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 Patent Document 2, the spindle is rotatably supported by a spindle housing that is relatively moved up and down by an elevating device, a rod is provided inside the spindle, a component is held by a suction port at the tip of the rod, and the rod is pressurized by air pressure. It is disclosed.

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.

特開平７−１０６３５２号公報JP-A-7-106352 特開平５−２１８６８９号公報JP-A-5-218689

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 bonding apparatus 10. Although not constituting the bonding apparatus 10, the chips 2 and 3 and the lead frame 4 that are objects of bonding work are also illustrated. The bonding apparatus 10 includes a bonding apparatus main body 20 and a control unit 60 that is connected to each element of the bonding apparatus main body 20 and controls the operation of the entire bonding apparatus 10.

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 main body 20 includes a collet portion 30 that reciprocates between the chip supply position 6 and the bonding position 8, and a wafer ring 50 that is provided at the chip supply position 6 and holds the chips 3 that are arranged in a diced state. A carrier 52 that holds the lead frame 4 provided at the bonding position 8, a heater base 54 that heats the bonding portion of the lead frame 4, and a collet part 30 provided at the confirmation position 7 in the transport path of the collet part 30. A chip presence / absence sensor 56 for detecting whether or not the chip 2 is held.

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 collet unit 30 includes a collet that can suck the chip 2, and is a member that can move in the X, Y, and Z3 directions shown in FIG. 1 under the control of the control unit 60. A detailed sectional view of the collet portion 30 is shown in FIG. The collet unit 30 includes a collet 32 and a voice coil motor (VCM) 34 provided on the upper part of the collet 32. The collet 32 and the VCM 34 are held by an arm 36, and the arm 36 is attached to a collet table 38. It is done.

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 collet 32 is a substantially cylindrical member, and the uppermost portion is a flange-shaped upper collar portion 42, and a lower collar portion 44 is also provided at an intermediate portion of the cylinder portion. The upper collar portion 42 is made of a magnetic material and has a function of a movable iron core in relation to the VCM 34. A portion having a uniform diameter between the upper collar portion 42 and the lower collar portion 44 is a portion that is supported by a support hole provided in the arm 36 so as to be movable in the Z direction. The tip portion 46 of the collet 32 is a portion that sucks and holds the chip 2, and a through hole 48 that extends straight from the tip portion 46 toward the upper collar portion 42 of the collet 32 inside the cylinder portion is provided. The through hole 48 has a function of allowing a vacuum device (not shown) to be connected to suck the chip 2 and a function of passing light from a light emitting element of a chip presence sensor 56 described later.

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 VCM 34 is supported by the arm 36 and has a magnetic core that can move in the Z direction. The VCM 34 has a movable iron core, and the air core coil 40 wound around the magnetic core 40 is a drive coil. It is a motor element that applies a driving force to the iron core, that is, the collet 32 in the + Z direction or the −Z direction depending on the direction. Both terminals of the air-core coil 40 are connected to the VCMI / F 70 of the control unit 60 by signal lines. For example, when the current direction generates a driving force in the −Z direction, the collet 32 moves in the −Z direction, and the upper collar portion 42 hits the arm 36 and stops there. If the tip of the collet 32 is in contact with the lead frame or the wafer ring before that, the tip of the collet is pressed against the lead frame or the like with a driving force corresponding to the magnitude of the current supplied to the air-core coil 40. In this way, by controlling the current supplied to the VCM 34, the pressing pressure of the collet 32 can be varied. Further, when the direction of the current generates a driving force in the + Z direction, the collet 32 moves in the + Z direction, and the lower collar portion 44 hits the arm 36 and stops there. That is, the collet 32 can be pulled up. The lifting amount of the collet 32 can be defined by the distance between the lower surface of the upper collar portion 42 and the upper surface of the lower collar portion 44 and the length of the collet support portion of the arm 36. For example, the lifting amount can be about 2 mm.

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 arm 36 is a member having a function of supporting the collet 32 in the support hole so as to be movable in the Z direction and attaching the air-core coil 40 so as to constitute the VCM 34 at the upper collar portion 42 of the collet 32. The support hole also supports when the collet 32 is rotated by θ by a rotation mechanism (not shown). By inserting a ring made of a material with good lubricity into the support hole and supporting the outer diameter of the cylindrical portion of the collet 32 with the inner diameter of the ring, the movement in the Z direction and the θ rotation can be performed smoothly. it can.

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 arm 36 is attached to a collet table 38. The collet table 38 is a table that can be moved in the X, Y, and Z3 directions by an XYZ moving mechanism (not shown). The XYZ moving mechanism (not shown) can be specifically configured to include three step motors, that is, an X motor, a Y motor, and a Z motor. Each terminal of these motors is connected to a collet I / F 72 of the control unit 60 by a signal line.

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 wafer ring 50 sticks and holds the chips 3 separated from each other by dicing on the adhesive sheet, and has a function of a chip supply unit. A defective mark is attached to the defective chip 3 . The wafer ring 50 can be moved in the X direction and the Y direction by an XY moving mechanism (not shown), whereby any chip 3 on the wafer ring 50 can be moved directly below the chip supply position 6. A detection camera (not shown) can be used for accurate positioning and detection of the presence or absence of a defective mark on the chip 3 . Specifically, the XY moving mechanism (not shown) can be configured to include two step motors, an X motor and a Y motor. Each terminal of these motors is connected to the wafering I / F 74 of the control unit 60 by a signal line.

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 carrier 52 is a member that holds the lead frame 4. The carrier 52 can be moved in the Y direction by a Y moving mechanism (not shown), whereby the lead frame 4 can be transported. Specifically, the Y moving mechanism (not shown) can be configured by a step motor. Each terminal of this motor is connected to the carrier I / F 80 of the control unit 60 by a signal line.

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 carrier 52 moves on the heater base 54. The heater base 54 is for heating the lead frame 4 and the chip 2 to a temperature suitable for bonding, and can be constituted by a table with a built-in heater, for example. Each terminal of the heater is connected to the heater I / F 78 of the control unit 60 by a signal line.

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 / absence sensor 56 is a transmitted light type sensor provided at the confirmation position 7 in the movement path of the collet 32 and can be configured by a combination of a light emitting element and a light receiving element. The arrangement of the light emitting element and the light receiving element is as follows. At the confirmation position 7, the light emitted from the light emitting element passes through the through hole 48 of the collet 32, and if the tip 2 of the collet 32 does not have the chip 2, the light receiving element It is set to receive light. Accordingly, whether the collet 32 holds the chip 2 in the forward conveyance from the chip supply position 6 to the bonding position 8, and the collet 32 takes the chip 2 home in the backward conveyance from the bonding position 8 to the chip supply position 6. It can be confirmed whether or not it is done. The signal line of the chip presence / absence sensor 56 is connected to the presence / absence sensor I / F 76 of the control unit 60.

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 control unit 60 will be described. The control unit 60 has a function of controlling each element constituting the bonding apparatus main body 20, and in particular controls the movement of the collet table 38 in the collet unit 30 and the position and pressing pressure of the collet 32 driven by the VCM 34, This is a device having a function of executing a bonding operation at a high speed, and can be constituted by a general computer.

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 collet unit 30, an outward transfer processing function for transporting the collet unit 30 from the chip supply position 6 to the bonding position 8, and a bonding position 8 A confirmation processing for detecting the presence or absence of a chip in the collet portion 30 at a confirmation position 7 having a bonding processing function for performing bonding and a return path conveyance processing function for conveying the collet portion 30 from the bonding position 8 to the chip supply position 6 A bonding retreat processing function for retreating the collet 32 at the bonding position 8; and a pickup retreat processing function for retreating the collet 32 at the chip supply position 6. Software can be used to perform processing corresponding to these functions, and predetermined processing can be performed by executing a corresponding bonding program. A part of the processing can be executed by hardware.

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 control unit 60 includes a CPU 62, an input unit 64 such as a keyboard, an output unit 66 that is a display such as a display panel, an external storage device 68, and a VCMI / F 70 connected to each element of the bonding apparatus body 20. I / F up to I / F 80 is included, and these are connected to each other via an internal bus.

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 CPU 62 from the pickup processing module 82 to the pickup withdrawal processing module 94 will be described with reference to the flowchart of FIG. The procedure of the bonding operation shown in FIG. 3 is a direct type for conveying the collet table 38 between the chip supply position 6 and the bonding position 8 . Although the procedure of the bonding operation may be described from any place, in FIG.

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 collet 32 picks up the chip 2. Specifically, the pickup processing module 82 of the CPU 62 issues an instruction to a vacuum device (not shown), decompresses the portion of the through hole 48 of the collet 32, and moves the chip 2 from the wafer ring 50 to the tip end portion 46 of the collet 32. Hold by suction. Further, an instruction is given to the wafer ring 50, and an operation of pushing the chip 2 from the back side toward the collet 32 in synchronization with the suction of the collet 32 is performed.

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 pickup processing module 82 issues a command to the VCM 34 via the VCMI / F 70, and applies a driving force to the collet 32 toward the wafer ring 50, that is, in the -Z direction shown in FIG. 2, for example, about 400 N in the -Z direction. The pressing pressure is generated. That is, the collet 32 performs vacuum suction while sandwiching the chip 2 with a force of about 400 N in combination with the pushing-up operation of the wafer ring 50. This makes it possible to perform pickup more reliably.

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 collet unit 30 is directly transferred from the chip supply position 6 to the bonding position 8 while the chip 2 is sucked and held. Here, the direct conveyance does not include, for example, an operation in which the chip 2 is sucked up and once moved upward, or moved once directly above the bonding position 8 and then moved downward from there. In the condition of the arrangement of each element in the bonding apparatus 10 and the like, it does not necessarily mean that it is perpendicular to the shortest distance spatially. It means that it can be transported at the highest speed. Therefore, it may be a parabolic conveyance locus rather than a linear conveyance locus. Specifically, the forward transfer processing module 84 issues an instruction to an XYZ moving mechanism (not shown) via the collet I / F 72, and based on the movement locus that can be transferred from the chip supply position 6 to the bonding position 8 in the shortest time. The collet unit 30 is moved. The maximum acceleration of conveyance can be set to 170-190 m / sec 2 , for example.

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 transfer processing module 84 issues a command to the VCM 34 via the VCMI / F 70, and gives the collet 32 a larger driving force in the -Z direction shown in FIG. For example, the mass of the collet 32 is 40-60 grams, and a pressing pressure of about 3500 N is generated in the −Z direction. That is, at the maximum conveyance acceleration, a sufficient pressing pressure is generated so that the collet 32 does not vibrate against the arm 36, and the collet 32, the arm 36, and the collet table 38 are moved together.

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 collet 32 and the chip 2 is detected by using a detection camera (not shown), and the result is the collet 32 and the lead frame 4 at the bonding position 8. Used for positioning between. Specifically, if the relative positional relationship between the collet 32 and the chip 2 is deviated from the standard by the detection camera, the deviated target end position of the forward path transport process (S12) is corrected. If there is an angle shift, correction is performed by rotating the collet 32 by θ for the shift. In this way, the chip 2 held by the collet 32 is transported to a predetermined bonding location on the lead frame 4 while correcting the target end position of the direct transport and the like.

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 collet 32 bonds the chip 2 to the bonding portion of the lead frame 4. The heater base 54 is controlled via a heater I / F 78 so that the bonding location of the lead frame 4 is at a temperature suitable for predetermined bonding. Here, the bonding processing module 86 issues a command to the VCM 34 via the VCMI / F 70 and applies a driving force to the collet 32 in the direction toward the lead frame 4, that is, in the −Z direction shown in FIG. A pressing pressure of 400 N is generated. This command can be issued in the final stage of the forward transfer process (S12) in consideration of the response time of the current value switching of the VCM 34. Then, it is held for a predetermined time t 0 which is suitable for bonding. That is, the chip 2 is pressed against the lead frame 4 at a predetermined bonding temperature with a pressing pressure of about 400 N for a time t 0 , thereby performing appropriate bonding.

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 wafer ring 50, the process of bringing the next good chip 3 to the chip supply position 6 is performed while the processes of the forward transfer process (S12) and the bonding process (S14) are performed. . From the standpoint of overall speedup, the time for bringing the next chip 3 after the picked-up position to the chip supply position 6 = the processing time of the forward transfer process (S12), the processing time of the bonding process (S14), and the return transfer process If the sum of the processing times of (S18) is used, the highest speed can be achieved. However, setting in this manner, if it is the next chip 3 is defective position pickup, positioning of the next chip 3 in Uefaringu 50 is too late.

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 collet unit 30 is conveyed directly from the bonding position 8 to the chip supply position 6. Specifically, the return path transport processing module 88 issues an instruction to an XYZ moving mechanism (not shown) via the collet I / F 72 and is based on a motion trajectory that can be transported from the bonding position 8 to the chip supply position 6 in the shortest time. The collet unit 30 is moved. The maximum acceleration of conveyance can be set to, for example, 170-190 m / sec 2 in the opposite direction to that of outbound conveyance.

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 conveyance processing module 88 issues a command to the VCM 34 via the VCMI / F 70, and gives the collet 32 a larger driving force in the -Z direction shown in FIG. For example, the mass of the collet 32 is 40-60 grams, and a pressing pressure of about 3500 N is generated in the −Z direction. That is, at the maximum conveyance acceleration, a sufficient pressing pressure is generated so that the collet 32 does not vibrate against the arm 36, and the collet 32, the arm 36, and the collet table 38 are moved together.

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 collet 32 does not have the chip 2 in the return path conveying step (S18), and is returned to the chip supply position 6 in an empty state. However, in some rare cases, bonding is not successful, and the chip 2 is sucked into the collet 32 and the return path transport process (S18) is entered, so that the chip 2 is brought home. In order to confirm this, it is confirmed whether or not the chip 2 is present in the collet 32 at the confirmation position 7 (S20). Specifically, the confirmation processing module 92 issues an instruction to the chip presence / absence sensor 56 via the presence / absence sensor I / F 76, causes the light emitting element to emit light at the confirmation position 7 , and passes the light through the through hole 48 of the collet 32. The result is detected by the light receiving element. If the light receiving element detects light, it can be confirmed that the collet 32 has no chip 2 and is normal. If the light receiving element cannot receive light, it is determined that the chip 2 is held at the tip 46 of the collet 32. In the so-called take-away state where the chip 2 is held on the collet 32, the process proceeds to a pickup evacuation step (S26) to be described later. Here, the normal case will be described first.

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 chip 2 in the collet 32, the return path conveyance step (S18) is continued as it is, the collet portion 30 is conveyed to the chip supply position 6 (S22), and then the pickup step (S10). Return to. In the return path conveying step (S18), the command to the VCM 34 generates a pressing pressure of about 3500 N, but in the pickup step (S10), the pressing pressure of about 400 N is optimal. Although it has been described that the pressing pressure generation command of about 400 N is performed in the pickup process (S10), it may be issued at the final stage of the return path conveyance process (S18) in consideration of the response time of the current value switching of the VCM 34. .

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 collet portion 30 can be conveyed directly between the chip supply position 6 and the bonding position 8, and the new chip 2 can be sequentially bonded to the new lead frame 4 at high speed. . This is schematically shown in FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing the movement trajectory of the collet unit 30 in the XZ plane, where the horizontal axis represents the distance in the X direction with position coordinates, and the Y axis represents the distance in the Z direction with position coordinates. In FIG. 4, the chip supply position 6 is (X P , Z P ), the bonding position 8 is (X B , Z B ), and the confirmation position 7 is (X S , Z S ). For example, X P -X B can be about 4-10 cm and Z B -Z P can be about 3 cm. In the case of normal direct conveyance, the collet unit 30 is in a state where the collet 32 is always pressed against the arm 36, that is, the collet table 38 , and is conveyed as a unit. With this positional relationship, in the example of the direct conveyance in which the acceleration during conveyance is 170-190 m / sec 2 , one cycle of the bonding operation can be completed in about 140 msec.

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 VCM 34 is reversed, and the collet 32 is connected to the lead frame 4. Pull up and evacuate. In the above example, the size of the lifting and retracting is about 2 mm. Specifically, the bonding evacuation processing module 90 issues a command to the VCM 34 via the VCMI / F 70, and issues a command to flow a current in the direction opposite to the current direction in the bonding step (S14). The magnitude of the current may be such that the upper surface of the lower collar portion 44 of the collet 32 is pressed against the lower surface of the arm 36. At this time, the command to the XYZ drive mechanism for driving the collet table 38 is not changed. Thus, only the collet 32 can be retracted from the lead frame 4 by about 2 mm without changing the position of the collet table 38. Therefore, the bonding step (S14) can be completed at ΔT = t 0 , and no excessive pressing pressure is applied to the lead frame 4 and the chip 2 , and the excessive heating is not continued in the collet 32.

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 collet 32 and the collet table 38 in the Z direction before and after the bonding is retracted. The horizontal axis represents time, the vertical axis represents the distance in the Z direction from an arbitrary reference point in position coordinates, the locus 132 of the Z position coordinates at the tip 46 of the collet 32 is indicated by a broken line, and the collet table corresponding thereto The locus 138 of the Z position coordinates at an appropriate reference point taken on 38 is indicated by a solid line. For comparison, the locus 133 of the Z position coordinates at the tip 46 of the collet 32 in a normal case is indicated by a two-dot chain line, and the locus 139 of the Z position coordinates at the reference point of the corresponding collet table 38 is indicated by a one-dot chain line. It was. In FIG. 5, the collet 32 and the collet table 38 are transported together during the forward transport, so that the trajectory 132 of the tip 46 of the collet 32 and the trajectory 138 of the reference point of the collet table 38 are kept at a constant interval. . Chip 2 of the distal end portion 46 of the collet 32 is pressed against the contact with a suitable contact pressure on the lead frame 4 bonding step (S14) is started at time t 1. From the start time t 1 to time t 2 to time t 0 passes defined as a time which is suitable for bonding, collet 32 while maintaining the collet table 38 that location, wherein the lead frame 4 and the chip 2 is Bonding is performed while maintaining a predetermined temperature and a predetermined pressing pressure.

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 non-defective chip 3 on the wafer ring 50 proceeds smoothly before the time elapse of the bonding step (S14) reaches t 0 , and from time t 2 = t 1 + t 0. Immediately, an instruction to carry the return path is issued, and the collet 32 and the collet table 38 are conveyed toward the chip supply position 6 while being integrated as shown by the one-dot chain line and the two-dot chain line in FIG.

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 Uefaringu 50, when the command for conveying backward even if the time t 2 is not output at time t 2, and the position of the collet table 38 as it is, the collet 32 only Evacuate. That is, as shown in FIG. 5, the locus 138 of the reference point of the collet table 38 does not change, whereas the locus 132 of the tip 46 of the collet 32 moves in the + Z direction. The first collet table 38 becomes a time t 3 when the command is issued for the return transport to the collet 30 advances to position in Uefaringu 50 starts to move. Time t 4 represents the time when the collet 32 and the collet table 38 are integrated again. Note that the retreat speed of the collet 32 may not be the same as the corresponding ascent speed during the return path conveyance. In addition, a command for carrying the return path may be issued while the collet 32 is retracted.

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 collet 32 is retracted in the + Z direction. When here into the return transport, since the presence or absence of bonding evacuation step (S24) the position of the collet table 38 is not changed, the movement locus of the return transport of the collet table 38 is the same as for normal 4 . That is, also in the case of FIG. 6, the collet portion 30 is conveyed straight from the bonding position 8 to the chip supply position 6 as in FIG. 4.

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 chip 2 is present in the collet 32 in the confirmation step (S20) after the bonding step (S14) . At this time, the process proceeds to the pickup evacuation step (S26). That is, if it is determined that the chip 2 is held in the collet 32 in the take-back state, the position of the collet table 38 is left as it is, the direction of the current flowing through the VCM 34 is reversed, and the collet 32 is moved with respect to the collet table 38. Move it in the direction of pulling it up and evacuate it. The pull-up / retraction magnitude ΔZ is about 2 mm in the above example. Specifically, the pickup retreat processing module 94 issues a command to the VCM 34 via the VCMI / F 70, and issues a command to flow a current in a direction opposite to the current direction in the bonding step (S14). The magnitude of the current may be as large as that in the bonding evacuation process. At this time, the command to the XYZ drive mechanism for driving the collet table 38 is not changed. Thus, only the collet 32 can be retracted about 2 mm from the collet table 38 without changing the position of the collet table 38. If the return path conveyance is continued as it is, when the collet unit 30 reaches the chip supply position 6 , the position of the collet table 38 in the Z direction is the same as usual, but the tip 46 of the collet 32 is about 2 mm from the normal position. It can be made to retract above the ring 50 .

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 collet 32 and the collet table 38 in the Z direction before and after the pickup is retracted. The horizontal and vertical axes are time and position coordinates, respectively, as in FIG. However, since FIG. 5 is centered on the bonding position 8 , FIG. 7 is centered on the chip supply position 6 , so the absolute values are different. Here, similarly to FIG. 5, the locus 232 of the Z position coordinates at the tip 46 of the collet 32 is indicated by a broken line, and the locus 238 of the Z position coordinates at the reference point of the collet table 38 corresponding thereto is indicated by a solid line. For comparison, the locus 233 of the Z position coordinate at the tip 46 of the collet 32 in a normal case is indicated by a two-dot chain line. In FIG. 7, time t 5 is the time when the confirmation position 7 is reached in the return path conveyance. Up to this point, the collet 32 and the collet table 38 are conveyed together, so that the locus 232 of the tip 46 of the collet 32 and the locus 238 of the reference point of the collet table 38 are kept at a constant interval.

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 chip 2 at time t 5 , only the collet 32 is retracted while keeping the position of the collet table 38 . That is, as shown in FIG. 7, the locus 238 of the reference point of the collet table 38 continues to move, while the collet 32 moves in the + Z direction with respect to the collet table 38, and thus the locus 232 of the tip 46 of the collet 32. Does not maintain a constant distance from the reference point locus 238 of the collet table 38 . When the collet 32 is moved until it hits the arm 36 at time t 6, then moves along the collet 32 and collet table 38 in that state, and reaches the chip supply position 6 at time t 6. In FIG. 7, the locus 233 of the tip end portion 46 of the collet 32 in a normal case is shown by a two-dot chain line, but the Z position of the collet 32 becomes a height at which the chip 3 can be picked up from the wafer ring 50 at time t 6 . Is set to Compared to the position in this normal case, the position of the collet 32 in the pickup retracted state is retracted to a position higher by + ΔZ. The size of the retraction amount ΔZ is about 2 mm in the above example, which is the same as that for bonding retraction. After time t 6 , when the time required for normal pickup processing elapses and time t 7 is reached, the forward transfer is started. Time t 8 represents the time when the collet 32 and the collet table 38 are integrated again. Incidentally, retracting speed of the collet 32, at time t 6 as long as enough in time to the collet 32 is sufficiently retracted.

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 chip 2 is taken home in the return path conveyance. The chip presence / absence sensor 56 detects the presence of the chip 2 in the collet 32 . As a result, the collet 32 is relatively retracted from the collet table 38, and the tip 46 of the collet 32 that has brought back the chip 2 retracts sufficiently upward from the upper surface of the wafer ring 50 at the chip supply position 6 . Thus, even when the take-back chip 2 is held by the collet 32 , it is possible to prevent the wafer supply 50 or other chips 3 disposed thereon from colliding with the wafer supply 50 at the chip supply position 6 . In this case, the Z position of the collet table 38 is moved according to the original transport locus without any correction, and is the same as the normal case of FIG. That is, also in the case of FIG. 8, the collet portion 30 is conveyed straight from the bonding position 8 to the chip supply position 6 as in FIG.

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 VCM 34 and the magnitude of the current for each step of bonding, the collet portion 30 has a small mass and is suitable for the collet 32 having little influence on the conveyance speed. A pressing pressure can be applied, and an appropriate evacuation can be performed. Since the movement of the collet 32 can be controlled independently of the collet table 38 and the like, the collet table 38 having a large inertia and having a large influence on the conveyance speed in the collet unit 30, and the arm 36 fixed to the collet table 38, the VCM 34 and the like are conveyed. The trajectory can be set under optimal high-speed transport conditions.

本発明に係る実施の形態におけるボンディング装置の構成図である。It is a block diagram of the bonding apparatus in embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態におけるコレット部の詳細断面図である。It is a detailed sectional view of a collet part in an embodiment concerning the present invention. 本発明に係る実施の形態におけるボンディングの手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of bonding in embodiment which concerns on this invention. コレット部の移動軌跡を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the movement locus | trajectory of a collet part. ボンディング退避前後のコレットとコレットテーブルのＺ方向の位置軌跡を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the position locus | trajectory of the Z direction of the collet and collet table before and behind bonding evacuation. 本発明に係る実施の形態において、ボンディング退避工程のあとにおける復路搬送の様子を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows the mode of a return path conveyance after a bonding evacuation process. 本発明に係る実施の形態において、ピックアップ退避前後のコレットとコレットテーブルのＺ方向の位置軌跡を模式的に説明する図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which illustrates typically the position locus | trajectory of the Z direction of the collet and collet table before and behind pick-up retraction | saving. 本発明に係る実施の形態において、復路搬送においてチップの持ち帰りがある場合の様子を示す図である。In embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows a mode when there exists a take-away of a chip | tip in a return path | pass conveyance.

符号の説明Explanation of symbols

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 Output part 68 External storage device, 70 VCMI / F, 72 Collet I / F, 74 Wafering I / F, 76 Presence sensor I / F, 78 Heater I / F, 80 Carrier I / F, 82 Pickup processing module, 84 Outbound Transport processing module, 86 Bonding processing module, 88 Return path transport processing Joule, 90 bonding save processing module, 92 check processing module, 94 pick up saving processing module, (the tip) locus of 132,133,232,233 collet (reference point) of 138,139,238 collet table locus.

Claims (3)

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. 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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