JPH03129898A

JPH03129898A - 半導体チップの実装方法

Info

Publication number: JPH03129898A
Application number: JP1268438A
Authority: JP
Inventors: Keizo Akiyoshi; 秋吉　敬三
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-06-03
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JP2773306B2

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）本発明は半導体チップを基板上に横並びに多数個実装す
る実装方法に関し、詳しくは定誤差に基く位置ずれを補
正しながら実装するための方法に関する。

（従来の技術）例えばファクシミリなどの読取り部や書取り部は、ＣＯ
ＤやＬＥＤのドントなどの電極部が形成された半導体チ
ップを、グイボンディング装置により基板に多数個機並
びに実装して製造される。

（発明が解決しようとする課題）この種電極部は、所定のピッチをお′いて正しく並列し
ている必要があり、ピッチに狂いがあると、読取りミス
や書取りミスを生じる。したがってこの種チップは、相
隣る電極部のピッチに狂いを生じないように、基板に正
確に実装していかなければならないが、このような電極
部のピッチの狂いを個々に解消したとしても、定誤差の
ために大きな位置ずれを生じる場合がある。すなわち多
数個のチップを横並びに実装していく場合、定誤差は常
に＋側又は−側にあられれることから、多数個実装する
間に、定誤差は次第に累積して増大し、ついには許容誤
差を大きく越えてしまう、このような定誤差の原因とし
ては、カメラ等の認識系の定誤差や、基板やダイコレッ
トをＸＹ方向に移動させる駆動手段のバックラッシュや
熱膨張にともなう定誤差、更にはティーチング誤差等が
ある。

したがって本発明は、このように次第に累積されて増大
していく性質を有する定誤差を解消しながら、半導体チ
ップを基板に横並びに多数個実装する方法を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）このために本発明は、サブ移送ヘッドと、ボンディング
ヘッドと、ボンド塗布ヘッドの３つのヘッドを同時に横
方向に往復動させることにより、サブ移送ヘッドにより
チップ供給部に装備された半導体チップをサブステージ
に移送し、またサブステージにおいてＸＹθ方向の位置
ずれの補正がなされた半導体チップを、ボンディングヘ
ッドの３方向グイコレツトに吸着してＸＹ方向移動装置
に位置決めされた基板にボンディングし、またボンド供
給部のボンドをボンド塗布ヘッドにより基板に塗布しな
がら、多数個の半導体チップを横並びに実装するように
した半導体チップの実装方法において、基板にボンディ
ングした半導体チップと、その前にボンディングされた
半導体チップの相隣る電極部のピッチの誤差を検出し、
上記グイコレア）でこの半導体チップを押え付けて、Ｘ
Ｙ方向移動装置を駆動することにより、この誤差を補正
しながら、複数個の半導体チップを基板に横並びに順に
実装していき、この実装工程中において、カメラにより
基板に実装された半導体チップの電極部の定誤差に暴く
位置ずれを観察し、この観察結果に基いて、上記ＸＹ方
向移動装置を駆動量を制御することにより、この定誤差
を補正するようにしたものである。

（作用）上記構成において、半導体チップを基板にボンディング
し、その都度、相隣る半導体チップの電極部のピッチの
誤差を検出して、その誤差を補正しながら、複数個の半
導体チップを順に基板に実装していく。そしてその実装
工程中において、基板にボンディングされた半導体チッ
プをカメラの下方に移動させて、定誤差に基く電極部の
位置ずれを観察し、位置ずれが検出された場合は、この
位置ずれが補正されるように、ｘｙ方向移動装置の駆動
を制御する。

（実施例）次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図はグイボンディング装置の全体正面図であって、
ベーシックマシンのような駆動装置Ａの下方に、チップ
供給部１と、サブステージ２と、基板の位置決め用ＸＹ
方向移動装置３と、ボンド供給部４を並設して構成され
ている。チップ供給部１には、ウェハー５とウェハー５
上の半導体チップＰを突き上げるグイエジェクタ１２が
、またボンド供給部４にはボンド皿６が設けられている
。？、８．９は駆動装置Ａに装備されたサブ移送ヘッド
、ボンディングヘッド。

ボンド塗布ヘッドである。これらの３つのヘッド７〜９
は、ガイド装置１０に沿って一緒に横方向（Ｙ方向）に
往復摺動することにより、サブ移送ヘッド７はウェハー
５上のチップＰをサブステージ２上に移送し、またボン
ディングヘッド８はサブステージ２でＸＹθ方向の位置
ずれが補正されたチップＰをＸＹ方向移動装置３上の基
板１１に移送搭載し、またボンド塗布ヘッド９はポンド
皿６のボンドを基板１１に塗布する。

２２は、ボンディングヘッド８の下端部に設けられた３
方向グイコレツトであって、このダイコレット２２に半
導体チップＰを吸着する。

１３は駆動部であって、ロッド１９を介してグイエジェ
クタ１２を駆動するとともに、ロッド１４、揺動部材１
５．水平ワンド１６等を介して、各ヘッド７〜９を横方
向に往復摺動させる。

ＸＹ方向移動装置３は、ＸＹ子テーブル７．１８にて構
成されている。

第２図はボンディングヘッド８の下端部の３方向グイコ
レツト２２に半導体チップＰを吸着して、これを基ｖｉ
１１に実装している様子を示すものである。２０．２１
はＸＹ方向移動装置３の上方に設けられた第１及び第２
のカメラであって、それぞれ基板１１やチップＰを観察
する。なお第１図においては、図が繁雑になるのでカメ
ラ２０．２１は省略している。

ボンディングへフド８は横力向Ｙに往復動じ、サブテー
ブル２においてＸＹθ方向の位置ずれの補正がなされた
半導体チップＰを、ＸＹ方向移動装置３上の基板１１に
移送してボンディングする。また基板１１は、ヘッド７
〜９の往復動方向Ｙと直交する方向Ｘに搬送されて、Ｘ
Ｙ方向移動装置３上に搬入され、またここから搬出され
る。Ａ、Ｂは基板１１の角部に形成された基準マークで
ある。

本装置は上記のような構成より成り、次に第３図を参照
しながら、動作の説明を行う。

チップＰを基板１１に実装するに先立ち、まず第１のカ
メラ２０により、基準マークＡ、　　Ｂを観察して、基
板１１の位置ずれを検出し、ＸＹ方向移動装Ｗ３を駆動
することにより、この位置ずれを補正する（第３図（ａ
））。

次にボンディングヘッド８がサブステージ２とＸＹ方向
移動装置３の間を往復することにより、サブステージ２
上の第１番目のチップＰ１を３方向ダイコレット２２に
吸着してピックアップし、基板１１にボンディングする
（同図（ｂ））。この場合、この第１番目のチップＰ１
は、上記のようにして観察された基準マークＡを基準点
として実装する。なお３方向グイコレツトとは、これに
吸着された半導体チップの３方向の移動を規制し、１方
向の移動のみを許容するダイコレットであって、第２図
において、ダイコレット２２に吸着されたチップＰは左
端方向にのみ移動できる。

次に同様にして第２番目のチップＰ２をダイコレット２
２に吸着して基板１１にボンディングする（同図（Ｃ）
）。次にボンディングヘッド８は上昇位置で待機し、そ
の状態でＸＹ方向移動装置３を駆動して、チップＰ１と
チップＰ２の接合部を第２のカメラ２１の下方に移動さ
せ、相隣るチップＰ１．Ｐ２のドツトＳｌ、Ｓ２のピッ
チを観察する。同図（ｄ）は観察中の平面図であって、
相隣るドツトＳｌ、Ｓ２のピッチはｔ＋△ｔであり、所
定のピッチｔより△ｔだけ過大となっている。

次にチップＰ２を再度ダイコレット２２の下方に移動さ
せ、ダイコレット２２によりこのチッソＰ２を押え付け
て、基板１１をＸ１方向に距離△ｔだけ移動させる。す
ると第１番目のチップＰ１は同距離△ｔだけチップＰ２
に接近し、この誤差△ｔは補正される（同図（ｅ））。

かかる誤差△ｔの補正を有利に行うためには、誤差△ｔ
がプラス側に生じるよう、ＸＹ方向移動装Ｗ３の移動プ
ログラミングを設定しておくことが望ましい。何故なら
、マイナス側に誤差が生じると、チップＰ２を基板１１
にボンディングする際に、前のチップＰ１に当ってボン
ディングできない虞れを生じるからである。なお上記の
ように誤差△ｔの補正をする際には、チップＰ２を基板
１１にボンディングするボンド２３は未硬化である。

このようにしてチップＰ２を実装したならば、次に第３
番目のチップＰ３を基板１１上にボンディングしく同図
（ｆ））　、上記と同様にしてこのチップＰ３とその前
のチップＰ２の相隣るドツトＳ３．Ｓ４　（第２図及び
第４図参照）のピッチの補正を行う。かかる作業を、以
下のチップＰ４．Ｐ５・・・について順次行うことによ
り、多数個のチップＰ１〜Ｐｎを、ドツトＳのピッチを
揃えて基板ｌｌ上に横並びに実装する。

ところで、カメラ２０．２１等の認識系は定誤差を有し
ている。またＸＹ方向移動装置３や駆動部１３等の駆動
手段も、バックラッシュや熱膨張等のために定誤差を有
している。したがって上述のように、相隣るドツトＳｌ
、Ｓ２及びＳ３．Ｓ４・・・のピッチをその都度側々に
正確に補正したとしても、これらの定誤差のために、各
ドツトＳは次のような位置ずれを有している。すなわち
第４図に示すように、第１番目のチップＰｉのドツトＳ
１は、定誤差のために理想位置Ｓ１”から△ｘ１．△ｙ
１の位置ずれを有しており、また第２番目のチップＰ２
のドツトＳ３は理想位置Ｓ３°からΔｘ２．△ｙ２の位
置ずれを有している。この位置ずれは、各チップＰＩ、
Ｐ２．Ｐ３・・・に累積されて次第に増大していくもの
であり、第ｎ番目のチップＰｎのドツトＳｍは、理想位
ＷＳｍ“から△ｘｎ、△ｙｎの累積誤差を有することに
なる。

したがって定誤差△Ｘ、△ｙは微小であっても、多数個
のチップＰを横並びに実装するにしたがい、累積誤差Δ
ｘｎ、△ｙｎは、許容誤差を大きく上回ってしまう、こ
のため、例えば後工程において、ワイヤボンダーにより
、各ドツトＳと基板１１の各電極をワイヤにより接続す
るような場合、ワイヤの先端部はドツトＳから大き←離
れた地点に接続されてしまう。そこで本手段では、次の
ようにしてこの定誤差を解消する。

すなわち、各チップＰｉ、Ｐ２・・・を基板１１に実装
する際に、各チップＰｉ、Ｐ２・・・の端部のドツトＳ
１．Ｓ３．Ｓ５をカメラ２１により観察し、各ドツトＳ
ｌ、Ｓ３．Ｓ５・・・の累積誤差（△Ｘ、Δｙ）、（Δ
ｘ２．△ｙ２）、（△ｘ　３　ｔ　△ｙ３）　　・・・
を検出する。

そしてこの累積誤差が許容誤差（例えば２０μ）を越え
ていないか否かを検出し、越えている場合や越える虞れ
がある場合には、この誤差を解消するよう、ＸＹ方向移
動装置３の駆動を制御して、基板１１の位置補正を行い
ながら、各チップＰを実装する。

第５図はその一例をグラフにより示すものであって、第
５番目のチップＰ５の累積誤差が許容誤差に近づいたの
を確認したならば、第６番目のチップＰ６を実装すると
きは、累積誤差を解消する方向の補正を加えてｘｙ方向
移動装置３を駆動し、基板１１を移動させる。同様に第
１４番目のチップＰ１４を実装するときも、逆方向の補
正を加える。この補正の加え方は任意であって、例えば
第３番目のチップＰ３を実装するとき（すなわちまだ十
分に許容誤差内にあるとき）に、補正を加えるようにし
てもよく、要は各ドツトが定誤差のために大きな位置ず
れを生じないように、補正を加えればよい。なお第５図
はＸ方向の誤差△Ｘを示しているが、Ｙ方向の誤差△ｙ
の場合も全く同様である。

このように本手段は、各ドツトＳの定誤差による位置ず
れをカメラ２１により観察し、観察結果に基いてその補
正を行うようにしているので、定誤差によりチップＰが
大きく位置ずれすることはない。なお上記実施例は、チ
ップＰにドツトＳが形成されたものを例にとって説明し
たが、回路パターンの電極部が形成されたチップも、同
様にして適用できるものである。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、サブ移送ヘッドと、ボン
ディングヘッドと、ボンド塗布ヘッドの３つのヘッドを
同時に横方向に往復動させることにより、サブ移送ヘッ
ドによりチップ供給部に装備された半導体チップをサブ
ステージに移送し、またサブステージにおいてＸＹθ方
向の位置ずれの補正がなされた半導体チップを、ボンデ
ィングヘッドの３方向グイコレツトに吸着してＸＹ方向
移動装置に位置決めされた基板にボンディングし、また
ボンド供給部のボンドをボンド塗布ヘッドにより基板に
塗布しながら、多数個の半導体チップを横並びに実装す
るようにした半導体チップの実装方法において、基板に
ボンディングした半導体チップと、その前にボンディン
グされた半導体チップの相隣る電極部のピッチの誤差を
検出し、上記ダイコレットでこの半導体チップを押え付
けて、ＸＹ方向移動装置を駆動することにより、この誤
差を補正しながら、複数個の半導体チップを基板に横並
びに順に実装していき、この実装工程中において、カメ
ラにより基板に実装された半導体チップの電極部の定誤
差に基く位置ずれを観察し、この観察結果に基いて、上
記ＸＹ方向移動装置を駆動量を制御することにより、こ
の定誤差を補正するようにしているので、定誤差に暴く
半導体チップの電極部の位置ずれを正確に補正すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はグイ
ボンディング装置の正面図、第２図はボンディング中の
斜視図、第３図（ａ）〜（ｆ）はボンディング中の部分
正面図及び部分平面図、第４図は半導体チップのボンデ
ィング中の平面図、第５図はグラフ図である。１・・・チップ供給部２・・・サブステージ３・・・ＸＹ方向移動装置６・・・ボンド供給部７・・・サブ移送ヘッド８・・・ボンディングヘッド９・・・ボンド塗布ヘッド１１・・・基板２１・・・カメラ２２・・・ダイコレットＰ・・・半導体チップ

Claims

【特許請求の範囲】

　サブ移送ヘッドと、ボンディングヘッドと、ボンド塗
布ヘッドの３つのヘッドを同時に横方向に往復動させる
ことにより、サブ移送ヘッドによりチップ供給部に装備
された半導体チップをサブステージに移送し、またサブ
ステージにおいてＸＹθ方向の位置ずれの補正がなされ
た半導体チップを、ボンディングヘッドの３方向ダイコ
レットに吸着してＸＹ方向移動装置に位置決めされた基
板にボンディングし、またボンド供給部のボンドをボン
ド塗布ヘッドにより基板に塗布しながら、多数個の半導
体チップを横並びに実装するようにした半導体チップの
実装方法において、基板にボンディングした半導体チッ
プと、その前にボンディングされた半導体チツプの相隣
る電極部のピッチの誤差を検出し、上記ダイコレットで
この半導体チップを押え付けて、ＸＹ方向移動装置を駆
動することにより、この誤差を補正しながら、複数個の
半導体チツプを基板に横並びに順に実装していき、この
実装工程中において、カメラにより基板に実装された半
導体チップの電極部の定誤差に基く位置ずれを観察し、
この観察結果に基いて、上記ＸＹ方向移動装置の駆動を
制御することにより、この定誤差を補正するようにした
ことを特徴とする半導体チップの実装方法。