JP6367672B2 - 半導体若しくは電子部品実装装置及び半導体若しくは電子部品実装方法 - Google Patents

半導体若しくは電子部品実装装置及び半導体若しくは電子部品実装方法 Download PDF

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Description

本願発明は、半導体若しくは電子部品実装装置及び半導体若しくは電子部品実装方法に関わる。
近年、半導体は多数のアプリケーション(携帯電話、計算機、自動車等)に利用され、かつ各アプリケーションにおける半導体は高度な計算若しくは高密度の記憶容量が要求されている。このような要求に応えるため、半導体製造の現場では、半導体の微細化が益々向上すると同時に、半導体製造プロセスのスループット向上が要求されている。そのため、ダイボンダ・フリップチップボンダ・ワイヤボンダなどに代表される、ウエハ内のダイ(トランジスタ、集積回路など)を基板(プリント基板、半導体パッケージなど)にボンディングを行う半導体部品実装装置及びプリント基板を実装する電子部品実装装置(以下、実装装置)において、精緻な実装とスループットの向上が要求されている。
この部品実装装置は、自動操縦機器であるが、微細化される半導体において高品質なボンディングを実現するために、高品質基準から外れるような誤作動が生じた場合、実装装置利用者は、ボンディングを停止させる必要があった。
実装中エラーが生じた場合の対応技術としては、特許文献1があげられる。この公知文献では、ワイヤボンディング装置で、エラーが発生した場合、単位時間内に発生したエラーの発生頻度を、オペレータに通知する事により、オペレータがエラーに対して適切な処置を行い、ボンディング部品の不良発生、生産数の低下を防ぐ技術を開示している。
また、搬送レーンを多数用いた技術としては、特許文献2があげられる。この公知文献では、単一の搬送レーンと単一のボンディングヘッドを有する、又は複数の搬送レーンと複数のボンディングヘッドを有するダイボンダにおいて、ウェハを取り外すことなくウェハのグレード処理ができるダイボンダ又はボンディング方法を提供する。
特開2000−31198 特開2013−65711
しかし、特許文献1は、エラー発生頻度の推移などのエラー傾向を導出する技術のみであり、エラーが生じた場合には停止することを前提としている。そのため、エラーが生じたことにより、各実装動作を停止させて、実装装置のスループットを向上させることができなかった。また特許文献2において、具体的なエラーとの関係で表示を開示していない。
そこで、本願発明は、このようなエラーが生じても、必ずしもボンディングを停止させず、実装動作を継続させることを可能にする技術を提供する。
本願第1の発明は、ダイをウエハからピックアップできるピックアップ装置と、ダイを基板にボンディングできるボンディングヘッドと、ボンディングされる基板を搬送できる複数の搬送レーンと、ダイがボンディングされる予定のダイに対応した基板を搬送できる搬送レーンを特定する情報を表示する表示装置と、を有する実装装置。
本願第2の発明は、本願第1の発明の実装装置において、前記表示装置がウエハ内のダイを示すダイマップの一部に表示されたダイに対応して前記搬送レーンを特定する情報を表示する実装装置。
本願第3の発明は、本願第2の発明の実装装置において、前記搬送レーンを特定する情報を、文字、色、若しくはデザイン又はこれらの結合で表示する実装装置。
本願第4の発明は、本願第1の発明の実装装置において、前記表示装置が、ウエハ内のダイを示すダイマップ内の複数のダイを一つのグループとして表示し、前記表示に対応して前記搬送レーンを特定する情報を表示する実装装置。
本願第5の発明は、本願第4の発明の実装装置において、前記表示装置が、前記搬送レーンを特定する情報を、文字、色、若しくはデザイン又はこれらの結合で表示する実装装置。
本願第6の発明は、ダイがボンディングされる予定のダイに対応した基板を搬送できる搬送レーンを特定する情報を表示しながら、ダイをウエハからピックアップできるピックアップするステップと、ダイを基板にボンディングするステップと、ボンディングされる基板を搬送するステップとを有する実装方法。
本願第7の発明は、本願第6の発明の実装方法において、前記表示は、ウエハ内のダイを示すダイマップの一部に表示されたダイに対応して前記搬送レーンを特定する情報を表示する実装方法。
本願第8の発明は、本願第6の発明の実装方法において、前記搬送レーンを特定する情報を、文字、色、若しくはデザイン又はこれらの結合で表示する実装方法。
本願第9の発明は、本願第6の発明の実装方法において、ウエハ内のダイを示すダイマップ内の複数のダイを一つのグループとして表示し、前記表示に対応して前記搬送レーンを特定する情報を表示する実装方法。
本願第10の発明は、本願第6の発明の実装方法において、前記搬送レーンを特定する情報を、文字、色、若しくはデザイン又はこれらの結合で表示する実装方法
本願発明により、実装行為中エラーが生じても、本願発明の情報表示により、必ずしも実装装置利用者はエラー原因排除のために実装装置を停止させる必要はないと判断でき、実装装置のスループット低下を防止できる。特に、ダイに関する複数の種類、品質に関する情報から容易に理解できないボンディングした後の情報を表示させることで、ボンディング利用者が成果物を簡易に評価でき、ダイボンダ利用者の利便性を向上させることができる。
本発明の一実施形態であるダイボンダの概略上面図である。 実施例1において、表示装置がレーン情報を表示するステップを示す概略図である。 ウエハに関する情報を示す一例である。 ウエハ内のダイの種類・品質、基板、とレーンの関係を示す一例である。 ダイマップに表示されるレーンを特定する情報の一実施例である。 ダイマップに表示されるレーンを特定する情報の一実施例である。 ダイマップに表示されるレーンを特定する情報の一実施例である。 ダイマップに表示されるレーンを特定する情報の一実施例である。 ダイマップに表示されるレーンを特定する情報の一実施例である。 制御装置と各ダイボンダ部品との関係を示す一実施例である。 実施例2において、表示装置がレーン情報を表示するステップを示す概略図である。
≪実施例1≫
図1は本願発明の対象のボンディング装置の一実施形態である半導体部品実装装置ダイボンダ10の概略上面図である。
ダイボンダ10は、大別して、基板Pに実装するダイDを供給するダイ供給部1と、ダ
イ供給部1からダイをピックアップするピックアップ部2と、ピックアップされたダイD
を中間的に一度載置する中間ステージを有する中間ステージ部3と、中間ステージ部
3のダイDをピックアップし、基板P又は既にボンディングされたダイの上にボンディン
グするボンディング部4と、基板Pを実装位置に搬送する搬送部5、搬送部上でフラックスと呼ばれる基板にダイを固定させる物質を、基板に付加する部分であるプリフォーム6と、搬送部5に基板Pを供給する基板供給部7Kと、実装された基板Pを受け取る基板搬出部7Hと、各部の動作を監視し制御する制御部8と、を有する。
まず、ダイ供給部1は、ウェハ11を保持するウェハ保持台12とウェハ11からダイ
Dを突き上げる点線で示す突き上げユニット13とを有する。ダイ供給部1は図示しない
駆動手段によってXY方向に移動し、ピックアップするダイDを突き上げユニット13の
位置に移動させる。
ピックアップ部2は、ダイDに下方から吸着して接するニードルを含む突き上げユニット13で突き上げられたダイDを先端に吸着保持するコレット22を有し、ダイDをピックアップし、中間ステージ3に載置するピックアップヘッド21と、ピックアップヘッド21をY方向に移動させるピックアップヘッドのY駆動部42とを有する。ピックアップヘッド21は、コレット22を昇降、回転及びX方向に移動させる図示しない各駆動部を有する。また、本願発明に関連する押さえ手段部18は、ピックアップ対象周辺に備えられる。
中間ステージ部3は、ダイDを一時的に載置する中間ステージを有する。
ボンディング部4は、中間ステージ部3からダイDをピックアップし、搬送されてきた基板Pにボンディングするボンディングヘッド41と、ボンディングヘッド41をY方向に移動させるY駆動部42を有する。
この中間ステージ部3が存在しない部品実装装置もある。この場合、ピックアップヘッド21とボンディングヘッド41が同一であり、ピックアップヘッド21でダイDをピックアップした後、そのままボンディングするケースもあれば、ピックアップヘッドからボンディングヘッドに直接受け渡すケースなどがある。
搬送部5は、一枚又は複数枚の基板(図1では4枚)を載置した基板搬送パレット51が搬送される基板パレットレール52を具備し、具体的には、並行して設けられた第1搬送レーン52A、第2搬送レーン52Bとを有する。基板搬送パレット51は、基板搬送パレット51に設けられた図示しないナットをパレットレール52に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。なお、ここでは、搬送レーンが2本の場合を記載したが、搬送レーンは3以上の場合もある。
プリフォーム6は、DAF(ダイアタッチメントフィルム)を用いずにダイと基板をボンディングする場合に、ペーストと呼ばれるダイと基板を接着させる物質を、基板に付着させる個所である。
基板供給部7Kは、搬送部5に対して1枚又は複数の基板を提供し、ボンディング処理が終了した基板は、基板搬出部7Hに格納される。
制御部8は、上記ピックアップヘッド、ボンディングヘッド、表示装置等を含むダイボンダ10の各機構と電気的又は無線通信等により接続され、ダイボンダに関連する機構を制御する。図10は、その一例として、ピックアップ部2、中間ステージ部3、ボンディング部4、搬送部5、プリフォーム部6、基板供給部7K、基板搬出部7H、表示装置9、及び入力装置9Aと接続されている状況を示す。
表示装置9は、ダイボンダ10に関連する情報を表示する装置である。
入力装置9Aは、ダイボンダ10に関連する情報を入力できる装置であり、タッチパネルにより実現してもよい。具体的には、表示装置9がタッチパネルとなっており、利用者が表示装置9の画面に接することで、入力装置に入力を行い、制御装置8がこの内容を受領してもよい。
これらは、ダイボンダの一般的構成として説明した。しかし、例えばプリフォームが存在しない等のダイボンダも存在するが、これらに対しても、ダイを適切にピックアップするために、剥離対象ダイの周辺のダイ等を押さえる必要がある装置に対しては、本件発明を適用できる。
次に、本願発明に関連して、制御部8による制御を、図2を用いて説明する。
ダイボンダ10に、ダイが直接若しくは間接的にダイシングフィルム等を介して載っているウエハが自動的又は手動により基板供給部7Kから基板レーン5の上を搬送されると、制御装置8がこのウエハに対応するウエハ情報を取得する(ステップ201)。このウエハ情報には、ウエハに関する情報、例えば、ウエハ内のダイがどの位置に存在するのか、各ダイが利用できる品質であるのか、各ダイがどのような品種であるのか、各ダイがどのような品質(グレード)のダイであるのか、等の情報を保有している。このウエハ情報の例としては、図3のように、各ダイに対して、その位置(1−1〜n−m)、種類(D1〜D3)、品質(Q1〜Q8)等の一部又は全部を含むことができる。
ここでは、このウエハに含まれるダイの種類は、1種類であり、ダイの品質として、Q1、Q2の2種類(Q1がQ2よりも品質が高い)が存在するとする。次に、ダイボンダ利用者は、ダイの種類・品種と搬送レーンの位置の関係を制御装置8に入力する。これによって、制御装置8は、利用者によって入力されたダイの種類・品質とレーンの関係情報を取得する(ステップ202)。ダイの品質が2種類であることから、その品質に対応して、ここでは2種類の基板、P1及びP2の2種類(P1がP2よりも品質が高い)とし、P1にQ1がボンディングされ、P2にQ2がボンディングされるとする。また、ダイボンダ10は、L1とL2の2種類の搬送レーンを備え、基板P1が搬送レーンL1上で搬送され、基板P2が搬送レーンL2上を搬送されるとする。この場合、ダイボンダ利用者は、制御装置8に対して、入力装置を通して、ダイQ1は、搬送レーンL1上を搬送される基板P1上にボンディングされること、及びダイQ2は搬送レーンL2上を搬送される基板P2上にボンディングされること、を制御装置8に対して、入力することができる。
ダイの種類・品質とレーンの位置の関係に代えて、ダイの種類・品質と基板の種類、ダイの種類・品質と基板の種類とレーンの位置の関係を、制御装置8に入力させてもよい。
制御装置8は、利用者によって入力された、ダイの種類・品質と基板の種類、又はダイの種類・品質と基板の種類とレーンの位置の関係情報を取得する。制御装置8は、利用者による入力の結果、例えば図4のリストのように、ダイの種類、品質、基板の情報、及びレーン位置の情報の、一部又は全部に関する情報を取得する。
上記の例では、理解しやすくするため、ダイの種類、品質、基板の種類を2つに限定した例で説明した。しかし、実際には、ダイの品質は、10レベル程度に細分化されている場合もある。ダイマップで表示されるダイの種類、品質に関する情報として、10レベル程に細分化されている場合、ダイボンダ利用者が、これらの情報から、ボンディングされるレーンをすぐに理解することができない。そのため、従来のダイマップに表示されている10レベル程に細分化されたダイの種類、品質の情報ではなく、それらがボンディングされる予定のレーンの情報を表示することで、ダイボンダ利用者は、即時にボンディング予定のレーンを理解することができる。
ステップ203において、制御装置8は、各ダイに対応するレーン情報を特定する。これは、制御装置8は既にウエハマップ内の各ダイの種類又は品質の情報を有しているため、制御装置は、ウエハマップ内の各ダイの種類又は品質の情報と、上記入力されたダイとレーンの位置の情報の関係に基づき、各ダイに対するレーンの位置の情報を特定する。
ステップ204では、表示装置9が、上記制御装置8により特定された情報に基づき、表示する。
この後、ダイボンダはボンディングを行う。具体的には、制御装置8は、まずダイマップを参照してピックアップすべきダイを決定し、そのダイをピックアップヘッドを制御してピックアップし、そのダイに対応するレーン上の基板に対して、ボンディングヘッドを制御してボンディングを行う。なお、ピックアップヘッドとボンディングヘッドが同一の場合、制御装置8は、ダイをピックアップしたピックアップヘッドを、基板にボンディングする位置まで移動させてボンディングする。他方、ピックアップヘッドとボンディングヘッドが異なる場合、制御装置8は、ダイをピックアップしたピックアップヘッドから、そのダイを、ボンディングを実施するボンディングヘッドに受け渡すよう制御する。このとき、中間ステージを用いてピックアップヘッドからボンディングヘッドに受け渡してもよいし、ピックアップヘッドからボンディングヘッドに直接受け渡してもよい。
次に表示装置9による表示について、より具体的に説明する。
図5から図7は、レーン位置の情報の表示方法の一例である。
図5は、各ダイのタブの内部又は周辺位置に記載された文字によってレーン情報を特定する表示装置の一例である。図5の表示装置501には、ダイマップ502が表示され、その中には各ダイが表示され、各ダイに対応して、ボンディングされる搬送レーンの位置L1又はL2が記載される。ここでは、搬送レーンの位置は、一部のみ記載しているが、ダイマップに表示されているダイ全てに対して表示してもよい。また、既にピックアップされたダイに関しては、表示しても、表示しなくてもよい。なお、ダイマップには、各ダイの品質に関する情報を合わせて記載してもよい。また、図5では、記載スペースの少なさから、レーン位置の情報は、L1、L2と略称で記載しており、504のようにレーン位置情報に関する略称の具体的な情報を記載してもよい。なお、文字による各レーンを特定する情報は、各ダイとの関係が明確であれば、各ダイを示す情報の周辺に記載する他、各ダイを示す情報との関係を線表示等で接続した上で記載してもよい。
このように、複数の種類、品質のダイの情報は表示されてもよいが、それらのみでなく、そのダイがボンディングされる基板が搬送されるレーンを特定する情報を表示させることにより、ダイボンダ利用者が、一目で、各ダイがどのレーンでボンディングされるかを判断できる。また、505のように、レーンを特定する情報の表示について、表示あり、表示なしを、指定できるようにしてもよい。
図6も、図5と同様に、各ダイのタブの内部又は周辺位置に記載された文字によってレーン情報を特定する表示装置の一例である。但し、図5と異なり、602はダイマップの一部を示しており、ダイマップの全体の位置に関しては、605にダイ全体を示す概略図があり、その一部に606として、ダイマップの一部である602がウエハ全体のどの部分を表示しているかを示している。1ウエハ上に載っているダイの数は数百あるいはそれ以上を超えることから、全体のダイの一部を拡大して表示した方が各ダイに関する情報を人間が読み取りやすい利点がある。
図7は、各ダイを示すタブのデザインによってレーン情報を特定する表示装置の一例である。各ダイの縦線がレーンL1を示し、各ダイの斜線がレーンL2を示す。これは、704に注釈として記載されている。図7においても、ダイマップの一部を拡大して表示している。これは、拡大しても多くのダイを表示する必要がある場合において、文字では、小さく見えにくい場合があるため、各レーンを示す情報としてデザインを用いることで、直感的に分かりやすくなる利点がある。
以上、各レーン情報を特定する手段として、文字及びデザインの例を説明したが、色を用いてもよい。文字が小さくて見えない場合も、各レーンを示す情報として色を用いることで、直感的に分かりやすくなる利点がある。
さらに、ダイマップにおいて、ダイの種類、品質、も表示する場合、これらとレーンを特定する情報を、文字、デザイン、色の組み合わせによって、表示してもよい。例えば、ダイの種類を文字、ダイの品質をデザイン、ボンディングされる基板を搬送するレーンを色で示してもよいし、ダイの種類を文字、ダイの品質を色、ボンディングされる基板を搬送するレーンをデザインで示してもよい。このように、ダイの種類・品質・基板を搬送するレーンを、文字・デザイン・色の組み合わせにより表現できる。これらによって、少ないスペースで、分かりやすく情報を表示することができる。これらの情報は、注釈として、それぞれの文字、色、デザインが何を示すかを具体的に説明した表示をすると、より分かりやすい。
このような構成として、ダイマップにレーン情報を特定する情報を記載することによって、ダイボンダ利用者が、ダイボンダにレーンに起因するエラーが生じたと判断して、表示装置を見たとき、エラーが生じた基板のレーンと、それ以降にボンディングするダイのレーンが異なることが分かれば、ボンディングを継続しても問題がないため、原因解明までボンディング装置を止める必要はない。その結果、ボンディングのスループットは向上する。
≪実施例2≫
ダイボンダの構造は、実施例1と同様である。異なる点は2点である。一つ目は、ダイの品質とレーンに関する情報の入力方法であり、2つ目は、表示方法である。
一つ目のダイの品質とレーンに関する情報は、実施例1では、ダイボンダ利用者が制御装置8に入力した。実施例2では、ダイボンダ利用者の入力に代えて、事前に制御装置8に記憶させておく、又は制御装置8に接続された内部又は外部の記憶装置に記憶された情報に基づき、特定する。具体的には、図11にあるように、ステップ1101、1103、1104は実施例1の図3と同じであるが、ステップ1102において、制御装置は、内部又は外部の記憶装置などから、台とレーンの関係情報を特定する。この情報は、ネットワークに接続された他の記憶媒体から制御装置に情報を入力してもよいし、USB等の記録媒体を介して制御装置に情報を入力してもよい。具体的には、図4のようなテーブルを情報として、含ませておき、これらから、各ダイに対応するレーンの情報を特定することができる。
次に、表示方法について説明する。各ダイのレーンに関する情報は、同じレーンでボンディングする場合など、連続する場合もある。そこで、ダイマップで表示される各ダイのレーンの情報を、複数まとめることもできる。複数をまとめることによって、ダイボンダ利用者が、より瞬時にレーン情報を把握することができる。
図8においては、同一のレーンにボンディングされる予定の複数のダイの場所において、文字を広く記載して表示している。また、図9のように、同一のレーンにボンディングされる予定の複数のダイの場所において、同一のデザインにしてもよい。図9に代えて、複数のダイを示す箇所を色で表示してもよい。
この複数のダイを特定の情報で示す実施例2においても、実施例1同様、ダイの種類、品質を合わせて表示する場合には、文字、色、デザインの組み合わせにより、これらを同時に表示することもできる。
本願出願書類におけるボンディング装置は、ダイボンダ、フリップチップボンダ、など半導体をボンディングする装置を含む。
以上のように本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
P:基板
D:ダイ
1:ダイ供給部
2:ピックアップ部
3:中間ステージ部
4:ボンディング部
5:搬送部
6:プリフォーム部
7K:基板供給部
7H:基板搬出部
8:制御部
10:ダイボンダ
11:ウエハ
12;ウエハ保持台
13:突き上げユニット
19:高さセンサー
21:ピックアップヘッド
22:コレット
41:ボンディングヘッド
43:Y駆動部
51:基板搬送パレット
52:パレットレール
501:表示画面
502:ダイマップ
503:各ダイのレーン情報
504:レーン情報の略称
505:レーン情報表示の有無
601:表示画面
602:ダイマップの一部の拡大表示
603:各ダイの表示
604:レーン情報の略称
605:ダイマップの全体表示
606:拡大マップの位置表示
701:表示画面
702:ダイマップの一部の拡大表示
703:各ダイの表示
704:レーン情報の略称
705:ダイマップの全体表示
706:拡大マップの位置表示
801:表示画面
802:ダイマップの一部の拡大表示
803:各ダイの表示
804:レーン情報の略称
805:ダイマップの全体表示
806:拡大マップの位置表示
901:表示画面
902:ダイマップの一部の拡大表示
903:各ダイのレーン情報
904:レーン情報の略称
905:ダイマップの全体表示
906:各ダイマップの位置表示

Claims (10)

  1. ダイをウエハからピックアップるピックアップ装置と、
    ダイを基板にボンディングるボンディングヘッドと、
    ボンディングされる基板を搬送る複数の搬送レーンと、
    ンディングされる予定のダイに対応した基板を搬送る搬送レーンを特定するレーン情報を表示する表示装置と、
    前記ピックアップ装置と前記ボンディングヘッドと前記搬送レーンと前記表示装置とを制御する制御装置と、
    を有し、
    前記制御装置は、ダイの種類または品質と搬送レーンの関係情報に基づいて、前記レーン情報を特定し、前記表示装置に表示する実装装置。
  2. 請求項1に記載の実装装置において、
    前記表示装置は、ウエハ内のダイを示すダイマップの一部に表示されたダイに対応して前記レーン情報を表示する実装装置。
  3. 請求項2に記載の実装装置において、
    前記レーン情報は、文字、色、若しくはデザイン又はこれらの結合で表示される実装装置。
  4. 請求項1に記載の実装装置において、
    前記表示装置は、ウエハ内のダイを示すダイマップ内の複数のダイを一つのグループとして表示し、前記表示に対応して前記レーン情報を表示する実装装置。
  5. 請求項4に記載の実装装置において、
    前記表示装置は、前記レーン情報を、文字、色、若しくはデザイン又はこれらの結合で表示する実装装置。
  6. ダイの種類または品質と搬送レーンの関係情報に基づいて、ボンディングされる予定のダイに対応した基板を搬送る搬送レーンを特定するレーン情報を特定する特定ステップと、
    前記レーン情報を表示する表示ステップと
    前記ダイをウエハからピックアップするステップと、
    ボンディングされる基板を搬送する搬送ステップと、
    前記ダイを特定された前記搬送レーンで搬送された前記基板にボンディングするボンディングステップと
    有する実装方法。
  7. 請求項6に記載の実装方法において、
    前記表示ステップは、ウエハ内のダイを示すダイマップの一部に表示されたダイに対応して前記レーン情報を表示する実装方法。
  8. 請求項6に記載の実装方法において、
    前記表示ステップは、前記レーン情報を、文字、色、若しくはデザイン又はこれらの結合で表示する実装方法。
  9. 請求項6に記載の実装方法において、
    前記表示ステップは、ウエハ内のダイを示すダイマップ内の複数のダイを一つのグループとして表示し、前記表示に対応して前記レーン情報を表示する実装方法。
  10. 請求項9に記載の実装方法において、
    前記表示ステップは、前記レーン情報を、文字、色、若しくはデザイン又はこれらの結合で表示する実装方法
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