JPH0297031A - 半導体ダイボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体装置の製造に係わる半導体ダイボンディ
ング装置、特にその移送部の構造に関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、第２図及び第３
図に示すようなものがあった。以下、その構成を図を用
いて説明する。

第２図は従来の半導体ダイボンディング装置の一構成例
を示す部分断面図、第３図は第２図と異なる構成を有す
る従来の半導体ダイボンディング装置の部分断面図であ
る。

第２図において、半導体ダイボンディング装置の供給部
１には、複数の針状の押し上げ棒２を有する押し上げ機
構が設けられており、これらの押し上げ棒２は上下方向
に移動可能な構造を有している。押し上げ棒２に対向す
る装置の移送部には、上下及び水平方向に移動するコレ
ット３が設けられている。コレット３は空気吸引孔４を
有し、その先端は平面形の吸着部５を成している。

上記構成の半導体ダイボンディング装置による半導体ダ
イ６のボンディングは次のようにして行なわれる。

先ずボンディングに先立ち、集積回路等が形成された半
導体ウェハ７の裏面側に接着剤によりシート８を貼着す
る。その後、ウェハ７をチップ毎に切断し、個々の半導
体ダイ６とする。その際、シート８は切断されないので
、個々の半導体ダイ６はシート８上に貼着されたままで
あり、飛び散ることはない。

次に、シート８上に貼着されている半導体ダイ６を供給
部１上の所定位置に載置し、押し上げ棒２を上昇させる
。押し上げ棒２は針状の先端部でシート８を突き破り、
半導体ダイ６をシート８から剥離させ、半導体ダイ６の
みを所定高さまで押し上げる。

これとほぼ同時に、移送部のコレット３を下降させ、そ
の吸着部５を半導体ダイ６の表面に接触させる。次いで
コレット３側から真空吸引を施せば、半導体ダイ６は吸
着部５に吸引されて保持される。その後、半導体ダイ６
を保持したコレット３を半導体ダイボンディング装置の
図示しない載置部へ移動させる。

載置部の所定位置には例えばリードフレーム等の電子部
品が置かれている。載置部へ移動したコレット３は、一
定の圧力を加えられながら下降し、リードフレーム上に
半導体ダイ６を載置する。その際、半導体ダイ６にはコ
レット３からの圧力が作用し、半導体ダイ６はリードフ
レームに塗布されたＡｇペースト等に押し付けられて装
着され、ボンディングが終了する。

以上、第２図の半導体ダイボンディング装置について説
明したが、第３図の半導体ダイボンディング装置も第２
図のものとほぼ同様である。但し、第３図のコレット９
はその先端に角錐台形の吸着部１０を有しており、その
角錐台斜面に半導体ダイ６の側部を真空吸着させる構造
となっている。

このような構造を採用することにより、吸着時に半導体
ダイ６の動きが拘束され、位置ずれを防止できるという
利点が得られる。

ところが、第２図及び第３図の半導体ダイボンディング
装置においては、半導体ダイ６に破損を生じるおそれが
あった。即ち、第２図の装置では半導体ダイ６の表面に
コレット３の吸着部５が直接触れるため、ウニハフ切断
時の切粉や周囲環境の異物等が半導体ダイ６表面に付着
している場合には、微細な集積回路等に損傷を来たして
しまう。

また、第３図の装置では、コレット９の吸着部１０と半
導体ダイ６側部とがほぼ線接触するため、その接触面積
が小さいことによる応力集中を生じ、半導体ダイ６側部
が欠は易いという欠点があった。

このような不具合を解決するために、例えば特開昭６０
−７７４３９号公報に記載されるような半導体ダイボン
ディング装置が提案されている。

この装置は第４図の斜視図に示すように、移送部にピン
セット状のコレット１１を有し、その先端の挾持部１２
をソレノイド１３の電磁力によって開閉させるようにし
たものである。このようにすることにより、半導体ダイ
６はその側部において確実に挟持部１２に保持され、集
積回路の損傷や側部の欠けが生じ難くなる。加えて、半
導体ダイ６の寸法変更に対応できるという利点も得られ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第４図の半導体ダイボンディング装置に
おいては、半導体ダイ６の側部に加えられる挟持圧力に
よって半導体ダイ６に損傷を生じるおそれがあり、その
解決が困難であった。

即ち、コレット１１の挟持部１２で半導体ダイ６を保持
した後、コレット１１を載置部に移動してボンディング
を行なうが、その際半導体ダイ６には電子部品に装着す
るための下方向の圧力を加える必要がある。それ故、こ
の下方向圧力を加えるためには、半導体ダイ６の側部を
挾持部１２の強い圧力で把持しなければならない。従っ
て、半導体ダイ６の側部には強い挾持圧力が作用し、こ
れに起因して半導体ダイ６側部の凹凸部分が欠けたり、
ウニハフ切断時に発生した微小な亀裂が助長されて大き
な損傷に発展する等の問題を生じてしまう。これらの問
題を解決するためには、挟持圧力を状況に応じて微妙に
コントロールする方法も考えられるが、現実的にはその
実施が困難であった。

本発明は前記従来技術がもっていた課題として、半導体
ダイ側部に加えられる挟持圧力に起因し、半導体ダイに
損傷を生じる点について解決した半導体ダイボンディン
グ装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記課題を解決するために、半導体ダイが所定
位置に配置される供給部と、前記半導体ダイを装着する
ための電子部品が所定位置に配置される載置部と、前記
半導体ダイを前記供給部から前記載置部へ移送し、その
半導体ダイを前記電子部品に装着する移送部とを備えた
半導体ダイボンディング装置において、前記半導体ダイ
をその側部において把持する把持機構と、前記半導体ダ
イの表面にほぼ垂直方向に圧縮気体を吹き付けるノズル
とを、前記移送部に備えたものである。

（作用） 本発明によれば、以上のように半導体ダイボンディング
装置を構成したので、ノズルは半導体ダイの表面にほぼ
垂直方向に圧縮気体を吹き付け、半導体ダイを電子部品
に押し付ける働きをする。

また、把持機構は半導体ダイをその側部で把持すること
により、前記ノズルを半導体ダイ表面の中心部に配置す
ることを可能ならしめると共に、圧縮気体吹き付は時に
おける半導体ダイの横方向移動を拘束するように働く。

これらの働きにより、半導体ダイを電子部品へ装着する
に際し、把持機構から半導体ダイに強い把持圧力を作用
させることなく、確実なボンディングを行なうことがで
きる。従って、前記課題を解決することができる。

（実施例） 第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例を示す半導体ダ
イボンディング装置の部分構成図であり、同図（ａ＞、
（ｂ）はそれぞれ平面図及び断面図を示すものである。

この半導体ダイボンディング装置の移送部２０は、把持
機構２１を有するコレット２２とノズル２３を備えてい
る。把持機構２１は、それぞれ４個のチャック爪２４ａ
〜２４ｄとスライド部２５ａ〜２５ｄによって構成され
ており、それぞれのチャック爪２４ａ〜２４ｄが対応す
るスライド部２５ａ〜２５ｄによりガイドされて移動で
きる構造となっている。チャック爪２４ａ、２４ｄは互
いに対向する位置に配置されて矢印Ａの方向に移動し、
チャック爪２４ｃ、２４ｄは矢印Ａに直交する方向に互
いに対向して配置され、矢印Ｂの如く移動する。各チャ
ック爪２４ａ〜２４ｄは例えばＬ字形状を成し、その下
端部の互いに対向する面には、それぞれ把持面２６が形
成されている。

前記４個のチャック爪２４ａ〜２４ｄが位置する中心部
には、矢印Ａ、Ｂに垂直方向にノズル２３が設けられて
いる。このノズル２３は例えば金属細管から成り、その
下端部から圧縮気体が垂直下方に吹き出すようになって
いる。そしてノズル２３の下端部は、チャック爪２４ａ
〜２４ｄの下端部より上方に位置するように配設されて
いる。

次に、上記のように構成された移送部２０を有する半導
体ダイボンディング装置の動作について説明する。

先ず、第１図（ｂ）に示すように、シート２７上に貼着
され、個片に切断された複数の半導体ダイ２８を、供給
部２９上の所定位置に載置する。

次いで、押し上げ棒３０を上昇させれば、押し上げ棒３
０はその針状の先端部でシート２７を突き破り、半導体
ダイ２８を所定高さまで押し上げる。

この状態において、予め半導体ダイ２８の外形寸法より
開いた状態にあるチャック爪２４ａ〜２４ｄを下降させ
、それぞれの把持面２６を半導体ダイ２８の側面に対向
させる。その後、各チャック爪２４ａ〜２４ｄをそれぞ
れスライド部２５ａ〜２５ｄのガイドによって半導体ダ
イ２８の方向に移動させ、各把持面２６により半導体ダ
イ２８を４方向から挾んで把持する。このとき、仮に押
し上げ棒３０上の半導体ダイ２８に位置ず１れを生じて
いたとしても、４方自から把持するため移動する把持面
２６によって位置ずれの矯正が行なわれる。

次に、コレット２２を上昇させ、チャック爪２４ａ〜２
４ｄに把持された半導体ダイ２８を図示しない半導体ダ
イボンディング装置の載置部へ移送する。載置部の所定
位置には、例えばリードフレーム等の電子部品が予め置
かれている。この電子部品に半導体ダイ２８を装着する
に際し、コレット２２を下降させ、電子部品に置ける装
着面と半導体ダイ２８下面との間隔を例えば０．１、ｍ
ｍ程度に保持する。

次いで、チャック爪２４ａ〜２４ｄを開きながら、ノズ
ル２３から圧縮気体を垂直下方に噴出させ、これを半導
体ダイ２８の表面に吹き付ける。

このときのチャック爪２４ａ〜２４ｄの開き量は、半導
体ダイ２８の外形に対し、例えば０．１〜０．２ｍｍ程
度とする。前記圧縮気体の吹き付けにより、半導体ダイ
２８には垂直下方に圧力が作用するので、半導体ダイ２
８は電子部品上に塗布されたＡｇペースト等に押し付け
られ、電子部品に対する装着が行なわれる。圧縮気体吹
き付は時、半導体ダイ２８の横方向の働きはチャック爪
２４ａ〜２４ｄによって拘束されるので、位置ずれを生
じるおそれはない。圧縮気体としては窒素ガスや清浄空
気等を用い、その圧力は半導体ダイ２８の面積等に対応
させて、例えば２〜５ｋｇ／ｃｍ２程度にコントロール
する。

圧縮気体の吹き付けを停止した後、チャック爪２４ａ〜
２４ｄを十分に開き、コレット２２を上昇させて半導体
ダイ２８のボンディングを終了する。以後、同様の動作
を連続的に繰り返すことによって、多数の半導体ダイ２
８に対するボンディングがなされる。

本実施例においては、半導体ダイ２８をその側部におい
てチャック爪２４ａ〜２４ｄで把持し、半導体ダイ２８
を電子部品に装着するに際しては圧縮空気を垂直に吹き
付けるようにしたので、半導体ダイ２８側部に強い圧力
を作用させる必要がなくなる。それ故、半導体ダイ２８
の側部に欠けを生じたり、潜在する微小亀裂が拡大する
等のおそれがなくなる。しかも、供給部２９における半
導体ダイ２８の位置ずれが矯正され、圧縮気体吹き付は
時における位置ずれはチャック爪２４ａ〜２４ｄによっ
て防止されるので、高精度のボンデインクを施すことが
できる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能であり、例えば次のような変形例が挙げられる。

（１）　把持機構２１の構造及び形状等は図示のものに
限られる必要はなく、例えばそれぞれ２個のチャック爪
２４ａ、２４ｂとスライド部２５ａ。

２５ｄで構成してもよい。また、チャック爪２４ａ〜２
４ｄの移動制御は個々に行なうようにしたり、もしくは
同時に行なうようにしてもよい。

（２）　ノズル２３の構造及び形状等についても、図示
のものに限らず、例えば吹き出し口を絞った形状をした
り、或は半導体ダイ２８の表面に対する吹き付けを均一
に行なうなめに、吹き出し口を広げてもよい。また、ノ
ズル２３の材料としては、プラスチックやガラス等種々
のものを用いることができる。

（３）　把持機構２１の動作は上記実施例に限定される
必要はない。例えば、半導体ダイ２８を把持するに際し
、押し上げ棒３０を上昇させる前にチャック爪２４ａ〜
２４ｄを下降させておいてもよい。また、半導体ダイ２
８の側部を弱い圧力で把持した状態で圧縮気体の吹き付
けを行なうことも可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、移送部に
半導体ダイをその側部で把持する把持機構と圧縮気体を
吹き付けるノズルとを設け、半導体ダイの電子部品装着
時における加圧を圧縮気体で行なうようにしたので、半
導体グイ側部に強い把持圧力を作用させる必要がなくな
る。それ故、半導体ダイに把持圧力に起因する損傷を生
じるおそれはなく、しかも半導体ダイの位置ずれを防止
することができる。

従って、信頼性に優れ、かつ高精度な半導体ダイボンデ
ィング装置を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例における半導体
ダイボンディング装置の部分構成を示し、同図（ａ）は
その平面図及び同図（ｂ）はその断面図、第２図は従来
の半導体ダイボンディング装置を示す部分断面図、第３
図は従来の他の半導体ダイボンディング装置を示す部分
断面図、第４図は第２図及び第３図の装置における不具
合の解決を図った従来の半導体ダイボンディング装置の
部分斜視図である。 ２０・・・・・・移送部、２１・・・・・・把持機構、
２３・・・・・・ノズル、２４ａ〜２４ｄ・・・・・・
チャック爪、２５ａ〜２５ｄ・・・・・・スライド部、
２８・・・・・・半導体ダイ、２９・・・・・・供給部
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体ダイが所定位置に配置される供給部と、前記半
   導体ダイを装着するための電子部品が所定位置に配置さ
   れる載置部と、前記半導体ダイを前記供給部から前記載
   置部へ移送し、その半導体ダイを前記電子部品に装着す
   る移送部とを備えた半導体ダイボンディング装置におい
   て、 前記半導体ダイをその側部において把持する把持機構と
   、 前記半導体ダイの表面にほぼ垂直方向に圧縮気体を吹き
   付けるノズルとを、 前記移送部に備えたことを特徴とする半導体ダイボンデ
   ィング装置。