JP5350518B1 - 基板搬送方法および基板搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】プリフォーム位置が変動しても、装置部品点数を増加させることなく、安定したプリフォーム作業及びボンディング作業とを行うことが可能な基板搬送装置および基板搬送方法を提供する。
【解決手段】基板を、その搬送方向に沿って上流側から下流側に向かってピッチ送りして、上流側のプリフォーム位置で、基板を保持した状態で、基板のアイランドに接着剤を塗布する。その後、下流側のボンディング位置で、接着剤が塗布されたアイランドにチップをボンディングする。プリフォーム位置を基板のアイランド位置に応じて変動させる。プリフォーム位置を変動させる際に、プリフォーム位置と基板の保持位置とを同期させつつ変動させて、この変動したプリフォーム位置で基板のアイランドに接着剤を塗布する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、リードフレームなどの基板に半導体チップなどのチップ(ダイ)をボンディングするための基板搬送方法および基板搬送装置に関する。
半導体製造設備にはダイホンダがある。ダイホンダとは、はんだ、金メッキ、樹脂等を 接合材料として、ダイ(電子回路を作り込んだシリコン基板のチップ)をリードフレー ム(基板)に接着する装置である。
図11に示すように、リードフレーム(基板)101は、その長手方向に沿って所定ピッチ(定ピッチ)で複数のアイランド102を有し、このアイランド102にダイ103(半導体チップ等)が配置接合される。このため、ダイホンダでは、基板101の複数のアイランド2に接着剤104を供給し、この接着剤104が供給されたアイランド102にダイ103(半導体チップ等)をボンディングすることになる。このため、ダイホンダにおいては、基板101を、接着剤104を供給(塗布)するプリフォーム位置Aに搬送するとともに、アイランド102にダイ103を供給するボンディング位置Bに搬送する必要がある。
そのため、従来から基板101のアイランド102をプリフォーム位置Aおよびボンディング位置Bに順次搬送するための搬送装置がある(特許文献1)。このような搬送装置では基板101を定ピッチで間欠送りする。すなわち、この種の従来の搬送装置では、上下方向とフレーム搬送方向(フレーム長手方向)の前後方向との連続した矩形運動の繰り返しが可能な送りピンを備える。また、基板101は前記定ピッチ毎に貫孔(送り孔)が設けられている。
このような搬送装置では、送りピンが下降して基板101の一つの送り孔に嵌入する。そして、この状態で送りピンがフレーム搬送方向の下流側に定ピッチ分移動する。これによって、基板101は定ピッチ分だけ下流側に搬送される。次に、送りピンが上昇して、この送り孔から引き抜かれた後、送りピンがフレーム搬送方向の上流側に定ピッチ分移動する。その後は、前記各工程が順次行われることによって、基板101が定ピッチずつ搬送される。
そして、各基板101のアイランド102がプリフォーム位置Aに搬送されて、このプリフォーム位置Aで接着剤104が塗布された後、ボンディング位置Bに搬送されて、このボンディング位置Bでダイ103がボンディングされる。
特開2004−128097号公報
ところが、従来の搬送装置では、一般には、アイランド102の定ピッチPずつの間欠送りしかできない。このため、上流側のリードフレーム101bと、下流側のリードフレーム101aとは、図11(a)に示すように、上流側のリードフレーム101bの下流端のアイランド102と、下流側のリードフレーム101aの上流端のアイランド102との間隔が2×Pとする必要があった。
しかしながら、上流側のリードフレーム101bの下流端のアイランド102と、下流側のリードフレーム101aの上流端のアイランド102との間隔を2×Pに設定すれば、図11(b)に示すように、上流側のリードフレーム101bと、下流側のリードフレーム101aとの間がボンディング位置に対応した際に、ボンディングするアイランドが無い状態となっている。このため、図11に示すように、上流側のリードフレーム101bの下流端のアイランド102と、下流側のリードフレーム101aの上流端のアイランド102との間隔を詰めて、作業工程において、無駄な時間が生じないように設定するのが好ましい。
ところが、このような場合、図12に示すように、プリフォーム位置Aとボンディング位置Bとを設定する必要がある。すなわち、図12(a)に示すように、ボンディング位置Bに101aのリードフレーム101の最下流のアイランド102が到達した状態で、この101aのリードフレームより上流の101bのリードフレーム101の最下流のアイランド102が到達したプリフォーム位置Aに達する必要がある。
すなわち、図12(a)に示す状態から、定ピッチPずつリードフレーム101を下流側に送っていくことによって、図12(b)(c)(d)(e)(f)(g)のように、順次アイランド102を、プリフォーム位置Aとボンディング位置Bとにそれぞれ搬送することができ、各位置で、プリフォーム動作とボンディング動作とを行うことができる。これによって、各リードフレーム101の全アイランド2にチップ3を接着することができる。
ところが、図12(g)に示す状態から図12(h)に示すように、101bのリードフレーム101の最下流のアイランド102を、ボンディング位置Bに搬送する場合、前記定ピッチPとは相違するピッチP1でリードフレーム101を送る必要がある。この場合、ピッチP1送り(図12(a)参照)を行っても、プリフォーム位置Aでは、次の101cのリードフレーム101の最下流のアイランド102が対応することになって、プリフォーム動作を行うことができる。
このため、この図12に示すようなプリフォーム位置Aとボンディング位置Bとを設定すれば、定ピッチP送りにピッチP1送りを加えることによって、プリフォーム動作とボンディング動作とを無駄なく行うことができる。
しかしながら、接着剤によっては、速乾性のもの(速乾性ペースト)があり、接着剤を塗布した後、ボンディング動作を行うまで、時間が空くと、乾いて接着性が劣化してチップを接着できないことがある。
このため、近年では、図13に示すように、プリフォーム位置Aをボンディング位置Bに接近させることが提案されている。この場合、ボンディング位置Bは固定であるが、プリフォーム位置Aを変動させる必要がある。
すなわち、図13(a)に示すように、101aのリードフレーム101の下流から2番目のアイランド102がボンディング位置Bに達した際には、1aのリードフレーム1の最上流のアイランド102がプリフォーム位置A1に達している。次に、図13(b)に示すように、101aのリードフレーム101の下流から3番目のアイランド102をボンディング位置Bに搬送すれば、101bのリードフレーム101の最上流のアイランド102がプリフォーム位置A1に達していない。そこで、プリフォーム位置をA2の位置に変動させる。これによって、このプリフォーム位置A2でのプリフォーム動作が可能となる。
その後、定ピッチPずつ各リードフレーム101を搬送していけば、アイランド102がボンディング位置Bに達した際には、プリフォーム位置A2に各アイランド102を対応させることができ、プリフォーム位置A2でのプリフォーム動作が可能となる。すなわち、図13(c)に示すように、101aのリードフレーム101の最上流にアイランド102がボンディング位置Bに達するまでは、このプリフォーム位置A2でのプリフォーム動作が可能となる。
しかしながら、図13(c)の状態から、図13(d)に示すように、次の1bのリードフレーム101の最下流のアイランド102をボンディング位置Bに搬送する場合、送りピッチがP1となる。このため、プリフォーム位置A2にアイランド102が対応しないことになり、プリフォーム位置をA1に戻す必要がある。これによって、プリフォーム位置A1でのプリフォーム動作が可能となる。
従って、前記動作を行えば、図13に示すように、プリフォーム位置Aをボンディング位置Bに近づけても、順次、効率のよいボンディング作業を行うことができる。
ところで、プリフォーム位置及びボンディング位置で、リードフレーム101のアイランドの位置決め(固定)を行う必要がある。固定方法としては、通常は、リードフレーム101の表面を上方から押さえ部材にて押えるともに、リードフレーム101の裏面から真空吸着によるアイランド吸着固定が行われる。
アイランド吸着固定は、吸着ベースとアダプタプレートと呼ばれる部品に付設される吸着機構にて構成される。そして、吸着ベースには、吸着配管接続口と吸着経路とが設けられ、アダプタプレートには、吸着ベースの吸着経路と連通される吸着経路と、上面に開口する吸着穴とが設けられている。このため、アダプタプレートには、アイランド配置に合わせた吸着穴を加工する必要があった。
ボンディング位置では、吸着穴のX方向位置は固定であり、吸着穴のY方向位置はリードフレーム101のアイランド配置に合わせた配置となる。これに対して、プリフォーム位置では、ボンディング位置を基準として、アイランドピッチ(X方向ピッチ)の整数倍でかつプリフォーム範囲内の位置でボンディング位置に近い位置に吸着穴を配置することになる。
しかしながら、図13に示す方法を行えば、ポンディング位置は固定であるので、ボンディング動作中は、安定よくアイランド102の固定を行うことができるが、プリフォーム位置が2箇所あるので、押さえ部材と、真空吸着位置とを各プリフォーム位置に合わせる必要がある。
すなわち、プリフォーム位置においてリードフレーム101のアイランド位置に対応する吸着穴を有する複数枚(2枚)のアンダープレートを必要とし、押さえ部材においては、2個備えるか、1個の場合では2つのプリフォーム位置に対応するような形状のものとする必要がある。そのため、部品点数の増加や押さえ部材の大型化を招くことになって、コスト高となる。
また、一枚のリードフレームにおいて、搬送方向に沿って定ピッチで複数のアイランドが形成されるブロック部を、搬送方向に沿って所定ピッチで配設されるものもある。このような場合、さらにプリフォーム位置が増加し、これに伴って、押さえ部材と、真空吸着位置とを変動させる必要があり、さらなる部品点数の増加等を招くことになる。
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、プリフォーム位置が変動しても、装置部品点数を増加させることなく、安定したプリフォーム作業及びボンディング作業とを行うことが可能な基板搬送装置および基板搬送方法を提供する。
本発明の基板搬送装置は、搬送方向に沿って所定ピッチで複数個のアイランドが形成された基板を、その搬送方向に沿って搬送して、上流側のプリフォーム位置で、基板のアイランドに接着剤を塗布した後、下流側のボンディング位置で、接着剤が塗布されたアイランドにチップをボンディングする基板搬送装置であって、基板をその搬送方向に沿って上流側から下流側に向かってピッチ送りする搬送手段と、接着剤が塗布されたアイランドがボンディング位置に搬送された際に、このアイランドにチップをボンディングするボンディング手段と、停止した基板のアイランド位置に応じてプリフォーム位置を変動させて、このプリフォーム位置で接着剤を塗布するプリフォーム手段と、プリフォーム手段にて接着剤を塗布する際に、搬送方向に沿ってスライドする基板受部材にて前記基板を受けた状態でこの基板を保持する保持手段とを備え、プリフォーム手段のプリフォーム位置の変動に同期して、保持手段による保持位置を変動させるものである。
本発明の基板搬送方法は、搬送方向に沿って所定ピッチで複数個のアイランドが形成された基板を、その搬送方向に沿って上流側から下流側に向かってピッチ送りして、上流側のプリフォーム位置で、基板を保持した状態にてこの基板のアイランドに接着剤を塗布し、その後、下流側のボンディング位置で、接着剤が塗布されたアイランドにチップをボンディングする基板搬送方法であって、停止した基板のアイランド位置に応じたプリフォーム位置の変動を可能とし、そのプリフォーム位置の変動の際には、プリフォーム位置と基板の保持位置とを同期させつつ変動させて、この変動したプリフォーム位置で基板のアイランドに接着剤を塗布するものである。
本発明によれば、基板の搬送方法において、基本の送りとこの基本の送りと異なる送りが混在していても、ボンディング位置を固定したまま、プリフォーム位置を変動させることによって、プリフォーム動作を各プリフォーム位置で行うことができる。このため、プリフォーム位置をボンディング位置に接近させることができる。しかも、プリフォーム手段のプリフォーム位置の変動に同期して保持手段による保持位置を変動させることができるので、各プリフォーム位置でのプリフォーム動作が安定する。
前記基板受部材には基板をその裏面側から吸着する吸着穴を有する吸着機構が設けられ、この吸着機構にて保持手段を構成するものであっても、基板受部材にて受けられている基板を上方から押える押さえとを備え、この押さえにて保持手段を構成するものであってもよい。また、吸着機構と押さえとで保持手段を構成してもよい。すなわち、押さえを備えたものではプリフォーム位置の変動に同期して押さえが変動して、プリフォーム動作時において最適な位置で基板を押さえることができる。また、吸着機構を備えたものでは、プリフォーム位置の変動に同期して吸着穴が変動して、プリフォーム動作時において最適な位置で基板を吸着することができる。
なお、基板は、搬送方向および搬送方向と直交する方向にそれぞれ所定ピッチで複数個のアイランドが形成されるアイランド形成ブロック部を有し、かつ、アイランド形成ブロック部は搬送方向に沿って複数個配設されているものであってもよい。
プリフォーム手段は、下流側のプリフォーム位置にて接着剤の塗布を行う第1のプリフォーム手段と、第1のプリフォーム手段のプリフォーム位置よりも上流側のプリフォーム位置にて接着剤の塗布を行う第2のプリフォーム手段とを備えるものであってもよい。この際、一方のプリフォーム手段は、基板の幅方向奥側におけるアイランドへの接着剤の塗布を行い、他方のプリフォーム手段は、基板の幅方向手前側におけるアイランドへの接着剤の塗布を行うように設定できる。
本発明では、プリフォーム位置をボンディング位置に接近させることができるので、プリフォーム工程において、速乾性の接着剤を用いることができ、作業工程全体のスピードアップを図ることなく、生産性の向上を図ることができる。しかも、プリフォーム位置を変動させても、各プリフォーム位置でのプリフォーム動作が安定し、アイランドからの接着剤のはみ出しや接着剤の塗布不足等を回避でき、その後のボンディング工程が安定して、高精度のボンディング作業が可能となる。
また、プリフォーム手段のプリフォーム位置の変動に同期して保持手段による保持位置を変動させることができるので、基本のピッチ送りとこの基本のピッチ送りと異なるピッチ送り(例えば、基板間送りや基板内でのブロック部間送り等)を混在させることができ、ボンディング動作を待機させる等のボンディングのロスを生じさせないようにできる。
保持手段として、基板をその裏面側から吸着する吸着機構や基板を上方から押える押さえを備えたものでは、プリフォーム時において、接着剤を塗布するアイランドを所定位置に安定して維持でき、プリフォーム作業が安定できる。特に、吸着機構にて保持手段を構成する場合、基板受部材の吸着穴としては、基板の搬送方向(X方向)と直交する方向(Y方向)のアイランド配置に合わせた1列でよく、しかも穴サイズも一定のものでよい。このため、基本のピッチ送りとこの基本のピッチ送りと異なるピッチ送り(例えば、基板間送りや基板内でのブロック部間送り等)が混在していても、基板受部材の共用が可能である。このため、複数の品種対応部品を必要とせず、低コストを図ることができる。(これに対して、吸着穴位置が変動できないものでは、X方向に沿って吸着穴を配置する必要があり、このため、吸着経路も複雑化し、品種対応部品が増加する。)
押さえにて保持手段を構成する場合、搬送方向(X方向)が可能であるので、押さえの基板押さえ部を搬送方向と直交する方法(Y方向)に調整できるものとすることによって、品種毎の押さえを揃える必要がなくなって、複数の品種対応部品を必要とせず、低コストを図ることができる。このように、基板をその裏面側から吸着する吸着機構や基板を上方から押える押さえを備えたものでは、品種切換コストの低減を図ることができる。
基板として、複数個のアイランド形成ブロック部は搬送方向に沿って配設されているものであっても、複数のアイランド形成ブロック部間の間隔が相違するピッチを有するものでもよく、種々のタイプの基板に対応でき、装置としては汎用性に優れる。
第1のプリフォーム手段と第2のプリフォーム手段とを備えたものでは、1枚の基板に対するプリフォーム作業の高効率化を図ることができる。また、プリフォーム手段を、基板の幅方向手前側と基板の幅方向奥側とで分けて行うものではより作業効率の向上を図ることができる。
本発明の実施形態の基板搬送装置の構成ブロック図である。 前記図1の基板搬送装置の要部斜視図である。 前記図1の基板搬送装置の基板受部材の平面図である。 前記図1の基板搬送装置の基板受部材の正面図である。 前記図1の基板搬送装置のプリフォーム手段を示す簡略図である。 前記図1の基板搬送装置のボンディング手段を示す簡略図である。 前記図6のボンディング手段にてボンディングされるチップの斜視図である。 基板であるリードフレームの平面図である。 本発明の実施形態の基板搬送方法を示す簡略工程図である。 本発明の実施形態の他の基板搬送装置の要部簡略図である。 従来の基板搬送方法におけるリードフレームとプリフォーム位置とボンディング位置との関係を示す簡略図である。 従来の基板搬送方法を示す簡略工程図である。 他の従来の基板搬送方法を示す簡略工程図である。
以下、本発明の実施の形態を図1〜図10に基づいて説明する。
図1は本発明の基板搬送装置の簡略ブロック図を示す。この基板搬送装置は、半導体製造設備としてのダイホンダの要部をなし、リードフレームなどの基板1(図2等参照)に半導体チップなどのチップ(ダイ)3(図6及び図7等参照)をボンディングするためのものである。リードフレームとは、半導体パッケージの内部配線として使われる薄板の金属である。このため、本発明においては、基板1には、一般的にリードフレームと呼ばれるもの、及び種々の電子部品等が配置される基板(例えば、プリント基板等)を含むものとする。
この基板搬送装置は、図9に示すように、長手方向に沿って所定ピッチで複数個のアイランド2が形成された基板1を、その長手方向に沿って複数枚を順次搬送して、上流側のプリフォーム位置A(A1、A2)で、基板1のアイランド2に接着剤4を塗布した後、下流側のボンディング位置Bで前記基板のアイランド2にチップ3をボンディングするものである。
図1に示すように、基板搬送装置は、複数枚の基板1を搬送する搬送手段10と、前記搬送手段10を制御する制御手段11と、プリフォーム手段12と、ボンディング手段13等を備える。
搬送手段10は、例えば、基板1をクランプするクランプ機構と、このクランプ機構のクランプ部を上流側から下流側に向かって移動させる駆動機構とを備える。駆動機構には、例えば、サーボモータ等を使用することができ、制御手段11の制御によって、基板1を任意のピッチ(設定したピッチ)で下流側へ送ることができる。すなわち、基板1のアイランド2をプリフォーム位置A(A1、A2)とボンディング位置Bとに、順次、送ることができる。
搬送手段10として、駆動輪と、従動輪と、これらに掛け回されるベルトとを備えたベルトフィーダ等のフィーダと、このフィーダを駆動するための駆動機構とを備えたものであってもよい。この場合、基板1がフィーダに供給されれば、位置決め手段(例えば、基板の形成される貫孔に嵌合するピン等)によって位置決めされた状態でフィーダ上に配置される。駆動機構としては、例えばサーボモータ等を使用することができ、制御手段11の制御によって、設定した任意の回転角度にフィーダの駆動輪を駆動させて、基板1を任意のピッチ(設定したピッチ)で下流側へ送ることができる。なお、フィーダを用いる場合、ベルトフィーダ以外のフィーダであってもよい。すなわち、アイランド2の配設ピッチ、ブロック部51(図8参照)間の配設ピッチ、および基板1間の配設ピッチで搬送できればよい。
制御手段11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)を中心としてROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。制御手段11には、記憶手段としての記憶装置が付設される。記憶装置は、HDD(Hard Disc Drive)やDVD(Digital Versatile Disk)ドライブ、CD−R(Compact Disc-Recordable)ドライブ、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)等からなる。なお、ROMには、CPUが実行するプログラムやデータが格納されている。
プリフォーム位置A(A1、A2)では、基板1のアイランド2に接着剤4を塗布するプリフォーム工程(ディスペンス工程)が行われる。このため、プリフォーム手段12は、図5に示すように、例えば接着剤4(図6参照)を吐出するノズル20を有する接着剤塗布用シリンジ21と、このシリンジ21をX軸方向(図2に示す矢印X1、X2方向)とY軸方向(図2に示すY1、Y2方向)とZ軸方向(上下方向)とに駆動させてXYZステージ22とを備える。すなわち、XYZステージ22は、X軸方向に駆動するXステージ22aと、Y軸方向に駆動するYステージ22bと、Z軸方向に駆動するXステージ22cとを備える
このため、シリンジ21は、X軸方向に沿った移動と、Y軸方向に沿った移動と、Z軸方向に沿った移動とが可能である。これによって、プリフォーム時にアイランド2の位置にこのノズル20が対応して、このノズル20から吐出量(塗布量)が制御された状態で、接着剤4がアイランド2に吐出されることになる。なお、XYZステージ22には、アイランド2の検出用のカメラ23が付設されている。
また、ボンディング位置Bでは、接着剤4が塗布されたアイランド2にチップ(ダイ)3を搬送して、この接着剤4上に配置するボンディングが行われることになる。このため、ボンディング装置は、供給部25のチップ3を吸着するコレット26を有するボンディングアーム(図示省略)と、供給部25のチップ3を観察する確認用カメラ(図示省略)と、ボンディング位置でリードフレーム(基板)1のアイランド2を観察する確認用カメラ(図示省略)とを備える。
供給部25は半導体ウエハ27(図7参照)を備え、半導体ウエハ27が多数のチップ3に分割されている。すなわち、ウエハ27は粘着シート(ダイシングシート)に貼り付けられ、このダイシングシートが環状のフレームに保持される。そして、このダイシングシート上のウエハ27に対して、円形刃(ダイシング・ソー)等を用いて、個片化してチップ3を形成する。また、コレット26を保持しているボンディングアームは搬送手段を介して、ピックアップ位置とボンディング位置との間の移動が可能となっている。
また、このコレット26は、その下端面に開口した吸着孔を介してチップ3が真空吸引され、このコレット26の下端面にチップ3が吸着する。なお、この真空吸引(真空引き)が解除されれば、コレット26からチップ3が外れる。
次にこのボンディング装置を使用したボンディング方法を説明する。まず、供給部25の上方に配置される確認用カメラにてピックアップすべきチップ3を観察して、コレット26をこのピックアップすべきチップ3の上方に位置させた後、矢印Z1のようにコレット26を下降させてこのチップ3をピックアップする。その後、矢印Z2のようにコレット26を上昇させる。
次に、ボンディング位置の上方に配置された確認用カメラにて、ボンディングすべきリードフレーム1のアイランド2を観察して、コレット26を矢印Y3方向へ移動させて、このアイランド2の上方に位置させた後、コレット26を矢印Z3のように下降移動させて、このアイランド2にチップ3を供給する。また、アイランド2にチップ3を供給した後は、コレット26を矢印Z4のように上昇させた後、矢印Y4のように、ピップアップ位置の上方の待機位置に戻す。
すなわち、コレット26を、順次、矢印Z1、Z2、Y3、Z3、Z4、Y4のように移動させることによって、ピックアップ確認用カメラの観察に基づいて位置決めされたチップ3をコレット26でピックアップし、このチップ3をアイランド2に実装することになる。
ところで、多数個のチップ3を保持しているフレームは、例えば、XYテーブル等に保持され、このテーブルを移動させることによって、ピックアップすべきチップ3をピックアップ位置に位置させる。
この装置においては、図9等に示すように、プリフォーム位置Aは、A1の位置になったり、A2の位置になったりして変動し、ボンディング位置Bは変動しないで固定されている。
このため、この基板搬送装置は、図3と図4に示すように、基板1の搬送路Wのボンディング位置Bの上流側近傍において基板1を受けて搬送方向に沿ってスライドする基板受部材30を備える。基板受部材30は、吸着ベース31と、この吸着ベース31に固着されるアダプタプレート32とを有し、アダプタプレート32の上面に吸着穴33が開設される。すなわち、この基板受部材30には、吸着穴33を有する吸着機構34が付設されることになる。
吸着ベース31には、吸着配管接続口と吸着経路とが設けられ、アダプタプレート32には、吸着ベース31の吸着経路と連通される吸着経路と、リードフレーム1のアイランド2のY軸方向配置に対応する前記吸着穴33とが設けられている。この場合、搬送路Wは、X軸方向に延びる一対の平行なガイドレール35、35が配置され、ガイドレール35、35上にスライダ36,36を介してこの基板受部材30が配置される。スライダ36,36は、ガイドレール35、35に沿ってX軸方向に往復動するものであるので、基板受部材30がX軸方向に往復動することができる。スライダ36,36は図示省略の駆動手段によってX軸方向に往復動する。なお、駆動手段としては、例えば、駆動用モータと、この駆動用モータの駆動力をスライダ36,36に伝達する連動機構等で構成することができる。また、連動機構としてはベルト機構等で構成できる。
そして、吸着ベース31の吸着配管接続口には、図示省略の真空源が接続される。このため、真空源が駆動することによって、また、吸着ベース31の吸着経路とアダプタプレート32の吸着経路とを介して、アダプタプレート32の吸着穴33からの真空引きが行われる。
また、この基板受部材30には、図2に示すような押さえ40が付設される。押さえ40は、押さえバー41と、この押さえバー41を上下動させる駆動機構42とを備える。押さえバー41は、搬送路Wの搬送方向に直交する方向に延びる本体部41aと、この本体部41からX1方向またはX2方向に延びる複数本の脚部(図示省略)とからなる。このため、基板1の上方に位置する押さえバー41を駆動機構42を介して下降させることによって、図示省略の脚部によって基板1を押さえることができる。この場合、脚部は、Y軸方向沿って配設されるアイランド間に配置され、接着剤4に塗布作業の妨げにならない。なお、駆動機構42としては、シリンダ機構、ボール・ナット機構、リニアガイド機構等の往復動機構にて構成できる。
また、ボンディング位置においても、図2に示すように、押さえ60と、吸着機構(図示省略)とが配置される。押さえ60は、押さえバー61と、この押さえバー61を上下動させる駆動機構62とを備える。駆動機構62としても、シリンダ機構、ボール・ナット機構、リニアガイド機構等の往復動機構にて構成できる。この場合、押さえバー61及び吸着機構の吸着穴のX方向位置を変動させる必要がない。
すなわち、ボンディング位置において、ボンディングされるアイランド2の下方から吸引され、また、このアイランド2の近傍を、押さえ60の上下動可能な押さえバー61にて上方から押さえることになる。この押さえバー61においても、押さえバー本体61aと、この本体部61aからX1方向またはX2方向に延びる複数本の脚部(図示省略)とからなり、この脚部が基板1を押さえることになる。この場合、脚部は、Y軸方向沿って配設されるアイランド間に配置され、ボンディング作業の妨げにならない。
ところで、この装置にて、プリフォーム工程とボンディング工程とを行う基板1は、例えば、図8に示すようなリードフレームである。この場合のリードフレーム1は、複数個のアイランド2が形成されるアイランド形成ブロック部51を有し、アイランド形成ブロック部51が搬送方向に沿って複数個(この場合、4つ)配設されている。
各アイランド形成ブロック部51には、X軸方向、及びY軸方向に沿って、それぞれ所定ピッチで、複数のアイランド2が配置される。また、最下流のアイランド形成ブロック部51Aの最上流の列のアイランド2と、このアイランド形成ブロック部51Aに隣り合うアイランド形成ブロック部51Bの最下流の列のアイランド2との間の間隔Hと、アイランド形成ブロック部51Bの最上流の列のアイランド2と、このアイランド形成ブロック部51Bに隣り合うアイランド形成ブロック部51Cの最下流の列のアイランド2との間の間隔Iとは相違する。また、アイランド形成ブロック部51Cの最上流の列のアイランド2と、このアイランド形成ブロック部51Cに隣り合うアイランド形成ブロック部51Dの最下流の列のアイランド2との間の間隔は、アイランド形成ブロック部51Aとアイランド形成ブロック部51Bとの間隔Hに一致している。
また、このようなリードフレーム1は、複数枚が連続して上流側から下流側に向かって搬送される。このため、下流側のリードフレーム1aと上流側のリードフレーム1bとは、所定寸の隙間Sが設けられる。すなわち、下流側のリードフレーム1aの最上流のアイランド形成ブロック部51Dの最上流の列のアイランド2と、上流側のリードフレーム1bの最下流のアイランド形成ブロック部51Aの最下流の列のアイランド2との間に間隔Jが形成される。この場合の間隔Jは、前記間隔Hや間隔Iと相違することになる。
次に、前記のように構成された基板搬送装置による基板搬送方法を図9等を用いて説明する。この場合、基本の動作を説明するため、基板1上のアイランド2を、その搬送方向に沿ってのみ等ピッチPで7個のみ配設されており、下流側の基板1aの最上流のアイランド2と、上流側の基板1bの最下流のアイランド2との間隔Jを、アイランド間隔Pよりも大きいものとする。また、ボンディング位置をBライン上の一定とし、プリフォーム位置を、A1ライン上と、A2ライン上の2箇所とする。アイランド2がBライン上に達したときに、ボンディング位置Bに搬送されことになり、アイランド2がA1ライン上に達したときに、プリフォーム位置A1に搬送されことになり、アイランド2がA2ライン上に達したときに、プリフォーム位置A2に搬送されことになる。ブリフォーム手段12は、ノズル20を有するシリンジ21がX方向の移動が可能であるので、各プリフォーム位置A1、A2におけるプリフォーム動作が可能となる。
図9(a)に示すように、基板1が上流側から下流側に向かって搬送されて、基板1aの最下流のアイランド2がボンディング位置Bに搬送されたときに、この基板1aの上流側から2番目のアイランド2がプリフォーム位置A1に搬送されるように設定される。この状態では、プリフォーム手段12によりプリフォーム動作と、ボンディング手段13によるボンディング動作とが可能である。
このため、この図9(a)に示す状態から、各基板1を1ピッチPだけ下流側へ搬送すれば、図9(b)に示すように、基板1aの下流から2番目のアイランド2がボンディング位置Bに搬送されるとともに、この基板1aの最上流のアイランド2がプリフォーム位置A1に搬送される。このため、この状態では、プリフォーム位置A1におけるプリフォーム動作と、ボンディング位置Bにおけるボンディング動作を行うことができる。
しかしながら、この図9(b)に示す状態から各基板1を1ピッチPだけ下流側へ搬送すれば、図9(c)に示すように、基板1aの下流から3番目のアイランド2がボンディング位置Bに搬送されるが、基板1bの最下流のアイランド2はプリフォーム位置A1に搬送されない。このため、この状態では、ボンディング位置Bにおけるボンディング動作を行うことができるが、プリフォーム位置A1におけるプリフォーム動作を行うことができない。そこで、この図9(c)の状態では、プリフォーム位置をS(J−P)分だけ上流側へ移動したプリフォーム位置A2に変更する。これによって、プリフォーム位置A2でのプリフォーム動作が可能となる。
この図9(c)に示す状態から各基板1を1ピッチPだけ順次下流側へ搬送していけば、図9(d)に示すように、基板1aの最上流のアイランド2がボンディング位置Bに達するまでは、この1ピッチPの間欠送りで、基板1bの各アイランド2はプリフォーム位置A2に順次対応することになる。このため、プリフォーム位置A2でのプリフォーム動作が可能であるとともに、ボンディング位置Bにおけるボンディング動作が可能となる。
しかしながら、図9(d)に示す状態から、図9(e)に示すように、基板1bの最下流のアイランド2をボンディング位置Bに搬送する場合、Jのピッチ送りが必要となる。このピッチ送りを行えば、基板1bの上流から2番面のアイランド2がプリフォーム位置A2に対応しない。このため、この図9(e)の状態では、プリフォーム位置をS(J−P)分だけ下流側へ移動したプリフォーム位置A1に変更する。これによって、プリフォーム位置A1でのプリフォーム動作が可能となる。
このため、図9に示すような基板1であって、基準となるPのピッチ送りに、Pとは相違するJのピッチを混在させることによって、基板1のアイランド2を順次A1またはA2のプリフォーム位置に搬送できる。このようにプリフォーム位置A1、A2のアイランド2を搬送した状態では、接着剤が塗布されたアイランド2がボンディング位置Bに到達している。このため、このボンディング位置Bで接着剤が塗布されたアイランド2にチップ3をボンディングすることができる。
ところで、プリフォーム位置は、プリフォーム手段12によって、このプリフォーム位置にあるアイランド2に接着剤を塗布できる位置である。このため、基板受部材30の吸着穴33が、接着剤が塗布されるアイランド2に対応して、下方から吸着できる位置であり、かつ、押さえ40の押さえバー41にて、このアイランド2近傍を上方から押えることが可能な位置である。
このため、本発明では、各プリフォーム位置A1、A2においては、基板受部材30がX軸方向に沿ってスライドして、基板受部材30の吸着穴33がプリフォーム位置にあるアイランド2に対応させることになる。この場合、押さえ40の押さえバー41は、基板受部材30と一体にスライドする(同期する)ことになって、接着剤4が塗布されるアイランド2近傍を上方から押えることができる。なお、基板受部材30がスライドする状態では、押さえバー41を上昇させた状態として、基板1に干渉しない状態とし、基板受部材30の吸着穴33をプリフォーム位置にあるアイランド2に対応させた際に、押さえバー41を下降させて基板1を上方から抑えることになる。
このように、前記実施形態では、吸着機構34と押さえ40とで、プリフォーム手段12にて接着剤4を塗布する際に基板1を保持する保持手段14を構成することになって、プリフォーム位置の変動に同期して、この保持手段14の保持位置が移動して、最適な位置で基板1を保持することができる。
なお、搬送手段10によるピッチ送り、プリフォーム手段12のプリフォーム動作、ボンディング手段13、基板受部材30のスライド、及び保持手段14の保持動作等は、前記制御手段11にて制御されるが、この際、設定手段15へのオペレータ等の各種のデータが入力され、この設定値に基づいて制御手段11は、各手段12、13等を制御することになる。
ところで、前記説明では、簡略化を図るために、図9に示すようなリードフレーム1を用いたが、図8に示す実際に用いるリードフレーム1であっても、本装置に対応が可能である。この場合、各アイランド形成ブロック部51のX軸方向のアイランド2の配設ピッチがPであるが、アイランド形成ブロック部51間やリードフレーム1間において、この配設ピッチPと相違する間隔(配設ピッチ)H、I、Jがある。
また、各ブロック部51には、X軸方向及びY軸方向に沿って複数個のアイランド2が配置されるものであるので、プリフォーム動作においては、プリフォーム位置Aにおいて、アイランド2の配置ピッチに対応して、Y軸方向に沿って所定ピッチで、ノズル20を有するシリンジ21を移動させることになる。この場合、基板1の幅方向奥側(搬送方向と直交する方向の奥側)のアイランド2から幅方向手前側(搬送方向と直交する方向の手前側)に向かって接着剤4の塗布をするようにしても、逆に、基板1の幅方向手前側のアイランド2から幅方向奥側に向かって接着剤4の塗布をするようにしてもよい。
図8に示すリードフレーム1において、H=I=Jである場合に、ボンディング位置Bを、各アイランド形成ブロック部51の先頭(下流端)のアイランド2に配置するとともに、プリフォーム位置Aを各アイランド形成ブロック部51の先頭(下流端)のアイランド2に配置するようにすれば、配設ピッチH、I及びリードフレーム間ピッチJの送りに入るタイミングがボンディング位置とプリフォーム位置とで同じタイミングとなる。このため、図12に示すような状態となり、プリフォーム位置を変動させる必要がない。
しかしながら、プリフォーム位置をアイランド形成ブロック部51の先頭(下流端)のアイランド2に配置しない場合、ボンディング位置で、ブロック部間ピッチH、I及びリードフレーム間ピッチJの入るタイミングでプリフォーム位置Aを変動させる必要がある。このため、2箇所のプリフォーム位置が必要となる。
また、ピッチH≠I=Jである場合、プリフォーム位置Aをアイランド形成ブロック部51Cの先頭(下流端)のアイランド2に配置するようにすれば、アイランド形成ブロック部51Bとアイランド形成ブロック部51Cとの間のピッチIと、アイランド形成ブロック部51Aとアイランド形成ブロック部51Bとの間のピッチHの送りが入るタイミングが同じとなるため、プリフォーム位置Bを変動させる必要がない。
しかしながら、この場合に、プリフォーム位置をアイランド形成ブロック部51の先頭(下流端)のアイランド2に配置しない場合、ボンディング位置で、アイランド形成ブロック部51Bとアイランド形成ブロック部51Cとの間のピッチIと、アイランド形成ブロック部51Aとアイランド形成ブロック部51Bとの間のピッチHの送りが入るタイミングが異なるため、プリフォーム位置を変動させる必要がある。このため、3箇所のプリフォーム位置が必要となる。
前記したように、基準ピッチに対して、異なる配設ピッチが1個あれば、プリフォーム位置を2箇所必要となる。このため、図8に示すリードフレーム1では、異なる配設ピッチが3個あるので、プリフォーム位置としては、2×3となって6箇所必要となる。ところが、従来では、プリフォーム位置としては、せいぜい、2ポジションとれるに過ぎない。この場合、J≠P(orI)のみの限定となる。このようなブロック取り品種では、プリフォーム位置Aがプロック部51先頭に配置できない場合、プロック間をアイランドピッチPで数回送り、割り切れない端数の送り量を送り込み位置で補正する方法となる。この方法の場合、プリフォームのみが稼動する列が発生し、ボンディングのロスが発生する。押え位置も、プリフォーム位置Aを2ポジション持たせた場合、その両者で押える形状にする必要があり、品種によっては広範囲に基板(リードフレーム)1を押える必要があり、場合によってはフレーム間付近で両方のフレームを押えることになって、搬送トラブルを引き起こし、2ポジション設定ができず、ロスが発生する。またロスが生じるだけでなく、リードフレーム品種毎に合せたアダプタープート、押えの設計が必要になり、品種数が増えれば増える程、品種対応部品も増えてくる。
しかしながら、本発明の基板搬送装置では、プリフォーム手段12のシリンジ21をX軸方向に沿った往復動が可能であるので、変動したプリフォーム位置に対応してシリンジ21を移動させて、この位置でのプリフォーム動作が可能である。このため、プリフォーム位置として6箇所必要となっても、各プリフォーム位置でプリフォーム動作が可能である。しかも、基板受部材30もX軸方向に沿った往復動が可能であるので、変動した各プリフォーム位置に対応して基板受部材30を移動させることができる。そして、この移動に伴って、保持手段14の保持位置が移動して、最適な位置で基板1を保持することができる。
本発明では、基板の搬送方法において、基本の送りとこの基本の送りと異なる送りが混在していても、ボンディング位置Bを固定したまま、プリフォーム位置Aを変動させることによって、プリフォーム動作を各プリフォーム位置で行うことができる。このため、プリフォーム位置Aをボンディング位置Bに接近させることができる。従って、プリフォーム工程において、速乾性の接着剤を用いることができ、作業工程全体のスピードアップを図ることなく、生産性の向上を図ることができる。しかも、プリフォーム手段12のプリフォーム位置Aの変動に同期して保持手段14による保持位置を変動させることができるので、各プリフォーム位置Aでのプリフォーム動作が安定し、アイランド2からの接着剤のはみ出しや接着剤の塗布不足等を回避でき、その後のボンディング工程が安定して、高精度のボンディング作業が可能となる。
また、プリフォーム手段12のプリフォーム位置Aの変動に同期して保持手段14による保持位置を変動させることができるので、基本のピッチ送りこの基本のピッチ送りと異なるピッチ送り(例えば、基板間送りや基板内でのブロック部間送り等)を混在させることができ、ボンディング動作を待機させる等のボンディングのロスを生じさせないようにできる。
保持手段14として、基板1をその裏面側から吸着する吸着機構34や基板1を上方から押える押さえ40を備えたものでは、プリフォーム時において、接着剤4を塗布するアイランド2を所定位置に安定して維持でき、プリフォーム作業が安定できる。特に、吸着機構34にて保持手段14を構成する場合、基板受部材30の吸着穴33としては、基板1の搬送方向(X方向)と直交する方向(Y方向)のアイランド配置に合わせた1列でよく、しかも穴サイズも一定のものでよい。このため、基板1の搬送方法において、基本のピッチ送りとこの基本のピッチ送りと異なるピッチ送り(例えば、基板間送りや基板内でのブロック部間送り等)が混在していても、基板受部材30の共用が可能である。従って、複数の品種対応部品を必要とせず、低コストを図ることができる。(これに対して、吸着穴位置が変動できないものでは、X方向に沿って吸着穴を配置する必要があり、このため、吸着経路も複雑化する。しかも、品種対応部品が増加する。)
基板1として、複数個のアイランド形成ブロック部51は搬送方向に沿って配設されているものであっても、複数のアイランド形成ブロック部51間の間隔が相違するピッチを有するものでもよく、種々のタイプの基板1に対応できる。また、上流側の基板1と下流側の基板1との間の間隔も種々のものに対応できる。このため、装置としては汎用性に優れる。
なお、前記実施形態では、基板受部材30としては、吸着ベース31とアダプタプレート32とからなるものであった。このため、1つの吸着ベース31に対して、吸着穴33の数や配設ピッチが相違する複数個のアダプタプレート32を備えたものとすることによって、種々のタイプの基板1に対応することができる。すなわち、1つの吸着ベース31にタイプの相違するアダプタプレート32を取り付けることによって、種々のタイプの基板1に対応することがで、低コスト化を図ることができる。
次に図10は、プリフォーム手段12を2つ備えたものである。この場合、一方(第1)のプリフォーム手段12Aを下流側に設け、他方(第2)のプリフォーム手段12Bを上流側に設けたものである。
また、第1のプリフォーム手段12Aとしては、基板1の幅方向奥側におけるアイランド2への接着剤の塗布を行い、他方のプリフォーム手段12Bは、基板1の幅方向手前側におけるアイランド2への接着剤の塗布を行うことになる。すなわち、この実施形態では、アイランド形成ブロック部51において、ゾーン55ではプリフォーム手段12Aにて接着剤の塗布を行い、ゾーン56ではプリフォーム手段12Bにて接着剤の塗布を行う。
この場合も、各プリフォーム手段12A、12Bは、図5に示すプリフォーム手段12にて構成できるので、各プリフォーム手段12A、12Bは、プリフォーム位置の変動に対応することができる。また、押さえ40付の基板受部材30を一対備えることになる。このため、プリフォーム位置の変動に対して、保持手段14の保持位置をその変動に同期して、各アイランド2への接着剤の塗布作業が安定する。
第1のプリフォーム手段12Aと第2のプリフォーム手段12Bとを備えたものでは、1枚の基板1に対するプリフォーム作業の高効率化を図ることができる。また、プリフォーム手段12を、基板1の幅方向手前側と基板の幅方向奥側とで分けて行うものではより作業効率の向上を図ることができる。
なお、12Aと12Bの一対のプリフォーム手段12を有する場合、各プリフォーム手段が、矢印Y1方向に沿って接着剤4を順次塗布するものであっても、矢印Y2方向に沿って接着剤4を順次塗布するものであってもよい。
ところで、図10に示すように、12Aと12Bの一対のプリフォーム手段12を有する場合、カメラ23によるアイランド2の認識は、第1ゾーン55では、矢印Y2のように、幅方向奥側から幅方向手間側に向かって行い、第2ゾーン56では、矢印Y1のように、幅方向手前側から幅方向奥側に向かって行うのが好ましい。これは、カメラ23でのアイランド2認識の誤認を防止するために、基板1の外側から行うのが好ましいからである。このため、カメラ23とシリンジ21とが一体化されているので、第1ゾーン55では、矢印Y1のように、幅方向手前側から幅方向奥側に向かって接着剤4を塗布し、第2ゾーン56では、矢印Y2のように、幅方向奥側から幅方向手間側に向かって接着剤4を塗布することになる。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、基板1のブロック部51の数、ブロック部51間の配設ピッチ、各ブロック部51のアイランド数、アイランド2の配設ピッチ、基板1間の配設ピッチとは任意に変更可能である。
保持手段14として、基板受部材30に設けられる吸着穴33を有する吸着機構34のみにて構成しても、基板受部材30にて受けられている基板1を上方から押える押さえ60のみにて構成してもよい。すなわち、保持手段14として、押さえ60を有さないものであっても、吸着機構34を有さないものであってもよい。また、基板受部材30として、前記実施形態では、吸着ベース31とアダプタプレート21の2部材で構成していたが、1部材や3部材以上で構成してもよい。
また、プリフォーム手段12としては、1機であっても、2機であっても、さらには、3機以上であってもよい。また、2機備える場合、前記実施形態では、ボンディング位置に近い一方のプリフォーム手段12Aで基板奥側のアイランド2に対してプリフォーム動作を行い、他方のプリフォーム手段12Bで基板手前側のアイランド2に対してプリフォーム動作を行っていたが、逆に、一方のプリフォーム手段12Aで基板手前側のアイランド2に対してプリフォーム動作を行っても、他方のプリフォーム手段12Bで基板奥側のアイランド2に対してプリフォーム動作を行うようにしてもよい。
さらに、接着剤としては、はんだペースト、樹脂ペースト、樹脂フィルム等がある。また、樹脂ペーストや樹脂フィルムとしては、エポキシ系、ポリアミド系の種々の樹脂接合材料を用いることができる。
1 基板(リードフレーム)
2 アイランド
3 チップ(ダイ)
4 接着剤
10 搬送手段
12、12A、12B プリフォーム手段
13 ボンディング手段
14 保持手段
30 基板受部材
33 吸着穴
34 吸着機構
40 押さえ
51 アイランド形成ブロック部
A、A1、A2 プリフォーム位置
B ボンディング位置

Claims (7)

  1. 搬送方向に沿って所定ピッチで複数個のアイランドが形成された基板を、その搬送方向に沿って搬送して、上流側のプリフォーム位置で、基板のアイランドに接着剤を塗布した後、下流側のボンディング位置で、接着剤が塗布されたアイランドにチップをボンディングする基板搬送装置であって、
    基板をその搬送方向に沿って上流側から下流側に向かってピッチ送りする搬送手段と、接着剤が塗布されたアイランドがボンディング位置に搬送された際に、このアイランドにチップをボンディングするボンディング手段と、停止した基板のアイランド位置に応じてプリフォーム位置を変動させて、このプリフォーム位置で接着剤を塗布するプリフォーム手段と、プリフォーム手段にて接着剤を塗布する際に、搬送方向に沿って往復動する基板受部材にて前記基板を受けた状態でこの基板を保持する保持手段とを備え、プリフォーム手段のプリフォーム位置の変動に同期して、保持手段による保持位置を変動させることを特徴とする基板搬送装置。
  2. 前記基板受部材には基板をその裏面側から吸着する吸着穴を有する吸着機構が設けられ、この吸着機構にて前記保持手段を構成することを特徴とする請求項1に記載の基板搬送装置。
  3. 前記基板受部材にて受けられている基板を上方から押える押さえを備え、この押さえにて前記保持手段を構成することを特徴とする請求項1に記載の基板搬送装置。
  4. 前記基板受部材にて受けられている基板を上方から押える押さえを備え、前記基板受部材には基板をその裏面側から吸着する吸着機構が設けられ、この吸着機構と押さえとで前記保持手段を構成することを特徴とする請求項1に記載の基板搬送装置。
  5. プリフォーム手段は、下流側のプリフォーム位置にて接着剤の塗布を行う第1のプリフォーム手段と、第1のプリフォーム手段のプリフォーム位置よりも上流側のプリフォーム位置にて接着剤の塗布を行う第2のプリフォーム手段とを備えることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の基板搬送装置。
  6. 一方のプリフォーム手段は、基板の幅方向奥側におけるアイランドへの接着剤の塗布を行い、他方のプリフォーム手段は、基板の幅方向手前側におけるアイランドへの接着剤の塗布を行うことを特徴とする請求項5に記載の基板搬送装置。
  7. 搬送方向に沿って所定ピッチで複数個のアイランドが形成された基板を、その搬送方向に沿って上流側から下流側に向かってピッチ送りして、上流側のプリフォーム位置で、基板を保持した状態にてこの基板のアイランドに接着剤を塗布し、その後、下流側のボンディング位置で、接着剤が塗布されたアイランドにチップをボンディングする基板搬送方法であって、
    停止した基板のアイランド位置に応じたプリフォーム位置の変動を可能とし、そのプリフォーム位置の変動の際には、プリフォーム位置と基板の保持位置とを同期させつつ変動させて、この変動したプリフォーム位置で基板のアイランドに接着剤を塗布することを特徴とする基板搬送方法。
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