JP6673794B2 - Thermocompression bonding equipment - Google Patents

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Description

本発明は熱圧着ボンディング装置に関するもので、さらに詳細には熱圧着を利用してチップを基板にボンディングする熱圧着ボンディング装置に関するものである。   The present invention relates to a thermocompression bonding apparatus, and more particularly to a thermocompression bonding apparatus for bonding a chip to a substrate using thermocompression.

一般的に半導体チップを回路基板に付着するための工程は非常に精密に遂行されなければならず、基板には半導体チップが固定される複数の実装領域が設けられる。一方、半導体チップと回路基板の実装領域は正確な電気的連結が遂行されなければならず、不良率を減らすために前記実装領域の正確な位置(パターン)に半導体チップが実装されなければならない。   Generally, a process for attaching a semiconductor chip to a circuit board must be performed very precisely, and the substrate is provided with a plurality of mounting areas to which the semiconductor chip is fixed. Meanwhile, the electrical connection between the mounting area of the semiconductor chip and the circuit board must be performed accurately, and the semiconductor chip must be mounted at an accurate position (pattern) in the mounting area in order to reduce the failure rate.

前述した半導体チップ実装工程はボンディング工程と呼称され得る。精密作業が要求される工程の特殊性により回路基板の全体的な位置と回路基板の半導体チップ固定部の位置(実装領域)検査が完了した後半導体チップが回路基板に実装される。   The above-described semiconductor chip mounting process can be referred to as a bonding process. The semiconductor chip is mounted on the circuit board after the inspection of the overall position of the circuit board and the position (mounting area) of the semiconductor chip fixing portion of the circuit board is completed due to the specialty of the process requiring precision work.

熱圧着ボンディング装置はウェハーから個別半導体チップを分離し、これをボンディングピッカーがチップの下面(バンプ形成面)が下を向くようにピックアップした状態でボンディング対象基板にチップをボンディングする装置を意味する。   The thermocompression bonding apparatus is an apparatus that separates an individual semiconductor chip from a wafer and bonds the chip to a substrate to be bonded in a state where the semiconductor chip is picked up by a bonding picker such that the lower surface (bump forming surface) of the chip faces downward.

チップをボンディングする方法には、バンプにフラックスを塗布して基板の接続端子にバンプを付着する方法と、基板にフラックスを塗布して接続端子を基板に付着する方法がある。このとき、半導体チップは加熱された状態で圧着され、このような方法を熱圧着方式と呼ぶ。   The method of bonding the chip includes a method of applying a flux to the bumps to attach the bumps to the connection terminals of the substrate, and a method of applying a flux to the substrate to attach the connection terminals to the substrate. At this time, the semiconductor chip is press-bonded while being heated, and such a method is called a thermo-compression method.

しかし、このような熱圧着方式はボンディングピッカーがチップを加圧する圧力によって接着手段がチップの側面などに沿って上がって行き、ボンディングピッカーの下面に付着したり接着手段を加熱する間に発生するガスによってボンディングピッカーが汚染される問題が発生する恐れがある。   However, in such a thermocompression bonding method, the bonding means rises along the side surface of the chip due to the pressure of the bonding picker pressing the chip, and the gas generated while adhering to the lower surface of the bonding picker or heating the bonding means. This may cause a problem that the bonding picker is contaminated.

一方、従来の熱圧着ボンディング装置は精密度が重要であるため、ガントリによってボンディングピッカーを移動させる場合には、X軸およびY軸ムービングによる振動発生によって精密度が確保することができず、また、一個のボンディングピッカーが作業する間、他の一個のボンディングピッカーを作業する場合には精密度を検証することができないため、熱圧着ボンディング装置には一つのウェハーに一個のボンディングピッカーだけで熱圧着ボンディングを遂行していた。したがって、既存の熱圧着ボンディング装置は生産量(UPH)が低下せざるを得なかったのが実状であった。   On the other hand, since precision is important in the conventional thermocompression bonding apparatus, when the bonding picker is moved by the gantry, precision cannot be ensured due to generation of vibration by X-axis and Y-axis moving. When one bonding picker is working while another is not working, it is not possible to verify the accuracy, so the thermocompression bonding equipment uses only one bonding picker per wafer for thermocompression bonding Was being carried out. Therefore, in the existing thermocompression bonding apparatus, the production amount (UPH) had to be reduced.

一方、韓国公開特許公報第10−2000−0035067号には半導体チップを反転させて基板上に直接ボンディングする熱圧着ボンディング装置に関して開示されている。   On the other hand, Korean Patent Application Publication No. 10-2000-0035067 discloses a thermocompression bonding apparatus for inverting a semiconductor chip and bonding directly to a substrate.

韓国公開特許公報第10−2000−0035067号(2000.06.26.公開)Korean Published Patent Publication No. 10-2000-0035067 (2000.06.26. Published)

したがって、本発明は前述した問題を解決するために精密度とUPHを向上させた熱圧着ボンディング装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermocompression bonding apparatus having improved precision and UPH to solve the above-mentioned problems.

より詳しくは、ガントリータイプで移動されるボンディングピッカーのX軸ムービング回数を減少させながらも、吸着ヘッドと半導体チップが実装される基板を同時に検査するスリットビジョンの熱変形による誤差を作業中に随時検査することによって精密度を確保および検証することによって、一つのウェハーを複数個のボンディングピッカーが熱圧着ボンディング作業することができるため、UPHを向上させることができる熱圧着ボンディング装置を提供することができる。   More specifically, while reducing the number of X-axis movements of the bonding picker moved in a gantry type, simultaneously inspecting the suction head and the substrate on which the semiconductor chip is mounted Inspection of errors due to thermal deformation of the slit vision at any time during work As a result, by ensuring and verifying the precision, a plurality of bonding pickers can perform thermocompression bonding work on one wafer, thereby providing a thermocompression bonding apparatus capable of improving UPH. .

また、本発明の一実施例によれば、熱圧着方式中にボンディングピッカーが汚染されることを防止できる熱圧着ボンディング装置を提供することができる。   Further, according to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a thermocompression bonding apparatus which can prevent the bonding picker from being contaminated during the thermocompression bonding method.

本発明の一側面によれば、個別単位の半導体チップを基板の実装位置に熱圧着ボンディングする熱圧着ボンディング装置において、個別単位の半導体チップに切断された資材を供給する資材供給部;前記資材供給部から前記半導体チップをピックアップして上下を反転させるフリップオーバーピッカー;前記フリップオーバーピッカーから個別半導体チップの伝達を受けてチップが積載されるシートブロックに下ろしておくユニットピッカー;前記シートブロック上の半導体チップを吸着支持するための吸着ホールが形成されており、前記半導体チップをフィルムを通じて吸着するために、下端にフィルムが設けられる吸着ヘッド;前記吸着ヘッドの下端にフィルムを提供するフィルム提供手段;前記吸着ヘッドに形成された吸着ホールと対向する位置に前記フィルムに孔を形成するために、前記フィルムの下面を支持して内部に打ち抜きピンが貫通するピン収容ホールが形成されるホールディングブロックを具備する打ち抜きユニット;および前記吸着ヘッドに吸着された半導体チップを熱圧着ボンディングするための基板が載置されるヒーティングテーブルを含む熱圧着ボンディング装置が提供され得る。   According to an aspect of the present invention, in a thermocompression bonding apparatus for thermocompression bonding an individual unit semiconductor chip to a mounting position of a substrate, a material supply unit for supplying a material cut to the individual unit semiconductor chip; A flip-over picker for picking up the semiconductor chip from a unit and inverting the semiconductor chip; a unit picker for receiving an individual semiconductor chip from the flip-over picker and lowering the chip on a sheet block on which the chip is loaded; a semiconductor on the sheet block A suction head formed with a suction hole for sucking and supporting the chip, and a film provided at a lower end for sucking the semiconductor chip through a film; a film providing means for providing a film at a lower end of the suction head; A pair with the suction hole formed in the suction head A punching unit including a holding block for supporting a lower surface of the film and forming a pin receiving hole therein through which a punching pin is formed to form a hole in the film at a position where the hole is formed; A thermocompression bonding apparatus including a heating table on which a substrate for thermocompression bonding of a semiconductor chip is placed.

前記打ち抜きユニットは、ベース;前記ベースに設置されて前記フィルムを穿孔する打ち抜きピン;前記フィルムの下面を支持して前記打ち抜きピンが貫通するピン収容ホールが形成されるホールディングブロック;および前記ベースと前記ホールディングブロックの間に介在される第1弾性部材を具備し、前記ホールディングブロックは上下に移動可能に設けられ、前記ホールディングブロックが下へ移動する場合、前記打ち抜きピンが前記フィルムを穿孔することを特徴とすることができる。   A punching pin installed on the base to pierce the film; a holding block for supporting a lower surface of the film and forming a pin receiving hole through the punching pin; A first elastic member interposed between the holding blocks, wherein the holding blocks are provided to be movable up and down, and when the holding blocks move downward, the punching pins pierce the film. It can be.

前記打ち抜きユニットは前記打ち抜きピンと前記固定部材の間に介在される第2弾性部材をさらに含み、前記第2弾性部材は前記打ち抜きピンが前記フィルムを穿孔する時、前記打ち抜きピンに加えられる圧力よりも大きい圧力で形状が変化するように設けられ得る。   The punching unit further includes a second elastic member interposed between the punching pin and the fixing member, wherein the second elastic member is configured to reduce a pressure applied to the punching pin when the punching pin pierces the film. It can be provided to change shape at high pressure.

前記資材供給部と前記ヒーティングテーブルは一部重なる空間を有する複層形態で配置され、前記フリップオーバーピッカーが前記資材供給部上の半導体チップを吸着して反転させた状態で昇下降運動が可能なユニッピッカーに伝達し、前記ユニットピッカーが前記半導体チップをシートブロックに積載した後で前記シートブロック上の半導体チップを吸着ヘッドがピックアップして前記基板にボンディングすることを特徴とすることができる。   The material supply unit and the heating table are arranged in a multi-layered form having a partially overlapping space, and the flip-over picker can move up and down while the semiconductor chip on the material supply unit is sucked and inverted. The semiconductor chip on the sheet block is picked up by the suction head and bonded to the substrate after the unit picker loads the semiconductor chip on the sheet block.

前記打ち抜きユニットは前記ホールディングブロックの上下移動を案内するものの、前記ホールディングブロックの外周面に突出するフランジ部の上部を覆う係止段が形成されて前記ホールディングブロックの離脱を防止するガイド部材をさらに含むことを特徴とすることができる。   Although the punching unit guides the vertical movement of the holding block, the punching unit further includes a guide member formed with an engaging step covering an upper part of a flange protruding from an outer peripheral surface of the holding block to prevent the holding block from being detached. It can be characterized.

前記打ち抜きユニットは前記ベースの下に固定されて前記打ち抜きピンを支持する固定部材をさらに含み、前記打ち抜きピンは前記ベースを下から貫通して前記ベースの上部に突出するように設けられ、前記打ち抜きピンの外周面に突出するフランジ部が前記ベースの下面に支持されることを特徴とすることができる。   The punching unit further includes a fixing member fixed below the base to support the punching pin, wherein the punching pin is provided to penetrate the base from below and protrude to an upper portion of the base, A flange portion protruding from an outer peripheral surface of the pin may be supported on a lower surface of the base.

前記ユニットピッカーにピックアップされた半導体チップの下面に位置するバンプ、異物またはクラック状態を検査するアップルッキングビジョンと、前記基板の実装位置と前記ボンディングピッカーに吸着された半導体チップの間に介在して前記基板の実装位置と半導体チップの整列状態を検査するスリットビジョンをさらに含むことを特徴とすることができる。   An apple picking vision for inspecting a bump, a foreign substance or a crack state located on the lower surface of the semiconductor chip picked up by the unit picker, and the apple picking vision interposed between a mounting position of the substrate and the semiconductor chip adsorbed by the bonding picker. The apparatus may further include a slit vision for inspecting a mounting position of the substrate and an alignment state of the semiconductor chip.

前記ボンディングピッカーをX軸およびY軸平面上の任意の位置に移動できるようにガントリー構造を有し、前記ヒーティングテーブルを中心にX軸方向に対称的に両側に具備され、前記チップキャリアは前記吸着ヘッドの数に対応して具備されることを特徴とすることができる。   It has a gantry structure so that the bonding picker can be moved to any position on the X-axis and Y-axis planes, and is provided on both sides symmetrically in the X-axis direction around the heating table, and the chip carrier is The number of suction heads may be provided corresponding to the number of suction heads.

前記スリットビジョンの上部に設けられるチップビジョンと下部に設けられる基板ビジョンのずれを校正するためのフープユニットをさらに含み、前記フープユニットは

Figure 0006673794
字状に構成されて上面にはフィデューシャルマークが形成された上部グラスが配置され、下面にはフィデューシャルマークが形成された下部グラスが配置されるものの、前記上部グラスの中心部と前記下部グラスの中心部が互いに一致した状態で同軸に配置されることを特徴とすることができる。 The hoop unit further includes a hoop unit for calibrating a deviation between a chip vision provided above the slit vision and a board vision provided below the slit vision.
Figure 0006673794
The upper glass having a fiducial mark is arranged on the upper surface, and the lower glass having the fiducial mark is arranged on the lower surface. The central part of the lower glass may be coaxially arranged in a state where the central parts are aligned with each other.

前記スリットビジョンは移動可能に具備された同軸ビジョンであり、前記フープユニットの上部グラスと前記下部グラスの検査結果得られた位置を基準位置に設定し、前記ヒーティングテーブル上に置かれた基板に前記吸着ヘッドに吸着された半導体チップを熱圧着ボンディングする前に前記スリットビジョンで検査をして得られた位置値を比較して吸着ヘッドの移動量を補正することを特徴とすることができる。   The slit vision is a coaxial vision movably provided, and sets a position obtained as a result of inspection of the upper glass and the lower glass of the hoop unit as a reference position, and sets the position on the substrate placed on the heating table. Before the semiconductor chip sucked by the suction head is bonded by thermocompression bonding, the amount of movement of the suction head may be corrected by comparing position values obtained by inspection with the slit vision.

前記スリットビジョンは前記吸着ヘッドに吸着された半導体チップと前記半導体チップがボンディングされる基板の間で前記半導体チップの整列状態を検査した後フープユニットに移動して前記スリットビジョンのチップビジョンと基板ビジョンの誤差値を検査し、ずれがある場合、次の半導体チップと前記半導体チップがボンディングされる基板の整列状態を検査して前記吸着ヘッドの移動量を補償する時に前記誤差値を反映することを特徴とすることができる。   The slit vision inspects the alignment state of the semiconductor chip between the semiconductor chip sucked by the suction head and the substrate to which the semiconductor chip is bonded, and then moves to a hoop unit to move the chip vision of the slit vision and the substrate vision. Inspect the error value, and if there is a deviation, inspect the alignment state of the next semiconductor chip and the substrate to which the semiconductor chip is bonded to reflect the error value when compensating the amount of movement of the suction head. It can be a feature.

前記吸着ヘッドに吸着されたフィルムを前記打ち抜きユニットでパンチングする間、前記スリットビジョンで熱圧着ボンディングが完了した半導体チップのボンディング状態を検査することを特徴とすることができる。   During the punching of the film sucked by the suction head by the punching unit, the bonding state of the semiconductor chip after the thermocompression bonding is completed may be inspected by the slit vision.

前記シートブロック162と前記打ち抜きユニットはチップキャリアにY軸方向に並んで具備され、前記チップキャリアはキャリアロボットによってY軸方向に移動可能となることを特徴とすることができる。   The sheet block 162 and the punching unit may be provided on a chip carrier in the Y-axis direction, and the chip carrier may be movable in the Y-axis direction by a carrier robot.

熱圧着ボンディング後、前記吸着ヘッドに付着されたフィルムを引き離せるようにフィルム離隔装置をさらに含み、前記フィルム離隔装置はフィルムを押し出すフィルム離隔ローラおよび前記フィルム離隔ローラと連結されて上下移動可能に設けられるローラ移送装置を具備することを特徴とすることができる。   After the thermocompression bonding, the apparatus further includes a film separating device for separating the film attached to the suction head, and the film separating device is connected to the film separating roller for extruding the film and the film separating roller to be vertically movable. The apparatus may be provided with a roller transfer device provided.

前記フィルムを吸着している前記吸着ヘッドに形成された吸着ホールの正位置に打ち抜きユニットの打ち抜きピンが前記フィルムを穿孔できるように、前記吸着ヘッドと前記打ち抜きユニット間の相対位置を一致させるためのフィデューシャルが前記チップキャリアの下面に形成されることを特徴とすることができる。   A punching unit of a punching unit can punch a film at a correct position of a suction hole formed in the suction head that is sucking the film, so that a relative position between the suction head and the punching unit is matched. A fiducial may be formed on a lower surface of the chip carrier.

前記フィデューシャルは前記シートブロックの下部に形成されたホールまたはマークであり、前記シートブロックと前記吸着ヘッドがあらかじめ決定された距離だけ移動してアップルッキングビジョンの上部に位置した時、前記アップルッキングビジョンが前記フィデューシャルの中心位置と吸着ヘッドの中心位置をそれぞれ検出してこれらのオフセット値を求め、前記シートブロックから設計寸法だけ離隔した打ち抜きユニットの位置値に前記オフセット値を反映した距離だけ前記シートブロックをY軸方向に移動させて前記吸着ヘッドの中心位置と前記打ち抜きユニットの中心位置を一致させることを特徴とすることができる。   The fiducial is a hole or a mark formed at a lower portion of the seat block. When the seat block and the suction head move by a predetermined distance and are positioned at an upper portion of the apple-vision, the apple-locking is performed. The vision detects the center position of the fiducial and the center position of the suction head, respectively, and obtains these offset values.Then, the position value of the punching unit separated from the seat block by the design dimension is the distance reflecting the offset value. The center position of the suction head and the center position of the punching unit may be matched by moving the sheet block in the Y-axis direction.

前記吸着ヘッドが複数個の行と列で具備された基板の同一の行に対する熱圧着ボンディングを遂行する場合に、前記吸着ヘッドはX軸方向にのみ移動し、前記吸着ヘッドのX軸方向と交差する地点で前記チップキャリアをY軸方向に移動させるものの、前記吸着ヘッドが固定された状態で前記吸着ヘッドに吸着されたフィルムを穿孔するためにフィルムユニットが前記吸着ヘッドの下部に移動し、吸着ヘッドに吸着されたフィルムを穿孔した後は半導体チップが積載されたシートブロックの間を移動させることを特徴とすることができる。   When the suction head performs thermocompression bonding on the same row of the substrate provided in a plurality of rows and columns, the suction head moves only in the X-axis direction and intersects with the X-axis direction of the suction head. The chip carrier is moved in the Y-axis direction at a point where the film unit is moved to a lower portion of the suction head to pierce a film sucked by the suction head while the suction head is fixed. After perforating the film adsorbed on the head, the film may be moved between sheet blocks on which semiconductor chips are stacked.

本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置は、ボンディングピッカーとチップの間にフィルムを介在させてボンディングピッカーがチップを加圧する圧力によってバンプが溶解されて形成される接着手段がチップの側面などに沿って上がって行くか熱圧着方式中に発生するガスによって汚染されることを防止することができる。   In the thermocompression bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, the bonding means formed by melting the bumps by the pressure of the bonding picker pressing the chip with a film interposed between the bonding picker and the chip is formed on the side of the chip. Up or along with the gas generated during the thermocompression bonding method.

また、フィルムに吸着ホールを穿孔することによってフィルムを挟んでチップを吸着することができる。   In addition, by forming a suction hole in the film, the chip can be suctioned across the film.

また、チップを吸着する吸着ブロックがフィルムの上面を支持することによってフィルムが穿孔される過程で延びることを防止することができる。   Further, the suction block for sucking the chips supports the upper surface of the film, so that it is possible to prevent the film from being stretched in the process of piercing.

また、打ち抜きユニットのホールディングブロックがフィルムの下面で穿孔ホールの周りを支持することによって穿孔過程で発生するバリ(burr)が下にひっくり返ることを防止することができる。したがって、吸着ヘッドがチップを吸着する時、チップを水平に配置することができる。   Also, since the holding block of the punching unit supports the perforated hole around the lower surface of the film, it is possible to prevent burrs generated during the perforation process from being turned over. Therefore, when the suction head sucks the chips, the chips can be arranged horizontally.

また、吸着ヘッドがミスアラインされる場合に打ち抜きピンが下に入るようにして吸着ヘッドまたは打ち抜きピンの破損を防止することができる。   In addition, when the suction head is misaligned, the punching pin is moved downward so that the suction head or the punching pin can be prevented from being damaged.

また、ボンディング領域とチップ供給領域を2層構造に構成して空間効率を向上させることができる。   In addition, the bonding area and the chip supply area can be configured in a two-layer structure to improve the space efficiency.

また、一つのウェハーを処理する工程に2つの吸着ヘッドを具備することによって吸着ヘッドが一つである時と比較して生産量を2倍に増加させることができ、このとき、ガントリの構造および材質をさらに強化させることによって駆動時の揺れや振動を減衰させることができる。   Also, by providing two suction heads in the process of processing one wafer, the production amount can be doubled as compared with the case where only one suction head is used. By further strengthening the material, it is possible to attenuate shaking and vibration during driving.

また、吸着ヘッドを移送させるためにガントリー構造を適用してヘッドロボットを設けるものの、吸着ヘッドがX軸方向に移動しながら一つのX軸方向の行に半導体チップを順次ボンディングする間、キャリアロボットがY軸方向にチップキャリアを移動させることができる。すなわち、吸着ヘッドが半導体チップをハンドリングするときにY軸方向に移動することなく同一の行で作業することができるので、吸着ヘッドの振動発生を最小化することができる。   Although a head robot is provided by applying a gantry structure to transfer the suction head, while the suction head moves in the X-axis direction and sequentially bonds the semiconductor chips to one row in the X-axis direction, the carrier robot is used. The chip carrier can be moved in the Y-axis direction. That is, since the suction head can work on the same row without moving in the Y-axis direction when handling the semiconductor chip, the vibration of the suction head can be minimized.

本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置の平面図である。It is a top view of the thermocompression bonding device concerning one example of the present invention. 本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置の側面図である。It is a side view of the thermocompression bonding device concerning one example of the present invention. 本発明の一実施例に係るチップキャリアの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a chip carrier according to one embodiment of the present invention. 図3の他の実施例に係るチップキャリアの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a chip carrier according to another embodiment of FIG. 3. 本発明の一実施例に係るボンディングピッカーを示している側面図である。1 is a side view illustrating a bonding picker according to an embodiment of the present invention. 吸着ヘッドが打ち抜きユニット上でフィルムを穿孔する前の様子を拡大して示している側断面図である。FIG. 4 is an enlarged side sectional view showing a state before a suction head punches a film on a punching unit. 図6のA領域拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a region A in FIG. 6. 吸着ヘッドが打ち抜きユニット上でフィルムを穿孔した後の様子を示しているA領域拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a region A showing a state after a suction head pierces a film on a punching unit. 打ち抜きピンが下降した状態でバリの形状を示している拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view showing a shape of a burr when a punching pin is lowered. 吸着ヘッドが本発明の他の実施例に係る打ち抜きユニット上でフィルムを穿孔した後の様子を示している側断面図である。FIG. 11 is a side sectional view showing a state after a suction head pierces a film on a punching unit according to another embodiment of the present invention. 図10のB領域拡大図である。It is a B area enlarged view of FIG. 吸着ヘッドがミスアラインされた場合の様子を示しているB領域拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a region B showing a state in which the suction head is misaligned. 本発明の一実施例に係るフィルム離隔装置を示している図面である。1 is a view illustrating a film separating device according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例に係るフィルム離隔装置を示している図面である。6 is a view illustrating a film separating apparatus according to another embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係るフープユニットを示している分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a hoop unit according to one embodiment of the present invention. フープユニットがスリットビジョンを検査する様子を示している拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view showing a state where a hoop unit inspects a slit vision. 第1ボンディングピッカーが第1チップキャリア上で作業する間、第2チップキャリアがユニットピッカーから半導体チップの伝達を受けるために待機している様子を示している図面である。4 is a diagram illustrating a state where a second chip carrier is waiting to receive a transmission of a semiconductor chip from a unit picker while a first bonding picker works on a first chip carrier. 第2チップキャリアがユニットピッカーから半導体チップの伝達を受けて第2ボンディングピッカーの作業領域に移動し、第1チップキャリアはユニットピッカーから新しい半導体チップの伝達を受けるために待機している様子を示している図面である。The second chip carrier receives the transmission of the semiconductor chip from the unit picker, moves to the work area of the second bonding picker, and the first chip carrier is waiting to receive the transmission of a new semiconductor chip from the unit picker. It is a drawing. 吸着ヘッドがフィルムを穿孔するために打ち抜きユニットの上に位置する様子を示している図面である。5 is a view showing a state in which a suction head is positioned above a punching unit for punching a film. 吸着ヘッドがフィルムを穿孔した後シートブロック上部に位置する様子を示している図面である。5 is a view showing a state in which the suction head is positioned above a sheet block after punching a film. アップルッキングビジョンが吸着ヘッドの中心位置を検出する様子を示している図面である。5 is a diagram illustrating a state where an apple-cking vision detects a center position of a suction head. アップルッキングビジョンがシートブロックに形成されたフィデューシャルホールを検出する様子を示している図面である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which Applecking Vision detects a fiducial hole formed in a seat block. 打ち抜きユニットのオフセット値を反映して打ち抜きユニットとフィルムヘッドの中心位置を校正する様子を示している図面である。9 is a diagram illustrating a state in which the center positions of the punching unit and the film head are corrected by reflecting the offset value of the punching unit. アップルッキングビジョンがユニットピッカーに吸着された半導体チップを検査する様子を示している図面である。5 is a diagram illustrating a state in which an apple-cking vision inspects a semiconductor chip adsorbed on a unit picker. 半導体チップのボール面に異物が付着し、クラックができた状態を示している図面である。3 is a drawing showing a state in which foreign matter has adhered to a ball surface of a semiconductor chip and cracks have been formed.

以下では本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。下記で紹介する実施例は本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に本発明の思想を十分に伝達するために提示するものである。本発明は提示する実施例にだけ限定されず、他の形態でも具体化され得る。図面は本発明を明確にするために、説明と関係のない部分の図示を省略することができ、理解のために構成要素の大きさなどを多少誇張して表現することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided to sufficiently convey the ideas of the present invention to those who have ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. The invention is not limited to the embodiments presented, but can be embodied in other forms. In the drawings, parts that are not related to the description may be omitted for clarity of the present invention, and the size of components may be exaggerated for clarity.

熱圧着ボンディング工程は、ソーイング(sawing)マシンを使って複数個の半導体チップに切断されたウェハーでそれぞれのチップを吸着し、それぞれのチップが位置される基板のボンディング位置(または実装領域)にチップをそれぞれ実装させる工程である。本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置100は吸着ヘッド141およびヒーティングテーブル154中の一つ以上から加えられる熱によってバンプが基板の接続端子に熱圧着されてチップを基板に実装する。   In the thermo-compression bonding process, each chip is sucked by a wafer cut into a plurality of semiconductor chips using a sawing machine, and the chips are mounted on a bonding position (or a mounting area) of a substrate where each chip is located. Is a step of mounting each. In the thermo-compression bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the bumps are thermo-compressed to the connection terminals of the substrate by heat applied from at least one of the suction head 141 and the heating table 154, and the chip is mounted on the substrate.

図1と図2を参照して本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置100について説明する。図1は本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置100の平面図で、図2は本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置100の側面図である。   1 and 2, a thermocompression bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view of a thermocompression bonding apparatus 100 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the thermocompression bonding apparatus 100 according to one embodiment of the present invention.

熱圧着ボンディング工程はウェハーから切断されたチップをフリップオーバーピッカー120が吸着する段階と、前記チップの上面および下面が反転するように前記フリップオーバーピッカー120を上下に180度だけ回転させて反転する段階と、前記フリップオーバーピッカー120に吸着されたチップをユニットピッカー130に伝達する段階と、前記ユニットピッカー130にピックアップされたチップの下面を検査する段階と、チップをシートブロック162に下ろしておく段階と、ボンディングピッカー140を打ち抜きユニット170に移動させてフィルム148をパンチングして穿孔する段階と、前記ボンディングピッカー140を前記シートブロック162に移動させてチップを吸着する段階と、前記ボンディングピッカー140をボンディング位置に移動させる段階と、前記ボンディングピッカー140に吸着されたチップと基板の接続端子間の整列状態を検査する段階と、前記ボンディングピッカー140を加圧してチップを接続端子に熱圧着してボンディングする段階を含むことができる。   In the thermocompression bonding process, a chip cut from a wafer is attracted by a flip-over picker 120, and the flip-over picker 120 is turned upside down by 180 degrees so that the upper and lower surfaces of the chip are turned upside down. Transmitting the chip adsorbed to the flip-over picker 120 to the unit picker 130, inspecting the lower surface of the chip picked up by the unit picker 130, and lowering the chip onto the sheet block 162. Moving the bonding picker 140 to the punching unit 170 to punch and punch the film 148; moving the bonding picker 140 to the sheet block 162 to attract chips; Moving the chip 140 to the bonding position, checking the alignment between the chip adsorbed by the bonding picker 140 and the connection terminal of the substrate, and pressing the bonding picker 140 to thermocompression-bond the chip to the connection terminal. And bonding.

このために、本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置100は、個別単位のチップに切断されたウェハーを供給するウェハー供給部110と、前記ウェハー供給部110からチップをピックアップするフリップオーバーピッカー120と、前記フリップオーバーピッカー120からチップをピックアップするユニットピッカー130と、前記ユニットピッカー130がチップを下ろしておくシートブロック162と、吸着ヘッド141の下に設けられるフィルム148をパンチングする打ち抜きユニット170と、前記ユニットピッカー130にピックアップされたチップの下面(バンプが付着されたバンプ面)を検査するアップルッキングビジョン155と、前記吸着ヘッド141にピックアップされたチップと基板のボンディング位置の整列状態を検査するスリットビジョン151と、基板を支持するヒーティングテーブル154を含むことができる。   To this end, a thermocompression bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a wafer supply unit 110 that supplies a wafer cut into individual units of chips, and a flip-over picker that picks up chips from the wafer supply unit 110. 120, a unit picker 130 for picking up chips from the flip-over picker 120, a sheet block 162 on which the unit picker 130 lowers chips, and a punching unit 170 for punching a film 148 provided below the suction head 141. An apple vision 155 for inspecting the lower surface of the chip picked up by the unit picker 130 (the bump surface to which the bump is attached), and bonding the chip picked up by the suction head 141 to the substrate. A slit vision 151 for checking the alignment of the position can include heating table 154 for supporting a substrate.

そして本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置100は下層と上層で設けられる2層構造を含むことができる。下層にはウェハー供給部110とフリップオーバーピッカー120が設けられ得、上層テーブル150にはユニットピッカー130と、アップルッキングビジョン155と、吸着ヘッド141と、スリットビジョン151と、ヒーティングテーブル154などが設けられ得る。   In addition, the thermocompression bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a two-layer structure provided with a lower layer and an upper layer. The lower layer may be provided with a wafer supply unit 110 and a flip-over picker 120, and the upper table 150 may be provided with a unit picker 130, an apple vision 155, a suction head 141, a slit vision 151, a heating table 154, and the like. Can be

そして、上層テーブル150の一部は開口されて下層に設置されるフリップオーバーピッカー120から上層に設置されるユニットピッカー130にチップを伝達することができる。   Further, a part of the upper layer table 150 is opened so that chips can be transferred from the flip-over picker 120 installed in the lower layer to the unit picker 130 installed in the upper layer.

ウェハー供給部110はウェハーが搭載されるウェハーテーブル111を含み、ウェハーテーブル111は第1方向レール112に沿ってX軸方向に移動し、第2方向レール113に沿ってY軸方向に移動することができる。ウェハーテーブル111はX軸とY軸方向に移動しながらピックアップ対象となるチップがフリップオーバーピッカー120がピックアップできる場所に位置するようにする。   The wafer supply unit 110 includes a wafer table 111 on which a wafer is mounted. The wafer table 111 moves in the X-axis direction along a first direction rail 112 and moves in the Y-axis direction along a second direction rail 113. Can be. The wafer table 111 is moved in the X-axis and Y-axis directions so that the chip to be picked up is located at a place where the flip-over picker 120 can pick up the chip.

フリップオーバーピッカー120はウェハーからチップを吸着してユニットピッカー130に伝達することができる。フリップオーバーピッカー120は上下方向に180度回転してチップの上下を反転させるフリップオーバーヘッド121を含み、フリップオーバーヘッド121は第3方向レール122に沿ってZ軸方向に移動することができる。   The flip-over picker 120 can pick up a chip from a wafer and transfer it to the unit picker 130. The flip-over picker 120 includes a flip overhead 121 that rotates 180 degrees in the vertical direction and flips the chip upside down. The flip overhead 121 can move in the Z-axis direction along the third direction rail 122.

このとき、ウェハー供給部110で熱圧着ボンディング面に形成されたバンプが上を向くようにウェハーを供給する場合、チップはフリップオーバーピッカー120によりピックアップされた後、回転によって上下位置が反転してバンプが形成されるボンディング面が下を向き、吸着ヘッド141により吸着される吸着面は上を向くことになる。   At this time, when the wafer is supplied by the wafer supply unit 110 such that the bump formed on the thermocompression bonding surface faces upward, the chip is picked up by the flip-over picker 120, and then the chip is turned upside down by rotation so that the bump is inverted. The bonding surface on which is formed faces downward, and the suction surface sucked by the suction head 141 faces upward.

フリップオーバーピッカー120の吸着過程を詳しく説明すると、ウェハーの下方に位置するイジェクト114の打撃によって個別チップがウェハーから分離され得、フリップオーバーピッカー120は吸着などの方式によってチップをピックアップすることができる。また、イジェクト114とフリップオーバーピッカー120がZ方向に同期制御されてチップをウェハーから分離することができる。すなわち、イジェクト114の上昇につれてフリップオーバーピッカー120もともに上昇してチップ分離作業を遂行できる。一方、フリップオーバーピッカー120のピックアップ方法は吸着だけでなく接着を含むことができ、グリップ(gripping)方式によることも可能である。   The suction process of the flip-over picker 120 will be described in detail. Individual chips can be separated from the wafer by hitting the eject 114 located below the wafer, and the flip-over picker 120 can pick up the chips by a method such as suction. Further, the eject 114 and the flip-over picker 120 are synchronously controlled in the Z direction, so that the chips can be separated from the wafer. That is, as the eject 114 is raised, the flip-over picker 120 is also raised to perform the chip separation operation. Meanwhile, the method of picking up the flip-over picker 120 may include not only suction but also adhesion, and may be performed by a gripping method.

ユニットピッカー130はフリップオーバーピッカー120からチップの伝達を受け、アップルッキングビジョン155はユニットピッカー130にピックアップされたチップのボンディング面を検査することができる。   The unit picker 130 receives the chip from the flip-over picker 120, and the apple vision 155 can inspect the bonding surface of the chip picked up by the unit picker 130.

ユニットピッカー130は第1方向レール131に沿ってX軸方向に移動することができ、第3方向レール132に沿ってZ軸方向に移動することができる。一方、ユニットピッカー130のピックアップ方法は吸着だけでなく接着を含むことができ、グリップ(gripping)方式によることも可能である。   The unit picker 130 can move in the X-axis direction along the first direction rail 131, and can move in the Z-axis direction along the third direction rail 132. Meanwhile, the pickup method of the unit picker 130 may include not only suction but also adhesion, and may be performed by a gripping method.

アップルッキングビジョン155はチップの下面に形成されたバンプの整列状態、バンプの付着状態、またはバンプの汚染状態などを検査することができる。このような検査はカメラの撮像によって可能となり得、ユニットピッカー130の移送経路の下に位置して上方向(up−looking)に撮像可能に配置され得る。   The AppleViking 155 can inspect the alignment of bumps formed on the lower surface of the chip, the adhesion of bumps, or the contamination of bumps. Such an inspection may be enabled by imaging with a camera, and may be positioned below the transfer path of the unit picker 130 so as to be imageable in an up-looking direction.

次いで、図3を参照してチップキャリア160を説明する。図3は本発明の一実施例に係るチップキャリア160の平面図である。   Next, the chip carrier 160 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view of a chip carrier 160 according to one embodiment of the present invention.

図3を参照すれば、チップキャリア160はアップルッキングビジョン155により検査が完了したチップが搭載されるシートブロック162とボンディングピッカー140に提供されるフィルム148をパンチングする打ち抜きユニット170を含むことができる。そして、チップキャリア160はキャリアロボット161によりY軸方向に移動することができ、シリンダーによってX軸方向に移動可能に具備され得る。   Referring to FIG. 3, the chip carrier 160 may include a sheet block 162 on which a chip that has been inspected by the Apple vision 155 is mounted, and a punching unit 170 for punching a film 148 provided to the bonding picker 140. The chip carrier 160 can be moved in the Y-axis direction by the carrier robot 161 and can be provided to be movable in the X-axis direction by a cylinder.

そして、チップキャリア160は着脱可能に設けられ得る。したがって、シートブロック162が汚染されたり打ち抜きユニット170が故障する場合、チップキャリア160を交換することによって工程の中断を最小化することができる。   In addition, the chip carrier 160 can be detachably provided. Therefore, when the sheet block 162 is contaminated or the punching unit 170 fails, the interruption of the process can be minimized by replacing the chip carrier 160.

シートブロック162にはチップのバンプが下を向くようにして搭載され得る。そして、シートブロック162にはチップを吸着する吸着ホール163が形成され得る。   Chip bumps can be mounted on the seat block 162 so that the bumps face downward. Then, a suction hole 163 for sucking the chip may be formed in the sheet block 162.

打ち抜きユニット170はフィルム148をパンチングしてボンディングピッカー140の真空圧をチップに伝達することができる。打ち抜きユニット170については後で詳細に説明する。   The punching unit 170 can punch the film 148 and transmit the vacuum pressure of the bonding picker 140 to the chip. The punching unit 170 will be described later in detail.

図4は図3の他の実施例に係るチップキャリア160−1の平面図である。   FIG. 4 is a plan view of a chip carrier 160-1 according to another embodiment of FIG.

図4を参照すれば、チップキャリア160−1はシートブロック162と打ち抜きユニット170がY軸方向またはボンディングピッカー140が移動する方向に垂直な方向に整列して配置され得る。図3に図示された実施例の場合には、シートブロック162と打ち抜きユニット170が同じ軸に配置されていないため、吸着ヘッド141がフィルム148をパンチングした後、チップキャリア160またはボンディングピッカー140がX軸方向に移動してシートブロック162に搭載されたチップをピックアップすることになるが、このとき、X軸方向へのムービングによって装備全体に振動が加えられ得る問題がある。   Referring to FIG. 4, the chip carrier 160-1 may be arranged such that the sheet block 162 and the punching unit 170 are aligned in the Y-axis direction or a direction perpendicular to the direction in which the bonding picker 140 moves. In the embodiment shown in FIG. 3, since the sheet block 162 and the punching unit 170 are not arranged on the same axis, after the suction head 141 punches the film 148, the chip carrier 160 or the bonding picker 140 The chip mounted on the seat block 162 is moved in the axial direction to be picked up, but at this time, there is a problem that the moving in the X-axis direction may cause vibration to be applied to the entire equipment.

したがって、図4のようにチップキャリア160−1上にシートブロック162と打ち抜きユニット170が同じY軸線上に配置することによって、ボンディングピッカー140はチップキャリア160−1と打ち抜きユニット170の間で移動する際にX軸方向に移動することなくY軸方向に移動するだけで充分であり得る。このような構成によってガントリによって移動するボンディングピッカーのX軸ムービングが最小化し、装備内の振動が低減され得るため、図4のチップキャリア160−1を適用することがさらに好ましい。   Therefore, by arranging the sheet block 162 and the punching unit 170 on the same Y-axis on the chip carrier 160-1 as shown in FIG. 4, the bonding picker 140 moves between the chip carrier 160-1 and the punching unit 170. In this case, it may be sufficient to move in the Y-axis direction without moving in the X-axis direction. With such a configuration, the X-axis moving of the bonding picker moved by the gantry can be minimized and the vibration in the equipment can be reduced. Therefore, it is more preferable to use the chip carrier 160-1 of FIG.

再び図1と図2を参照すれば、チップキャリア160は上層テーブル150上に一対で設けられ得る。したがって、一つのユニットピッカー130が二つのチップキャリア160に順にチップを下ろしておくことができるため、工程時間が短縮され得る。そして、ボンディングピッカー140とスリットビジョン151もチップキャリア160の個数に対応して上層テーブル150上に一対で設けられ得る。したがって、ユニットピッカー130がフリップオーバーピッカー120からチップを伝達する間二つのボンディングピッカー140が連続的にチップを基板にボンディングする工程を遂行することによって工程を中断することなく継続的に連続することができる。   Referring again to FIGS. 1 and 2, the chip carriers 160 may be provided as a pair on the upper table 150. Accordingly, since one unit picker 130 can sequentially drop chips on the two chip carriers 160, the process time can be reduced. Also, a pair of the bonding picker 140 and the slit vision 151 may be provided on the upper layer table 150 in a number corresponding to the number of the chip carriers 160. Therefore, while the unit picker 130 transfers the chip from the flip-over picker 120, the two bonding pickers 140 perform the process of continuously bonding the chip to the substrate, so that the process can be continuously performed without interruption. it can.

ユニットピッカー130の動作によってなされる過程について詳しく説明すると、ユニットピッカー130はZ軸方向に動きながらバンプが下を向くように回転されたチップをフリップオーバーピッカー120からピックアップする。そして、ユニットピッカー130はX軸方向に動いてアップルッキングビジョン155の撮像領域に移動する。   The process performed by the operation of the unit picker 130 will be described in detail. The unit picker 130 picks up, from the flip-over picker 120, a chip rotated such that the bumps face downward while moving in the Z-axis direction. Then, the unit picker 130 moves in the X-axis direction and moves to the imaging area of the apple vision 155.

アップルッキングビジョン155の撮像結果が良好と判断される場合、チップキャリア160のシートブロック162にチップを下ろしておく。このとき、キャリアロボット161はY軸方向に移動してチップキャリア160のシートブロック162がユニットピッカー130の下に位置するようにする。   When it is determined that the imaging result of the apple vision 155 is good, the chip is put down on the sheet block 162 of the chip carrier 160. At this time, the carrier robot 161 moves in the Y-axis direction so that the sheet block 162 of the chip carrier 160 is located below the unit picker 130.

またはチップキャリア160は動かずにユニットピッカー130がY軸方向に動いてチップキャリア160のシートブロック162上にチップを積載ことができる。この場合、ユニットピッカー130は第2方向レール(図示せず)によりY軸方向にガイドされ得る。   Alternatively, the chip picker 160 does not move, and the unit picker 130 moves in the Y-axis direction to load chips on the sheet block 162 of the chip carrier 160. In this case, the unit picker 130 can be guided in the Y-axis direction by a second direction rail (not shown).

図5はボンディングピッカー140を示している側面図である。   FIG. 5 is a side view showing the bonding picker 140.

図5を参照すれば、ボンディングピッカー140はシートブロック162上に置かれたチップの上面を吸着する吸着ヘッド141を含むことができる。   Referring to FIG. 5, the bonding picker 140 may include a suction head 141 that suctions an upper surface of a chip placed on a sheet block 162.

吸着ヘッド141はXYZ座標系の空間上の任意の位置に動くように設けられ得る。一例として、吸着ヘッド141と連結されるヘッド本体144はヘッドロボット145に設置される第3方向レール147に沿ってZ軸方向に移動することができる。そして、ヘッド本体144はヘッドロボット145に設置される第1方向レールに沿ってX軸方向に移動することができる。そして、ヘッドロボット145は上層テーブル150上に設置される第2方向レール146に沿ってY軸方向に移動することができる。   The suction head 141 can be provided so as to move to an arbitrary position in the space of the XYZ coordinate system. For example, the head body 144 connected to the suction head 141 may move in the Z-axis direction along the third direction rail 147 installed on the head robot 145. The head body 144 can move in the X-axis direction along the first direction rail installed on the head robot 145. The head robot 145 can move in the Y-axis direction along the second direction rail 146 installed on the upper table 150.

吸着ヘッド141はZ軸方向に昇降するように設けられ得る。このために、動力を伝達するモーター142とモーター142の回転力を直線往復運動で伝達する動力伝達部材143を含むことができる。一例として、動力伝達部材143はウォームとウォームギアまたはラックとピニオンギアなどを含むことができる。   The suction head 141 can be provided so as to move up and down in the Z-axis direction. To this end, it may include a motor 142 for transmitting power and a power transmission member 143 for transmitting the rotational force of the motor 142 in a linear reciprocating motion. For example, the power transmission member 143 may include a worm and a worm gear or a rack and a pinion gear.

また、吸着ヘッド141はヘッド本体144と相対的にZ軸を中心に自転するように設けられ得る。したがって、チップが歪んだ状態で吸着された場合にも吸着ヘッド141が回転することによってチップのバンプと基板の接続端子の位置を一致させることができる。   Further, the suction head 141 may be provided so as to rotate around the Z axis relative to the head main body 144. Therefore, even when the chip is sucked in a distorted state, the position of the bump of the chip and the position of the connection terminal of the substrate can be matched by rotating the suction head 141.

また、ボンディングピッカー140はチップに熱と圧力を加えるように設けられ得る。ボンディングピッカー140に設けられる発熱部から発生する熱はチップのバンプに伝達される。そして、吸着ヘッド141が下降してチップに圧力が加えられる。具体的に、チップを基板の実装位置に移動させてチップに熱と圧力を加えるとバンプが変形されてチップと基板がボンディングされ得る。このような過程を熱圧着ボンディングという。   Also, the bonding picker 140 may be provided to apply heat and pressure to the chip. The heat generated from the heat generating portion provided on the bonding picker 140 is transmitted to the bumps of the chip. Then, the suction head 141 descends to apply pressure to the chip. Specifically, when the chip is moved to a mounting position on the substrate and heat and pressure are applied to the chip, the bumps are deformed and the chip and the substrate can be bonded. Such a process is called thermocompression bonding.

スリットビジョン151は吸着ヘッド141と基板の間に位置して吸着ヘッド141にピックアップされたチップのバンプと基板の接続端子の整列状態が良好であるかを判断することができる。そして、スリットビジョン151の整列情報に誤差が発生する場合、その誤差を解消するために吸着ヘッド141が移動するか回転することができる。   The slit vision 151 is located between the suction head 141 and the substrate, and can determine whether the bumps of the chip picked up by the suction head 141 and the connection terminals of the substrate are in good alignment. If an error occurs in the alignment information of the slit vision 151, the suction head 141 can be moved or rotated to eliminate the error.

また、スリットビジョン151はXY平面上の任意の位置に動くように設けられ得る。一例として、スリットビジョン151は上層テーブル150上に設置される第1方向レール152に沿ってX軸方向に移動し、第2方向レール153に沿ってY軸方向に移動することができる。   Further, the slit vision 151 can be provided so as to move to an arbitrary position on the XY plane. For example, the slit vision 151 may move in the X-axis direction along a first direction rail 152 installed on the upper table 150 and move in the Y-axis direction along a second direction rail 153.

ボンディングピッカー140の動作によってなされる過程について詳しく説明すると、ボンディングピッカー140は打ち抜きユニット170があるところに移動してフィルム148をパンチングし、シートブロック162に移動して吸着ヘッド141がフィルム148を挟んでチップの吸着面を吸着した後実装位置に移動する。そして、基板と吸着ヘッド141の間にスリットビジョン151が位置してチップの整列状態を検査する。万一、チップがXY平面上から外れて位置する場合、吸着ヘッド141を移動させて誤差を解消し、チップの配置方向がZ軸を中心に外れている場合、吸着ヘッド141を回転させて誤差を解消する。   The process performed by the operation of the bonding picker 140 will be described in detail. The bonding picker 140 moves to a position where the punching unit 170 is located, punches the film 148, moves to the sheet block 162, and the suction head 141 sandwiches the film 148. After sucking the suction surface of the chip, it moves to the mounting position. Then, the slit vision 151 is positioned between the substrate and the suction head 141 to inspect the alignment of the chips. If the chip is out of the XY plane, the suction head 141 is moved to eliminate the error. If the chip placement direction is out of the Z-axis, the suction head 141 is rotated to remove the error. To eliminate.

チップの整列が完了すればスリットビジョン151が吸着ヘッド141の下降に干渉されない位置に移動し、吸着ヘッド141がZ軸方向に下降してチップを基板に実装する。このとき、チップをボンディングするために熱圧着方式を利用することができる。すなわち、チップに熱を加えると同時に加圧してバンプが溶解されてチップが基板にボンディングされる。ボンディング完了後にもスリットビジョン151を利用して基板にボンディングが完了した半導体チップを検査できるPBI(Post Bonding Inspection)検査をすることができる。スリットビジョン151はボンディングピッカー140とガントリー構造、そして、チップキャリア160の構造に全く影響を受けないため、吸着ヘッド141がフィルム打ち抜き作業をする間、PBIを全数検査をしてもUPHに全く影響を受けない。   When the alignment of the chips is completed, the slit vision 151 moves to a position where it is not interfered by the lowering of the suction head 141, and the suction head 141 moves down in the Z-axis direction to mount the chip on the substrate. At this time, a thermocompression bonding method can be used to bond the chips. That is, the bumps are melted by applying heat and simultaneously applying pressure to the chip, and the chip is bonded to the substrate. Even after the bonding is completed, a PBI (Post Bonding Inspection) test that can test the semiconductor chip that has been bonded to the substrate using the slit vision 151 can be performed. Since the slit vision 151 is completely unaffected by the bonding picker 140, the gantry structure, and the structure of the chip carrier 160, even if the PBI is 100% inspected while the suction head 141 performs the punching operation, it does not affect the UPH at all. I do not receive.

一方、ヒーティングテーブル154は基板を支持することができる。そして、ヒーティングテーブル154は基板に熱を加えることができる。基板はヒーティングテーブル154から発生する熱によって一定の温度範囲を維持することができる。   Meanwhile, the heating table 154 can support the substrate. The heating table 154 can apply heat to the substrate. The substrate can maintain a certain temperature range by heat generated from the heating table 154.

説明されていない符号は第1補正マーク156と、第2補正マーク(図示せず)と、温度センサ158と、ロードセル159である。   Symbols not described are a first correction mark 156, a second correction mark (not shown), a temperature sensor 158, and a load cell 159.

熱圧着ボンディング装置100はボンディング工程が繰り返されることにつれて、吸着ヘッド141とスリットビジョン151の位置整列に誤差が発生する恐れがある。特に、熱圧着方式中に発生する高熱と吸着ヘッド141に加えられる圧力はこのような誤差発生を加速化させ得る。したがって、チップを基板の実装位置に正確にボンディングさせるためには吸着ヘッド141とスリットビジョン151をあらかじめ設定された位置に初期化することが重要である。   In the thermocompression bonding apparatus 100, an error may occur in the alignment of the positions of the suction head 141 and the slit vision 151 as the bonding process is repeated. In particular, the high heat generated during the thermocompression bonding and the pressure applied to the suction head 141 can accelerate the occurrence of such errors. Therefore, it is important to initialize the suction head 141 and the slit vision 151 to a preset position in order to accurately bond the chip to the mounting position of the substrate.

ボンディング過程で発生した吸着ヘッド141とスリットビジョン151の誤差を正して初期状態に整列させるために、吸着ヘッド141は第1補正マーク156の情報に基づいて初期化を進行し、スリットビジョン151は第2補正マーク(図示せず)の情報に基づいて初期化を進行することができる。また、前記第1補正マーク156と第2補正マーク(図示せず)を利用してコンバージョンや取り替える時に吸着ヘッド141とスリットビジョン151をセッティングすることに使用することもできる。   In order to correct an error between the suction head 141 and the slit vision 151 generated during the bonding process and align the suction head 141 and the slit vision 151 in the initial state, the suction head 141 performs initialization based on information of the first correction mark 156, and the slit vision 151 The initialization can proceed based on the information of the second correction mark (not shown). Further, it can be used to set the suction head 141 and the slit vision 151 when performing conversion or replacement using the first correction mark 156 and the second correction mark (not shown).

そして、温度センサ158は吸着ヘッド141に伝達される温度を測定することができる。吸着ヘッド141の温度が基準温度より高いか低い場合にはボンディングの正確度または品質が落ちる恐れがあるためである。   Then, the temperature sensor 158 can measure the temperature transmitted to the suction head 141. This is because if the temperature of the suction head 141 is higher or lower than the reference temperature, the accuracy or quality of bonding may be reduced.

そして、ロードセル159は吸着ヘッド141が加える圧力を測定することができる。吸着ヘッド141がチップを加える圧力が基準より高いか低い場合、ボンディングの正確度または品質が落ちる恐れがあるためである。   The load cell 159 can measure the pressure applied by the suction head 141. This is because if the pressure at which the suction head 141 applies a chip is higher or lower than the reference, the accuracy or quality of bonding may be reduced.

一方、チップが熱圧着方式によって基板にボンディングされる過程で、ボンディングピッカー140がチップを加圧する圧力によってバンプが溶解されて形成される接着手段がチップの側面などに沿って上がって行き、ボンディングピッカー140の下面に付着したり接着手段を加熱する間に発生するガスによってボンディングピッカー140が汚染される問題が発生する恐れがある。   On the other hand, in the process of bonding the chip to the substrate by the thermocompression bonding method, the bonding means formed by melting the bumps by the pressure of the bonding picker 140 pressing the chip rises along the side of the chip and the like. There is a possibility that a problem may occur that the bonding picker 140 is contaminated by a gas that is attached to the lower surface of the 140 or generated during heating of the bonding unit.

このために本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置100は吸着ヘッド141とチップの間にフィルム148を介在させることができる。このとき、吸着ヘッド141の真空圧がチップに加えられるためにはフィルム148を穿孔してホールを形成しなければならない。したがって、本発明の一実施例に係る熱圧着ボンディング装置100はフィルム148を穿孔する打ち抜きユニット170をさらに含むことができる。   To this end, the thermo-compression bonding apparatus 100 according to one embodiment of the present invention may have a film 148 interposed between the suction head 141 and the chip. At this time, in order for the vacuum pressure of the suction head 141 to be applied to the chip, the film 148 must be perforated to form a hole. Accordingly, the thermocompression bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a punching unit 170 for perforating the film 148.

フィルム148は巻き出しローラ194に巻かれて提供された状態で設けられ、吸着ヘッド141の両側に設けられる一対のガイドローラ193を通じて案内されて巻き出しローラ194の反対側に位置する巻き取りリール195に巻かれて保管され得る。   The film 148 is provided in a state provided by being wound around an unwind roller 194, and is guided through a pair of guide rollers 193 provided on both sides of the suction head 141, and is taken up by a take-up reel 195 opposite to the unwind roller 194. It can be stored wound around.

そして、巻き出しローラ194、巻き取りリール195、ガイドローラ193、およびフィルムリール149中のいずれか一つ以上はフィルム駆動ローラ196により動作してフィルム148を移送する駆動ローラであり得る。   At least one of the unwind roller 194, the take-up reel 195, the guide roller 193, and the film reel 149 may be a driving roller operated by the film driving roller 196 to transfer the film 148.

次いで、図6〜図8を参照して本発明の一実施例に係る打ち抜きユニット170について説明する。   Next, a punching unit 170 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図6は吸着ヘッド141が本発明の一実施例に係る打ち抜きユニット170上でフィルム148を穿孔する前の様子を示している側断面道(ド)で、図7は図6のA領域拡大図である。そして、図8は吸着ヘッド141が打ち抜きユニット170上でフィルム148を穿孔した後の様子を示しているA領域拡大図である。   FIG. 6 is a side sectional view showing a state before the suction head 141 pierces the film 148 on the punching unit 170 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an enlarged view of the area A in FIG. It is. FIG. 8 is an enlarged view of the area A showing the state after the suction head 141 pierces the film 148 on the punching unit 170.

吸着ホール174aの底面にはチップを吸着する吸着ブロック174が設けられ得る。そして、吸着ブロック174にはチップに真空圧を加える吸着ホール174aが形成され得る。そして、吸着ブロック174は吸着ヘッド141と着脱可能に設けられて取替えが容易である。   A suction block 174 for sucking chips may be provided on the bottom surface of the suction hole 174a. The suction block 174 may have a suction hole 174a for applying a vacuum pressure to the chip. The suction block 174 is provided so as to be detachable from the suction head 141, and is easily replaced.

フィルム148は吸着ブロック174の底面を囲むように設けられ得る。また、フィルム148の両側には一対のフィルムリール149が設けられ、フィルム148を一方向に移動させることができる。したがって、ボンディング過程でフィルム148が損傷する場合、損傷したフィルム148を横に移動させて新しいフィルム148が吸着ブロック174の底面を囲むようにすることができる。   The film 148 may be provided to surround the bottom surface of the suction block 174. A pair of film reels 149 are provided on both sides of the film 148, and the film 148 can be moved in one direction. Therefore, when the film 148 is damaged during the bonding process, the damaged film 148 can be moved sideways so that a new film 148 surrounds the bottom surface of the suction block 174.

本発明の一実施例に係る打ち抜きユニット170はチップキャリア160に設置されてフィルム148を穿孔する打ち抜きピン171と、フィルム148が穿孔される間フィルム148の底面を支持するホールディングブロック172を含むことができる。一方、図面には打ち抜きピン171が設置されるベースがチップキャリア160と一体で形成されたものを図示した。しかし、ベースはチップキャリア160とは別途で設けられることもある。   The punching unit 170 according to an embodiment of the present invention may include a punching pin 171 installed on the chip carrier 160 to pierce the film 148, and a holding block 172 supporting the bottom surface of the film 148 while the film 148 is pierced. it can. On the other hand, the drawing shows that the base on which the punching pins 171 are installed is formed integrally with the chip carrier 160. However, the base may be provided separately from the chip carrier 160.

打ち抜きピン171は複数で設けられ得る。そして、打ち抜きピン171は吸着ブロック174の吸着ホール174aの位置に対応する位置に設置され得る。また、打ち抜きピン171の先端部は穿孔過程で吸着ホール174aの内部に収容されるものの、吸着ホール174aと干渉されない形状で設けられ得る。一例として、打ち抜きピン171の先端部は上にいくほど直径が小さくなる円錐形態であり得る。   A plurality of punching pins 171 can be provided. Then, the punching pin 171 may be installed at a position corresponding to the position of the suction hole 174a of the suction block 174. Further, the tip of the punching pin 171 may be provided in a shape that is accommodated in the suction hole 174a during the punching process but does not interfere with the suction hole 174a. For example, the tip of the punching pin 171 may have a conical shape in which the diameter decreases as going upward.

また、打ち抜きピン171はチップキャリア160に分離可能に結合することができる。一例として、打ち抜きピン171はチップキャリア160の下から上へ挿入されるものの、打ち抜きピン171の下に突出するフランジ部171aがチップキャリア160の底面に係止されるように設けられ得る。そして、固定部材175がチップキャリア160の底面に結合されて打ち抜きピン171を固定することができる。固定部材175はチップキャリア160と着脱可能に設けられ、一例として、固定ボルト175aにより結合することができる。   Also, the punch pin 171 can be separably coupled to the chip carrier 160. As an example, although the punching pin 171 is inserted upward from below the chip carrier 160, the punching pin 171 may be provided such that the flange portion 171 a projecting below the punching pin 171 is locked to the bottom surface of the chip carrier 160. In addition, the fixing member 175 is coupled to the bottom surface of the chip carrier 160 to fix the punching pin 171. The fixing member 175 is provided so as to be detachable from the chip carrier 160, and can be connected by, for example, a fixing bolt 175a.

ホールディングブロック172はフィルム148の底面を支持することができる。特に、吸着ブロック174により加圧される加圧領域を支持するように設けられ得る。そして、ホールディングブロック172には打ち抜きピン171が貫通するピン収容ホール172aが形成され得る。すなわち、打ち抜きピン171はホールディングブロック172の内部でピン収容ホール172aを貫通してフィルム148を穿孔する。   The holding block 172 may support the bottom surface of the film 148. In particular, it may be provided to support a pressurized area pressurized by the suction block 174. Further, a pin receiving hole 172a through which the punching pin 171 penetrates may be formed in the holding block 172. That is, the punching pin 171 perforates the film 148 through the pin receiving hole 172a inside the holding block 172.

ホールディングブロック172は上下に移動するように設けられ得る。初期位置ではホールディングブロック172の上面が打ち抜きピン171の先端よりも高いか同じ位置に設けられ得る。そして、ボンディングピッカー140の加圧によってホールディングブロック172が下降すると相対的に打ち抜きピン171が上昇してフィルム148を穿孔することができる。   The holding block 172 may be provided to move up and down. In the initial position, the upper surface of the holding block 172 may be provided at a position higher than or the same as the tip of the punching pin 171. When the holding block 172 is lowered by the pressing of the bonding picker 140, the punching pins 171 are relatively raised, and the film 148 can be perforated.

また、ホールディングブロック172は第1弾性部材176により支持され得る。第1弾性部材176はホールディングブロック172とチップキャリア160の間に設けられ得る。第1弾性部材176はホールディングブロック172に外力が加えられていない場合にはホールディングブロック172を上に押し上げる力を作用する。そして、ボンディングピッカー140がホールディングブロック172を加圧する場合には第1弾性部材176の形状が変形されてホールディングブロック172が下へ移動することを許容する。一例として、第1弾性部材176はコイルスプリングであり得、第1弾性部材176の下端はチップキャリア160の上面に凹入される第1弾性部材収容溝176aに収容され得る。   Further, the holding block 172 may be supported by the first elastic member 176. The first elastic member 176 may be provided between the holding block 172 and the chip carrier 160. The first elastic member 176 exerts a force to push the holding block 172 upward when no external force is applied to the holding block 172. When the bonding picker 140 presses the holding block 172, the shape of the first elastic member 176 is deformed to allow the holding block 172 to move downward. For example, the first elastic member 176 may be a coil spring, and a lower end of the first elastic member 176 may be accommodated in the first elastic member accommodating groove 176 a recessed on the upper surface of the chip carrier 160.

また、チップキャリア160にはホールディングブロック172の上下移動を案内するガイド部材173が設置され得る。そして、ガイド部材173はホールディング部材の外径に突出するフランジ部172bの上部を覆うように設けられる係止段173aを形成することができる。したがって、ホールディングブロック172はガイド部材173を離脱しない。   In addition, a guide member 173 for guiding the holding block 172 to move up and down may be installed on the chip carrier 160. In addition, the guide member 173 may form a locking step 173a provided to cover an upper portion of the flange portion 172b protruding from the outer diameter of the holding member. Therefore, the holding block 172 does not separate the guide member 173.

また、ガイド部材173はチップキャリア160に分離可能に結合することができる。一例として、ガイド部材173はチップキャリア160を貫通する固定ボルト173bにより結合され得る。   In addition, the guide member 173 can be detachably coupled to the chip carrier 160. As an example, the guide member 173 may be connected by a fixing bolt 173b penetrating the chip carrier 160.

ピン収容ホール172aは穿孔過程で上昇する打ち抜きピン171に干渉されないように設けられ得る。一例として、ピン収容ホール172aは打ち抜きピン171の端部の形状に対応する形状を有し、ピン収容ホール172aの内径が打ち抜きピン171の外径よりも大きいように設けられ得る。   The pin receiving hole 172a may be provided so as not to interfere with the punching pin 171 that rises during the drilling process. As an example, the pin receiving hole 172a has a shape corresponding to the shape of the end of the punching pin 171 and may be provided such that the inner diameter of the pin receiving hole 172a is larger than the outer diameter of the punching pin 171.

一方、打ち抜きピン171がフィルム148を穿孔する過程でフィルム148の穿孔ホール周りには上に向かってバリ(burr)が形成される。万一、フィルム148の下面を支持するホールディングブロック172がないか、ピン収容ホール172aの大きさが打ち抜きピン171の外径よりも遥かに大きい場合には打ち抜きピン171が下降する過程でバリが打ち抜きピン171に沿って下がってきて下を向くことができる。このようにフィルム148のバリが下を向く場合、吸着ヘッド141に真空圧が作用してもチップがフィルム148に密着せず、水平に配置されないことがある。これは基板にチップをボンディングする過程で誤差を誘発させ得る。   On the other hand, as the punching pin 171 pierces the film 148, burrs are formed upward around the perforation holes of the film 148. If there is no holding block 172 that supports the lower surface of the film 148, or if the size of the pin receiving hole 172a is much larger than the outer diameter of the punching pin 171, the burr is punched out while the punching pin 171 descends. It can come down along the pin 171 and face down. When the burrs of the film 148 face downward as described above, the chips may not be closely attached to the film 148 and may not be arranged horizontally even when a vacuum pressure is applied to the suction head 141. This can cause an error in the process of bonding the chip to the substrate.

しかし図9を参照すると、本発明の実施例に係る打ち抜きユニット170ではフィルム148のバリがフィルム148の穿孔ホールの上に向かって突出していることが分かる。図9は打ち抜きピン171が下降した状態でバリの形状を示している拡大図である。   However, referring to FIG. 9, in the punching unit 170 according to the embodiment of the present invention, it can be seen that the burr of the film 148 protrudes above the perforation hole of the film 148. FIG. 9 is an enlarged view showing the shape of the burr when the punching pin 171 is lowered.

ホールディングブロック172の上面に形成されるピン収容ホール172aの内径は、打ち抜きピン171が最も高く上昇した時にホールディングブロック172の上面と同一平面に位置する打ち抜きピン171の外径よりも小さい程度で設けられ得る。   The inner diameter of the pin receiving hole 172a formed on the upper surface of the holding block 172 is set to be smaller than the outer diameter of the punching pin 171 located on the same plane as the upper surface of the holding block 172 when the punching pin 171 rises highest. obtain.

また、ホールディングブロック172の上面に形成されるピン収容ホール172aの内径は吸着ブロック174の下面に形成される吸着ホール174aの内径と比較して同じであるか小さ句形成され得る。バリが形成される領域の最大サイズは吸着ホール174aの内径を越えることはできない。したがって、ピン収容ホール172aの内径がそれより小さいか同じである場合、打ち抜きピン171が下降する時、フィルム148のバリが打ち抜きピン171に沿ってピン収容ホール172a内部に入ることを防止することができる。   Further, the inner diameter of the pin receiving hole 172a formed on the upper surface of the holding block 172 may be the same as or smaller than the inner diameter of the suction hole 174a formed on the lower surface of the suction block 174. The maximum size of the area where burrs are formed cannot exceed the inner diameter of the suction hole 174a. Therefore, when the inner diameter of the pin receiving hole 172a is smaller than or the same as that of the pin receiving hole 172, it is possible to prevent the burr of the film 148 from entering the pin receiving hole 172a along the punching pin 171 when the punching pin 171 is lowered. it can.

次いで、図10と図11を参照して本発明の他の実施例に係る打ち抜きユニット170−1について説明する。   Next, a punching unit 170-1 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図10は吸着ヘッド141が本発明の他の実施例に係る打ち抜きユニット170−1上でフィルム148を穿孔した後の様子を示している側断面図で、図11は図10のB領域拡大図である。   FIG. 10 is a side sectional view showing a state after the suction head 141 pierces the film 148 on the punching unit 170-1 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an enlarged view of a region B in FIG. It is.

本発明の他の実施例に係る打ち抜きユニット170−1は打ち抜きピン171が上下に移動するように設けられ得る。このとき、打ち抜きピン171は一定圧力以上でのみ下へ下りて行くように設けられ、打ち抜きピン171がフィルム148を穿孔する途中には打ち抜きピン171が下へ下りて行くことができない。   The punching unit 170-1 according to another embodiment of the present invention may be provided such that the punching pin 171 moves up and down. At this time, the punching pin 171 is provided so as to go down only at a certain pressure or higher, and the punching pin 171 cannot go down while the punching pin 171 pierces the film 148.

また、打ち抜きピン171は第2弾性部材177により支持され得る。第2弾性部材177は打ち抜きピン171と固定部材175の間に設けられ得る。第2弾性部材177は打ち抜きピン171に一定の大きさ以上の圧力が加えられない場合には打ち抜きピン171を上に押し上げる力を作用する。そして、一定大きさ以上の圧力が加えられる場合には第2弾性部材177の形状が変形されて打ち抜きピン171が下へ移動することを許容する。一例として、第2弾性部材177はコイルスプリングであり得、第2弾性部材177の上端は打ち抜きピン171の下部に設けられるフランジ部171aに支持され、第2弾性部材177の下端は固定部材175に支持され得る。   Further, the punching pin 171 can be supported by the second elastic member 177. The second elastic member 177 may be provided between the punching pin 171 and the fixing member 175. The second elastic member 177 exerts a force for pushing up the punching pin 171 when a pressure equal to or greater than a predetermined level is not applied to the punching pin 171. When a pressure equal to or larger than a predetermined value is applied, the shape of the second elastic member 177 is deformed, and the punching pin 171 is allowed to move downward. As an example, the second elastic member 177 may be a coil spring, an upper end of the second elastic member 177 is supported by a flange portion 171 a provided below the punching pin 171, and a lower end of the second elastic member 177 is fixed to the fixing member 175. Can be supported.

図12は吸着ヘッド141がミスアライン(misalign)された場合の様子を示しているB領域拡大図である。   FIG. 12 is an enlarged view of a region B showing a state where the suction head 141 is misaligned.

図12を参照すると、打ち抜きピン171は吸着ヘッド141がミスアラインされた場合に下へ下りて行くように設けられることによって吸着ヘッド141または打ち抜きピン171が破損することを防止することができる。   Referring to FIG. 12, the punching pin 171 is provided so as to go down when the suction head 141 is misaligned, thereby preventing the suction head 141 or the punching pin 171 from being damaged.

このために第2弾性部材177の弾性係数は穿孔過程でフィルム148が打ち抜きピン171を加圧する程度の圧力では弾性変形を起こさないが、それより大きい圧力で弾性変形が始まるように選択され得る。   For this reason, the elastic coefficient of the second elastic member 177 may be selected such that the elastic deformation does not occur when the film 148 presses the punching pin 171 during the perforation process, but the elastic deformation starts at a pressure higher than the pressure.

すなわち、第2弾性部材177は吸着ヘッド141の加圧によってホールディングブロック172が下に下りていきながらフィルム148が打ち抜きピン171に加える圧力の大きさ範囲では変形されないため、打ち抜きピン171が下へ下りていかず、フィルム148を穿孔することができる。しかし、これより大きい圧力が作用する場合、例えばミスアラインされた吸着ヘッド141が打ち抜きピン171を加圧する場合には第2弾性部材177が変形して打ち抜きピン171が下へ移動することになる。   That is, since the second elastic member 177 is not deformed in the range of the magnitude of the pressure applied to the punching pin 171 by the film 148 while the holding block 172 is lowered by the pressure of the suction head 141, the punching pin 171 is lowered. Instead, the film 148 can be perforated. However, when a pressure greater than this is applied, for example, when the misaligned suction head 141 presses the punching pin 171, the second elastic member 177 is deformed and the punching pin 171 moves downward.

図4ではチップキャリア160のシートブロック162の一側には吸着ヘッド141に吸着されているフィルム148にホールを穿孔するための打ち抜きユニット170が並んで配置され得ることを説明した。そして、チップキャリア160はキャリアロボット161によりY軸方向に移動可能に設けられる。   FIG. 4 illustrates that a punching unit 170 for punching a hole in the film 148 sucked by the suction head 141 can be arranged on one side of the sheet block 162 of the chip carrier 160. The chip carrier 160 is provided so as to be movable in the Y-axis direction by a carrier robot 161.

そして、図12ではミスアラインを避けるためには、吸着ヘッド141は打ち抜きユニット170に形成されたピン収容ホール172aの位置と吸着ホール174aの位置が整列した状態でフィルム148を穿孔することを説明した。万一、吸着ヘッド141が打ち抜きユニット170のピン収容ホール172aと外れて配置された状態で打ち抜きピン171を利用してフィルム148を穿孔すると、図12に図示されたように、打ち抜きピン171や吸着ブロック174に損傷が発生する恐れがあるためである。   FIG. 12 has described that the suction head 141 pierces the film 148 in a state where the positions of the pin receiving holes 172a formed in the punching unit 170 and the positions of the suction holes 174a are aligned in order to avoid misalignment. If the film 148 is pierced using the punching pin 171 in a state where the suction head 141 is displaced from the pin accommodating hole 172a of the punching unit 170, as shown in FIG. This is because the block 174 may be damaged.

したがって、打ち抜きユニット170が吸着ヘッド141に吸着されたフィルム148の正確な位置を穿孔するために吸着ヘッド141と打ち抜きユニット170の相対位置を一致させる校正作業が必要である。   Therefore, in order for the punching unit 170 to pierce the accurate position of the film 148 sucked by the suction head 141, a calibration operation for matching the relative positions of the suction head 141 and the punching unit 170 is necessary.

本発明の実施例は吸着ヘッド141と打ち抜きユニット170の校正作業のために、吸着ヘッド141の位置を検出するビジョンカメラと打ち抜きユニット170の位置を検出できるビジョンカメラを各々設置するのではなく、一つのアップルッキングビジョン155を利用して吸着ヘッド141と打ち抜きユニット170の相対位置を補正して一致させる作業を遂行できる。ただし、一つのビジョンを利用するため、打ち抜きユニット170の位置を検出するための基準となる補正部をチップキャリア160の下面に設けた。一例として、補正部はフィデューシャルとして、シートブロックの下部に形成されたホールまたは補正マークを含むことができる。   In the embodiment of the present invention, a vision camera for detecting the position of the suction head 141 and a vision camera for detecting the position of the punching unit 170 are not provided for calibration of the suction head 141 and the punching unit 170. The operation of correcting and matching the relative positions of the suction head 141 and the punching unit 170 by using the two apple visions 155 can be performed. However, in order to use one vision, a correction unit serving as a reference for detecting the position of the punching unit 170 is provided on the lower surface of the chip carrier 160. For example, the correction unit may include, as a fiducial, a hole or a correction mark formed at a lower portion of the seat block.

参考として、相対位置の補正および一致作業は前記シートブロックと前記吸着ヘッドがあらかじめ決定された距離だけ移動してアップルッキングビジョンの上部に位置した時、前記アップルッキングビジョンが前記フィデューシャルの中心位置と吸着ヘッドの中心位置をそれぞれ検出してこれらのオフセット値を求めた後、前記シートブロックから設計寸法だけ離隔した打ち抜きユニットの位置値に前記オフセット値を反映した距離だけ前記シートブロックをY軸方向に移動させて前記吸着ヘッドの中心位置と前記打ち抜きユニットの中心位置を一致させることができる。   For reference, the relative position correction and the matching operation are performed when the seat block and the suction head are moved by a predetermined distance and positioned above the apple-cking vision, and the apple-cking vision is moved to the center position of the fiducial. And the center position of the suction head are respectively detected to determine these offset values, and then the sheet block is moved in the Y-axis direction by a distance reflecting the offset value to the position value of the punching unit separated by a design dimension from the sheet block. To make the center position of the suction head coincide with the center position of the punching unit.

本発明のさらに他の実施例として特に図示してはいないが、チップキャリア160の打ち抜きユニット170とシートブロック162の位置を互いに取り替えて具備することもできる。すなわち、アップルッキングビジョンを中心にアップルッキングビジョンと近い内側に打ち抜きユニットを具備し、アップルッキングビジョンから遠い側にシートブロックを具備することもできる。このような場合にも同じ順序でシートブロックに半導体チップを積載して吸着ヘッドがフィルムパンチングをした後、シートブロックに積載された半導体チップをピックアップしていくことができる。すなわち、チップキャリアがユニットピッカー側にY軸方向に移送するとユニットピッカーが半導体チップをシートブロックに下ろしておき、その後チップキャリアがY軸方向に移送して吸着ヘッドの下部に打ち抜きユニットを位置させてフィルムを穿孔した後、再びチップキャリアがY軸方向に所定間隔移送して吸着ヘッドの下部に移送してシートブロックに積載された半導体チップを吸着した後、熱圧着ボンディングを遂行できる。   Although not specifically shown as still another embodiment of the present invention, the punching unit 170 of the chip carrier 160 and the position of the sheet block 162 may be replaced with each other. That is, a punching unit may be provided on the inner side near the Applecking Vision, centering on the Applecking Vision, and a seat block may be provided on the side farther from the Applecking Vision. Even in such a case, the semiconductor chips stacked on the sheet block can be picked up after the semiconductor chips are stacked on the sheet block in the same order and the suction head performs the film punching. That is, when the chip carrier is moved in the Y-axis direction to the unit picker side, the unit picker lowers the semiconductor chip on the sheet block, and then the chip carrier is moved in the Y-axis direction and the punching unit is positioned below the suction head. After piercing the film, the chip carrier is transported again at a predetermined interval in the Y-axis direction, transported to a lower portion of the suction head to suck the semiconductor chips loaded on the sheet block, and then thermocompression bonding can be performed.

しかし、本発明の吸着ヘッドは同一の行に対するボンディング作業を遂行する間、X軸方向にのみ移動し、チップキャリアがY軸方向の移動を担当するため、大きいムービングを担当するガントリのX軸方向移動を減少させることができ、装備内の振動にもほとんど影響を与えなくなる。   However, the suction head of the present invention moves only in the X-axis direction while performing the bonding operation on the same row, and the chip carrier is responsible for the movement in the Y-axis direction. Movement can be reduced and has little effect on vibrations in the equipment.

図13は本発明の一実施例に係るフィルム離隔装置190を示している図面である。   FIG. 13 is a view illustrating a film separating apparatus 190 according to an embodiment of the present invention.

打ち抜きユニット170がフィルム148をパンチングする一連の工程を経て半導体チップが基板に熱圧着ボンディングされた後は次の半導体チップの作業のために先に進行された同じ作業が繰り返される。このために、パンチングされたフィルム148はフィルムリール149で巻き取って回収し、新しいフィルム148を吸着ヘッド141の下に待機させなければならない。   After the semiconductor chip is bonded by thermocompression bonding to the substrate through a series of steps in which the punching unit 170 punches the film 148, the same operation that has been performed for the operation of the next semiconductor chip is repeated. For this purpose, the punched film 148 has to be wound up and collected on a film reel 149, and a new film 148 has to wait under the suction head 141.

しかし、熱圧着時の熱によってフィルム148が溶けて吸着ヘッド141に付着される問題が発生する恐れがある。このような問題を解決するために本発明の実施例に係るボンディングピッカー140はフィルム離隔装置190を利用してフィルム148を押し出すことによって吸着ヘッド141に付着されたフィルム148を引き離すことができる。   However, there is a possibility that the film 148 is melted by the heat at the time of thermocompression and attached to the suction head 141. In order to solve such a problem, the bonding picker 140 according to the embodiment of the present invention can separate the film 148 attached to the suction head 141 by extruding the film 148 using the film separating device 190.

フィルム離隔装置190はフィルム148を押し出すフィルム離隔ローラ191と、フィルム離隔ローラ191と連結されて上下移動可能に設けられるローラ移送装置192を含むことができる。   The film separating device 190 may include a film separating roller 191 that extrudes the film 148, and a roller transfer device 192 that is connected to the film separating roller 191 and is provided to be vertically movable.

フィルム離隔ローラ191は回転可能なローラの形状に設けられることによって、フィルム148を押し出す過程でフィルム148に加えられる損傷を最小化することができる。そして、フィルム離隔ローラ191と連結されるローラ移送装置192はフィルム離隔ローラ191を上下方向に移動させることができ、例えばシリンダーであり得る。   Since the film separating roller 191 is provided in the form of a rotatable roller, damage to the film 148 during extrusion of the film 148 can be minimized. In addition, a roller transfer device 192 connected to the film separation roller 191 can move the film separation roller 191 in the up-down direction, and can be, for example, a cylinder.

フィルム離隔装置190は吸着ヘッド141の一側に位置することができ、吸着ヘッド141の両側に位置するフィルムリール149中のいずれか一つと吸着ヘッド141の間に設けられ得る。   The film separating device 190 may be located on one side of the suction head 141 and may be provided between any one of the film reels 149 located on both sides of the suction head 141 and the suction head 141.

図14は本発明の他の実施例に係るフィルム離隔装置190−1を示している図面である。   FIG. 14 is a view showing a film separating apparatus 190-1 according to another embodiment of the present invention.

図14を参照すると、フィルム離隔装置190−1は吸着ヘッド141の両側に位置することができ、吸着ヘッド141の両側に位置するフィルムリール149と吸着ヘッド141の間にそれぞれ設けられ得る。   Referring to FIG. 14, the film separating devices 190-1 may be located on both sides of the suction head 141, and may be provided between the film reels 149 and the suction heads 141 located on both sides of the suction head 141.

この場合、一対のフィルム離隔装置190−1は同時に駆動可能であるか相対的に駆動可能であり得る。例えば、いずれか一つのフィルム離隔装置190−1の動作だけではフィルム148が吸着ヘッド141からよく離れない場合、他の一つのフィルム離隔装置190−1が動作するように設けられ得る。   In this case, the pair of film separation devices 190-1 may be simultaneously drivable or relatively drivable. For example, if the film 148 is not well separated from the suction head 141 only by the operation of one of the film separating devices 190-1, the other film separating device 190-1 may be provided to operate.

次いで、図15と図16を参照して本発明の一実施例に係るフープユニット180について説明する。   Next, a hoop unit 180 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図15は本発明の一実施例に係るフープユニット180を示している分解斜視図で、図16はフープユニット180がスリットビジョン151を検査する様子を示している拡大図である。   FIG. 15 is an exploded perspective view showing a hoop unit 180 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 16 is an enlarged view showing how the hoop unit 180 inspects the slit vision 151.

前記において、吸着ヘッド141と基板の間に位置して吸着ヘッド141にピックアップされた半導体チップのバンプと基板の接続端子の整列状態が良好であるかを判断できるスリットビジョン151が具備されることを説明した。   In the above, it is preferable that a slit vision 151 is provided between the suction head 141 and the substrate to determine whether the bumps of the semiconductor chip picked up by the suction head 141 and the connection terminals of the substrate are in good alignment. explained.

本発明の実施例はスリットビジョン151の上部に設けられるチップビジョンと下部に設けられる基板ビジョンのずれを校正するための校正部であるフープユニット180を含むことができる。   The embodiment of the present invention may include a hoop unit 180 as a calibration unit for calibrating a deviation between a chip vision provided above the slit vision 151 and a substrate vision provided below.

フープユニット180は上層テーブル150に設置され得る。フープユニット180はスリットビジョン151のずれを補正するグラスホルダー182と上層テーブル150に設置されてグラスホルダー182を支持するグラスサポート181を含むことができる。   The hoop unit 180 may be installed on the upper table 150. The hoop unit 180 may include a glass holder 182 for correcting a shift of the slit vision 151 and a glass support 181 installed on the upper table 150 and supporting the glass holder 182.

例えば、グラスホルダー182は複数のボルトなどを利用してグラスサポート181に設置され得る。そして、ボルトが貫通するグラスホルダー182の結合ホール182bは上下方向に延びる長孔形態で設けられ得る。したがって、グラスホルダー182はグラスサポート181に設置されるものの、上下方向に微細位置を調節可能に設置され得る。   For example, the glass holder 182 may be installed on the glass support 181 using a plurality of bolts. In addition, the coupling hole 182b of the glass holder 182 through which the bolt passes may be provided in the form of a long hole extending in the vertical direction. Therefore, although the glass holder 182 is installed on the glass support 181, it can be installed so that the fine position can be adjusted vertically.

グラスホルダー182は

Figure 0006673794
字状に設けられ、上部ホルダーと下部ホルダーの間の空間にスリットビジョン151が位置することができる。 The glass holder 182
Figure 0006673794
The slit vision 151 may be located in a space between the upper holder and the lower holder.

グラスホルダー182はスリットビジョン151の上部に設けられるチップビジョンが撮像することができるフィデューシャルマークが具備される上部グラス183と、スリットビジョン151の下部に設けられる基板ビジョンが撮像することができるフィデューシャルマークが具備される下部グラス184を含むことができる。上部グラス183はフィデューシャルマークが形成されたチップ校正ジグとして使用され、下部グラス184はフィデューシャルマークが形成された基板校正ジグとして使用され得る。   The glass holder 182 includes an upper glass 183 provided with a fiducial mark that can be imaged by a chip vision provided above the slit vision 151 and a glass that can be imaged by a substrate vision provided below the slit vision 151. A lower glass 184 provided with a dual mark may be included. The upper glass 183 may be used as a chip calibration jig having fiducial marks formed thereon, and the lower glass 184 may be used as a substrate calibration jig having fiducial marks formed thereon.

そして、上部グラス183の中心部と下部グラス184の中心部は互いに一致するように同軸に配置され得る。上下を同軸ですべて検査できるスリットビジョン151が上部グラス183と下部グラス184のフィデューシャルマークを検出することによってスリットビジョン151の傾きを確認することができる。   In addition, the center of the upper glass 183 and the center of the lower glass 184 may be coaxially arranged so as to coincide with each other. The inclination of the slit vision 151 can be confirmed by detecting the fiducial marks on the upper glass 183 and the lower glass 184 by the slit vision 151, which can be inspected coaxially in all directions.

そして、上部グラス183は上部グラスホルダー185に固定された状態でグラスホルダー182の上部ホルダーに設置され得る。そして、下部グラス184は下部グラスホルダー186に固定された状態でグラスホルダー182の下部ホルダーに設置され得る。   The upper glass 183 may be installed on the upper holder of the glass holder 182 while being fixed to the upper glass holder 185. The lower glass 184 may be installed on the lower holder of the glass holder 182 while being fixed to the lower glass holder 186.

そして、上部グラスホルダー185はグラスホルダー182の上部ホルダーに設けられるガイドレール182aに沿って上部ホルダー上で上下方向に微細位置を調節可能に設置され得る。同じように下部グラスホルダー186はグラスホルダー182の下部ホルダーに設けられるガイドレール182aに沿って下部ホルダー上で上下方向に微細位置を調節可能に設置され得る。   In addition, the upper glass holder 185 may be installed on the upper holder along a guide rail 182a provided on the upper holder of the glass holder 182 so as to be able to adjust a fine position vertically. Similarly, the lower glass holder 186 can be installed on the lower holder along a guide rail 182a provided on the lower holder of the glass holder 182 so that the fine position can be adjusted in the vertical direction.

また、フープユニット180は上部グラス183と下部グラス184の位置を補正できるアジャスト手段を含む。   Further, the hoop unit 180 includes an adjusting unit that can correct the positions of the upper glass 183 and the lower glass 184.

例えば、フープユニット180はグラスホルダー182がグラスサポート181に設置される位置を精密に調節することができるように第1アジャストブロック187を含むことができる。第1アジャストブロック187はグラスサポート181に固定された状態でグラスホルダー182の上下方向微細位置を調節することができるように設けられ得る。   For example, the hoop unit 180 may include a first adjustment block 187 so that the position of the glass holder 182 on the glass support 181 can be precisely adjusted. The first adjustment block 187 may be provided to be able to adjust the vertical fine position of the glass holder 182 while being fixed to the glass support 181.

そして、フープユニット180は上部グラスホルダー185がグラスホルダー182の上部ホルダーに設置される位置を精密に調節することができるように第2アジャストブロック188を含むことができる。第2アジャストブロック188はグラスホルダー182の上部ホルダーに固定された状態で上部グラスホルダー185の上下方向微細位置を調節することができるように設けられ得る。   In addition, the hoop unit 180 may include a second adjustment block 188 so that the position where the upper glass holder 185 is installed in the upper holder of the glass holder 182 can be precisely adjusted. The second adjustment block 188 may be provided to be able to adjust the vertical fine position of the upper glass holder 185 while being fixed to the upper holder of the glass holder 182.

図16を参照すると、スリットビジョン151は

Figure 0006673794
字状のグラスホルダー182の内部空間で動くように設けられ、スリットビジョン151の上部に設けられるチップビジョンはフィデューシャルマークが形成された上部グラス183を検査し、スリットビジョン151の下部に設けられる基板ビジョンはフィデューシャルマークが形成された下部グラス184を検査することによってスリットビジョン151のずれを検査することができる。 Referring to FIG. 16, the slit vision 151 is
Figure 0006673794
The chip vision provided above the slit vision 151 is provided so as to move in the internal space of the letter-shaped glass holder 182, inspects the upper glass 183 on which the fiducial mark is formed, and is provided below the slit vision 151. The board vision can inspect the displacement of the slit vision 151 by inspecting the lower glass 184 on which the fiducial mark is formed.

また、フープユニット180は熱変形が殆どない剛性のスチールまたはグラス素材で設けられ得、上部グラスと下部グラスは熱変形が殆どないグラス材質を利用することができる。   Also, the hoop unit 180 may be made of rigid steel or glass material having little thermal deformation, and the upper glass and the lower glass may be made of glass material having little thermal deformation.

スリットビジョン151は移動可能に具備された同軸ビジョンであり、チップ校正ジグとして利用される上部グラス183と基板校正ジグとして利用される下部グラス184の検査結果を通じて得られた位置を基準位置に設定することができる。   The slit vision 151 is a movable coaxial vision, and sets a position obtained through an inspection result of the upper glass 183 used as a chip calibration jig and the lower glass 184 used as a substrate calibration jig as a reference position. be able to.

そして、スリットビジョン151は半導体チップが基板にボンディングされる前までフープユニット180を通じてチップビジョンと基板ビジョンの誤差を確認して補償することができる。そして、スリットビジョン151はフープユニット180の領域で周期的に上部グラス183と下部グラス184のフィデューシャルマークを検査して熱変形に対する誤差を検査することができる。そして、スリットビジョン151が支持される上層テーブル150がヒーターまたはヒーティングテーブル154によって熱を受けながらスリットビジョン151の変形が発生する可能性があるで、フープユニット180を利用して変形の有無を周期的に確認して補償することによって正確を期することができる。このようなスリットビジョン151の誤差検査は吸着ヘッド141の駆動に影響を与えないため、作業中に周期的にそして、随時に確認して補償することができる。   The slit vision 151 can check and compensate for an error between the chip vision and the substrate vision through the hoop unit 180 before the semiconductor chip is bonded to the substrate. In addition, the slit vision 151 may periodically inspect the fiducial marks of the upper glass 183 and the lower glass 184 in the area of the hoop unit 180 to inspect an error with respect to thermal deformation. Since the upper table 150 supporting the slit vision 151 may be deformed while receiving heat from the heater or the heating table 154, the hoop unit 180 may be used to periodically determine whether there is any deformation. Accuracy can be assured by confirming and compensating for it. Since such an error inspection of the slit vision 151 does not affect the driving of the suction head 141, it can be checked periodically and compensated at any time during the operation.

より詳しくは、前記スリットビジョンは前記吸着ヘッドに吸着された半導体チップと前記半導体チップがボンディングされる基板の間で前記半導体チップの整列状態を検査した後、フープユニットに移動して前記スリットビジョンのチップビジョンと基板ビジョンの誤差値を検査し、ずれがある場合、次の半導体チップと前記半導体チップがボンディングされる基板の整列状態を検査して前記吸着ヘッドの移動量を補償する際に前記誤差値を反映することができる。一つの半導体チップをハンドリングするたびに、その都度誤差値を反映することができて精密度を確保することができ、装備内の他の構成部と重なったり影響を与えないので、随時にスリットビジョンの誤差検査をしても装備内のUPHを全く低下させない。   More specifically, the slit vision inspects an alignment state of the semiconductor chip between the semiconductor chip sucked by the suction head and a substrate to which the semiconductor chip is bonded, and then moves to a hoop unit to move the slit vision. Inspect the error value between the chip vision and the board vision, and if there is a deviation, inspect the alignment state of the next semiconductor chip and the substrate to which the semiconductor chip is bonded and check the error when compensating the movement amount of the suction head. Value can be reflected. Each time one semiconductor chip is handled, the error value can be reflected each time and the precision can be ensured, and it does not overlap with or affect other components in the equipment, so slit vision can be performed at any time Does not lower the UPH in the equipment at all.

そして、吸着ヘッド141に吸着された半導体チップをヒーティングテーブル154上に置かれた基板に熱圧着ボンディングする前にスリットビジョン151で検査し、得られた位置値を比較して吸着ヘッド141の移動量を補正することもできる。   Before the semiconductor chip sucked by the suction head 141 is bonded to the substrate placed on the heating table 154 by thermocompression bonding, the semiconductor chip is inspected by the slit vision 151, the obtained position values are compared, and the position of the suction head 141 is moved. The amount can also be corrected.

図17は第1ボンディングピッカー140−1が第1チップキャリア160−1上で作業する間、第2チップキャリア160−2がユニットピッカー130から半導体チップの伝達を受けるために待機している様子を示している図面である。   FIG. 17 illustrates a state where the second chip carrier 160-2 is waiting to receive the transmission of the semiconductor chip from the unit picker 130 while the first bonding picker 140-1 works on the first chip carrier 160-1. FIG.

図18は第2チップキャリア160−2がユニットピッカー130から半導体チップの伝達を受けて第2ボンディングピッカー140−2の作業領域に移動し、第1チップキャリア160−1はユニットピッカー130から新しい半導体チップの伝達を受けるために待機している様子を示している図面である。   FIG. 18 shows that the second chip carrier 160-2 receives the semiconductor chip from the unit picker 130 and moves to the work area of the second bonding picker 140-2, and the first chip carrier 160-1 receives the new semiconductor from the unit picker 130. It is a figure showing signs that it is waiting to receive transmission of a chip.

ここで、ボンディングピッカーがチップキャリア上の半導体チップの伝達を受ける時、X軸およびY軸方向に移動可能に具備されるボンディングピッカーはX軸方向にのみ移動し、チップキャリアがY軸方向に移動可能に具備されてボンディングピッカーの作業領域と同一の行を整列させることができるため、ガントリによって移動可能なボンディングピッカーはY軸移動を最小化することができ、振動発生を低減できる構成である。   Here, when the bonding picker receives the transmission of the semiconductor chip on the chip carrier, the bonding picker movably provided in the X-axis and Y-axis directions moves only in the X-axis direction, and the chip carrier moves in the Y-axis direction. Since it is possible to align the same row as the work area of the bonding picker, the bonding picker that can be moved by the gantry can minimize the Y-axis movement and reduce the generation of vibration.

より詳細には、ボンディングピッカーがX軸に同一の行に対する熱圧着ボンディング作業を遂行する間にはボンディングピッカーはY軸に移動することなくX軸にのみ移動し、ボンディングピッカーのX軸行と同一の行にチップキャリアをY軸方向に移動させてチップキャリアの打ち抜き部を吸着ヘッドの下部に位置するようにする。以後、吸着ヘッドに吸着されたフィルムを打ち抜きユニットで穿孔すると、チップキャリアが再びY軸方向に移動してシートブロックを吸着ヘッドの下部に位置するようにする。したがって、ボンディングピッカーはY軸方向に移動することなくチップキャリアからフィルム穿孔後半導体チップを伝達することができる。そして、基板の行が変わる時にのみ最初に一度だけボンディングピッカーがY軸方向に移送すればよいため、ボンディングピッカーのY軸移動を最小化することができる。   More specifically, while the bonding picker performs a thermocompression bonding operation on the same row as the X axis, the bonding picker moves only on the X axis without moving on the Y axis and is the same as the X axis row of the bonding picker. Then, the chip carrier is moved in the Y-axis direction in the row, so that the punched portion of the chip carrier is positioned below the suction head. Thereafter, when the film sucked by the suction head is pierced by the punching unit, the chip carrier moves in the Y-axis direction again so that the sheet block is positioned below the suction head. Therefore, the bonding picker can transmit the semiconductor chip after punching the film from the chip carrier without moving in the Y-axis direction. Then, only when the row of the substrate is changed, the bonding picker needs to be transported in the Y-axis direction only once at first, so that the Y-axis movement of the bonding picker can be minimized.

一方、本発明ではボンディングピッカーとチップキャリアがそれぞれ複数個で構成され、ボンディングピッカーはX−Y平面上の任意の位置に移動可能なガントリー構造によって移送可能であり、X軸方向に互いに対称となるように具備される。チップキャリアはボンディングピッカーの個数に対応するように構成される。そして、このような第1ボンディングピッカー、第2ボンディングピッカー、第1チップキャリア、第2チップキャリアは次のような動作で駆動され得る。   On the other hand, in the present invention, each of the bonding picker and the chip carrier is composed of a plurality of pieces, and the bonding picker can be transported by a gantry structure that can be moved to an arbitrary position on the XY plane, and is symmetrical to each other in the X-axis direction. It is provided as follows. The chip carriers are configured to correspond to the number of bonding pickers. The first bonding picker, the second bonding picker, the first chip carrier, and the second chip carrier can be driven by the following operation.

第1チップキャリア160−1が第1ボンディングピッカーに半導体チップを伝達してチップキャリアに半導体チップが置かれると、ボンディングピッカーの吸着ヘッドが第1打ち抜きユニットでフィルムにホールを穿孔した後、シートブロックに置かれた半導体チップを吸着する間に、第2チップキャリア160−2はユニットピッカー130から新しい半導体チップの伝達を受けた後、第2ボンディングピッカー側に半導体チップを伝達するために第2チップキャリア160−2をY軸方向に移動する間、作業が完了した第1チップキャリア160−1がY軸方向に移動してユニットピッカー130から新しい半導体チップの伝達を受けるため移動し、このような動作が互いに順次繰り返される。   When the first chip carrier 160-1 transmits the semiconductor chip to the first bonding picker and the semiconductor chip is placed on the chip carrier, the suction head of the bonding picker punches a hole in the film by the first punching unit, and then the sheet block. The second chip carrier 160-2 receives a new semiconductor chip from the unit picker 130 while sucking the semiconductor chip placed on the second chip picker 130, and then transfers the semiconductor chip to the second bonding picker side. While moving the carrier 160-2 in the Y-axis direction, the completed first chip carrier 160-1 moves in the Y-axis direction and moves to receive the transmission of a new semiconductor chip from the unit picker 130. The operations are sequentially repeated with each other.

一方、打ち抜きユニット170と吸着ヘッド141の位置を整列させた状態で吸着ヘッド141に吸着されているフィルム148を穿孔すると、ボンディングピッカー140が一方向に移動してシートブロック162の上に積載された半導体チップをピックアップし、ヒーティングテーブル154に移動して半導体チップに熱と圧力を加えて半導体チップと基板をボンディングする。   On the other hand, when the film 148 sucked by the suction head 141 is pierced in a state where the positions of the punching unit 170 and the suction head 141 are aligned, the bonding picker 140 moves in one direction and is stacked on the sheet block 162. The semiconductor chip is picked up, moved to the heating table 154, and heat and pressure are applied to the semiconductor chip to bond the semiconductor chip to the substrate.

前記において、図11および図12と関連して一つのアップルッキングビジョン155を利用して本発明の吸着ヘッド141に吸着されたフィルム148の正確な位置を穿孔するために、吸着ヘッド141と打ち抜きユニット170の相対位置を一致させる校正作業が必要であることを説明したが、これに対して図19〜図23を参照してより詳しく説明する。   In the above, in order to pierce the exact position of the film 148 sucked on the suction head 141 of the present invention by using one apple vision 155 in conjunction with FIGS. 11 and 12, the suction head 141 and the punching unit are used. Although it has been described that the calibration work for matching the relative positions of the 170 is necessary, this will be described in more detail with reference to FIGS.

アップルッキングビジョン155はチップキャリア160のY軸方向上に位置する。チップキャリア160はキャリアロボット161によりY軸方向に移動してアップルッキングビジョン155が位置するところに移動することができ、アップルッキングビジョン155はチップキャリア160に設けられるフィデューシャル情報を確認することができる。   The apple-cking vision 155 is located on the Y-axis direction of the chip carrier 160. The chip carrier 160 can be moved in the Y-axis direction by the carrier robot 161 to move to a position where the apple vision 155 is located, and the apple vision 155 can check the fiducial information provided on the chip carrier 160. it can.

アップルッキングビジョン155がチップキャリア160の位置を確認できるようにチップキャリア160の下面にチップキャリア160の位置検出のためのフィデューシャルマークを形成することが重要である。   It is important that a fiducial mark for detecting the position of the chip carrier 160 is formed on the lower surface of the chip carrier 160 so that the apple vision 155 can confirm the position of the chip carrier 160.

このために、フィデューシャルを含む校正部はチップキャリア160の下面に付着する形態で設けられるか、シートブロック162の下部面に形成されるフィデューシャルホール164の形態で設けられ得る。校正部をシートブロック162に付着する過程で位置値が外れる問題が発生する恐れがあるため、シートブロック162と一体で形成されるフィデューシャルホール164を設けることによって、このような変数を除去することができ、シートブロック162の下部面にフィデューシャルホール164を設けることがさらに好ましい。   To this end, the calibration unit including the fiducial may be provided in a form attached to the lower surface of the chip carrier 160, or may be provided in the form of a fiducial hole 164 formed in the lower surface of the seat block 162. Since the position value may be deviated during the process of attaching the calibration unit to the seat block 162, such a variable is removed by providing a fiducial hole 164 integrally formed with the seat block 162. It is more preferable to provide a fiducial hole 164 on the lower surface of the seat block 162.

このとき、フィデューシャルホール164をシートブロック162を上下方向に貫通するように形成することもできるであろう。   At this time, the fiducial hole 164 could be formed so as to penetrate the seat block 162 in the vertical direction.

アップルッキングビジョン155はチップキャリア160の下面に形成されたフィデューシャルホール164を検査し、フィデューシャルホール164と打ち抜きユニット170の離隔距離に関する情報を通じて打ち抜きユニット170の位置を検出することができる。   The apple-cking vision 155 inspects the fiducial hole 164 formed on the lower surface of the chip carrier 160, and can detect the position of the punching unit 170 based on information on the distance between the fiducial hole 164 and the punching unit 170.

図19は吸着ヘッド141がフィルム148を穿孔するために打ち抜きユニット170の上に位置する様子を示している図面である。   FIG. 19 is a view showing a state in which the suction head 141 is positioned on the punching unit 170 for perforating the film 148.

打ち抜きユニット170が設けられるチップキャリア160はキャリアロボット161によりY軸方向に移動してボンディングピッカー140の吸着ヘッド141が位置する領域に移動し、ボンディングピッカー140はX軸方向に移動してチップキャリア160の打ち抜きユニット170が位置する領域に移動する。   The chip carrier 160 on which the punching unit 170 is provided is moved in the Y-axis direction by the carrier robot 161 to the area where the suction head 141 of the bonding picker 140 is located, and the bonding picker 140 is moved in the X-axis direction to move the chip carrier 160. Move to the area where the punching unit 170 is located.

より詳細には、チップキャリア160と連結されてこれを支持するキャリアロボット161はキャリア移送部材165に連結され得、キャリア移送部材165はキャリア移送モーター166の動力によって動作することができる。   More specifically, a carrier robot 161 connected to and supporting the chip carrier 160 may be connected to the carrier transfer member 165, and the carrier transfer member 165 may be operated by the power of the carrier transfer motor 166.

例えば、キャリア移送部材165はスクリューで設けられ得、キャリア移送モーター166とベルトなどによって連結され得る。そして、キャリアロボット161はキャリア移送部材165と結合するナット部材を含むように設けられてキャリア移送部材165の回転運動によって直線往復運動するように設けられ得る。   For example, the carrier transfer member 165 may be provided with a screw, and may be connected to the carrier transfer motor 166 by a belt or the like. In addition, the carrier robot 161 may be provided to include a nut member coupled to the carrier transfer member 165, and may be provided to linearly reciprocate according to the rotation of the carrier transfer member 165.

すなわち、キャリア移送モーター166の駆動力はキャリア移送部材165に伝達されてこれを回転させ、キャリア移送部材165が一方向に回転するとこれとナット結合されたキャリアロボット161をY軸上の一方向に移動する。反対に、キャリア移送部材165が反対方向に回転するとキャリアロボット161がY軸上の反対方向に移動することができる。   That is, the driving force of the carrier transfer motor 166 is transmitted to the carrier transfer member 165 to rotate the carrier transfer member 165. When the carrier transfer member 165 rotates in one direction, the carrier robot 161 connected to the carrier transfer member 165 in one direction on the Y-axis. Moving. Conversely, when the carrier transfer member 165 rotates in the opposite direction, the carrier robot 161 can move in the opposite direction on the Y axis.

そして、キャリアロボット161はY軸方向に設けられるキャリア移送レール167に沿って移動することができる。   Then, the carrier robot 161 can move along a carrier transfer rail 167 provided in the Y-axis direction.

図20は吸着ヘッド141がフィルム148を穿孔した後シートブロック162上部に位置する様子を示している図面である。   FIG. 20 is a view showing a state in which the suction head 141 is located above the sheet block 162 after perforating the film 148.

チップキャリア160はY軸方向に移動して吸着ヘッド141をシートブロック162の上部に位置させることができる。このとき、チップキャリア160はあらかじめ保存されたシートブロック162と打ち抜きユニット170の距離だけY軸方向に移動することができる。したがって、ボンディングピッカー140が移動せずとも吸着ヘッド141とシートブロック162を整列させることができる。   The chip carrier 160 can move in the Y-axis direction and position the suction head 141 above the sheet block 162. At this time, the chip carrier 160 can move in the Y-axis direction by a distance between the sheet block 162 and the punching unit 170 stored in advance. Therefore, the suction head 141 and the sheet block 162 can be aligned without moving the bonding picker 140.

図21〜図23は打ち抜きユニット170が吸着ヘッド141の正位置でフィルム148を穿孔するための校正方法を示した図面である。前記図面を参照して吸着ヘッド141と打ち抜きユニット170の中心位置を合わせる過程を説明する。   21 to 23 are views showing a calibration method for the punching unit 170 to pierce the film 148 at the normal position of the suction head 141. The process of aligning the center positions of the suction head 141 and the punching unit 170 will be described with reference to the drawings.

図21はアップルッキングビジョン155が吸着ヘッド141の中心位置を検出する様子を示している図面である。   FIG. 21 is a diagram showing a state in which the apple-cking vision 155 detects the center position of the suction head 141.

ボンディングピッカー140はY軸方向に移動して吸着ヘッド141をアップルッキングビジョン155の上部に位置させることができる。そして、アップルッキングビジョン155は吸着ヘッド141を撮像して吸着ヘッド141の中心位置を検出し、吸着ヘッド141の吸着ホール174aが形成されたそれぞれの位置を検出する。   The bonding picker 140 can move in the Y-axis direction to position the suction head 141 above the apple vision 155. The apple vision 155 captures an image of the suction head 141, detects the center position of the suction head 141, and detects the position where the suction hole 174a of the suction head 141 is formed.

図22はアップルッキングビジョン155がシートブロック162に形成されたフィデューシャルホール164を検出する様子を示している図面である。   FIG. 22 is a diagram showing a state in which the apple vision 155 detects a fiducial hole 164 formed in the seat block 162.

チップキャリア160はY軸方向に移動してシートブロック162をアップルッキングビジョン155の上部に位置させる。このとき、チップキャリア160がY軸方向に移動する距離はあらかじめ保存されていてもよい。   The chip carrier 160 moves in the Y-axis direction to position the seat block 162 above the apple vision 155. At this time, the distance that the chip carrier 160 moves in the Y-axis direction may be stored in advance.

そして、アップルッキングビジョン155はシートブロック162の下部に形成されたフィデューシャルホール164を撮像して、吸着ヘッド141の中心位置とフィデューシャルホール164の中心位置間のオフセット距離(D1)がわかる。このとき、チップキャリア160に形成されたフィデューシャルホール164の中心位置と打ち抜きユニット170の中心位置間の距離(D2)は設計寸法としてあらかじめ保存された値である。   Then, the apple vision 155 captures an image of the fiducial hole 164 formed below the seat block 162, and finds an offset distance (D1) between the center position of the suction head 141 and the center position of the fiducial hole 164. . At this time, the distance (D2) between the center position of the fiducial hole 164 formed in the chip carrier 160 and the center position of the punching unit 170 is a value previously stored as a design dimension.

すなわち、アップルッキングビジョン155がフィデューシャルホール164の位置を検出することによって打ち抜きユニット170の位置情報を取得することができる。   In other words, the position information of the punching unit 170 can be acquired by detecting the position of the fiducial hole 164 by the appleing vision 155.

また、前記した情報を通じて吸着ヘッド141の中心位置と打ち抜きユニット170の中心位置間の距離が分かる。すなわち、吸着ヘッド141の中心位置と打ち抜きユニット170の中心位置間の距離はフィデューシャルホール164の中心位置と打ち抜きユニット170の中心位置間の距離(D2)に前記で求めた吸着ヘッド141の中心位置とフィデューシャルホール164の中心位置間のオフセット距離(D1)を反映した距離である。   Further, the distance between the center position of the suction head 141 and the center position of the punching unit 170 can be determined from the above information. That is, the distance between the center position of the suction head 141 and the center position of the punching unit 170 is determined by the distance (D2) between the center position of the fiducial hole 164 and the center position of the punching unit 170. The distance reflects the offset distance (D1) between the position and the center position of the fiducial hole 164.

したがって、オフセット距離(D1)を反映して求められた吸着ヘッド141の中心位置と打ち抜きユニット170の中心位置間の距離だけシートブロック162をY軸方向に移動させて吸着ヘッド141の中心位置と打ち抜きユニット170の中心位置を一致させることができる。   Accordingly, the sheet block 162 is moved in the Y-axis direction by a distance between the center position of the suction head 141 and the center position of the punching unit 170, which is determined by reflecting the offset distance (D1), and the center position of the suction head 141 is The center positions of the units 170 can be matched.

このような校正過程を通じて吸着ヘッド141のピン収容ホール172aと打ち抜きユニット170の打ち抜きピン171が一致するように位置を設定することによって吸着ヘッド141と打ち抜きユニット170の位置を整列することができる。   By setting such a position that the pin receiving hole 172a of the suction head 141 and the punching pin 171 of the punching unit 170 coincide with each other through the calibration process, the positions of the suction head 141 and the punching unit 170 can be aligned.

図24はアップルッキングビジョン155がユニットピッカー130に吸着された半導体チップ(P)を検査する様子を示している図面で、図25は半導体チップ(P)のボール面に異物(D)が付着し、クラック(C)ができた状態を示している図面である。   FIG. 24 is a view showing a state in which the apple-cking vision 155 inspects the semiconductor chip (P) adsorbed on the unit picker 130. FIG. 25 shows a case where foreign matter (D) adheres to the ball surface of the semiconductor chip (P). , A diagram showing a state in which a crack (C) is formed.

本発明の実施例に係る熱圧着ボンディング装置100はウェハーからボールアップ状態で切断された半導体チップ(P)をフリップオーバーピッカー120が半導体チップの上、下面を反転させると、ユニットピッカー130が上下反転した半導体チップ(P)をピックアップしてアップルッキングビジョン155が位置するところに移動し、アップルッキングビジョン155が半導体チップ(P)のボール面(またはバンプ面)を検査した後、チップキャリア160のシートブロック162に半導体チップ(P)を下ろしておく過程を遂行する。   In the thermo-compression bonding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, when the flip-over picker 120 reverses the upper and lower surfaces of the semiconductor chip (P) cut in a ball-up state from the wafer, the unit picker 130 is turned upside down. The picked-up semiconductor chip (P) is picked up and moved to the position where the apple-cking vision 155 is located. After the apple-cking vision 155 inspects the ball surface (or bump surface) of the semiconductor chip (P), the sheet of the chip carrier 160 is The process of lowering the semiconductor chip (P) into the block 162 is performed.

このとき、アップルッキングビジョン155がボール面をあらかじめ検査して不良半導体チップ(P)を選別すると、不良と判断される半導体チップ(P)はボンディング過程に進行されずリジェクト処理される。すなわち、アップルッキングビジョン155で半導体チップの異物をあらかじめ検査することによって、不良半導体チップが基板にボンディングされることを防止することができる。   At this time, if the appleing vision 155 inspects the ball surface in advance and selects a defective semiconductor chip (P), the semiconductor chip (P) determined to be defective is rejected without proceeding to the bonding process. In other words, by inspecting the foreign matter of the semiconductor chip in advance with the Apple vision 155, it is possible to prevent the defective semiconductor chip from being bonded to the substrate.

図25を参照すると、アップルッキングビジョン155は半導体チップ(P)のボール面にクラック(C)が存在するか異物(D)が付着した状態を検査することができる。   Referring to FIG. 25, the apple vision 155 can inspect whether a crack (C) is present on a ball surface of a semiconductor chip (P) or a foreign matter (D) is attached.

100:熱圧着ボンディング装置
110:ウェハー供給部
111:ウェハーテーブル
112:第1方向レール
113:第2方向レール
114:イジェクト
120:フリップオーバーピッカー
121:フリップオーバーヘッド
122:第3方向レール
130:ユニットピッカー
131:第1方向レール
132:第3方向レール
140:ボンディングピッカー
141:吸着ヘッド
142:モーター
143:動力伝達部材
144:ヘッド本体
145:ヘッドロボット
146:第2方向レール
147:第3方向レール
148:フィルム
149:フィルムリール
150:上層テーブル
151:スリットビジョン
152:第1方向レール
153:第2方向レール
154:ヒーティングテーブル
155:アップルッキングビジョン
156:第1補正マーク
158:温度センサ
159:ロードセル
160:チップキャリア
161:キャリアロボット
162:シートブロック
163:吸着ホール
164:フィデューシャルホール
165:キャリア移送部材
166:キャリア移送モーター
167:キャリア移送レール
170:打ち抜きユニット
171:打ち抜きピン
171a:フランジ部
172:ホールディングブロック
172a:ピン収容ホール
172b:フランジ部
173:ガイド部材
173a:係止段
173b:固定ボルト
174:吸着ブロック
174a:吸着ホール
175:固定部材
175a:固定ボルト
176:第1弾性部材
176a:第1弾性部材収容溝
177:第2弾性部材
180:フープユニット
181:グラスサポート
182:グラスホルダー
183:上部グラス
184:下部グラス
185:上部グラスホルダー
186:下部グラスホルダー
187:第1アジャストブロック
188:第2アジャストブロック
190:フィルム離隔装置
191:フィルム離隔ローラ
192:ローラ移送装置
193:ガイドローラ
194:巻き出しローラ
195:巻き取りリール
196:フィルム駆動ローラ
100: thermocompression bonding apparatus 110: wafer supply unit 111: wafer table 112: first direction rail 113: second direction rail 114: eject 120: flipover picker 121: flip overhead 122: third direction rail 130: unit picker 131 : First direction rail 132: third direction rail 140: bonding picker 141: suction head 142: motor 143: power transmission member 144: head body 145: head robot 146: second direction rail 147: third direction rail 148: film 149: film reel 150: upper layer table 151: slit vision 152: first direction rail 153: second direction rail 154: heating table 155: apple cooking vision 156: first correction mark 1 8: temperature sensor 159: load cell 160: chip carrier 161: carrier robot 162: sheet block 163: suction hole 164: fiducial hole 165: carrier transfer member 166: carrier transfer motor 167: carrier transfer rail 170: punching unit 171: Punched pin 171a: Flange portion 172: Holding block 172a: Pin receiving hole 172b: Flange portion 173: Guide member 173a: Locking step 173b: Fixing bolt 174: Suction block 174a: Suction hole 175: Fixing member 175a: Fixing bolt 176: First elastic member 176a: First elastic member receiving groove 177: Second elastic member 180: Hoop unit 181: Glass support 182: Glass holder 183: Upper glass 184: Lower glass 85: Upper glass holder 186: Lower glass holder 187: First adjust block 188: Second adjust block 190: Film separation device 191: Film separation roller 192: Roller transfer device 193: Guide roller 194: Unwind roller 195: Winding Reel 196: Film drive roller

Claims (14)

個別単位の半導体チップを基板の実装位置に熱圧着ボンディングする熱圧着ボンディング装置において、
個別単位の半導体チップに切断された資材を供給する資材供給部;
前記資材供給部から前記半導体チップをピックアップして上下を反転させるフリップオーバーピッカー;
前記フリップオーバーピッカーから個別半導体チップの伝達を受けてチップが積載されるシートブロックに下ろしておくユニットピッカー;
前記シートブロック上の半導体チップを吸着支持するための吸着ホールが形成されており、前記半導体チップをフィルムを通じて吸着するために、下端にフィルムが設けられる吸着ヘッド;
前記吸着ヘッドの下端にフィルムを提供するフィルム提供手段;
前記吸着ヘッドに形成された吸着ホールと対向する位置に前記フィルムに孔を形成するために、前記フィルムの下面を支持して内部に打ち抜きピンが貫通するピン収容ホールが形成されるホールディングブロックを具備する打ち抜きユニット;および
前記吸着ヘッドに吸着された半導体チップを熱圧着ボンディングするための基板が載置されるヒーティングテーブルを含み、
前記シートブロックと前記打ち抜きユニットはチップキャリアにY軸方向に並んで具備され、
前記チップキャリアはキャリアロボットによってY軸方向に移動可能となり、
前記フィルムを吸着している前記吸着ヘッドに形成された吸着ホールの正位置に打ち抜きユニットの打ち抜きピンが前記フィルムを穿孔できるように、前記吸着ヘッドと前記打ち抜きユニット間の相対位置を一致させるためのフィデューシャルが前記チップキャリアの下面に形成され
前記フィデューシャルは前記シートブロックの下部に形成されたホールまたはマークであり、
前記シートブロックと前記吸着ヘッドがあらかじめ決定された距離だけ移動してアップルッキングビジョンの上部に位置した時、前記アップルッキングビジョンが前記フィデューシャルの中心位置と吸着ヘッドの中心位置をそれぞれ検出してこれらのオフセット値を求め、
前記シートブロックから設計寸法だけ離隔した打ち抜きユニットの位置値に前記オフセット値を反映した距離だけ前記シートブロックをY軸方向に移動させて前記吸着ヘッドの中心位置と前記打ち抜きユニットの中心位置を一致させることを特徴とする熱圧着ボンディング装置。
In a thermocompression bonding apparatus for thermocompression bonding of individual unit semiconductor chips to a mounting position of a substrate,
A material supply unit for supplying the cut material to the individual unit semiconductor chips;
A flip-over picker for picking up the semiconductor chip from the material supply unit and inverting the semiconductor chip;
A unit picker that receives the individual semiconductor chips from the flip-over picker and lowers them on a sheet block on which the chips are stacked;
A suction head formed with a suction hole for sucking and supporting the semiconductor chip on the sheet block, and a film provided at a lower end for sucking the semiconductor chip through the film;
Film providing means for providing a film at the lower end of the suction head;
In order to form a hole in the film at a position facing a suction hole formed in the suction head, a holding block is formed to support a lower surface of the film and form a pin receiving hole through which a punching pin penetrates. A heating unit on which a substrate for thermocompression bonding of the semiconductor chip sucked to the suction head is placed;
The sheet block and the punching unit are provided on a chip carrier in a Y-axis direction,
The chip carrier can be moved in the Y-axis direction by a carrier robot,
The same position between the suction head and the punching unit so that the punching pin of the punching unit can pierce the film at the correct position of the suction hole formed in the suction head that sucks the film. A fiducial is formed on the underside of the chip carrier ,
The fiducial is a hole or mark formed at the bottom of the seat block,
When the sheet block and the suction head move by a predetermined distance and are positioned above the apple-vision, the apple-vision detects the center position of the fiducial and the center of the suction head, respectively. Find these offset values,
The sheet block is moved in the Y-axis direction by a distance reflecting the offset value to the position value of the punching unit separated by the design dimension from the sheet block so that the center position of the suction head matches the center position of the punching unit. A thermocompression bonding apparatus.
前記打ち抜きユニットは、
ベース;
前記ベースに設置されて前記フィルムを穿孔する打ち抜きピン;
前記フィルムの下面を支持して前記打ち抜きピンが貫通するピン収容ホールが形成されるホールディングブロック;および
前記ベースと前記ホールディングブロックの間に介在される第1弾性部材を具備し、
前記ホールディングブロックは上下に移動可能に設けられ、前記ホールディングブロックが下へ移動する場合、前記打ち抜きピンが前記フィルムを穿孔することを特徴とする、請求項1に記載の熱圧着ボンディング装置。
The punching unit comprises:
base;
A punch pin installed on the base to pierce the film;
A holding block for supporting a lower surface of the film and forming a pin receiving hole through which the punching pin passes; and a first elastic member interposed between the base and the holding block,
The thermocompression bonding apparatus according to claim 1, wherein the holding block is provided to be movable up and down, and when the holding block moves downward, the punching pin pierces the film.
前記打ち抜きユニットは、
前記ベースの下に固定されて前記打ち抜きピンを支持する固定部材;および
前記打ち抜きピンと前記固定部材の間に介在される第2弾性部材をさらに含み、
前記第2弾性部材は前記打ち抜きピンが前記フィルムを穿孔する時、前記打ち抜きピンに加えられる圧力よりも大きい圧力で形状が変化するように設けられる、請求項2に記載の熱圧着ボンディング装置。
The punching unit comprises:
A fixing member fixed below the base to support the punching pin; and a second elastic member interposed between the punching pin and the fixing member,
The thermocompression bonding apparatus according to claim 2, wherein the second elastic member is provided such that when the punching pin pierces the film, the shape changes with a pressure greater than a pressure applied to the punching pin.
前記資材供給部と前記ヒーティングテーブルは一部重なる空間を有する複層形態で配置され、前記フリップオーバーピッカーが前記資材供給部上の半導体チップを吸着して反転させた状態で昇下降運動が可能なユニッピッカーに伝達し、前記ユニットピッカーが前記半導体チップをシートブロックに積載した後で前記シートブロック上の半導体チップを吸着ヘッドがピックアップして前記基板にボンディングすることを特徴とする、請求項1に記載の熱圧着ボンディング装置。   The material supply unit and the heating table are arranged in a multi-layered form having a partially overlapping space, and the flip-over picker can move up and down while the semiconductor chip on the material supply unit is sucked and inverted. The semiconductor chip on the sheet block is picked up by a suction head and bonded to the substrate after the unit picker loads the semiconductor chip on a sheet block. 3. The thermocompression bonding apparatus according to claim 1. 前記打ち抜きユニットは前記ホールディングブロックの上下移動を案内するものの、前記ホールディングブロックの外周面に突出するフランジ部の上部を覆う係止段が形成されて前記ホールディングブロックの離脱を防止するガイド部材をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の熱圧着ボンディング装置。   Although the punching unit guides the vertical movement of the holding block, the punching unit further includes a guide member formed with an engaging step covering an upper part of a flange protruding from an outer peripheral surface of the holding block to prevent the holding block from being detached. The thermocompression bonding apparatus according to claim 1, wherein: 前記打ち抜きユニットは前記ベースの下に固定されて前記打ち抜きピンを支持する固定部材をさらに含み、
前記打ち抜きピンは前記ベースを下から貫通して前記ベースの上部に突出するように設けられ、前記打ち抜きピンの外周面に突出するフランジ部が前記ベースの下面に支持されることを特徴とする、請求項2に記載の熱圧着ボンディング装置。
The punching unit further includes a fixing member fixed below the base and supporting the punching pin,
The punching pin is provided so as to penetrate the base from below and protrude to an upper portion of the base, and a flange portion protruding from an outer peripheral surface of the punching pin is supported on a lower surface of the base, The thermocompression bonding apparatus according to claim 2.
前記ユニットピッカーにピックアップされた半導体チップの下面に位置するバンプ、異物またはクラック状態を検査するアップルッキングビジョンと、
前記基板の実装位置と前記吸着ヘッドに吸着された半導体チップの間に介在して前記基板の実装位置と半導体チップの整列状態を検査するスリットビジョンをさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載の熱圧着ボンディング装置。
An apple-cking vision for inspecting a bump, a foreign substance or a crack state located on the lower surface of the semiconductor chip picked up by the unit picker,
3. The method according to claim 2, further comprising a slit vision interposed between the mounting position of the substrate and the semiconductor chip sucked by the suction head and inspecting an alignment state of the mounting position of the substrate and the semiconductor chip. The thermocompression bonding apparatus as described in the above.
前記吸着ヘッドをX軸およびY軸平面上の任意の位置に移動できるようにガントリー構造を有し、前記ヒーティングテーブルを中心にX軸方向に対称的に両側に具備され、
前記チップキャリアは前記吸着ヘッドの数に対応して具備されることを特徴とする、請求項1に記載の熱圧着ボンディング装置。
It has a gantry structure so that the suction head can be moved to any position on the X-axis and Y-axis planes, and is provided on both sides symmetrically in the X-axis direction around the heating table,
The bonding apparatus according to claim 1, wherein the chip carriers are provided corresponding to the number of the suction heads.
前記スリットビジョンの上部に設けられるチップビジョンと下部に設けられる基板ビジョンのずれを校正するためのフープユニットをさらに含み、
前記フープユニットは
Figure 0006673794
字状に構成されて上面にはフィデューシャルマークが形成された上部グラスが配置され、下面にはフィデューシャルマークが形成された下部グラスが配置されるものの、前記上部グラスの中心部と前記下部グラスの中心部が互いに一致した状態で同軸に配置されることを特徴とすることを特徴とする、請求項7に記載の熱圧着ボンディング装置。
Further including a hoop unit for calibrating the deviation between the chip vision provided above the slit vision and the board vision provided below the slit vision,
The hoop unit
Figure 0006673794
The upper glass having a fiducial mark is arranged on the upper surface, and the lower glass having the fiducial mark is arranged on the lower surface. The thermocompression bonding apparatus according to claim 7, characterized in that the lower glasses are coaxially arranged with their central portions aligned with each other.
前記スリットビジョンは移動可能に具備された同軸ビジョンであり、
前記フープユニットの上部グラスと前記下部グラスの検査結果得られた位置を基準位置に設定し、前記ヒーティングテーブル上に置かれた基板に前記吸着ヘッドに吸着された半導体チップを熱圧着ボンディングする前に前記スリットビジョンで検査をして得られた位置値を比較して吸着ヘッドの移動量を補償することを特徴とする、請求項9に記載の熱圧着ボンディング装置。
The slit vision is a coaxial vision movably provided,
The position obtained by inspection of the upper glass and the lower glass of the hoop unit is set as a reference position, and before the semiconductor chip sucked by the suction head is bonded to the substrate placed on the heating table by thermocompression bonding. 10. The thermocompression bonding apparatus according to claim 9, wherein a position value obtained by inspecting with the slit vision is compared to compensate for a moving amount of the suction head.
前記スリットビジョンは前記吸着ヘッドに吸着された半導体チップと前記半導体チップがボンディングされる基板の間で前記半導体チップの整列状態を検査した後フープユニットに移動して前記スリットビジョンのチップビジョンと基板ビジョンの誤差値を検査し、ずれがある場合、次の半導体チップと前記半導体チップがボンディングされる基板の整列状態を検査して前記吸着ヘッドの移動量を補償時に前記誤差値を反映することを特徴とする、請求項10に記載の熱圧着ボンディング装置。   The slit vision inspects the alignment state of the semiconductor chip between the semiconductor chip sucked by the suction head and the substrate to which the semiconductor chip is bonded, and then moves to a hoop unit to move the chip vision of the slit vision and the substrate vision. And inspecting the alignment value of the next semiconductor chip and the substrate to which the semiconductor chip is bonded, if there is a deviation, and reflecting the error value when compensating the amount of movement of the suction head. The thermocompression bonding apparatus according to claim 10, wherein 前記吸着ヘッドに吸着されたフィルムを前記打ち抜きユニットでパンチングする間、前記スリットビジョンで熱圧着ボンディングが完了した半導体チップのボンディング状態を検査することを特徴とする、請求項10に記載の熱圧着ボンディング装置。   The thermocompression bonding according to claim 10, wherein the slit vision is used to inspect the bonding state of the semiconductor chip that has been thermocompression bonded while punching the film adsorbed on the suction head by the punching unit. apparatus. 熱圧着ボンディング後、前記吸着ヘッドに付着されたフィルムを引き離せるようにフィルム離隔装置をさらに含み、
前記フィルム離隔装置はフィルムを押し出すフィルム離隔ローラ;および
前記フィルム離隔ローラと連結されて上下移動可能に設けられるローラ移送装置を具備することを特徴とする、請求項1に記載の熱圧着ボンディング装置。
After the thermocompression bonding, the apparatus further includes a film separating device so that the film attached to the suction head can be separated.
The thermocompression bonding apparatus according to claim 1, wherein the film separating device comprises: a film separating roller for extruding a film; and a roller transfer device connected to the film separating roller to be vertically movable.
前記吸着ヘッドが複数個の行と列で具備された基板の同一の行に対する熱圧着ボンディングを遂行する場合に、
前記吸着ヘッドはX軸方向にのみ移動し、
前記吸着ヘッドのX軸方向と交差する地点で前記チップキャリアをY軸方向に移動させるものの、
前記吸着ヘッドが固定された状態で前記吸着ヘッドに吸着されたフィルムを穿孔するために前記打ち抜きユニットが前記吸着ヘッドの下部に移動し、吸着ヘッドに吸着されたフィルムを穿孔した後は半導体チップが積載されたシートブロックが前記吸着ヘッドの下部に位置するように前記チップキャリアをY軸方向に移動させることを特徴とする、請求項1に記載の熱圧着ボンディング装置。
When the suction head performs thermocompression bonding on the same row of a substrate provided in a plurality of rows and columns,
The suction head moves only in the X-axis direction,
Although the chip carrier is moved in the Y-axis direction at a point intersecting with the X-axis direction of the suction head,
The punching unit moves to a lower portion of the suction head to pierce the film sucked by the suction head in a state where the suction head is fixed, and after piercing the film sucked by the suction head, the semiconductor chip is removed. 2. The thermocompression bonding apparatus according to claim 1, wherein the chip carrier is moved in the Y-axis direction such that the stacked sheet blocks are positioned below the suction head. 3.
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