JP4734296B2 - Bonding method, bonding program, and bonding apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ボンディング方法、ボンディングプログラム及びボンディング装置に係り、特に、チップを保持するコレット部をチップ供給位置とボンディング位置との間で往復させてボンディングを行う場合のボンディング方法、ボンディングプログラム及びボンディング装置に関する。 The present invention relates to a bonding method, a bonding program, and a bonding apparatus, and in particular, a bonding method, a bonding program, and a bonding apparatus for performing bonding by reciprocating a collet portion that holds a chip between a chip supply position and a bonding position. About.
チップをリードフレームや回路基板にボンディングを行うにはボンディング装置が用いられる。ボンディング装置における動作は概略次のように行われる。(1)先端にチップを吸着できるコレットを用い、まずダイシング済みのウエファリング等のチップ供給部の真上にコレットを持ってくる(位置決め)。(2)コレットを真下に下げ、ウエファリングからチップを吸着する(吸着)。(3)チップを保持しながらコレットを真上に上げる(ピックアップ)。(4)チップを保持したコレットをリードフレーム等のボンディングを行う位置の真上まで搬送する(搬送と位置決め)。(5)コレットを真下に下げ、ボンディング位置においてリードフレーム等の金パッドの部分にチップを押し付ける。ここでボンディング部分は加熱され、熱圧着によりボンディングが行われる(ボンディング)。(6)コレットを真上に上げる(ボンディング完了)。(7)コレットをチップ供給部の真上に持ってくる(搬送と位置決め)。これを繰り返すことで、順次新しいリードフレームに新しいチップをボンディングすることができる。 A bonding apparatus is used to bond the chip to a lead frame or a circuit board. The operation in the bonding apparatus is roughly performed as follows. (1) A collet capable of adsorbing a chip at the tip is used. First, the collet is brought directly above a chip supply unit such as a diced wafer ring (positioning). (2) The collet is lowered directly and the chip is adsorbed from the wafer ring (adsorption). (3) Raise the collet directly above while holding the chip (pickup). (4) The collet holding the chip is transported to a position just above the position where bonding such as a lead frame is performed (transport and positioning). (5) The collet is lowered directly, and the chip is pressed against a gold pad portion such as a lead frame at the bonding position. Here, the bonding portion is heated and bonding is performed by thermocompression bonding (bonding). (6) Raise the collet directly above (bonding is completed). (7) Bring the collet directly above the chip supply unit (conveyance and positioning). By repeating this, a new chip can be bonded sequentially to a new lead frame.
ここで、ボンディングの際にチップをボンディング対象であるリードフレームにある程度の押し付け圧で押し付ける必要がある。この押し付けは、ばね等の固定した付勢力手段によっても行うことができるが、押し付け圧の設定がばらつき、ボンディングにばらつきが出やすい。そこで特許文献1では、搬送のためのステージに設けられる搭載ヘッドに電子部品を保持させ、搭載ヘッドにボイスコイルモータを用いて押し付け加圧させることが開示されている。また、特許文献2では、昇降装置により相対的に昇降するスピンドルハウジングにスピンドルを回転可能に支持させ、スピンドル内部にロッドを設け、ロッド先端の吸着口で部品を保持し、ロッドを空気圧により加圧することが開示されている。
Here, at the time of bonding, it is necessary to press the chip against the lead frame to be bonded with a certain pressing pressure. This pressing can also be performed by a fixed urging means such as a spring, but the setting of the pressing pressure varies and bonding tends to vary. Therefore, Patent Document 1 discloses that an electronic component is held on a mounting head provided on a stage for conveyance and is pressed against the mounting head using a voice coil motor. In
このように、チップを保持するコレットと、全体を搬送する搬送ステージとを分離し、コレットに押し付け圧を与える加圧装置を搬送ステージに設けることで、押し付け圧をコントロールしてボンディングを安定化させることができる。 In this way, by separating the collet that holds the chip and the transport stage that transports the whole, and by providing the transport stage with a pressurizing device that applies pressing pressure to the collet, the pressing pressure is controlled to stabilize the bonding. be able to.
ボンディングの安定性と並んで、ボンディング装置のもうひとつの重要な課題は高速性能であり、例えば、単位時間あたりのボンディング処理数として、UPH(Unit Per Hour)が性能指標として用いられる。ボンディングの高速化が進むと、コレットに与える上昇・下降の加速度が大きくなり、搬送時におけるコレットと搬送ステージとの間の振動がおこり、高速化を阻む要因となることがある。この振動防止にも加圧装置を利用することが行われる。例えばコレットに「つば」等の圧力受け部を設け、加圧装置により一定の圧力で搬送ステージにコレットを押し付けることで、コレットと搬送ステージとの間の運動を拘束することができる。このように、高速化のためには、コレットを搬送ステージに常に押し付けるようにしてコレットと搬送ステージとを一体として搬送し、余分な振動を抑制することが望ましい。ボンディング位置においては、同じ加圧装置を用い、その圧力をボンディングに必要な押し付け圧にコントロールすることができる。 Along with the stability of bonding, another important problem of the bonding apparatus is high-speed performance. For example, UPH (Unit Per Hour) is used as a performance index as the number of bonding processes per unit time. As the bonding speed increases, the acceleration of ascending / descending applied to the collet increases, and vibration between the collet and the transport stage during transport may occur, which may hinder speeding up. A pressure device is also used to prevent this vibration. For example, by providing a pressure receiving portion such as a “collar” on the collet and pressing the collet against the transfer stage with a certain pressure by a pressurizing device, the movement between the collet and the transfer stage can be restricted. As described above, in order to increase the speed, it is desirable to transport the collet and the transport stage as a single unit so that the collet is always pressed against the transport stage to suppress excessive vibration. At the bonding position, the same pressure device can be used to control the pressure to the pressing pressure required for bonding.
従来のボンディング作業は、高速化にさらに課題がある。すなわち、ボンディング作業は上記のように(1)から(7)に至る多くの工程を反復しなければならず、そのために時間がかかる。そこで上記のボンディング作業を分析してみると、ボンディング位置においては一旦真上に上昇してから次にチップ供給位置への搬送経路をとり、チップ供給位置においてもボンディング位置の真上までの搬送経路の後に、真下に下降する。すなわち、ボンディング位置とチップ供給位置との間の搬送は、直行型でなく、その前後に真上又は真下への運動がある。このように2つの位置の間における搬送が直行型でないことがUPHを向上させる妨げの一因となっている。 Conventional bonding work has a further problem in speeding up. That is, in the bonding operation, many steps from (1) to (7) must be repeated as described above, which takes time. Therefore, when analyzing the above-described bonding operation, the bonding position once ascends directly above, then takes the conveyance path to the chip supply position, and also at the chip supply position, the conveyance path to just above the bonding position. After that, it descends directly below. That is, the conveyance between the bonding position and the chip supply position is not a direct type, and there is a movement directly above or below that. Thus, the conveyance between the two positions is not a direct type, which is one of the factors that hinder UPH.
ボンディング位置とチップ供給位置との間の搬送を直行型にすることを困難にしている事情は次の通りである。 The circumstances that make it difficult to carry the transfer between the bonding position and the chip supply position to the direct type are as follows.
(1)ボンディング位置においてボンディングを行っている間に、チップ供給位置ではウエファリングの位置決めが行われ、次にコレットがチップ供給位置にきたときにちょうどその真下に次の新しいチップが位置するように調整が行われる。ところが、ウエファリングには必ずしも全部良品チップが並んでいるわけでなく、前にピックアップした位置の隣のチップが不良であることもある。そこでチップの良・不良を識別カメラ等で判断し、不良チップであるときはそのチップをスキップし、良品のチップをチップ供給位置に持ってくる。このように不良チップが検出されることでウエファリングの位置決めに時間が取られると、コレットはボンディング位置からチップ供給位置に移動できない。 (1) While bonding is performed at the bonding position, the wafer ring is positioned at the chip supply position, and the next new chip is positioned just below the collet when it comes to the chip supply position. Adjustments are made. However, not all non-defective chips are always arranged in the wafer ring, and the chip next to the previously picked-up position may be defective. Therefore, the quality of the chip is judged by an identification camera or the like, and if it is a defective chip, the chip is skipped and a good chip is brought to the chip supply position. If time is taken for positioning of the wafer ring by detecting a defective chip in this way, the collet cannot move from the bonding position to the chip supply position.
ボンディング位置において、最適のボンディング時間を超えてチップをリードフレームに押し付けたまま待機していると、例えばボンディング時の加熱が過剰となり、ボンディング性が劣化し、またコレット等の損傷の原因ともなる。そこで、最適のボンディング時間を超えたときはコレットをボンディング位置から引き上げることがのぞましい。このため搬送ステージをボンディング位置から一旦引き上げ、そこでウエファリングの位置決めを待機することが考えられる。このようにすると、搬送ステージはボンディング位置からチップ供給位置に直行できない。 At the bonding position, if the chip is kept waiting while the chip is pressed against the lead frame beyond the optimum bonding time, for example, heating during bonding becomes excessive, bonding performance is deteriorated, and collet is damaged. Therefore, it is desirable to lift the collet from the bonding position when the optimum bonding time is exceeded. For this reason, it is conceivable that the transfer stage is once lifted from the bonding position and waits for positioning of the wafer ring. If it does in this way, a conveyance stage cannot go straight from a bonding position to a chip supply position.
(2)ボンディング位置において稀にボンディングが正常に行われず、コレットにチップが保持されたまま、チップ供給位置に向けて搬送されることがある。このようなトラブルは、ボンディング位置とチップ供給位置の搬送経路の途中にチップ有無確認センサを設けることでチップの持ち帰りが検出できる。しかし、直行型で高速搬送を図ろうとすると、チップの持ち帰りが検出できても、搬送ステージの慣性等の制限により軌道修正が間に合わない恐れがある。そこで、その恐れをさけるには、予め、チップ供給位置の真上で止まり、そこから真下に下降することが望ましい。このようにすると、搬送ステージはボンディング位置からチップ供給位置に直行できない。 (2) In rare cases, bonding is not normally performed at the bonding position, and the chip may be conveyed toward the chip supply position while being held by the collet. Such trouble can be detected when the chip is taken home by providing a chip presence / absence confirmation sensor in the middle of the conveyance path between the bonding position and the chip supply position. However, when trying to carry the high-speed conveyance in the direct type, there is a possibility that the correction of the trajectory may not be in time due to the limitation of the inertia of the conveyance stage, etc., even if the chip take-back can be detected. Therefore, in order to avoid that fear, it is desirable to stop in advance directly above the chip supply position and descend downward from there. If it does in this way, a conveyance stage cannot go straight from a bonding position to a chip supply position.
このように、従来のボンディング方法では、ボンディングの高速化を図る上で限界がある。本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、ボンディングのより高速化を図ることができるボンディング方法、ボンディングプログラム及びボンディング装置を提供することである。 As described above, the conventional bonding method has a limit in increasing the bonding speed. An object of the present invention is to provide a bonding method, a bonding program, and a bonding apparatus capable of solving the problems of the prior art and achieving higher bonding speed.
本発明に係るボンディング方法は、チップを吸引保持するコレットをZ方向に移動可能に保持しX,Y,Z3方向に移動可能なコレットテーブルと、コレットテーブルに取り付けられるコレット駆動源であってコレットテーブルに対しコレットをZ方向に移動させる駆動力を与える駆動源と、を有するコレット部を用い、チップ供給位置においてコレットによりチップをピックアップするピックアップ工程と、チップ供給位置からボンディング位置へ最短の時間で搬送できるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する往路搬送工程と、ボンディング位置において、コレットテーブルの位置をそのままにして、駆動源によりコレットをコレットテーブルに対してZ方向に移動させてボンディング対象物に向かって押し付ける第1方向に駆動力を所定時間与え、チップをボンディング対象物にボンディングするボンディング工程と、ボンディング位置からチップ供給位置へ最短の時間で搬送でき、チップ供給位置ではコレットのZ位置がチップをピックアップできる高さになるように設定されるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する復路搬送工程と、を含むボンディング方法において、復路搬送工程の途中において、コレットにチップが保持されていないことを確認する確認工程と、確認工程においてコレットにチップが保持されていると判断されたときは、コレットテーブルのX,Y,Z3方向の移動駆動に対する指令は変更せずに直行搬送を続け、コレット駆動源によりコレットに第2方向の駆動力を与えてコレットをコレットテーブルに対しZ方向に移動させて、チップ供給位置において通常の場合チップをピックアップできる高さよりも上方になるように引き上げ、コレットが新しいチップに接触しないように退避させるピックアップ退避工程と、を含むことを特徴とする。 Bonding method according to the present invention, X holds movable collet for sucking holding the tip in the Z direction, a collet table movable in Y, Z3 direction, a collet drive source that is attached to the collet table collet A pick-up process for picking up a chip by a collet at a chip supply position using a collet unit having a drive source for moving the collet in the Z direction with respect to the table , and a short time from the chip supply position to the bonding position Based on the motion trajectory in the X, Y, and Z3 directions that can be transported, the collet portion is moved Z with respect to the collet table by the drive source while leaving the collet table position at the bonding position and the forward transport process that transports the collet section directly. toward the bonding object is moved in the direction It was given predetermined time a driving force in a first direction to apply a bonding step of bonding the chip to the bonding object be conveyed in the shortest time to the chip supply position from the bonding position, Z position of the collet in the chip supply position and tip In a bonding method including a return path transporting process in which the collet part is transported in a straight line based on a motion trajectory in the X, Y, and Z3 directions set so that the height can be picked up , The confirmation process for confirming that the chip is not held, and when it is determined that the chip is held in the collet in the confirmation process, the command for moving the collet table in the X, Y, and Z3 directions is not changed. Direct transport continued, giving driving force in the second direction to the collet by the collet drive source collet The move in the Z direction with respect to collet table, pulling to be above the height that can pick up normal when the chip in the chip supply position, a pickup retracting step of retracting so collet does not contact the new chip, the It is characterized by including.
また、本発明に係るボンディングプログラムは、チップを吸引保持するコレットをZ方向に移動可能に保持しX,Y,Z3方向に移動可能なコレットテーブルと、コレットテーブルに取り付けられるコレット駆動源であってコレットテーブルに対しコレットをZ方向に移動させる駆動力を与える駆動源と、を有するコレット部を用い、コレット部をチップ供給位置とボンディング位置との間で往復させてボンディングを行うボンディング装置に実行させるボンディングプログラムであって、チップ供給位置においてコレットによりチップをピックアップするピックアップ処理手順と、チップ供給位置からボンディング位置へ最短の時間で搬送できるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する往路搬送処理手順と、ボンディング位置において、コレットテーブルの位置をそのままにして、駆動源によりコレットをコレットテーブルに対してZ方向に移動させてボンディング対象物に向かって押し付ける第1方向に駆動力を所定時間与え、チップをボンディング対象物にボンディングするボンディング処理手順と、ボンディング位置からチップ供給位置へ最短の時間で搬送でき、チップ供給位置ではコレットのZ位置がチップをピックアップできる高さになるように設定されるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する復路搬送処理手順と、を含み、復路搬送工程の途中において、コレットにチップが保持されていないことを確認する確認処理手順と、確認処理手順においてコレットにチップが保持されていると判断されたときは、コレットテーブルのX,Y,Z3方向の移動駆動に対する指令は変更せずに直行搬送を続け、コレット駆動源によりコレットに第2方向の駆動力を与えてコレットをコレットテーブルに対しZ方向に移動させて、チップ供給位置において通常の場合チップをピックアップできる高さよりも上方になるように引き上げ、コレットが新しいチップに接触しないように退避させるピックアップ退避処理手順と、を実行させることを特徴とする。 The bonding program according to the present invention, there collet for sucking and holding the chip X is movably held in the Z-direction, Y, and Z3 direction movable collet table, with the collet driving source that is attached to the collet table Using a collet unit having a driving source that applies a driving force to move the collet in the Z direction with respect to the collet table , and the collet unit is reciprocated between the chip supply position and the bonding position to execute a bonding apparatus. A collet unit based on a pick-up processing procedure for picking up a chip by a collet at a chip supply position and a movement trajectory in the X, Y, and Z3 directions that can be transported from the chip supply position to the bonding position in the shortest time. outward conveyance procedure orthogonal convey the In the bonding position, and the position of the collet table intact, the collet is moved in the Z direction relative to the collet table given predetermined time a driving force in the first direction to press toward the bonding object by a driving source, bonding a chip The bonding process procedure for bonding to an object and the transfer from the bonding position to the chip supply position can be carried out in the shortest time. At the chip supply position, the Z position of the collet is set so that the chip can be picked up. A return path transport processing procedure for transporting the collet straight , based on the motion trajectory in the Z3 direction , and a confirmation processing procedure for confirming that no tip is held on the collet during the return path transport process, and a confirmation process In the procedure, it was determined that the tip was held in the collet Huang, X collet table, Y, Z3 command for the direction of movement driving continued direct transport without changing, Z direction collet to collet table giving a second direction of the driving force to the collet by the collet driving source is moved, and characterized in that to execute a pickup saving processing procedure for saving to raising the normal case the chip to be above the height that can be picked up, the collet does not contact the new chip in the chip supply position To do.
また、本発明に係るボンディング装置は、チップを保持するコレット部と制御部とを含み、コレット部をチップ供給位置とボンディング位置との間で往復させてボンディングを行うボンディング装置であって、コレット部は、チップを吸引保持するコレットと、コレットをZ方向に移動可能に保持しX,Y,Z3方向に移動可能なコレットテーブルと、コレットテーブルに取り付けられるコレット駆動源であってコレットテーブルに対しコレットをZ方向に移動させる駆動力を与える駆動源と、を有し、制御部は、チップ供給位置においてコレットによりチップをピックアップするピックアップ処理モジュールと、チップ供給位置からボンディング位置へ最短の時間で搬送できるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する往路搬送処理モジュールと、ボンディング位置において、コレットテーブルの位置をそのままにして、駆動源によりコレットをコレットテーブルに対してZ方向に移動させてボンディング対象物に向かって押し付ける第1方向に駆動力を所定時間与え、チップをボンディング対象物にボンディングするボンディング処理モジュールと、ボンディング位置からチップ供給位置へ最短の時間で搬送でき、チップ供給位置ではコレットのZ位置がチップをピックアップできる高さになるように設定されるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する復路搬送処理モジュールと、を含み、復路搬送処理の途中において、コレットにチップが保持されていないことを確認する確認処理モジュールと、確認処理においてコレットにチップが保持されていると判断されたときは、コレットテーブルのX,Y,Z3方向の移動駆動に対する指令は変更せずに直行搬送を続け、コレット駆動源によりコレットに第2方向の駆動力を与えてコレットをコレットテーブルに対しZ方向に移動させて、チップ供給位置において通常の場合チップをピックアップできる高さよりも上方になるように引き上げ、コレットが新しいチップに接触しないように退避させるピックアップ退避処理モジュールと、を有することを特徴とする。 The bonding apparatus according to the present invention is a bonding apparatus that includes a collet unit that holds a chip and a control unit, and performs bonding by reciprocating the collet unit between a chip supply position and a bonding position. includes a collet for sucking and holding the chip, and held movably collet in the Z-direction X, Y, and Z3 direction movable collet table, with respect to the collet table a collet drive source that is attached to the collet table A drive source for applying a driving force to move the collet in the Z direction , and the control unit transports the chip from the chip supply position to the bonding position in the shortest time by picking up the chip by the collet at the chip supply position. It can be X, based on the motion trajectory about Y, Z3 direction, straight collet portion A forward transport processing module for conveying, at the bonding position, and the position of the collet table as it is, the driving force of the collet is moved in the Z direction with respect to the collet table by a drive source in a first direction to press toward the bonding object For a predetermined time, and a bonding processing module for bonding the chip to the bonding object, and the transfer from the bonding position to the chip supply position in the shortest time, so that the Z position of the collet becomes a height at which the chip can be picked up at the chip supply position. And a return path transport processing module that transports the collet straight , based on the motion trajectory in the X, Y, and Z3 directions set in the above, and confirms that no chip is held in the collet during the return path transport process. Confirmation processing module to be Te when it is determined that the chip collet is held, the collet table X, Y, Z3 command for the direction of movement driving continued direct transport without changing collet in the second direction by the collet driving source A driving force is applied to move the collet in the Z direction with respect to the collet table , pulling it up above the height at which the chip can be picked up normally at the chip supply position, and retracting the collet so that it does not touch the new chip And a pickup evacuation processing module.
上記構成の少なくとも一つにより、コレット部は、チップを吸引保持するコレットと、コレットを軸方向に移動可能に保持するコレットテーブルと、コレットテーブルに取り付けられコレットに軸方向の駆動力を与える駆動源とを有する。そして、ボンディング位置においては、コレットテーブルの位置をそのままにして、駆動源によりコレットをボンディング対象物に向かって押し付ける第1方向に駆動力を所定時間与えて、チップをボンディング対象物にボンディングする。そして、ボンディング位置からチップ供給位置へコレット部を搬送する。 According to at least one of the above-described configurations, the collet unit has a collet that holds the chip by suction, a collet table that holds the collet so as to be movable in the axial direction, and a drive source that is attached to the collet table and applies an axial driving force to the collet. And have. At the bonding position, the chip is bonded to the bonding object by applying a driving force for a predetermined time in a first direction in which the collet is pressed toward the bonding object by a driving source while keeping the position of the collet table. Then, the collet unit is transported from the bonding position to the chip supply position.
この復路搬送の途中において、コレットにチップが保持されていないことを確認し、コレットにチップが保持されていると判断されたときは、駆動源によりコレットに第2方向の駆動力を与え、チップ供給位置においてコレットが新しいチップに接触しないように退避させる。すなわち、駆動源からの駆動力の方向を切り替えて、コレットをコレットテーブルに対して退避させる方向に切り替える。このことで、コレットステージの運動をそのままにして、コレットのみを退避させることができ、ボンディング位置とチップ供給位置との間の搬送時間を決めるコレットテーブルの運動を直行型として、ボンディングのより高速化を図ることができる。 During this return path conveyance, it is confirmed that the tip is not held by the collet. When it is determined that the tip is held by the collet, the driving source applies a driving force in the second direction to the collet, In the supply position, the collet is retracted so as not to contact the new chip. That is, the direction of the driving force from the drive source is switched to switch the collet to the direction for retracting the collet table. This allows the collet stage movement to remain as it is, allowing only the collet to be retracted, and the collet table movement that determines the transfer time between the bonding position and the chip supply position to be a direct type, resulting in faster bonding. Can be achieved.
このように、本発明によれば、コレットの退避とコレットテーブルの運動とを分離し、コレットテーブルの運動をそのままにしてコレットのみをチップ供給位置から退避させることができる。したがって、ボンディング位置とチップ供給位置との間の搬送時間を決めるコレットテーブルの運動を直行型として、ボンディングのより高速化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the collet retraction and the collet table motion can be separated, and only the collet can be retreated from the chip supply position while keeping the collet table motion as it is. Therefore, the movement of the collet table that determines the transfer time between the bonding position and the chip supply position can be made a direct type, so that the bonding speed can be further increased.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。以下においては、ボンディング装置は熱圧着型のダイボンディング装置として説明するが、ボンディング時間に最適の範囲がある他のボンディング装置、例えば超音波型のボンディング装置であってもよい。また、ダイボンディング以外のボンディング装置、例えばハンダ付けによりチップを基板にボンディングする装置でもよい。また、ボンディング作業は、リードフレームにチップをボンディングするものとして説明するが、チップは半導体チップの他、抵抗チップ、コンデンサチップ等の一般的な電子部品でもよく、チップがボンディングされる対象はリードフレーム以外の回路基板等であってもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the bonding apparatus will be described as a thermocompression bonding type die bonding apparatus, but may be another bonding apparatus having an optimum range in bonding time, for example, an ultrasonic bonding apparatus. Further, a bonding apparatus other than die bonding, for example, an apparatus for bonding a chip to a substrate by soldering may be used. Although the bonding operation is described as bonding a chip to a lead frame, the chip may be a general electronic component such as a resistor chip or a capacitor chip in addition to a semiconductor chip. Other circuit boards may be used.
図1は、ボンディング装置10の構成図である。なお、ボンディング装置10を構成するものではないが、ボンディング作業の対象であるチップ2,3及びリードフレーム4も図示してある。ボンディング装置10は、ボンディング装置本体20と、ボンディング装置本体20の各要素と接続されボンディング装置10全体の動作を制御する制御部60とからなる。
FIG. 1 is a configuration diagram of the
ボンディング装置本体20は、チップ供給位置6とボンディング位置8との間を往復するコレット部30と、チップ供給位置6に設けられウエファをダイシングされた状態で配列されるチップ3を保持するウエファリング50と、ボンディング位置8に設けられリードフレーム4を保持するキャリア52と、リードフレーム4のボンディング部分を加熱するヒータ台54と、コレット部30の搬送経路中の確認位置7に設けられコレット部30がチップ2を保持しているか否かを検出するチップ有無センサ56とを備える。
The bonding apparatus
コレット部30は、チップ2を吸引できるコレットを含み、制御部60の制御の下で、図1に示すX,Y,Z3方向に移動できる部材である。コレット部30の詳細断面図を図2に示す。コレット部30は、コレット32と、コレット32の上部に設けられるボイスコイルモータ(Voice Coil Motor:VCM)34とを含み、コレット32とVCM34はアーム36により保持され、アーム36はコレットテーブル38に取り付けられる。
The
コレット32は、概略筒状の部材で、最上部はフランジ状の上つば部42となり、筒部の中間部分にも下つば部44が設けられる。上つば部42は、磁性体で構成され、VCM34との関係で可動鉄心の機能を有する。上つば部42と下つば部44の間は一様の径の部分で、アーム36に設けられた支持穴によりZ方向に移動自在に支持される部分である。コレット32の先端部46は、チップ2を吸引保持する部分で、この先端部46からコレット32の上つば部42に向かい筒部内部にまっすぐ延びる貫通穴48が設けられる。貫通穴48は図示されていない真空装置が接続されてチップ2を吸引できるようにする機能と、後述するチップ有無センサ56の発光素子からの光を通す機能を有する。
The
VCM34は、アーム36に支持されZ方向に移動可能な磁性体の上つば部42を可動鉄心とし、その周囲に巻回された空心コイル40を駆動コイルとし、空心コイル40に流す電流の大きさと方向により、鉄心すなわちコレット32に+Z方向又は−Z方向に駆動力を与えるモータ素子である。空心コイル40の両端子は信号線により制御部60のVCMI/F70に接続される。例えば、電流の向きが−Z方向の駆動力を生ずるものであるときは、コレット32は−Z方向に移動し、上つば部42がアーム36に当たってそこで停止する。その前にコレット32の先端がリードフレーム又はウエファリングに当たっているとすると、空心コイル40に供給される電流の大きさに応じた駆動力で、コレットはその先端がリードフレーム等に押し付けられる。このようにして、VCM34に供給する電流を制御することで、コレット32の押し付け圧を可変できる。また、電流の向きが+Z方向の駆動力を生ずるものであるときは、コレット32は+Z方向に移動し、下つば部44がアーム36に当たってそこで停止する。すなわち、コレット32を上に引き上げることができる。コレット32の引き上げ量は、上つば部42の下面と下つば部44の上面との距離と、アーム36のコレット支持部の長さによって規定できる。例えば、約2mmの引き上げ量とすることができる。
The
アーム36は、コレット32を支持穴でZ方向移動自在に支持し、コレット32の上つば部42の部分にVCM34を構成するように空心コイル40を取り付ける機能を有する部材である。また、支持穴は、図示されていない回転機構によりコレット32をθ回転させるときの支持も行う。支持穴には潤滑性のよい材料からなるリングをはめ込み、そのリングの内径でコレット32の筒部の外径を支持するようにすることで、Z方向の移動及びθ回転を滑らかに行うことができる。
The
アーム36は、コレットテーブル38に取り付けられる。コレットテーブル38は、図示されていないXYZ移動機構によりX,Y,Z3方向に移動可能なテーブルである。図示されていないXYZ移動機構は、具体的にはXモータとYモータとZモータの3つのステップモータを含んで構成することができる。これらのモータの各端子は信号線により制御部60のコレットI/F72に接続される。
The
再び図1に戻り、ウエファリング50は、粘着シート上にダイシングにより相互に分離されたチップ3を粘着保持しているもので、チップ供給部の機能を有する。なお、不良のチップ3には不良マークが付されている。ウエファリング50は、図示されていないXY移動機構により、X方向、Y方向に移動可能で、これにより、ウエファリング50上の任意のチップ3をチップ供給位置6の真下に移動させることができる。正確な位置決め及びチップ3の不良マークの有無検出には、図示されていない検出カメラを用いることができる。図示されていないXY移動機構は、具体的にはXモータとYモータの2つのステップモータを含んで構成することができる。これらのモータの各端子は信号線により制御部60のウエファリングI/F74に接続される。
Returning to FIG. 1 again, the
キャリア52は、リードフレーム4を保持する部材である。キャリア52は図示されていないY移動機構により、Y方向に移動可能で、これにより、リードフレーム4の搬送を行うことができる。図示されていないY移動機構は、具体的にはステップモータで構成することができる。このモータの各端子は信号線により制御部60のキャリアI/F80に接続される。
The
キャリア52はヒータ台54の上を移動する。ヒータ台54は、ボンディングに適した温度にリードフレーム4及びチップ2を加熱するためのもので、例えばヒータを内蔵したテーブルで構成することができる。ヒータの各端子は、信号線により制御部60のヒータI/F78に接続される。
The
チップ有無センサ56は、コレット32の移動経路中の確認位置7に設けられた透過光型センサで、発光素子と受光素子の組み合わせで構成できる。発光素子と受光素子の配置は、確認位置7において、発光素子から出た光が、ちょうどコレット32の貫通穴48を通り、もしコレット32の先端部46にチップ2がなければ、受光素子がその光を受光できるように設定される。これにより、チップ供給位置6からボンディング位置8に向かう往路搬送においてコレット32がチップ2を保持しているか否か、及びボンディング位置8からチップ供給位置6に向かう復路搬送においてコレット32がチップ2を持ち帰りしていないか否か、を確認することができる。チップ有無センサ56の信号線は、制御部60の有無センサI/F76に接続される。
The chip presence /
次に、制御部60の構成を説明する。制御部60は、ボンディング装置本体20を構成する各要素を制御する機能を有し、特にコレット部30におけるコレットテーブル38の移動と、VCM34の駆動によるコレット32の位置及び押し付け圧とを制御し、高速にボンディング作業を実行させる機能を有する装置で、一般的なコンピュータで構成できる。
Next, the configuration of the
具体的には、コレット部30を用いてチップ供給位置6においてチップをピックアップするピックアップ処理機能と、チップ供給位置6からボンディング位置8へコレット部30を搬送する往路搬送処理機能と、ボンディング位置8においてボンディングを行わせるボンディング処理機能と、ボンディング位置8からチップ供給位置6へコレット部30を搬送する復路搬送処理機能と、を有し、さらに確認位置7においてコレット部30におけるチップ有無を検出する確認処理機能と、ボンディング位置8においてコレット32を退避させるボンディング退避処理機能と、チップ供給位置6においてコレット32を退避させるピックアップ退避処理機能とを有する。これらの機能に対応する処理を行うにはソフトウエアを用いることができ、対応するボンディングプログラムを実行することで所定の処理を行うことができる。処理の一部をハードウエアで実行させることもできる。
Specifically, a pickup processing function for picking up a chip at the chip supply position 6 using the
制御部60は、CPU62と、キーボード等の入力部64と、表示盤等のディスプレイである出力部66と、外部記憶装置68と、ボンディング装置本体20の各要素と接続されるVCMI/F70からキャリアI/F80までの入出力I/Fとを含み、これらは内部バスで相互に結ばれる。
The
CPU62におけるピックアップ処理モジュール82からピックアップ退避処理モジュール94までの機能については、図3のフローチャートを用いて説明する。図3に示すボンディング動作の手順は、チップ供給位置6とボンディング位置8との間のコレットテーブル38の搬送について直行型としたものである。ボンディング動作の手順はどこから説明してもよいが、図3ではチップ供給位置6におけるピックアップから始めている。
The functions of the
ピックアップ工程(S10)において、コレット32はチップ2をピックアップする。具体的には、CPU62のピックアップ処理モジュール82が、図示されていない真空装置に指示を出し、コレット32の貫通穴48の部分を減圧し、ウエファリング50からチップ2をコレット32の先端部46に吸引保持させる。また、ウエファリング50に指示を出し、コレット32の吸引に同期してチップ2をその裏側からコレット32の方に突き上げる動作を行わせる。
In the pickup step (S10), the
さらにピックアップ処理モジュール82は、VCMI/F70を介してVCM34に指令を出し、コレット32をウエファリング50に向かう方向、すなわち図2に示す−Z方向に駆動力を与え、例えば−Z方向に約400Nの押し付け圧を発生させるようにする。つまり、コレット32は、ウエファリング50の突き上げ動作とあいまって、チップ2を約400Nの力で挟み込みつつ真空吸引を行う。このことでピックアップをより確実に行うことができる。
Further, the
往路搬送工程(S12)では、コレット部30はチップ2を吸引保持したまま、チップ供給位置6からボンディング位置8へ直行搬送される。ここで直行搬送とは、例えばチップ2を吸引して一旦真上に上昇するとか、ボンディング位置8の真上に一旦移動しそこから真下に下降するといった動作を含まず、ウエファリング50からチップ2を吸引した状態からリードフレーム4のボンディング個所まで直行する搬送をいうが、必ずしも空間的に最短距離を直行することのみを意味せず、ボンディング装置10における各要素の配置等の条件の中で、最も高速に搬送できることを意味する。したがって、直線的な搬送軌跡より放物線的な搬送軌跡であってもよい。具体的には、往路搬送処理モジュール84がコレットI/F72を介して図示されていないXYZ移動機構に指示を出し、チップ供給位置6からボンディング位置8へ最短の時間で搬送できる運動軌跡に基づいて、コレット部30を移動させる。搬送の最大加速度は、例えば170−190m/sec2とすることができる。
In the forward transfer process (S12), the
このとき、往路搬送処理モジュール84はVCMI/F70を介してVCM34に指令を出し、コレット32を図2に示す−Z方向により大きな駆動力を与える。例えば、コレット32の質量を40−60グラムとして、−Z方向に約3500Nの押し付け圧を発生させるようにする。つまり、搬送の最大加速度において、コレット32がアーム36に対し振動しない程度に十分な押し付け圧を発生させ、コレット32とアーム36及びコレットテーブル38と一体となって移動するようにする。
At this time, the forward
なお、ピックアップ工程(S10)において、図示されていない検出カメラを用いて、コレット32とチップ2の相対的な位置関係が検出されるので、その結果がボンディング位置8におけるコレット32とリードフレーム4との間の位置決めに用いられる。具体的には、検出カメラにより、コレット32とチップ2の相対的な位置関係が標準よりずれているとすると、そのずれた分往路搬送工程(S12)の目標終端位置を修正する。また、角度ずれがある場合には、そのずれた分コレット32をθ回転させて補正を行う。このようにして、直行搬送の目標終端位置等を修正しつつ、コレット32に保持されたチップ2はリードフレーム4の所定のボンディング個所に搬送される。
In the pickup step (S10), the relative positional relationship between the
ボンディング工程(S14)において、コレット32はチップ2をリードフレーム4のボンディング個所にボンディングする。なお、ヒータ台54は、リードフレーム4のボンディング個所が所定のボンディングに適した温度になるように、ヒータI/F78を介してコントロールされている。ここでボンディング処理モジュール86は、VCMI/F70を介してVCM34に指令を出し、コレット32をリードフレーム4に向かう方向、すなわち図2に示す−Z方向に駆動力を与え、例えば−Z方向に約400Nの押し付け圧を発生させるようにする。この指令は、VCM34の電流値切り替えの応答時間を考慮して往路搬送工程(S12)の終盤において出すことができる。そして、ボンディングに適した所定時間t0の間そのまま保持される。すなわち、チップ2はリードフレーム4に対し、所定のボンディング温度の下で、約400Nの押し付け圧でt0の時間押し付けられ、これにより適切なボンディングが行われる。
In the bonding step (S14), the
ウエファリング50においては、往路搬送工程(S12)及びボンディング工程(S14)の処理が行われている間を利用して、チップ供給位置6に次の良品チップ3を持ってくる処理を行っている。全体の高速化の観点からは、ピックアップした位置の次のチップ3をチップ供給位置6に持ってくる時間=往路搬送工程(S12)の処理時間とボンディング工程(S14)の処理時間と復路搬送工程(S18)の処理時間の和、とすれば最も高速化を図ることができる。しかし、このように設定すると、もしピックアップした位置の次のチップ3が不良品であれば、ウエファリング50における次のチップ3の位置決めが間に合わなくなる。
In the
そこで、ボンディング工程(S14)の時間経過ΔTが所定のボンディング時間t0 未満か否かが判断される(S16)。ΔTがt0以上の場合は後述のボンディング退避工程(S24)へ移るが、ここでは、ΔTがt0 未満の通常の場合を先に説明する。このときは、次に復路搬送工程(S18)を行う。すなわち、ボンディング位置8からチップ供給位置6までコレット部30を直行搬送する。具体的には、復路搬送処理モジュール88がコレットI/F72を介して図示されていないXYZ移動機構に指示を出し、ボンディング位置8からチップ供給位置6へ最短の時間で搬送できる運動軌跡に基づいて、コレット部30を移動させる。搬送の最大加速度は、往路搬送のときと逆向きで、例えば170−190m/sec2とすることができる。
Accordingly, it is determined whether or not the elapsed time ΔT of the bonding step (S14) is less than a predetermined bonding time t 0 (S16). When ΔT is equal to or greater than t 0, the process proceeds to a later-described bonding evacuation step (S24). Here, a normal case where ΔT is less than t 0 will be described first. At this time, a return path conveyance process (S18) is performed next. That is, the
このとき、復路搬送処理モジュール88はVCMI/F70を介してVCM34に指令を出し、コレット32を図2に示す−Z方向により大きな駆動力を与える。例えば、コレット32の質量を40−60グラムとして、−Z方向に約3500Nの押し付け圧を発生させるようにする。つまり、搬送の最大加速度において、コレット32がアーム36に対し振動しない程度に十分な押し付け圧を発生させ、コレット32とアーム36及びコレットテーブル38と一体となって移動するようにする。
At this time, the return path
ボンディングが正常に行われれば、復路搬送工程(S18)においてコレット32にチップ2がなく、いわば空荷状態でチップ供給位置6に戻される。ところが稀にボンディングがうまく行かなくて、コレット32にチップ2が吸引されたまま復路搬送工程(S18)に入り、いわゆるチップ2の持ち帰り状態になることがある。このことを確認するために、確認位置7において、コレット32にチップ2がないか否かを確認する(S20)。具体的には、確認処理モジュール92が、有無センサI/F76を介して、チップ有無センサ56に指示を出し、確認位置7において発光素子を発光させ、その光をコレット32の貫通穴48を通らせて、その結果を受光素子で検出する。受光素子が光を検出すればコレット32にチップ2がなく正常であると確認できる。もし、受光素子が光を受け取れないときは、コレット32の先端部46にチップ2が保持されていると判断される。コレット32にチップ2が保持されたままのいわゆる持ち帰り状態のときは、後述するピックアップ退避工程(S26)に移るが、ここでは正常の場合を先に説明する。
If the bonding is normally performed, the
確認工程(S20)においてコレット32にチップ2が無いと判断されると、そのまま復路搬送工程(S18)を続け、チップ供給位置6へコレット部30が搬送され(S22)、ついでピックアップ工程(S10)に戻る。復路搬送工程(S18)においては、VCM34への指令が約3500Nの押し付け圧を発生させるようになっているが、ピックアップ工程(S10)においては約400Nの押し付け圧が最適である。この約400Nの押し付け圧発生指令は、ピックアップ工程(S10)にて行うものとして説明したが、VCM34の電流値切り替えの応答時間を考慮して復路搬送工程(S18)の終盤において出すこととしてもよい。
If it is determined in the confirmation step (S20) that there is no
通常の場合は、これらの工程を繰り返すことで、チップ供給位置6とボンディング位置8との間でコレット部30を直行搬送し、順次新しいリードフレーム4に新しいチップ2を高速にボンディングすることができる。その様子を模式的に図4に示す。図4は、コレット部30のXZ平面内の移動軌跡を模式的に示す図で、横軸にX方向の距離を位置座標で表し、Y軸にZ方向の距離を位置座標で表してある。図4において、チップ供給位置6は(XP,ZP)、ボンディング位置8は(XB,ZB)、確認位置7は(XS,ZS)である。例えば、XP−X B を約4−10cm、ZB−ZPを約3cmとすることができる。通常の直行搬送の場合は、コレット部30は、コレット32がアーム36すなわちコレットテーブル38に常に押し付けられた状態であり、一体として搬送される。この位置関係で、上記の搬送時加速度を170−190m/sec2とする直行搬送の例では、1サイクルのボンディング作業を約140msecで完了できる。
In a normal case, by repeating these steps, the
次に、通常と異なる2つの場合について説明する。第1の場合は、ボンディング工程(S14)の時間経過ΔTが所定のボンディング時間t0 未満か否かが判断される工程(S16)において、ΔTがt0以上であると判断される場合である。この場合は、ΔT=t0の時にボンディング退避工程(S24)に移る。すなわち、ボンディング位置8において、ボンディング工程(S14)の時間経過ΔTがt0を上回ると、コレットテーブル38の位置をそのままにして、VCM34に流す電流の向きを逆向きとし、コレット32をリードフレーム4から引き上げて退避させる。引き上げ退避の大きさは、上記の例では約2mmである。具体的には、ボンディング退避処理モジュール90が、VCMI/F70を介してVCM34に指令を出し、ボンディング工程(S14)における電流の向きと逆向きの電流を流す指令を出す。電流の大きさは、コレット32の下つば部44の上面がアーム36の下面に押し当てられる程度の大きさでよい。このときコレットテーブル38を駆動するXYZ駆動機構への指令は変更しない。このことで、コレットテーブル38の位置を変えずに、コレット32のみをリードフレーム4から約2mm退避させることができる。したがって、ΔT=t0でボンディング工程(S14)を終了させることができ、リードフレーム4とチップ2に余分な押し付け圧をかけることもなくなり、コレット32に余分な加熱を継続させることもなくなる。
Next, two cases different from the normal case will be described. The first case is a case in which ΔT is determined to be equal to or greater than t 0 in the step (S16) in which it is determined whether or not the elapsed time ΔT of the bonding step (S14) is less than a predetermined bonding time t 0. . In this case, when ΔT = t 0 , the process proceeds to the bonding evacuation step (S24). That is, at the bonding position 8 , when the time lapse ΔT of the bonding process (S 14) exceeds t 0 , the position of the collet table 38 is left as it is, the direction of the current flowing through the
図5は、ボンディング退避前後のコレット32とコレットテーブル38のZ方向の位置の時間経過を模式的に説明する図である。横軸に時間を取り、縦軸に任意の基準点からのZ方向の距離を位置座標で取り、コレット32の先端部46におけるZ位置座標の軌跡132を破線で示し、これに対応するコレットテーブル38上にとった適当な基準点におけるZ位置座標の軌跡138を実線で示した。なお、比較のために通常の場合におけるコレット32の先端部46におけるZ位置座標の軌跡133を2点鎖線で、対応するコレットテーブル38の基準点におけるZ位置座標の軌跡139を1点鎖線で示した。図5において、往路搬送のときはコレット32もコレットテーブル38も一体として搬送されるので、コレット32の先端部46の軌跡132とコレットテーブル38の基準点の軌跡138は一定の間隔を保っている。時刻t1においてコレット32の先端部46のチップ2がリードフレーム4に接触し適当な押し付け圧で押し付けられてボンディング工程(S14)が開始する。開始時刻t1からボンディングに適した時間として定められた時間t0が経過する時刻t2までは、コレット32もコレットテーブル38もその位置を保ったままで、ここでリードフレーム4とチップ2とが所定の温度と所定の押し付け圧に保たれてボンディングが行われる。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the passage of time of the positions of the
なお、通常の場合であれば、ボンディング工程(S14)の時間経過がt0に達する前に、ウエファリング50における次の良品チップ3の位置決めが順調に進み、時刻t2=t1+t0から直ちに復路搬送の指示が出され、図5の1点鎖線と2点鎖線に示すように、コレット32とコレットテーブル38は一体のままチップ供給位置6に向け搬送される。
In the normal case, the positioning of the next
ここでウエファリング50における作業が順調に進まず、時刻t2になっても復路搬送のための指令が出ないときは、時刻t2において、コレットテーブル38の位置をそのままにして、コレット32のみを退避させる。すなわち図5に示すように、コレットテーブル38の基準点の軌跡138は変化しないのに対し、コレット32の先端部46の軌跡132は+Z方向に移動する。そして、ウエファリング50における位置決めが進んでコレット部30に復路搬送のための指令が出される時刻t3になって初めてコレットテーブル38が移動を開始する。時刻t4はコレット32とコレットテーブル38とが再び一体化する時刻を表している。なお、コレット32の退避スピードは復路搬送のときの対応する上昇スピードと同じでなくてもよい。また、コレット32の退避中に復路搬送のための指令が出されてもよい。
Here not proceed work smoothly in
図6は、ボンディング退避工程(S24)のあとにおける復路搬送の様子を図4と同様な表現で示したものである。すなわち、ボンディング退避工程(S24)により、ボンディング位置8であるX=XBにおいて、コレットテーブル38のZ位置はそのままであるが、コレット32のZ位置は+Z方向に退避移動している。ここで復路搬送に入るとすると、ボンディング退避工程(S24)の有無によってはコレットテーブル38の位置は変化しないので、コレットテーブル38の復路搬送の移動軌跡は、図4の通常の場合と同じである。すなわち、図6の場合でも、図4と同様にボンディング位置8からチップ供給位置6までコレット部30が直行搬送される。
FIG. 6 shows the state of the return path conveyance after the bonding evacuation step (S24) in the same expression as FIG. That is, in the bonding retracting step (S24) , the Z position of the collet table 38 remains the same at X = X B which is the bonding position 8, but the Z position of the
通常と異なる第2の場合は、ボンディング工程(S14)の後の確認工程(S20)において、コレット32にチップ2が有ると判断された場合である。このときは、ピックアップ退避工程(S26)に移る。すなわち、チップ2がコレット32に持ち帰り状態で保持されていると判断されると、コレットテーブル38の位置をそのままにして、VCM34に流す電流の向きを逆向きとし、コレット32をコレットテーブル38に対して引き上げる方向に移動させて退避させる。引き上げ退避の大きさΔZは、上記の例では約2mmである。具体的には、ピックアップ退避処理モジュール94が、VCMI/F70を介してVCM34に指令を出し、ボンディング工程(S14)における電流の向きと逆向きの電流を流す指令を出す。電流の大きさは、ボンディング退避処理のときと同じ程度の大きさでよい。このときコレットテーブル38を駆動するXYZ駆動機構への指令は変更しない。このことで、コレットテーブル38の位置を変えずに、コレット32のみをコレットテーブル38に対し約2mm退避させることができる。そしてこのまま復路搬送を続ければ、チップ供給位置6にコレット部30が達したとき、コレットテーブル38のZ方向の位置は通常と同じであるが、コレット32の先端部46は通常より約2mm、ウエファリング50より上方に退避しているようにすることができる。
The second case different from the normal case is when it is determined that the
図7は、ピックアップ退避前後のコレット32とコレットテーブル38のZ方向の位置の時間経過を模式的に説明する図である。横軸、縦軸は図5と同様にそれぞれ時間及び位置座標である。ただし、図5はボンディング位置8を中心としたものであるのに対し、図7はチップ供給位置6を中心としているので、絶対値は異なっている。ここでも図5と同様にコレット32の先端部46におけるZ位置座標の軌跡232を破線で示し、これに対応するコレットテーブル38の基準点におけるZ位置座標の軌跡238を実線で示した。また、比較のために通常の場合におけるコレット32の先端部46におけるZ位置座標の軌跡233を2点鎖線で示した。図7において、時刻t5は、復路搬送で確認位置7に達した時の時刻である。ここまではコレット32もコレットテーブル38も一体として搬送されるので、コレット32の先端部46の軌跡232とコレットテーブル38の基準点の軌跡238は一定の間隔を保っている。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the passage of time of the position of the
時刻t5において、チップ2があると確認されると、コレットテーブル38の位置をそのままにして、コレット32のみを退避させる。すなわち図7に示すように、コレットテーブル38の基準点の軌跡238はそのまま移動を続けるのに対し、コレット32はコレットテーブル38に対し+Z方向に移動するため、コレット32の先端部46の軌跡232はコレットテーブル38の基準点の軌跡238と一定間隔を保たなくなる。そして、時刻t6においてコレット32がアーム36に突き当たるまで移動すると、その後はその状態でコレット32とコレットテーブル38は一緒に移動し、時刻t6においてチップ供給位置6に到達する。図7において、通常の場合におけるコレット32の先端部46の軌跡233を2点鎖線で示したが、時刻t6においてコレット32のZ位置は、ウエファリング50からチップ3をピックアップできる高さになるように設定されている。この通常の場合における位置に比べると、ピックアップ退避状態におけるコレット32の位置は、+ΔZだけ高い位置に退避していることになる。退避量ΔZの大きさは、上記の例ではボンディング退避のときと同じ約2mmである。時刻t 6 の後、通常の場合のピックアップ処理に要する時間を経過して時刻t7 になると、往路搬送に移る。時刻t8はコレット32とコレットテーブル38とが再び一体化する時刻を表している。なお、コレット32の退避スピードは、時刻t6においてコレット32が十分退避するのに間に合う程度のものであればよい。
When it is confirmed that there is a
図8は、復路搬送においてチップ2の持ち帰りがある場合の様子を図4、図6と同じ表現で表したものである。チップ有無センサ56は、コレット32にチップ2があることを検出する。これによりコレット32はコレットテーブル38から相対的に退避し、チップ供給位置6においては、チップ2を持ち帰ったコレット32の先端部46が、ウエファリング50の上面から十分上方に退避する。これにより、持ち帰りチップ2がコレット32に保持されていても、チップ供給位置6において、ウエファリング50あるいはその上に配置された他のチップ3等に衝突することを防止できる。そして、この場合において、コレットテーブル38のZ位置は何ら修正を加えられずにそのまま当初の搬送軌跡どおりに移動し、図4の通常の場合と同じである。すなわち、図8の場合でも、図4と同様にボンディング位置8からチップ供給位置6までコレット部30が直行搬送される。
FIG. 8 shows the same situation as in FIGS. 4 and 6 in the case where the
このようにして、VCM34に流す電流の向き、電流の大きさをボンディングの各工程について適切に制御することで、コレット部30の中で質量が小さく搬送速度に与える影響が少ないコレット32について適切な押し付け圧を与え、また適切な退避を行わせることができる。そして、コレット32の動きはコレットテーブル38等と独立に制御できるので、コレット部30の中で慣性が大きく搬送速度に与える影響が大きいコレットテーブル38及びこれに固定されるアーム36、VCM34等の搬送軌跡を、最適な高速搬送の条件で設定できる。
In this way, by appropriately controlling the direction of current flowing through the
2,3 チップ、4 リードフレーム、6 チップ供給位置、7 確認位置、8 ボンディング位置、10 ボンディング装置、20 ボンディング装置本体、30 コレット部、32 コレット、34 VCM、36 アーム、38 コレットテーブル、40 空心コイル、42 上つば部、44 下つば部、46 先端部、48 貫通穴、50 ウエファリング、52 キャリア、54 ヒータ台、56 チップ有無センサ、60 制御部、62 CPU、64 入力部、66 出力部、68 外部記憶装置、70 VCMI/F、72 コレットI/F、74 ウエファリングI/F、76 有無センサI/F、78 ヒータI/F、80 キャリアI/F、82 ピックアップ処理モジュール、84 往路搬送処理モジュール、86 ボンディング処理モジュール、88 復路搬送処理モジュール、90 ボンディング退避処理モジュール、92 確認処理モジュール、94 ピックアップ退避処理モジュール、132,133,232,233 コレットの(先端部の)軌跡、138,139,238 コレットテーブルの(基準点の)軌跡。
2, 3 chips, 4 lead frame, 6 chip supply position, 7 confirmation position, 8 bonding position, 10 bonding apparatus, 20 bonding apparatus body, 30 collet part, 32 collet, 34 VCM, 36 arm, 38 collet table, 40 air core Coil, 42 Upper collar part, 44 Lower collar part, 46 Tip part, 48 Through hole, 50 Wafering, 52 Carrier, 54 Heater base, 56 Chip presence sensor, 60 Control part, 62 CPU, 64 Input part, 66
Claims (3)
チップ供給位置においてコレットによりチップをピックアップするピックアップ工程と、
チップ供給位置からボンディング位置へ最短の時間で搬送できるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する往路搬送工程と、
ボンディング位置において、コレットテーブルの位置をそのままにして、駆動源によりコレットをコレットテーブルに対してZ方向に移動させてボンディング対象物に向かって押し付ける第1方向に駆動力を所定時間与え、チップをボンディング対象物にボンディングするボンディング工程と、
ボンディング位置からチップ供給位置へ最短の時間で搬送でき、チップ供給位置ではコレットのZ位置がチップをピックアップできる高さになるように設定されるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する復路搬送工程と、
を含むボンディング方法において、
復路搬送工程の途中において、コレットにチップが保持されていないことを確認する確認工程と、
確認工程においてコレットにチップが保持されていると判断されたときは、コレットテーブルのX,Y,Z3方向の移動駆動に対する指令は変更せずに直行搬送を続け、コレット駆動源によりコレットに第2方向の駆動力を与えてコレットをコレットテーブルに対しZ方向に移動させて、チップ供給位置において通常の場合チップをピックアップできる高さよりも上方になるように引き上げ、コレットが新しいチップに接触しないように退避させるピックアップ退避工程と、を含むことを特徴とするボンディング方法。 X held movably collet for sucking holding the chip in the Z-direction, Y, and Z3 direction movable collet table, a collet drive source that is attached to the collet table to collet table collet in the Z direction Using a collet unit having a drive source that gives a driving force to move ,
A pick-up process for picking up a chip by a collet at a chip supply position;
Based on the movement trajectory in the X, Y, and Z3 directions that can be transported from the chip supply position to the bonding position in the shortest time, an outward transport process for transporting the collet section directly ,
At the bonding position, the position of the collet table is left as it is, the driving source is used to move the collet in the Z direction with respect to the collet table and apply the driving force in the first direction to press it against the object to be bonded for a predetermined time to bond the chip. A bonding process for bonding to an object;
The collet can be transported from the bonding position to the chip supply position in the shortest time, and the collet is set in such a way that the Z position of the collet is set to a height at which the chip can be picked up at the chip supply position. A return path transporting process in which the section is transported directly ;
In a bonding method including:
In the middle of the return path transport process, a confirmation process for confirming that no chip is held on the collet;
If it is determined in the confirmation step that the chip is held in the collet, the direct movement is continued without changing the command for moving the collet table in the X, Y, and Z3 directions, and the collet drive source supplies the second to the collet. The collet is moved in the Z direction with respect to the collet table by applying a driving force in the direction, and is pulled up above the height at which the chip can be picked up normally at the chip supply position, so that the collet does not touch the new chip And a pick-up retracting step for retracting.
チップ供給位置においてコレットによりチップをピックアップするピックアップ処理手順と、
チップ供給位置からボンディング位置へ最短の時間で搬送できるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する往路搬送処理手順と、
ボンディング位置において、コレットテーブルの位置をそのままにして、駆動源によりコレットをコレットテーブルに対してZ方向に移動させてボンディング対象物に向かって押し付ける第1方向に駆動力を所定時間与え、チップをボンディング対象物にボンディングするボンディング処理手順と、
ボンディング位置からチップ供給位置へ最短の時間で搬送でき、チップ供給位置ではコレットのZ位置がチップをピックアップできる高さになるように設定されるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する復路搬送処理手順と、
を含み、
復路搬送工程の途中において、コレットにチップが保持されていないことを確認する確認処理手順と、
確認処理手順においてコレットにチップが保持されていると判断されたときは、コレットテーブルのX,Y,Z3方向の移動駆動に対する指令は変更せずに直行搬送を続け、コレット駆動源によりコレットに第2方向の駆動力を与えてコレットをコレットテーブルに対しZ方向に移動させて、チップ供給位置において通常の場合チップをピックアップできる高さよりも上方になるように引き上げ、コレットが新しいチップに接触しないように退避させるピックアップ退避処理手順と、を実行させることを特徴とするボンディングプログラム。 X held movably collet for sucking holding the chip in the Z-direction, Y, and Z3 direction movable collet table, a collet drive source that is attached to the collet table to collet table collet in the Z direction A bonding program that uses a collet unit having a driving source that applies a driving force to be moved, and causes a bonding apparatus to perform bonding by reciprocating the collet unit between a chip supply position and a bonding position;
Pickup processing procedure for picking up a chip by a collet at a chip supply position;
Based on the movement trajectory in the X, Y, and Z3 directions that can be transported from the chip supply position to the bonding position in the shortest time, the forward transport processing procedure for transporting the collet portion directly ;
At the bonding position, the position of the collet table is left as it is, the driving source is used to move the collet in the Z direction with respect to the collet table and apply the driving force in the first direction to press it against the object to be bonded for a predetermined time to bond the chip. Bonding procedure for bonding to the object,
The collet can be transported from the bonding position to the chip supply position in the shortest time, and the collet is set in such a way that the Z position of the collet is set to a height at which the chip can be picked up at the chip supply position. A return path transport processing procedure for transporting the section directly ,
Including
A confirmation processing procedure for confirming that no chip is held on the collet during the return path conveyance process,
If it is determined in the confirmation processing procedure that the chip is held in the collet, the direct movement is continued without changing the commands for moving the collet table in the X, Y, and Z3 directions, and the collet is driven by the collet drive source. Applying a driving force in two directions to move the collet in the Z direction with respect to the collet table and pulling it up above the height at which the chip can be picked up normally at the chip supply position, so that the collet does not touch the new chip And a pickup evacuation processing procedure to be evacuated.
コレット部は、
チップを吸引保持するコレットと、
コレットをZ方向に移動可能に保持しX,Y,Z3方向に移動可能なコレットテーブルと、
コレットテーブルに取り付けられるコレット駆動源であってコレットテーブルに対しコレットをZ方向に移動させる駆動力を与える駆動源と、
を有し、
制御部は、
チップ供給位置においてコレットによりチップをピックアップするピックアップ処理モジュールと、
チップ供給位置からボンディング位置へ最短の時間で搬送できるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する往路搬送処理モジュールと、
ボンディング位置において、コレットテーブルの位置をそのままにして、駆動源によりコレットをコレットテーブルに対してZ方向に移動させてボンディング対象物に向かって押し付ける第1方向に駆動力を所定時間与え、チップをボンディング対象物にボンディングするボンディング処理モジュールと、
ボンディング位置からチップ供給位置へ最短の時間で搬送でき、チップ供給位置ではコレットのZ位置がチップをピックアップできる高さになるように設定されるX,Y,Z3方向に関する運動軌跡に基いて、コレット部を直行搬送する復路搬送処理モジュールと、
を含み、
復路搬送処理の途中において、コレットにチップが保持されていないことを確認する確認処理モジュールと、
確認処理においてコレットにチップが保持されていると判断されたときは、コレットテーブルのX,Y,Z3方向の移動駆動に対する指令は変更せずに直行搬送を続け、コレット駆動源によりコレットに第2方向の駆動力を与えてコレットをコレットテーブルに対しZ方向に移動させて、チップ供給位置において通常の場合チップをピックアップできる高さよりも上方になるように引き上げ、コレットが新しいチップに接触しないように退避させるピックアップ退避処理モジュールと、
を有することを特徴とするボンディング装置。 A bonding apparatus that includes a collet unit that holds a chip and a control unit, and performs bonding by reciprocating the collet unit between a chip supply position and a bonding position;
The collet section
A collet for sucking and holding the tip;
X holds the collet to be movable in the Z-direction, a movable collet table Y, Z3 direction,
A driving source providing a driving force for moving the collet in the Z direction relative to the collet table a collet drive source that is attached to the collet table,
Have
The control unit
A pick-up processing module for picking up a chip by a collet at a chip supply position;
An outbound transfer processing module that transfers the collet straight , based on a movement trajectory in the X, Y, and Z3 directions that can be transferred from the chip supply position to the bonding position in the shortest time ;
At the bonding position, the position of the collet table is left as it is, the driving source is used to move the collet in the Z direction with respect to the collet table and apply the driving force in the first direction to press it against the object to be bonded for a predetermined time to bond the chip. A bonding processing module for bonding to an object;
The collet can be transported from the bonding position to the chip supply position in the shortest time, and the collet is set in such a way that the Z position of the collet is set to a height at which the chip can be picked up at the chip supply position. A return path transport processing module that transports the section directly ;
Including
A confirmation processing module for confirming that no chip is held in the collet in the middle of the return path conveyance processing;
If it is determined in the confirmation process that the tip is held on the collet, the direct movement is continued without changing the command for moving the collet table in the X, Y, and Z3 directions, and the collet drive source supplies the second to the collet. The collet is moved in the Z direction with respect to the collet table by applying a driving force in the direction, and is pulled up above the height at which the chip can be picked up normally at the chip supply position, so that the collet does not touch the new chip A pickup evacuation processing module to evacuate;
A bonding apparatus comprising:
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