JP5683660B1 - ダイボンディング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに接着剤を塗布するスタンピング工程において、スタンピングピンの尖端に接着剤を貯留するディスクから接着剤を転写後の、スタンピングピンの上昇によるディスクとスタンピングピン間の接着剤の糸切りに要する待機時間を短くし、装置の生産性を向上させることが可能なダイボンディング装置を提供すること。【解決手段】尖端に接着剤４３を付着可能なスタンピングピン３２と、スタンピングピンの尖端部３３を上方から挿入して、尖端部３３に接着剤４３を付着可能な接着剤貯留部４０とを有し、スタンピングピンの尖端部３３と接着剤貯留部内の接着剤４３との間において発生する接着剤４３の糸引き部を吸引可能な吸引ノズル５０を接着剤貯留部４０の上方に備え、スタンピングピン３２は、接着剤貯留部４０において、尖端部３３に接着剤４３を付着させた後、上昇して、吸引ノズル５０の先端開口部５１の直前の空間を通過するようにする。【選択図】図５

Description

本発明は、チップをリードフレーム等のワークに装着するダイボンディング装置に関し、特に、ワークに接着剤を塗布するスタンピング工程を短時間で行うことが可能とし、かつ、接着剤がワークの所望外の領域に付着することを防止可能なダイボンディング装置に関する。

チップをリードフレーム等のワークに装着するダイボンディング装置は、基板、リードフレーム等のワークを収納するワーク供給部と、ワーク供給部からワークを取り出して搬送レール上の所定の位置まで搬送するワーク搬送部と、ワークに接着剤を塗布する接着剤塗布部と、ダイシングされたウェハからチップを取り出してワークの接着剤が塗布された位置にチップを装着するチップ接合部と、チップが装着されたワークを搬送レール上から払い出してワークを格納するワーク収納部を有している。

このように、半導体のチップをリードフレームや基板等のワークに装着するダイボンディングでは、チップをワークに装着する前に接着剤をワークに塗布することが行われている。

接着剤をワークに塗布する方法には、スタンピング方式とディスペンサ方式が知られている。

ここで、スタンピング方式は、ペースト状の接着剤(以下、接着剤と記す）を貯留したトレーから接着剤をスタンピングピンの尖端に転写し、転写した接着剤をワークに塗布するものである。

従来のスタンピング方式は、トレー内に溜められた接着剤にスタンピングピンを接触させてスタンピングピンの先端に接着剤を付着させ、その後にスタンピングピンを上昇させ、待機位置で一定時間待機させた後、スタンピングピンを基板等のワークの塗布する位置へ旋回移動し、下降動作してワークへ接着剤を塗布するように動作させていた。

しかしながら、ダイボンディング装置におけるスタンピング方式は、スタンピングピンの先端をトレー内の接着剤に付着させ、その後に上昇させる際に、スタンピングピンの先端から接着剤の糸引きが生じるため、以下に示す問題点を有していた。

問題点１：スタンピングピンがトレーに接触した後に、スタンピングピンを上昇させ、接着剤の糸引きが自然に切れるまでの間、待機位置で待機させていた。この待機時間により、ダイボンダ装置の搬送タクトタイムが伸び、生産効率が低下する。

問題点２：接着剤が付着したスタンピングピンを待機位置で待機させても、タクトタイムの関係から十分にスタンピングピンの先端における塗布に必要な接着剤量に減少しないうちにワーク側へ移動させるので、糸引きがワーク側にまで流れてしまい（引っ張られてしまい）、接着剤がワークの所望外の領域に付着することによりショートが発生する。

問題点３：スタンピングピンがトレーに接触した後に待機によって糸が切れる場合でも
、スタンピングピンに付着する接着剤が糸引き分だけ過多となるため、ワークに塗布した後にも糸引きが生じ、接着剤がワークの所望外の領域に付着することによりショートが発生する。

しかし、スタンピング方式においては、上記問題点１乃至３に対する有効な解決手段は従来、存在しなかった。

従来例としては、特許文献１のように、ディスペンサー方式において、ワークに対して接着剤を塗布した後、接着剤をエアーにより、吹き切り又は吸引する方式が開示されているのみであり、スタンピングピンに接着剤を付着させる工程からの改善対策は検討されていなかった。

特開平６−１７０３２４号公報

スタンピング方式においては、上述した問題点１乃至３を有しており、これら問題点の解決が待たれている。

即ち、本発明は、接着剤をスタンピングピンへ塗布する工程における糸引きを無くす対策を行い、スループットの向上を図り、これに続く、基板・リードフレーム等のワークに塗布する工程において、接着剤がワークの所望外の領域に付着することを防止し、さらには、接着剤の飛散を防止して、安定した接着剤の塗布を行うことができるダイボンダ装置の提供が求められている。

そこで、本発明は、ダイボンディング装置におけるスタンピング方式での上述した問題点１乃至３を解決するために成されたものであり、ワークに接着剤を塗布するスタンピング工程において、スタンピングピンの尖端に接着剤を貯留する接着剤貯留部から接着剤を転写した後に、スタンピングピンの上昇による接着剤貯留部とスタンピングピン間の接着剤の糸引き部分を吸引するようにして、糸切りに要する待機時間を短くし、接着剤塗布時間が短くなることにより装置の生産性を向上させることができ、更に、接着剤のワークへの飛散を防止することが可能なダイボンディング装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明のダイボンディング装置は、接着剤を貯留する接着剤貯留部と前記接着剤貯留部の接着剤に接触させることによって尖端部に接着剤を付着させるスタンピングピンとを備え、前記尖端部に付着させた接着剤をワーク上に塗布し、当該ワーク上に塗布された接着剤を介してチップをワークに固着するダイボンディング装置において、前記接着剤貯留部の上方の所定位置に固設され、当該接着剤貯留部の前記接着剤に接触させた前記スタンピングピンの前記尖端部から生じる接着剤の糸引きを吸引する吸引ノズルを備え、前記スタンピングピンは、前記接着剤貯留部において前記尖端部に前記接着剤を付着させてから、前記吸引ノズルの先端開口部の前方を通過した後、所定時間だけ停止し、前記吸引ノズルは、前記スタンピングピンが停止している間に吸引動作を行うことにより、前記接着剤貯留部に貯留される前記接着剤の表面から前記尖端部にかけて生じる糸引きを吸引することを特徴とする。

また、本発明のダイボンディング装置における前記吸引ノズルは、前記吸引ノズルの吸引経路中に接着剤溜り部を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、接着剤貯留部でスタンピングピンの尖端部に接着剤を付着させた後、スタンピングピンを上昇させて、吸引ノズルの先端開口部の直前の空間を通過し、接着剤の糸引きを吸引することが可能である。このため、糸引きが自然に切れるまでのスタンピングピンの待機時間を設定する必要がないことから、タクトタイムを短縮することが可能である。これによりスループットが大幅に向上する。これにより、スタンピング方式における問題点１に対して効果を有する。

また、本発明によれば、スタンピングピンの尖端部と接着剤貯留部内の接着剤との間において発生する接着剤の糸引き部を吸引するようにしている。このため、スタンピングピンが接着剤を塗布する位置に移動する際には、接着剤の糸引きが発生しないため、接着剤がワークの所望外の領域に付着することがない。これにより、スタンピング方式における問題点２に対して効果を有する。

また、スタンピング方式において発生するスタンピングピンの尖端部と接着剤貯留部内の接着剤との間の接着剤の糸引きを、吸引可能な吸引ノズルを設けるようにして解消するようにしたことにより、スタンピングピンに適量の接着剤を付着させることができる。これにより、スタンピングピンに付着する接着剤の糸引き分が過多となることがなく、ワーク上に塗布した後にも糸引きが発生しない。このため、接着剤がワークの所望外の領域に付着することがない。これにより、スタンピング方式における問題点３に対して効果を有する。

また、ワークに接着剤を塗布した後に、糸引き状態で気体を吸引して糸引きを分断する方式と比較して、本発明のダイボンディング装置は、スタンピングピンの先端に残存した髭状の接着剤、吸引による接着剤の飛散によるボンディング済みのチップ等への接着剤の付着がないため、その後の工程で不良品が発生することがなく、安定した稼働が行える。

また、接着剤の糸引き部分を吸引していることから、スタンピングピン尖端に残る髭が接着剤本体に吸収される時間も早く、髭がないことからスタンピングピン尖端の接着剤の形状も安定し、更に、吸引ポイントを一定の場所及び時間としていることから、スタンピングピン尖端の接着剤の形状が継続的に安定している。そのため、最終的には、ワークに塗布した接着剤の形状自身が安定するため、安定したダイボンディングが可能となり、結果として、歩留りが向上し、それに伴いスループットの向上も図られる。

また、接着剤貯留部上において予め糸引き部を吸引しているため、ワークにスタンピングした後のワークとスタンピングピンとの間の糸引き自体が弱いものとなり、この点でもスループットの向上が図られ、かつ、糸引きが弱いものとなることから、ワーク上に残った接着剤の形状も安定する。

また、接着剤貯留部上で吸引ノズルにより接着剤の糸引きを吸引しているため、吸引時に仮に接着剤が飛散してしまっても、ワークや、チップへの飛散がなく、飛散による影響がなく、安定したダイボンディングが可能となり、結果として、スループットの向上が図られる。

また、吸引ノズルは、筒状のノズル内部で吸引した気体と不要な接着剤を分離することが可能である。ノズル内部の鉛直方向側に凹部を形成する接着剤溜り部を有することにより、吸引した不要な接着剤が、重力により接着剤溜りに集められるため、取り扱い、メンテナンスが容易である。更に、エアー排出口には接着剤が流入しないため、吸引ノズルは、安定した吸引動作が可能となる。

また、接着剤の糸引きの吸引をワーク側で行う場合には、吸引ノズルをスタンピングピンと同時に毎回移動する必要があるが、吸引ノズルが接着剤貯留部に一体で固定されており、移動する必要がないため、装置全体として簡易な構成が可能となる。

また、気体の噴射では接着剤の糸引き部分が切れないことがあるものの、気体の吸引では確実に接着剤の糸引きを切ることができる。

本発明に係るダイボンディング装置の概略の構成を示す平面図である。 本発明に係るダイボンディング装置の概略の構成を示す側面図である。 接着剤塗布部の構成を示す斜視図である。 接着剤塗布部の吸引ノズルの構造及びエアーの流れを示す断面図である。 スタンピングピン、吸引ノズル及び接着剤貯留部のディスクの位置関係を示す断面図である。 接着剤の塗布動作及びこれに伴う接着剤の糸引き吸引動作を示す図である。 従来の接着剤の塗布動作の一部及びこれに伴う接着剤の糸引き動作を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明によるダイボンディング装置を実施するための形態について説明する。

尚、本発明のダイボンディング装置は、ワークに接着剤を塗布するスタンピング工程において、スタンピングピンの尖端に接着剤を貯留する接着剤貯留部から接着剤を転写した後に、スタンピングピンの上昇による接着剤貯留部とスタンピングピン間の接着剤の糸引き部分を吸引するようにして、糸切りに要する待機時間を短くし接着剤塗布時間が短くなることにより、装置の生産性を向上させ、接着剤のワークへの飛散防止を図るようにしたものである。

［ダイボンディング装置の構成］
図１は、本発明に係るダイボンディング装置の概略の構成を示す平面図、図２は、本発明に係るダイボンディング装置の概略の構成を示す側面図である。図１及び図２に示すように、ダイボンディング装置１は、半導体ウェハ１１の背面に貼られたウェハシート上のチップを順にピックアップ位置に移送するチップピックアップ部３と、チップピックアップ部３からチップをピックアップして、ボンディング位置に位置決めされたワーク７０におけるチップ搭載箇所にボンディングするピックアップボンディングヘッド１７と、接着剤塗布位置に位置決めされたワーク７０におけるチップ搭載箇所に接着剤４３を塗布する接着剤塗布部２８と、ワーク７０を搬送してチップ搭載箇所をボンディング位置と接着剤塗布位置に位置決めするワーク搬送部６０と、装置の制御を行う制御部（図示せず）とを有している。

尚、チップ搭載箇所とは、基板上に設定された位置であり、この位置に接着剤が塗布され、チップがボンディング（搭載）される位置をいう。また、ボンディング位置とは、ピックアップボンディングヘッド１７がボンディングする位置として、装置上に設定された位置をいう。また、接着剤塗布位置とは、接着剤塗布部２８により接着剤を塗布する位置として、装置上に設定された位置をいう。

チップピックアップ部３は、ウェハシートを貼り付けた半導体ウェハを保持し、垂直に配置されたウェハリング１０を水平方向に移動させるＸステージ５とウェハリング１０を垂直方向に移動させるＺステージ６と、ウェハリング１０をＸステージ５及びＺステージ６に保持するウェハリング保持機構４と、半導体ウェハ１１の背面に位置し、半導体ウェハ１１のチップを突き上げるピンであるニードル７を有している。

このように、チップピックアップ部３は、Ｘステージ５及びＺステージ６によってウェハリング１０上のピックアップすべき半導体ウェハ１１のチップがニードル７の先端に位置するようにして、ニードル７が水平方向に移動してチップを突き上げてウェハシートからチップを分離する。これにより、チップピックアップ部３でのチップの吸着が可能となる。

ピックアップボンディングヘッド１７は、水平状態で先端にチップを吸着するコレット２１を有するボンディングアーム１８と、ボンディングアーム１８の長手方向の中心付近を回転軸として、水平状態からコレット２１を基板の表面側に９０度回転させる回転部１９と、チップを吸着する際にボンディングアーム１８を水平方向に移動させ、基板にチップをボンディングする際にはボンディングアーム１８を下降させる上下機構部２０を有している。半導体ウェハ１１からのチップ吸着時には、コレット２１の底面が吸引されており、チップはコレット２１の底面の吸着面に真空吸着される。

このように、ピックアップボンディングヘッド１７は、図２に一点鎖線の円弧状の矢印で示すように、ボンディングアーム１８が揺動可能に構成されおり、半導体ウェハ１１からチップを吸着する場合には、ボンディングアーム１８を水平状態とし、コレット２１が半導体ウェハ１１を挟んでニードル７と対向する位置に位置させ、図２に紙面の左右方向に伸びる点線の矢印で示すように、ボンディングアーム１８を水平方向に移動させてチップをピックアップし、ボンディング時には、ボンディングアーム１８を９０度回転して垂直状態とし、コレット２１に吸着したチップをボンディング位置上に位置させ、図２に紙面の上下方向に伸びる点線の矢印で示すように、ボンディングアーム１８を下降させて、チップを基板上のチップ搭載箇所にボンディングするように動作する。

ウェハ用カメラ２５は、ウェハリング保持機構４にウェハリング１０装着時の半導体ウェハ１１の位置決めを行い、また、チップピックアップ部３で位置決めされたチップの良不良判定をおこなうものである。半導体ウェハ１１のチップ上には、前もって不良のチップにはマーク等が付けられており、チップの良不良判定後に良品のチップのみ基板等にボンディングされる。

接着剤塗布部２８は、ワーク７０のチップ搭載箇所に接着剤４３を塗布するものであり、接着剤４３を転写するスタンピングピン３２と接着剤貯留部４０と吸引ノズル５０とを有している。尚、接着剤塗布部２８についての詳細は、後述する。

ワーク搬送部６０は、基板を順次、接着剤塗布位置及びボンディング位置に位置決めするものであり、２次元に移動可能なＸＹテーブル６１を有している。基板、リードフレーム等のワーク７０は、ＸＹテーブル６１の表面に設けられたワーク保持部（図示せず）により保持される。ワーク搬送部６０のＸＹテーブル６１上に、ワーク７０を搭載することができるようになっている。尚、図１は、ＸＹテーブル６１上に、ワーク（基板）７０を搭載した例を示す。

また、図１に示すワーク７０は、基板から成り、基板上にはチップが搭載されるチップ搭載箇所が複数設けられている。本実施例においては、縦方向に４列、横方向に５列のマトリックス状に配置した合計２０箇所のチップ搭載箇所が設けられており、ＸＹテーブル６１は、各チップ搭載箇所を順次接着剤塗布位置とボンディング位置に移動するようにする。これにより、基板上に２０個のチップがボンディングされる。尚、本実施例においては、接着剤塗布位置とボンディング位置は同一の位置に設定されているため、以下では、接着剤塗布位置とボンディング位置を総称して処理位置と呼ぶこととする。

ワーク７０が搭載されると、ＸＹテーブル６１は、当該ワーク７０において最初にチップを搭載するチップ搭載箇所の一つを処理位置に移動させるようにする。その後、スタンピングピン３２は、尖端部３３（図３に示す）に付着した接着剤を前記処理位置に位置させたワーク７０のチップ搭載箇所に塗布する。

その後、スタンピングピン３２が、接着剤貯留部４０に移動するのと同時に、チップピックアップ部３の半導体ウェハ１１からチップを吸着したボンディングアーム１８は、９０度回転した後に下降して、吸着したチップを前記処理位置に位置させたワーク７０のチップ搭載箇所にボンディングする。

そして、ボンディングが終了すると、ボンディングアーム１８が上昇し、ＸＹテーブル６１は、次にチップを搭載するチップ搭載箇所を処理位置へと移動させるようして、順次同様の動作を繰り返す。

また、ＸＹテーブル６１は、チップがボンディングされる前のワーク７０が供給されるワーク供給位置と、ボンディング済みのワーク７０を排出するワーク排出位置とに移動するようになっている。

前記ワーク供給位置には、ワーク７０をＸＹテーブル６１に供給するワーク供給装置（図示せず）が設けられ、前記ワーク排出位置には、ワーク７０をＸＹテーブル６１から排出するワーク排出装置（図示せず）が設けられている。

また、ワーク用カメラ６５は、ＸＹテーブル６１上に搭載されたワーク７０の位置を検出するものであり、基板が搭載された直後に、基板の位置を検出する。また、検出した位置データを基に、ＸＹテーブル６１を制御して、接着剤塗布位置、ボンディング位置を決定する。

制御部は、マイクロコンピュータを内蔵し、チップピックアップ部３、ピックアップボンディングヘッド１７、接着剤塗布部２８及びワーク搬送部６０の各部の制御を行う。また、各部に使用されているモータ等を動作させるための駆動部を有している。また、ウェハ用カメラ２５及びワーク用カメラ６５からの映像信号を処理して、ワーク７０等のずれ量の検出、チップの良不良判定等の処理を行う。

［接着剤塗布部の構成］
次に、接着剤塗布部の構成について、図３乃至図５を用いて説明する。図３は、接着剤塗布部の構成を示す斜視図、図４は吸引ノズルの構成及びエアーの流れを示す断面図、図５は、スタンピングピン、吸引ノズル及び接着剤貯留部のディスクの位置関係を示す断面図である。

図３及び図５に示すように、接着剤塗布部２８は、先端が先窄まり状に構成された尖端となり、その尖端に接着剤４３を転写するスタンピングピン３２と接着剤貯留部４０と吸引ノズル５０とを有している。

スタンピングピン３２は、シリコンペースト等から成る接着剤４３を貯留したディスク４１から接着剤４３をその尖端（以下尖端部３３と記す）に転写し、転写した接着剤４３をワーク７０に塗布するものである。接着剤４３をワーク７０に塗布するスタンピングピン３２は、接着剤用アーム３１の先端に取り付けられており、接着剤用アーム３１の他端は、接着剤用アーム３１を水平面と平行に回転させる移送回転部２９に固定されている。

また、接着剤用アーム３１を回転させる移送回転部２９は、垂直（上下）方向に移動可能なアーム上下機構部３０に取り付けられている。これにより、スタンピングピン３２は、スタンピングピン３２と接着剤用アーム３１の回転中心点の距離を半径とする仮想円上を移動することができ、更に、スタンピングピン３２は、仮想円上の位置で上下に移動することも可能である。

また、図１に一点鎖線で示すように接着剤用アーム３１は、ボンディングアーム１８の処理位置（ボンディング位置かつ接着剤塗布位置）まで回転することにより、接着剤用アーム３１先端のスタンピングピン３２は、処理位置に位置決めされたワーク７０のチップ搭載箇所に接着剤を塗布することが可能である。

上述した通り、本実施例のダイボンディング装置では、ワーク７０のチップ搭載箇所に接着剤４３を塗布する接着剤塗布位置とチップを搭載するボンディング位置とを同一の位置に設定しているので、ワーク搬送部６０のＸＹテーブル６１は、ボンディングアーム１８がチップ搭載箇所にチップをボンディングする際に、ワークを移動させる必要がない。

このように、接着剤用アーム３１先端のスタンピングピン３２は、図１に矢印の点線で示すように、接着剤貯留部４０と処理位置の間を揺動して往復することが可能となっている。

尚、移送回転部２９、アーム上下機構部３０に代えて、スタンピングピン３２を有する接着剤用アーム３１をＸＹＺ方向に移動可能なステージに搭載するようにして、ディスク４１から接着剤４３をその尖端部３３に転写し、転写した接着剤４３を基板等のワーク７０に塗布してもよい。

また、接着剤４３をワーク７０に塗布するスタンピングピン３２の尖端形状、サイズ等は、ワーク７０上に塗布する接着剤の塗布エリア、接着剤の量等により決定するようにする。

図３及び図５に示すように、接着剤貯留部４０は、接着剤４３を貯めてスタンピングピン３２に供給するものであり、円板表面に同心円状に形成された溝４２に接着剤４３を貯留するディスク４１を有している。円板状の形状を成すディスク４１は、その溝４２に接着剤４３が充填されている。

接着剤貯留部４０のディスク４１は、円板の中心点を回転軸として、円板の表面が水平状態となるように回転する。また、接着剤貯留部４０の上部には、溝４２に充填された接着剤４３の表面が均一化するように、ディスク４１の中心に向かって円板の表面と平行となるように調整へら（図示せず）が配されている。調整へらの上下位置を変えることにより、ディスク４１の溝４２に貯留された接着剤４３の厚みを可変することが可能となっている。

図４に示すように、吸引ノズル５０は、ワーク７０とスタンピングピン３２との接着剤４３の糸引きを吸引するものであり、先端開口部５１と筒状のノズル内部５２と凹部を形成する接着剤溜り部５３とエアー排出口５４とを有している。

吸引ノズル５０の先端開口部５１は、エアーを吸引して糸引き状態の接着剤４３を同時に吸引するものである。吸引ノズル５０は、先端開口部５１から筒状のノズル内部５２を有し、ノズル内部５２は、エアー排出口５４に通じている。

ノズル内部５２の底部、即ち、先端開口部５１からエアー排出口５４にわたる吸引経路の鉛直方向下方側には、凹部として形成される接着剤溜り部５３が設けられている。接着剤溜り部５３は、先端開口部５１から吸引した接着剤４３を含んだエアーが、エアーと接着剤４３とに分離して、下方に落下する接着剤４３を貯めておくためのものであり、接着剤４３は、その自重により、鉛直方向に落下しつつ、吸引される（移動する）ことから、エアーと分離されて、接着剤溜り部５３に貯留される。

エアー排出口５４には、チューブ接続用金具が挿通され、真空吸着用のチューブを接続できるようになっている。吸引ノズル５０は、エアー排出口５４に配管されたチューブを介してバキューム装置に接続され、吸引を行うことにより真空吸着状態を維持する。

これにより、図４に示す矢印の線のように、吸引ノズル５０は、先端開口部５１から周辺のエアーを吸引し、先端開口部５１に向かってエアーの流れが生ずる。先端開口部５１から空気が吸い込まれ、ノズル内部５２を通り、エアー排出口５４から排出される（図４中のＡ）。一方で、接着剤４３は、その自重により、鉛直方向に落下しつつ、吸引される（移動する）ことから、エアーと分離されて、接着剤溜り部５３に貯留される（図４中のＧ）。

次に、スタンピングピン、吸引ノズル及び接着剤貯留部のディスクとの位置関係を図５を用いて説明する。図５は、スタンピングピン、吸引ノズル及び接着剤貯留部のディスクとの位置関係及びエアーの流れを示す図である。

図５に示すように、接着剤貯留部のディスクの上部に、吸引ノズル５０が設置されており、スタンピングピン３２が、吸引ノズル５０の先端開口部５１の直前の空間を通過するように配されている。また、吸引ノズル５０は、接着剤貯留部に固定されている。

スタンピングピン３２は、接着剤４３を収納したディスク４１から尖端部３３に接着剤４３を転写し、接着剤４３を転写した後に、垂直方向に移動する。スタンピングピン３２が上昇して、スタンピングピン３２の尖端部３３と吸引ノズル５０の先端開口部５１までの水平方向の距離Ｄ（図５に示す）が、所定の値となるように設定する。尚、距離Ｄは、接着剤４３の粘度、先端開口部５１での吸引力等により決定する。

また、スタンピングピン３２の尖端部３３が上昇して、糸切り高さ（接着剤の吸引を行う高さ）まで上昇したときに、吸引ノズル５０の先端開口部５１が、ディスク４１の接着剤４３の表面と、垂直方向に位置するスタンピングピン３２の尖端部３３の間に位置するように設置する。

また、スタンピングピン３２の尖端部３３から吸引ノズル５０の先端開口部５１までの距離Ｌが、ディスク４１の接着剤４３の表面から吸引ノズル５０の先端開口部５１までの距離Ｈと同等若しくは短くなるように、吸引ノズル５０の先端開口部５１が位置するようにすることが望ましい。これにより、チップをボンディングするために供給する接着剤の量、形状が均一になり、接着剤を一定の形状、一定の量に保つことができる。

例えば、スタンピングピン３２の尖端部３３から吸引ノズル５０の先端開口部５１までの距離が、ディスク４１の接着剤４３の表面から吸引ノズル５０の先端開口部５１までの距離よりも長い場合には、吸引ノズル５０の先端開口部５１による接着剤の吸引後のスタンピングピン３２の尖端部３３に多くの接着剤が残ってしまうことから、尖端部３３に付着する接着剤の量、形状が安定せず、チップをボンディングするために供給する接着剤を一定の形状、一定の量に保つことが困難となる。

［接着剤の糸引き吸引動作］
以下に、接着剤の塗布動作及びこれに伴う接着剤の糸引き吸引動作について図６を用いて説明する。図６は、接着剤の塗布動作及びこれに伴う接着剤の糸引き吸引動作を示す図である。

図６（ａ）に示すように、スタンピングピン３２をディスク４１上で下降させる。図６（ｂ）に示すように、スタンピングピン３２の尖端部３３がディスク４１内に溜められた接着剤４３に接触する。

尚、このときのスタンピングピン３２のディスク４１内での停止位置、停止時間は前もって設定しておくようにする。スタンピングピン３２の尖端部３３がディスク４１内の接着剤４３に接触することにより、スタンピングピン３２の尖端部３３に接着剤４３が付着される。

スタンピングピン３２の尖端部３３に接着剤４３が付着した後に、スタンピングピン３２を上昇させて、吸引ノズル５０の先端開口部５１の直前の空間を通過させて、前もって設定した糸切り高さの位置でスタンピングピン３２を停止する。このとき、スタンピングピン３２の上昇に伴って尖端部３３から接着剤４３の糸引きが生じるため、図６（ｃ）に示すように、スタンピングピン３２の尖端部３３からディスク４１内の接着剤４３にかけて接着剤４３が糸を引いた糸引き状態が発生する。

図６（ｄ）に示すように、吸引ノズル５０は、先端開口部５１からスタンピングピン３２の尖端部３３とディスク４１内の接着剤４３表面間の糸を吸引する。吸引ノズル５０は、所定の時間吸引動作を行う。尚、吸引ノズル５０を常時吸引状態で使用することも可能である。

図６（ｅ）に示すように、スタンピングピン３２の尖端部３３とディスク４１内の接着剤４３の糸が切断された後、即ち、糸が切断されるまでの所要時間を予め計算しておき、その後に、スタンピングピン３２を上昇させる。その後、図６（ｆ）に示すように、スタンピングピン３２を接着剤４３を塗布する位置へ移動させる。

このように、ワーク７０の接着剤の塗布における吸引ノズル５０の先端開口部５１による接着剤の糸引きの吸引動作は、接着剤貯留部４０上で行うため、飛散した接着剤がチップ、ワーク７０等に付着することがなく、接着剤の飛散による影響を最小限に抑えることができる。

更に、接着剤の糸引き部分を吸引して除去していることから、糸引き部分の一部が残存して尖端部３３に付着する接着剤４３の表面から突出する部分（いわゆる髭）の量を低減して短時間で尖端部３３の接着剤に吸収させることができるため、安定した形状で接着剤を塗布することができ、確実なダイボンディングが可能となる。

また、吸引ノズル５０は、ノズル内部５２の鉛直方向側に凹部を形成する接着剤溜り部５３を有することにより、吸引した不要な接着剤が、重力により接着剤溜りに集められて、エアー排出口５４には接着剤が流入しない。このため、吸引ノズル５０は、吸引の取り扱い、メンテナンスが容易であり、安定した吸引動作が可能である。

［接着剤塗布の動作時間］
次に、図６に示す（ａ）から（ｆ）までの各タイミングでの動作時間の一例を示す。尚、以下の例示は、例えば、スタンピングピン３２の尖端の面積が、１ｍｍ×０．３ｍｍであり、接着剤４３の尖端への付着量が０．００００２ｃｃと想定される場合を用いる。

図６（ａ）に示すスタンピングピン３２がディスク４１上の接着剤４３を付着する位置までに下降させるまでに要する時間は、３０ｍｓｅｃ（ミリセカンド）である。図６（ｂ）に示すスタンピングピン３２がディスク４１内の接着剤４３を尖端部３３に付着させるための停止時間は、５ｍｓｅｃである。

次に、図６（ｃ）に示すスタンピングピン３２が上昇して所定の位置（所定の位置を糸切り高さという）で停止する。スタンピングピン３２の尖端部３３とディスク４１内の接着剤４３との間で、接着剤４３の糸引き状態が発生する。このときのスタンピングピン３２の糸切り高さまでの上昇量は５ｍｍであり、スタンピングピン３２の上昇に要する時間は、１５ｍｓｅｃである。

図６（ｄ）に示すスタンピングピン３２の尖端部３３が糸切り高さに移動後停止し、吸着ノズルの先端開口部５１から接着剤４３の糸を吸引する。このときのスタンピングピンの停止時間は、３０ｍｓｅｃである。

その後、図６（ｅ）に示すようにスタンピングピン３２が上昇する。上昇量は、３ｍｍであり、このときの移動時間は、３０ｍｓｅｃである。次に、図６（ｆ）に示すように、スタンピングピン３２は接着剤４３を塗布する位置へ移動する。このときの、スタンピングピン３２の接着剤４３を塗布する位置への下降動作を含めて、移動時間は、５０ｍｓｅｃである。

以上述べた図６（ａ）に示すスタンピングピン３２がディスク４１上の接着剤４３を付着する位置に下降を開始するときから、図６（ｆ）に示すスタンピングピン３２が接着剤４３を塗布する位置に移動を完了するまでの、動作時間は、１６０ｍｓｅｃである。

尚、上記に示す各タイミングでの移動時間等の動作時間は一例であり、接着剤の粘度、スタンピングピンの寸法等により、動作時間は変わる。
［従来の接着剤塗布における動作時間との比較］

次に、従来のように、吸引ノズルを使用しない場合における、スタンピングピンがディスク上の接着剤を付着する位置に下降を開始するときから、スタンピングピンが接着剤を塗布する位置に移動を完了するまでの動作時間について、図７を用いて説明する。

図７（ａ）は、 スタンピングピン３２がディスク４１内の接着剤４３を尖端部３３に付着後に上昇し、スタンピングピン３２が糸切り高さで停止して、スタンピングピン３２の尖端部３３とディスク４１内の接着剤４３との間で、接着剤４３の糸引きが発生した状態を示す。また、図７（ｂ）は、スタンピングピン３２の尖端部３３が糸切り高さに移動後停止し、糸引き状態から糸切り状態になるまでにスタンピングピンが停止した状態を示し、図７（ｃ）は、スタンピングピン３２の尖端部３３とディスク４１内の接着剤４３の糸が切断された後に、スタンピングピン３２を上昇させる動作を示す。

従来の吸引ノズルを使用しない場合には、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）までは、同一の動作である。尚、図６（ｃ）と図７（ａ）は、同一状態を示す。図７（ａ）に示すスタンピングピン３２が糸切り高さでまで上昇して停止後、糸引き状態から糸切り状態になるまでスタンピングピンが停止する。このときのスタンピングピンの停止時間は、１３０ｍｓｅｃである。１３０ｍｓｅｃの間、停止することにより、スタンピングピン３２の尖端部３３とディスク４１内の接着剤４３との間の接着剤４３の糸引き状態が自然と解消する。

その後、図６（ｅ）、図６（ｆ）と同一の動作を行う。このように、従来の吸引ノズルを使用しない場合と吸引ノズルを使用した場合の比較では、図７（ｂ）と図６（ｄ）に示す動作及び動作時間が異なる。

図７に示した従来の吸引ノズルを使用しない場合のスタンピングピン３２が接着剤４３を塗布する位置に移動を完了するまでの、動作時間は、２６０ｍｓｅｃであり、図６に示した本発明の実施の形態においては、動作時間は、１６０ｍｓｅｃで移動が完了する。

このように、吸引ノズルを使用して、糸引き状態を解消することにより、接着剤の塗布時間が大幅に短縮される。

また、図７（ｃ）に示すスタンピングピン３２の尖端部３３とディスク４１内の接着剤４３間の糸が切断された状態では、糸が切断された箇所からスタンピングピン３２の尖端部３３までの接着剤がスタンピングピン３２の尖端部３３に髭として残存し、スタンピングピン３２の尖端部３３の接着剤の量、形状が安定しない。

一方、図６（ｅ）に示す糸が吸引された状態では、糸引き部分の接着剤が、吸着ノズルに吸引され、残った接着剤はスタンピングピン３２の尖端部３３の接着剤に吸収されるため、スタンピングピン３２の尖端部３３における接着剤の量は、所定の値近くに安定する。

このように、接着剤の糸引き部分を吸引していることから、スタンピングピン尖端に残る髭の接着剤本体に吸収される時間も早く、髭がないことからスタンピングピン尖端の接着剤の形状も安定する。最終的には、ワークに塗布した接着剤の形状自身が安定するため、安定したダイボンディングが可能となる。

また、接着剤貯留部上において予め糸引き部を吸引しているため、ワークにスタンピングした後のワークとスタンピングピンとの間の糸引き自体が弱いものとなり、この点でもスループットの向上が図られ、かつ、糸引きが弱いものとなることから、ワーク上に残った接着剤の形状も安定する。

以上述べたように、本発明によれば、接着剤貯留部でスタンピングピンの尖端部に接着剤を付着させた後、スタンピングピンを上昇させて、吸引ノズルの先端開口部の直前の空間を通過し、接着剤の糸引きを吸引することが可能である。このため、糸引きが自然に切れるまでのスタンピングピンの待機時間を設定する必要がないことから、タクトタイムを短縮することが可能である。これによりスループットが大幅に向上する。

また、本発明によれば、スタンピングピンの尖端部と接着剤貯留部内の接着剤との間において発生する接着剤の糸引き部を吸引するようにしている。このため、スタンピングピンが接着剤を塗布する位置に移動する際には、接着剤の糸引きが発生しないため、接着剤がワークの所望外の領域に付着することがない。

また、スタンピング方式において発生するスタンピングピンの尖端部と接着剤貯留部内の接着剤との間の接着剤の糸引きを、吸引可能な吸引ノズルを設けるようにして解消するようにしたことにより、スタンピングピンに適量の接着剤を付着させることができる。これにより、スタンピングピンに付着する接着剤の糸引き分が過多となることがなく、ワーク上に塗布した後にも糸引きが発生しない。このため、接着剤がワークの所望外の領域に付着することがない。

また、ワークに接着剤を塗布した後に、糸引き状態で気体を吸引して糸引きを分断する方式と比較して、本発明のダイボンディング装置は、スタンピングピンの先端に残存した髭状の接着剤、吸引による接着剤の飛散によるボンディング済みのチップ等への接着剤の付着がないため、その後の工程で不良品が発生することがなく、安定した稼働が行える。

また、接着剤の糸引き部分を吸引していることから、スタンピングピン尖端に残る髭が接着剤本体に吸収される時間も早く、髭がないことからスタンピングピン尖端の接着剤の形状も安定し、更に、吸引ポイントを一定の場所及び時間としていることから、スタンピングピン尖端の接着剤の形状が継続的に安定している。そのため、最終的には、ワークに塗布した接着剤の形状自身が安定するため、安定したダイボンディングが可能となる。結果として、歩留りが向上し、それに伴いスループットの向上も図られる。

また、接着剤貯留部上において予め糸引き部を吸引しているため、ワークにスタンピングした後のワークとスタンピングピンとの間の糸引き自体が弱いものとなり、この点でもスループットの向上が図られ、かつ、糸引きが弱いものとなることから、ワーク上に残った接着剤の形状も安定する。

また、接着剤貯留部上で吸引ノズルにより接着剤の糸引きを吸引しているため、吸引時に仮に接着剤が飛散してしまっても、ワークや、チップへの飛散がなく、飛散による影響がなく、安定したダイボンディングが可能となり、結果として、スループットの向上が図られる。

また、吸引ノズルは、筒状のノズル内部で吸引した気体と不要な接着剤を分離することが可能である。ノズル内部の鉛直方向側に凹部を形成する接着剤溜り部を有することにより、吸引した不要な接着剤が、重力により接着剤溜りに集められるため、取り扱い、メンテナンスが容易である。更に、エアー排出口には接着剤が流入しないため、吸引ノズルは、安定した吸引動作が可能となる。

また、接着剤の糸引きの吸引をワーク側で行う場合には、吸引ノズルをスタンピングピンと同時に毎回移動する必要があるが、吸引ノズルが接着剤貯留部に一体で固定されているため、移動する必要がないため、装置全体として簡易な構成が可能となる。

また、気体の噴射では接着剤の糸引き部分が切れないことがあるものの、気体の吸引では確実に接着剤の糸引きを切ることができる。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

１ ダイボンディング装置
３ チップピックアップ部
４ ウェハリング保持機構
５ Ｘステージ
６ Ｚステージ
７ ニードル(突き上げピン）
１０ ウェハリング
１１ 半導体ウェハ
１７ ピックアップボンディングヘッド
１８ ボンディングアーム
１９ 回転部
２０ 上下機構部
２１ コレット
２５ ウェハ用カメラ
２８ 接着剤塗布部
２９ 移送回転部
３０ アーム上下機構部
３１ 接着剤用アーム
３２ スタンピングピン
３３ 尖端部
４０ 接着剤貯留部
４１ ディスク
４２ 溝
４３ 接着剤
５０ 吸引ノズル
５１ 先端開口部
５２ ノズル内部
５３ 接着剤溜り部
５４ エアー排出口
６０ ワーク搬送部
６１ ＸＹテーブル
６５ ワーク用カメラ
７０ ワーク（基板、リードフレーム）

Claims (2)

1. 接着剤を貯留する接着剤貯留部と
   前記接着剤貯留部の接着剤に接触させることによって尖端部に接着剤を付着させるスタンピングピンとを備え、
   前記尖端部に付着させた接着剤をワーク上に塗布し、当該ワーク上に塗布された接着剤を介してチップをワークに固着するダイボンディング装置において、
   前記接着剤貯留部の上方の所定位置に固設され、当該接着剤貯留部の前記接着剤に接触させた前記スタンピングピンの前記尖端部から生じる接着剤の糸引きを吸引する吸引ノズルを備え、
   前記スタンピングピンは、前記接着剤貯留部において前記尖端部に前記接着剤を付着させてから、前記吸引ノズルの先端開口部の前方を通過した後、所定時間だけ停止し、
   前記吸引ノズルは、前記スタンピングピンが停止している間に吸引動作を行うことにより、前記接着剤貯留部に貯留される前記接着剤の表面から前記尖端部にかけて生じる糸引きを吸引する
   ことを特徴とするダイボンディング装置。
2. 前記吸引ノズルの吸引経路中に接着剤溜り部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のダイボンディング装置。

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