JP6086680B2 - ダイボンダ及びボンディング方法 - Google Patents
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Description
ボンディング工程は、ウェハから分割されたダイをダイシングテープから1個ずつ剥離し、コレットと呼ばれる吸着治具を使って基板上にボンディングする。
本発明は、コレットを保持するコレットホルダと、先端に該コレットホルダを備え、前記コレットで前記ダイを吸着し基板に前記ダイをボンディングするボンディングヘッドと、上部に前記コレットと係合する第1の係合部を複数具備する第1の開口部を上部に備え、使用済みの前記コレットを廃棄する廃棄部と、第2の開口部を上部に備え、複数の未使用の前記コレットを重畳して設け、未使用の前記コレットの前記第2の開口部へ移動させる移動手段と、未使用の前記コレットの前記第2の開口部からの飛び出しを防ぐ飛出し防止手段とを具備する供給部と、を備えるコレット交換部と、前記コレットホルダを前記第1の開口部から挿入し、前記係合部と前記コレットホルダとの係合を制御して使用済みの前記コレットを前記廃棄部に廃棄し、前記コレットホルダを前記第2の開口部から挿入し、前記重畳された複数の未使用の前記コレットを取り出し、前記コレットホルダに取り付ける制御装置と、備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記第2の開口部は、前記第1の係合部と同じ構造を具備する第2の係合部を備え、該飛出し防止手段は該第2の係合部であり、前記第2の係合部と前記コレットホルダとの係合を制御して、未使用の前記コレットを前記コレットホルダに取り付けてもよい。
また、本発明は、前記コレットの取り付けを確認してもよい。
さらに、本発明は、前記コレットホルダに保持された前記コレットの高さを測定し、該測定結果に基づいて、前記コレットの降下量を補正してもよい。
図1は、本発明の実施形態であるダイボンダ10を上から見た概念図である。ダイボンダは大別してウェハ供給部1と、ワーク供給・搬送部2と、ダイボンディング部3と、各部及び後述する各実施例におけるボンディングフローを制御する制御装置4とを有する。
(実施例1)
まず、ボンディングヘッド35、コレット40及びコレットホルダ41の構造と、コレット取付確認手段70の構成とを図2を用いて説明する。
コレット40は、図4に示すように4辺をコレットホルダ41保持され、ダイDを吸着するために吸着孔41vに連通する複数の吸着孔40vを備える。
次にコレット交換部50の第1の実施例である実施例2を図を用いて説明する。まず、図3乃至図6を用いてコレット交換部50の構成を説明する。図3、図4は、図1に示すコレット交換部50の鳥瞰図である。図3は、未使用のコレット40が供給部51に収納されている状態を示す。図4は、コレット40を取り付けるためにコレットホルダ41を把持した状態を示す。図5は、図3の状態において、コレット交換部50を上から見た平面図である。図6は、図4における供給部51の内側を矢印A方向から見た図である。
図3、図5に示すように、コレット交換部50は、未使用のコレット40を供給する供給部51と、使用済みのコレット40を廃棄する廃棄部56とを備える。供給部51と廃棄部56は、上側に開口部51k、56kを備える。開口部51k、56kは同一構造を有し、丸印で示すそれぞれの対角位置に係合部である固定爪51t、56tを有する。なお、本実施例では、破線で示すようにダイDの方向が90度ずれた状態で実装する場合を考慮し、固定爪51t、56tを90度回転した位置にもそれぞれ2か所設けている。
そして、未使用のコレット40を保持するために、供給部51側に移動して、先に説明した手順を行う。
また、以上説明した実施例2によれば、供給部51、廃棄部56に対して上部からアクセスすることで、コレット交換部50をコンパクトでき、ストックエリアも含めた交換エリアを狭くできる。
さらに、以上説明した実施例2によれば、供給部51、廃棄部56の開口部51k、56kに固定51t、56tと、コレットホルダ41に磁石41jとを設ける簡単構造で、コレット40をコレットホルダ41(ボンディングヘッド35)に装着、脱着できる。
次に、コレット交換部50の第2の実施例である実施例3を図10を用いて説明する。実施例3の実施例2と異なる点は、次の2点である。その他の点は同じである。第1に、実施例2では、固定爪51t、56tとコレット40の回転によって、コレット40をコレットホルダ41に脱着していた。実施例3では、固定爪51t、56tが存在する位置に可動爪52t、57tを設け、該可動爪52t、57tを形状記憶合金バネ52b、57bで可動させて、コレット40をコレットホルダ41に装着又は脱着する。形状記憶合金バネ52b、57bは、電流を流している時はバネが縮むように記憶させコレット40の保持を解除する。従って、本実施例3では、コレット40の装着時及び廃棄時に、コレット回転は不要となる。
なお、可動爪52t、57tの駆動方法には種々の方法が考えられる。例えば、シリンダやモータ駆動が挙げられる。
次に、コレット降下量補正部60及びコレット降下量補正方法の実施例を図11を用いて説明する。コレット降下量補正部60は、コレットの高さの変化を測定するコレット高さ測定部61と、コレット高さ測定部の測定結果に基づいてコレット、即ちボンディングヘッド35の降下量を補正する制御装置4とを備える。コレット高さ測定部61は、発光ユニット61hと受光センサ61jから構成される市販品のセンサである。コレット高さ測定部61は、コレット交換部50に隣接してダイボンダ構造部に又はコレット交換部に固定して設けられている。発光ユニット61hは、一定幅のバンド光61bを受光センサ61jに向けて発光し、受光センサ61jは、受光部の長さH又は遮光部の長さをnm単位で測定できる。
ΔH=Hb−Ha (1)
このコレット40の高さの変化ΔHだけ、ダイDのピックアップ或いは基板等へ装着する時のボンディングヘッド35の降下量BHを補正する。補正は、前回の降下量BHbに対して行ってもよいし、基準とする降下量BHに対してもよい。
次に、本実施形態におけるボンディングフローを図12を用いて説明する。
まず、実施例2又は3に示したコレット取付方法に基づいてコレット10をボンディングヘッドに取り付ける(S1)。実施例1に基づいてコレット10の取り付けを確認する(S2)。確認できなければ再度S1を実施する。次に、実施例4に基づいてコレットの降下量を補正する(S3)。その後ダイDの実装を行う(S4)。実装中にコレット10の交換時期を判断する(S5)。交換が必要であれば、S1に行きコレット10を交換し、S2以下の処理を継続する。最後に、所定の実装処理が終了したかを判断し処理を終了させる(S6)。
3:ダイボンディング部 4:制御装置
10:ダイボンダ 11:ウエハカセットリフタ
12:ピックアップ装置 32:ボンディングヘッド部
35:ボンディングヘッド 35s:コレットシャンク
36:XZθ駆動部 37:Y駆動部
40:コレット 40v:コレットの吸着孔
41:コレットホルダ 41c:コレットホルダの回避部
41j:磁石
41v:コレットホルダの吸着孔 50:コレット交換部
51:供給部 51b:圧縮バネ
51k:開口部 51r:バネ格納部
51s:コレット収納部 51t:固定爪
56:廃棄部 56k:開口部
56t:固定爪 60:コレット降下量補正部
61:コレット高さ測定部 70:コレット取付確認手段
70o:オリフィス 70b:確認棒
70c:圧縮バネ D:ダイ(半導体チップ)
Claims (20)
- コレットを保持するコレットホルダと、
先端に該コレットホルダを備え、前記コレットでダイを吸着し基板に前記ダイをボンディングするボンディングヘッドと、
上部に前記コレットと係合する第1の係合部を複数具備する第1の開口部を上部に備え、使用済みの前記コレットを廃棄する廃棄部と、第2の開口部を上部に備え、複数の未使の前記コレットを重畳して設け、未使用の前記コレットの前記第2の開口部へ移動させる移動手段と、未使用の前記コレットの前記第2の開口部からの飛び出しを防ぐ飛出し防止手段とを具備する供給部と、を備えるコレット交換部と、
前記コレットホルダを前記第1の開口部から挿入し、前記係合部と前記コレットホルダとの係合を制御して使用済みの前記コレットを前記廃棄部に廃棄し、前記コレットホルダを前記第2の開口部から挿入し、前記重畳された複数の未使用の前記コレットを取り出し、前記コレットホルダに取り付ける制御装置と、
備えることを特徴とするダイボンダ。 - 請求項1記載のダイボンダであって、
前記第2の開口部は、前記第1の係合部と同じ構造を具備する第2の係合部を備え、
該飛出し防止手段は該第2の係合部であり、
前記制御装置は、前記第2の係合部と前記コレットホルダとの係合を制御して、未使用の前記コレットを前記コレットホルダに取り付ける、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項2記載のダイボンダであって、
前記第1の係合部及び前記第2の係合部は、前記コレットと係合可能にそれぞれ前記第1の開口部、第2の開口部に設けられた固定爪であって、
前記制御装置は、前記第1の開口部、第2の開口部に対して平行に回転させて該固定爪と前記係合を制御する、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項2記載のダイボンダであって、
前記第1の係合部及び前記第2の係合部は、前記コレットと係合可能にそれぞれ前記第1の開口部、第2の開口部に設けられた可動爪であって、
前記制御装置は、前記第1の開口部、第2の開口部に対して該可動爪を制御して前記係合を制御する、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項2乃至4のいずれかに記載のダイボンダであって、
前記第1の係合部及び前記第2の係合部は、それぞれ前記コレットの対角部と係合するように設けられていることを特徴とするダイボンダ。 - 請求項2乃至5のいずれかに記載のダイボンダであって
前記コレットホルダは、前記第1の係合部及び前記第2の係合部が前記コレットと係合できるよう回避部を備えることを特徴とするダイボンダ。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載のダイボンダであって、
前記移動手段は前記第2の開口部へ未使用の前記コレットを押し付ける押付手段であることを特徴とするダイボンダ。 - 請求項1記載のダイボンダであって、
前記飛出し防止手段は、前記コレットの高さ分だけ移動させる、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載のダイボンダであって、
前記コレットの取り付けを確認する取付確認手段を備えることを特徴とするダイボンダ。 - 請求項9記載のダイボンダであって、
前記取付確認手段は、前記コレットホルダを含めた前記ボンディングヘッドの吸着孔に流れる流量又は差圧の変化に基づいて行う手段であることを特徴とするダイボンダ。 - 請求項9記載のダイボンダであって、
前記取付確認手段は、前記コレットホルダを含めた前記ボンディングヘッドの吸着孔に設けられたオリフィスと、前記コレットホルダが前記コレットを保持時は該オリフィスを移動させる確認棒とを備えることを特徴とするダイボンダ。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載のダイボンダであって、
前記コレットホルダに保持された前記コレットの高さを測定するコレット高さ測定部と、該コレット高さ測定部の測定結果に基づいて、前記コレットの降下量を補正する降下量補正する前記制御装置とを備えることを特徴とするダイボンダ。 - 請求項12記載のダイボンダであって、
前記コレット高さ測定部は、前記コレットの高さ方向にバンド光を出力する発光ユニットと、前記コレットによる受光部の長さ又は遮光部の長さを測定する受光センサとを備えることを特徴とするダイボンダ。 - 先端にコレットを保持するコレットホルダを備えたボンディングヘッドの該コレットでダイを吸着し基板に該ダイをボンディングするボンディングステップと、
使用済みの前記コレットを把持する前記コレットホルダを上面が開口する第1の開口部から挿入し、使用済みの前記コレットを該第1の開口部に設けられた第1の係合部に係合させ、前記コレットホルダを上昇させて、使用済みの前記コレットを前記コレットホルダから取り外し廃棄する廃棄ステップと、
前記コレットホルダを上面が開口する第2の開口部から挿入し、重畳して設けられた複数の未使用の前記コレットのうち最上部の未使用の前記コレットを把持し、前記第2の開口部から取り出して最上部の未使用の前記コレットを前記コレットホルダに取り付ける取付ステップと、
を備えることを特徴とするボンディング方法。 - 請求項14記載のボンディング方法において、
該取付ステップは、最上部の未使用の前記コレットと前記第2の開口部に設けられた第2の係合部との係合を制御して最上部の未使用の前記コレットを取り出して最上部の未使用の前記コレットを前記コレットホルダに取り付けることを特徴とするボンディング方法。 - 請求項14記載のボンディング方法において、
前記廃棄ステップは、前記第1の開口部と平行な面で使用済みの前記コレットを回転させて使用済みの前記コレットを取り外すことを特徴とするボンディング方法。 - 請求項15記載のボンディング方法において、
取付ステップは、未使用の前記コレットを前記第1の開口部と平行な面で回転させて該コレットの前記第2の係合部との係合を解除して前記コレットホルダに未使用の前記コレットを取り付けることを特徴とするボンディング方法。 - 請求項14乃至17のいずれかに記載のボンディング方法において、
未使用の前記コレットの取り付けを確認する取付確認ステップを備えることを特徴とするボンディング方法。 - 請求項18記載のボンディング方法において、
取付確認ステップは、前記コレットホルダを含めた前記ボンディングヘッドの吸着孔の流量又は差圧の変化に基づいて行うことを特徴とするボンディング方法。 - 請求項14乃至19のいずれかに記載のボンディング方法において、
前記コレットホルダに保持された前記コレットの高さを測定し、該測定結果に基づいて、前記コレットの降下量を補正する降下量補正ステップを備えることを特徴とするボンディング方法。
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