（処理済みの電子部品）を収納するトレイを載置する受け取り側トレイ載置部である。実際には、供給側トレイ載置部１１４は、図１の供給側搬送装置１４３により所定位置に移動した供給側トレイステージ１４１によって構成される。また、受け取り側トレイ載置部１１５は、図１の受け取り側搬送装置１４７により所定位置に移動した受け取り側トレイステージ１４５によって構成される。また、１２１，１２２は供給側搬送装置１４３によるトレイの移動方向を、１２３，１２４は受け取り側搬送装置１４７によるトレイの移動方向を、１２５，１２６は電子部品移載装置１５０と移動機構１５１，１５２による電子部品の移動方向を示している。
【００３４】
本実施の形態のバンプボンディング装置に使用されるトレイは特に限定されず、例えば図９に示したトレイを例示することができる。勿論、電子部品収納部を３つ以下あるいは５つ以上（例えば、６つ、８つ、９つ等）有するトレイであってもかまわない。本実施の形態では、従来のようにトレイをトレイプレートに収納して取り扱うのではなく、トレイ単独で取り扱うのが好ましい。しかしながら、従来のようにトレイプレートに載置して取り扱う構成とすることも勿論可能である。
【００３５】
未処理の電子部品を収納するトレイは、トレイストッカ１１１に積み重ねられて待機している。突起形成工程が開始されると、トレイストッカ１１１から１枚のトレイが供給側トレイステージ１４１上に載置され、供給側搬送装置１４３によって移動方向１２１の向きに供給側トレイ載置部１１４の位置まで搬送される。供給側トレイ載置部１１４に載置されたトレイに収納された電子部品は、電子部品移載装置１５０によって移動方向１２５の向きに１つずつステージ１１３に移載される。ステージ１１３に移載された電子部品には、図７に示した工程を経てバンプが形成される。処理済みの電子部品は、電子部品移載装置１５０によって移動方向１２６の向きに受け取り側トレイ載置部１１５に載置されたトレイの電子部品収納部に移載される。受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイは、予めトレイストッカ１１７から受け取り側トレイステージ１４５上に排出された１枚のトレイが受け取り側搬送装置１４７によって移動方向１２３の向きに、受け取り側トレイ載置部１１５の位置まで搬送されたものである。供給側トレイ載置部１１４上のトレイに収納された全ての電子部品がステージ１１３に移載されると、空になったトレイは、供給側トレイステージ１４１上に載置されたまま、供給側搬送装置１４３によって移動方向１２２の向きにトレイストッカ１１２まで搬送されて積み重ねられる。その後、トレイストッカ１１１より未処理の電子部品を収納したトレイが供給側トレイステージ１４１上に載置されて１２１の向きに供給側トレイ載置部１１４の位置まで搬送され、ステージ１１３があき次第、上記と同様に電子部品が順次移載される。一方、受け取り側トレイ載置部１１５に載置されたトレイの電子部品収納部に電子部品が所定個数だけ収納されると、トレイは、受け取り側トレイステージ１４５上に載置されたまま、受け取り側搬送装置１４７によって移動方向１２４の向きにトレイストッカ１１６まで搬送されて積み重ねられる。その後、トレイストッカ１１７より空のトレイが受け取り側トレイステージ１４５上に載置されて受け取り側搬送装置１４７によって移動方向１２３の向きに受け取り側トレイ載置部１１５の位置まで搬送され、ステージ１１３からの処理済みの電子部品の移載を待つ。
【００３６】
なお、本実施の形態のように、移動方向１２１と移動方向１２２にトレイを搬送するための供給側搬送装置を共通する直線移動搬送装置１４３で構成し、また、移動方向１２３と移動方向１２４にトレイを搬送するための受け取り側搬送装置を共通する直線移動搬送装置１４７で構成すると、装置の構造が簡略化されるので好ましい。また、移動方向１２５と移動方向１２６に電子部品を移載するための電子部品移載装置は本実施の形態のように共通する装置で構成しても良く、別個の装置で構成しても良い。
【００３７】
図３は、ステージ１１３が１ステージタイプである本実施の形態のバンプボンディング装置におけるステージ１１３とトレイ載置部１１４，１１５との間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは電子部品を示し、それらの添字０，１，２は、電子部品が順に未処理、処理中、処理済みの各状態にあることを意味している。図では、説明を簡略化するために２つの電子部品収納部を有するトレイを用いた場合を示している。
【００３８】
まず、未処理の電子部品Ａ0，Ｂ0を収納したトレイ１３１ａが図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送される。また、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイ１３２ａが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送される（図３（ａ））。次いで、まず電子部品Ａ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される（同図（ｂ））。処理が終了した電子部品Ａ2は、電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に載置された空のトレイ１３２ａの電子部品収納部に移載される（同図（ｃ））。続いて、同様に未処理の電子部品Ｂ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載される。ステージ１１３上で電子部品Ｂにバンプの形成が行なわれるのと並行して、供給側トレイ載置部１１４上の空になったトレイ１３１ａは、図示しないトレイストッカ１１２に搬送される（同図（ｄ））。電子部品Ｂのバンプの形成作業が終了する前に、未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイ１３１ｂが図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送される（同図（ｅ））。その後、処理済みの電子部品Ｂ1が、電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイの空の電子部品収納部に移載される。受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの全ての電子部品収納部が処理済みの電子部品Ａ2，Ｂ2で埋まったので、搬送装置によって図示しないトレイストッカ１１６に搬送される（同図（ｆ））。次いで、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送され、同図（ａ）の状態に戻り、以下上記の工程が繰り返される。
【００３９】
上記において、形成すべきバンプの数が少ないなどの理由により、ステージ１１３上での作業時間が供給側のトレイの交換時間（図３（ｄ）の移動方向１２２のトレイの搬送及び図３（ｅ）の移動方向１２１のトレイの搬送に要する時間）よりも短い場合には、図４に示す手順を採ることもできる。
【００４０】
即ち、図３（ａ）〜図３（ｄ）の工程が終了した後、先に処理済みの電子部品Ｂ2を電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイの空の電子部品収納部に移載し、処理済みの電子部品Ａ2，Ｂ2で埋まったトレイ１３２ａを搬送装置によって図示しないトレイストッカ１１６に搬送する（図４（ｅ’））。次いで、未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイ１３１ｂを図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送する（同図（ｆ’））。その後、直ちに電子部品Ｃ0を電子部品移載装置によってステージ１１３に移載し、処理を開始する（同図（ｇ’））。この処理の間に、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイ１３２ｂを搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送し（同図（ｈ’））、図３（ｂ）の状態に戻って上記の工程が繰り返される。
【００４１】
以上のように、図３，図４に示した本実施の形態によれば、ステージ１１３と電子部品をやり取りするトレイ載置部を、供給側トレイ載置部１１４と受け取り側トレイ載置部１１５とに分離したので、ステージ１１３上に処理中の電子部品が存在する状態でも供給側トレイ載置部のトレイの交換作業（移動方向１２２，１２１のトレイの搬送作業）を行なうことが可能になる。この結果、作業効率が大幅に向上する。
【００４２】
また、ステージ１１３を境として、供給側と受け取り側との間でトレイのやり取りは行なわれない。従って、電子部品移載装置による電子部品の吸着ミスによって供給側トレイ載置部１１４からステージ１１３への移載が行なわれずに供給側のトレイに残された未処理の電子部品は、トレイに収納された状態でトレイストッカ１１２に回収される。この結果、未処理の電子部品が処理済みの電子部品を収納するトレイに混入してトレイストッカ１１６に送られることがない。従って、その後の検査工程を簡略化できる。また、未処理の電子部品はトレイストッカ１１２に回収されるから、これらについては未処理の電子部品を収納するトレイをトレイストッカ１１１に移し替えるなどして再度処理することができる。
【００４３】
また、ステージ１１３上での作業時間が短い場合には、図４に示したように、供給側トレイ載置部１１４のトレイの交換作業の完了を待つことなく、これと並行して処理済みの電子部品を受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイに移載することができる。これにより、さらに作業効率を向上させることができる。
【００４４】
（実施の形態２）
本実施の形態は、ステージ１１３が２ステージタイプである点で上記の実施の形態１と相違し、その他の点では実施の形態１と共通する。
【００４５】
図５は、ステージ１１３が２ステージタイプである本実施の形態のバンプボンディング装置におけるステージ１１３とトレイ載置部１１４，１１５との間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは電子部品を示し、それらの添字０，１，２は、電子部品が順に未処理、処理中、処理済みの各状態にあることを意味している。図では、説明を簡略化するために２つの電子部品収納部を有するトレイを用いた場合を示している。
【００４６】
まず、未処理の電子部品Ａ0，Ｂ0を収納したトレイ１３１ａが図示しないトレイストッカ１１１から図示しない搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送される。また、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイ１３２ａが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送される（図３（ａ））。次いで、まず電子部品Ａ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される（同図（ｂ））。続いて、電子部品Ｂ0が図示しない電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される。また、供給側トレイ載置部１１４上の空になったトレイ１３１ａは、図示しないトレイストッカ１１２に搬送される（同図（ｃ））。処理が終了した電子部品Ａ2は、電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に載置された空のトレイ１３２ａの電子部品収納部に移載される。これと前後して、未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイ１３１ｂが図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に搬送される（同図（ｄ））。電子部品Ｃ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される（同図（ｅ））。処理が終了した電子部品Ｂ2は、電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの空の電子部品収納部に移載される。受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの全ての電子部品収納部が処理済みの電子部品Ａ2，Ｂ2で埋まったので、搬送装置によって図示しないトレイストッカ１１６に搬送される（同図（ｆ））。次いで、図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に載置され、同図（ｂ）の状態に戻り、以下上記の工程が繰り返される。
【００４７】
上記において、形成すべきバンプの数が少ないなどの理由により、ステージ１１３上での作業時間が供給側のトレイの交換時間（図５（ｃ）の移動方向１２２のトレイの搬送及び図５（ｄ）の移動方向１２１のトレイの搬送に要する時間）よりも短い場合には、図６に示す手順を採ることもできる。
【００４８】
即ち、図５（ａ）〜図５（ｃ）の工程が終了した後、処理が終了した電子部品Ａ2を電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に載置された空のトレイ１３２ａの電子部品収納部に移載し（図６（ｄ’））、続いて、処理が終了した電子部品Ｂ2を電子部品移載装置によって受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの空の電子部品収納部に移載する。受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイ１３２ａの全ての電子部品収納部が処理済みの電子部品Ａ2，Ｂ2で埋まったので、搬送装置によって図示しないトレイストッカ１１６に搬送される（同図（ｅ’））。この間に、供給側トレイ載置部１１４のトレイの交換作業が並行して進められる。そして、未処理の電子部品Ｃ0，Ｄ0を収納したトレイ１３１ｂが図示しないトレイストッカ１１１から搬送装置によって供給側トレイ載置部１１４に到着する（同図（ｆ’））。図示しないトレイストッカ１１７から空のトレイ１３２ｂが搬送装置によって受け取り側トレイ載置部１１５に搬送され、これと前後して電子部品Ｃ0が電子部品移載装置によってステージ１１３に移載され、ステージ１１３上でバンプが形成される（同図（ｇ’））。その後、図５（ｂ）の状態に戻り、以下上記の工程が繰り返される。
【００４９】
以上のように、図５，図６に示した本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、ステージ１１３上に処理中の電子部品が存在する状態でも供給側トレイ載置部のトレイの交換作業（移動方向１２２，１２１のトレイの搬送作業）を行なうことができるので、作業効率が大幅に向上する。
【００５０】
また、実施の形態１と同様に、処理済みの電子部品中に未処理の電子部品が混入するのを防止することができる。
【００５１】
また、２ステージタイプとすることにより、一方の電子部品の処理中に、他方の電子部品を並行して処理したり、ステージ１１３とトレイ載置部１１４，１１５との間の移載をしたりすることができるので、作業効率がさらに向上する。
【００５２】
さらに、ステージ１１３上での作業時間が短い場合には、図６に示したように、供給側トレイ載置部１１４のトレイの交換作業と並行して、ステージ１１３に載置されている電子部品の処理を完了させ、さらに受け取り側トレイ載置部１１５のトレイの交換作業まで開始することができる。これにより、作業効率をより一層向上させることができる。
【００５３】
なお、ステージ１１３は、同時に３つ以上の電子部品を載置して並行してバンプの形成ができる構成としても良い。この場合には、ステージ上の処理が終了して空いた載置領域に順次未処理の電子部品を移載するようにすればよい。
【００５４】
（実施の形態３）
本実施の形態のバンプボンディング装置は、上記の実施の形態１又は２において、さらにバンプの形成の良否を判断する良否判定装置を備えている。
【００５５】
図７で説明したように、バンプを形成するに際しては、トーチと金線９０３との間に放電を発生させる。放電を発生させるために両者間に高電圧を付与し、放電が発生するとその電位差を低くして金線を溶融させて先端部にボールを形成する。ボールが形成できないか、形成できてもその形状がゆがんでいる場合などは、良好なバンプは形成できず、そのようなバンプを有する電子部品は不良品となる。
【００５６】
ボールの形成状態は、放電を発生させる際のトーチと金線との間の電圧及び電流を監視することにより判定できる。本実施の形態の良否判定装置はこれを監視することでバンプの形成の良否を判定する。
【００５７】
不良と判定されたバンプを含む電子部品は、受け取り側のトレイ（トレイ載置部１１５上のトレイ）には移載されないようにすることで、良品の電子部品に不良品が混入するのを防止することができる。
【００５８】
不良品は、供給側のトレイ（供給側トレイ載置部１１４上のトレイ）に戻しても良く、又は、別に設けた不良品回収容器に回収しても良い。不良品回収容器に回収すれば、未処理の電子部品と不良品とを区別することができるので好ましい。
【００５９】
なお、不良品が発生した場合や未処理の電子部品が発生した場合には、受け取り側トレイ載置部１１５上のトレイの該当する電子部品収納部を空のままにしておいても良く、あるいは、空の部分が発生しないように詰めて収納しても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ステージ上でバンプの形成途中であっても、供給側のトレイの交換作業を行なうことができるので、作業効率を向上させることができる。また、良品が収納されたトレイに未処理又は不良の電子部品が混入するのを防止することができる。
【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主要部の概略構成を示した斜視図である。
【図２】 本発明のバンプボンディング装置の主要部の配置を示した概略平面図である。
【図３】 実施の形態１のバンプボンディング装置におけるステージとトレイ載置部との間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。
【図４】 実施の形態１のバンプボンディング装置におけるステージとトレイ載置部との間の電子部品の移載の別の手順を示した工程図である。
【図５】 実施の形態２のバンプボンディング装置におけるステージとトレイ載置部との間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。
【図６】 実施の形態２のバンプボンディング装置におけるステージとトレイ載置部との間の電子部品の移載の別の手順を示した工程図である。
【図７】 ワイヤボンディングによるバンプの形成方法を示した工程図である。
【図８】 従来のバンプボンディング装置の主要部の配置を示した概略平面図である。
【図９】 トレイの一例を示した概略斜視図である。
【図１０】 従来の１ステージタイプのバンプボンディング装置におけるステージとトレイプレートとの間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。
【図１１】 従来の２ステージタイプのバンプボンディング装置におけるステージとトレイプレートとの間の電子部品の移載の手順を示した工程図である。
【符号の説明】
１００ バンプボンディング装置
１０１ 電子部品
１０４ キャピラリー
１０５ ボンディングヘッド
１１１ トレイストッカ
１１２ トレイストッカ
１１３ ステージ
１１４ 供給側トレイ載置部
１１５ 受け取り側トレイ載置部
１１６ トレイストッカ
１１７ トレイストッカ
１２１，１２２，１２３，１２４ トレイの移動方向
１２５，１２６ 電子部品の移動方向
１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ トレイ
１３１ａ，１３１ｂ トレイ
１３２ａ，１３２ｂ トレイ
１４１ 供給側トレイステージ
１４２ アクチュエータ
１４３ 供給側搬送装置
１４５ 受け取り側トレイステージ
１４６ アクチュエータ
１４７ 受け取り側搬送装置
１５０ 電子部品移載装置
１５１，１５２ 移動機構
９０１ 電子部品
９０２ 電極
９０３ 金線
９０３ａ ボール
９０３ｂ 金塊
９０４ キャピラリー
９１１ トレイプレート
９１３ ステージ
９１６，９１７ トレイプレートの移動方向
９１８，９１９ 電子部品の移動方向
９２０ トレイ
９２１ 電子部品収納部
Claims (8)
- バンプ形成前の半導体電子部品を収納したトレイを供給側トレイ載置部に供給する工程と、
前記供給側トレイ載置部に載置された前記トレイに収納された半導体電子部品を、バンプを形成するためのステージに移載する工程と、
前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成する工程と、
空のトレイを受け取り側トレイ載置部に供給する工程と、
前記バンプが形成されたステージ上の半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置された前記トレイに移載する工程と、
前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成するのに要する時間が、前記供給側トレイ載置部のトレイの交換時間よりも短い場合、前記供給側トレイ載置部のトレイの交換作業の完了を待つことなく、これと並行して処理済みの電子部品を前記受け取り側トレイ載置部上のトレイに移載する工程と
を有することを特徴とする半導体電子部品のバンプの形成方法。 - 前記供給側トレイ載置部に載置されたトレイを回収する工程と、前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイを回収する工程とを有する請求項１に記載の半導体電子部品のバンプの形成方法。
- 前記供給側トレイ載置部から回収されたトレイを、前記受け取り側トレイ載置部に供給しない請求項２に記載の半導体電子部品のバンプの形成方法。
- 前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成している間に、前記供給側トレイ載置部にトレイを供給し、又は、前記供給側トレイ載置部のトレイを回収する請求項１に記載の半導体電子部品のバンプの形成方法。
- 前記ステージ上で前記半導体電子部品の電極にバンプを形成するのに要する時間に応じて、バンプ形成前の半導体電子部品を収納したトレイを供給側トレイ載置部に供給する工程と、バンプが形成されたステージ上の半導体電子部品を受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載する工程との前後を決定する請求項１に記載の半導体電子部品のバンプの形成方法。
- 前記ステージ上に２以上の半導体電子部品を載置して並行してバンプ形成する請求項１に記載の半導体電子部品のバンプの形成方法。
- いずれか一つの半導体電子部品のバンプ形成が終了すると直ちに当該半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載し、前記供給側トレイ載置部に載置されたトレイから別の半導体電子部品を前記ステージに移載する請求項６に記載の半導体電子部品のバンプの形成方法。
- 前記半導体電子部品の電極にバンプを形成しながらバンプ形成の良否を判断し、不良のバンプが形成された場合には、当該半導体電子部品を前記受け取り側トレイ載置部に載置されたトレイに移載しない請求項１に記載の半導体電子部品のバンプの形成方法。
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