JPH04106939A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体素子の組立工程に係わり、特に、ダイボ
ンディング（Ｄｉｅ　　Ｂｏｄｉｎｇ）工程に使用する
装置（以後ダイボンディング装置と記載する）の改良に
関するものである。

（従来の技術） 半導体素子の組立工程に多用しているいわゆるリードフ
レーム（Ｌｅａｄ　　Ｆｒａｍｅ）方式では、被組立半
導体素子をマウント（Ｍｏｕｎｔ）即ちダイボンディン
グするのにダイボンディング装置か利用されている。と
ころで被組立半導体素子を製造するには所定の不純物を
半導体ウエーノ＼（Ｗａｆｅｒ）に導入・拡散して能動
素子や受動素子または回路成分である例えば抵抗などの
中の一種もしくは複数種を造り込んだ後、いわゆるダイ
シングライン（Ｄｉｃｉｎｇ　　Ｌｉｎｅ）に沿って例
えばブレードダイサー（ＢＱａｄｅＤ−ｉｃｅｒ）によ
り半導体ウェーハの厚さのほぼ中間まで切り込むいわゆ
るハーフダイシング（Ｈ−ａｒｆ　　Ｄｉｃｉｎｇ）工
程が施されている。次に有機物から成る膜に張付けた被
組立半導体装置を引伸すエクスペンド（Ｅｘｐａｎｄ）
工程を施して個々に分割（Ｂｒａｋｉｎｇ）して彼組立
用半導体チップ（Ｃｈ　ｉ　ｐ）を形成する。それから
ダイボンデイン装置にセット（Ｓｅｔ）してダイボンデ
イン装置程を行うのか一般的な手法である。ところで、
分割工程前の被組立用半導体チップ・・はいわゆるダイ
ソータ（Ｄｉｅ　　５ｏｒｔ　−ｅｒ）試験の結果によ
って良品とマーク（Ｍａ　−ｒｋ）を付けた不良品に区
別されるのに対して、分割工程後の被組立用半導体チッ
プは有機物から成る膜に方向性かない状態で保持される
。その後、良品の被組立用半導体チップはその位置の認
識を行ってから、順次与々の裏面からニードル（Ｎ−ｅ
ｅｄＱｅ）により突上げて、いわゆる矢弦方式のケイジ
イング（Ｇａｕｇｉｎｇ）機構により再度所定の方向に
揃えてからマウント工程に移行する。この手法を実施す
るダイボンデイン装置を第１図の上面図及び一部切欠側
面図、第２図の側面図更に第３図の概念図を参照して説
明する。第３図の概念図には分割工程後の被組立用半導
体チップトか何機物から成る膜２に方向性のない状態で
張付けられている状態を示しており、二のように位置か
不揃いな被組立用半導体チップ１　は位置認識処理装置
３（第３図参照）やＸＹ子テーブルＴａｂＱ　ｅ）４　
（第２図り照）を利用して補正か行われる。第１図の平
面図及び一部切欠側面図に明らかなように被組立用半導
体チップト・・の位置認識に伴って３次元方向に稼働で
きるヘンド（Ｈｅａｄ）部５．３次元方向に移動できる
アーム（Ａｒｍ）部６先端に取付けるコレット７（第２
図参照）、被組立用半導体ペレットト・用固定部即ちカ
セットリング（Ｃａｔｈｅｔ　ｔｅ）８とで構成される
。ヘッド部５の上部には駆動用モータ（Ｍｏｔｏｒ）９
が設置されており、この一端に取付けた第１プーリ（Ｐ
ｕＱＱｙ）１０にはコレット７を上下に駆動するカム（
Ｃａｍ）１１か設置されている。第２図の側面図に詳細
か明らかにされているように第１カム１１には第ルバー
（Ｌｅｖｅｒ）１２と第１０−ラー（ＲｏＱＱ−ｅｒ）
１３を取付けている。更に、第１カム１１より紙面下方
の同軸上に記載した第２プーリ１４にもコレット７のス
イング（Ｓｗｉｎｇ）用第２カム１５、第２レバー１６
及び第２０−ラー１７を設置し、第２レバー１６の先端
をアーム６と接続する。更にまたアーム６には連結部材
１８を設置し、その７部と第３レバー２０に第１スブ１
ノンク（Ｓｐｒｉｎｇ）１９を設置する。また第ルバー
１２の中間部分と連結部材１８間にも第３レバー２０を
設置して第１カム１１の外周に形成するカム曲線と共に
運動する第ルバー１２の動きを第３レバー２０と連結部
材１８に伝えてアーム６の上下運動を行わせる。一方、
第２レバー１６にはカム曲線を形成した第２カム１５の
外周との間に第２スプリング２１を設け、また第ルバー
１２と第２レバー１６は支点を介して接続する。被組立
半導体ベレット移動用ＸＹテーブル４にはＸ軸周モータ
２２とＹ軸周モータ２３を設置して必要な機能を発揮さ
せており、その中央部にはニードル２４を図に示してい
ない部材により搬送する。ニードル２４により突上げら
れる被組立半導体ベレント１はＸＹ子テーブルに取付け
た支持部２５に設置する。即ち金属製リングＣＲｉ−ｎ
ｇ）２６に張られた何機物からなる膜即ち固定用シー）
　（Ｓｈｅｅｔ）２に被組立半導体ベレットトか方向が
決まらずに固定されているのは第３図に示した通りであ
る。第３図の概念図に明らかにしたようにヘッド部駆動
用モータ９の稼働によりコレット７スイング用第２カム
１５とコレット７上下用第１カム１１を稼働させる。ま
たダイソータ試験による結果により印２８か付けられた
不良品以外の被組立半導体ペレットト・はカメラ（Ｃａ
ｍｅｒａ）２９による映像をモニター（Ｍｏｎ　ｉ　ｔ
　ｅ　ｒ）３０に写して被組立半導体ペレソトト・・を
位置認識処理装置３により調整後、モータ２７（第３図
参照）により駆動するニードル２４により突上げると共
にコレット７に吸引し、これをゲイジング機構３１によ
り位置を揃えてからフレームガイド（Ｇｕｉｄｅ）３２
に設置したリードフレーム３３にマウントする。所定数
のマウントされたリードフレーム３３は搬送してから次
のものかフレームガイド３２に送られて前と同し動作を
繰返して所定のダイボンディング工程か行われる。

（発明か解決しようとする課題） 良品及び不良品の半導体特性が前工程から供給されない
従来のダイボンディング装置で、判定を行う必要がある
。−万事導体ウエーハには・＼−フダイシングか施され
るので、ブレーキング工程及びエキスバンド工程も不可
欠となると共に、この結果間隔か広かった良品ペレット
には位置補正がとうしても必要になる。従ってダイボン
ディング装置には位置認識処理装置とＸＹ子テーブル付
設されていなければならない。しかも、被処理半導体ペ
レットをコレットに吸引してピックアップ（Ｐｉｃｋ　
　Ｕｐ）前その位置の補正を行っても、θ方向のズレな
どがあるためにリードフレームへのマウント前にはベレ
ット用ゲイジング機構も要ることになる。ブレーキング
工程及びエキスバンド工程用として被処理半導体ベレッ
トを固定するテープは粘着力か比較的大きいのでピック
アップ分離用に取付ける＠面突上げ機構部も必要になる
。

しかも、被処理半導体ベレットをピックアップしてマウ
ントする機構部はカムにより制御されているので、リー
ドフレームの所定の場所−個所に決められおり、汎用性
に欠けている。このような機能をすべて満足するには機
構ならびに制御部か複雑になると共に価格か当然高くな
る。本発明はこのような事情により成されたもので、特
に、機構及び制御系か簡単で安価なダイボンディング装
置を提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 被組立半導体チップを吸引するコレット機構と、前記コ
レット機構を２次元方向に移動可能とする駆動機構と、
前記駆動機構の一部に設置するカメラ部と、前記コレッ
ト機構に対応して配置する被組立半導体チップ固定部と
、前記固定部に配列する分割工程を終えた被組立半導体
チップを映すモニターと、前記モニターに映しだす被組
立半導体チップ位置のマニュアル調整を可能とする前記
モニターに形成する標準線と、前記被組立半導体チップ
群の夫々に印されたマークと、前記コレット機構に取付
ける良品から成る被組立半導体チップを吸引する機構に
本発明に係わるダイボンディング装置の特徴かある。

（作用） 本発明に係わるダイボンディング装置のコレットに吸引
する被組立半導体チップはフル（Ｆ−ｕＱΩ）ダイシン
グ工程を施したものなので、ブレーキング工程とエキス
バンド工程なしてしかもニードルによる突上げ工程も省
略したものである。従って、被組立半導体チップは整然
と被組立半導体チップ固定部に固定されているために特
別な位置認識装置が不必要になって機構が簡単なしかも
ＸＹ子テーブルいらないので、機構的にも、制御的にも
簡略な装置により正確なダイボンディングが可能となる
ものである。

（実施例） 本発明に係わる実施例を第４図の斜視図と第５図の概念
図を参照して説明するが、理解を助けるだめに従来技術
と同一の部品にも新番号を付ける。第５図の概念図に明
らかなように被組立半導体チップ５０・・・は半導体特
性を調べるダイソータ試験結果により印５１か付けられ
ており、更にフルダイシング工程を経たもので第１固定
用部材５２には減圧状態を利用して固定する。即ち金属
製カセットリング５３（第５図参照）に張付けた第２固
定用部材６８が利用されており、その材料に多孔質な材
質を使用しても良いか金属製リングを介して減圧状態を
形成するように工夫する必要があり、多孔質な材質とし
ては焼結法により製造したステンレス鋼が利用できる。

なお本発明では第１固定用部材５２金属製カセットリン
グ５３などを総称して被組立半導体チップ固定部とする
。

第４図の斜視図に明らかなように本発明に係わるダイボ
ンディング装置はカム機構などが省略されて極めて簡単
な構造となっている。即ち、Ｘ軸モータ５４により駆動
するＸ軸直線ロボット（Ｒｏｂｏｔ）５５はＹ軸モータ
５６により駆動するＹ軸直線ロボット５７と支持台５８
を介して−・体に取付けられ、Ｙ軸直線ロホノト５７に
はガイドロッド（Ｌｏｄ）５９を取付ける。この一端に
はＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動モータ６０を設置すると
共に、他端にコレットホルダー６１を設置し、その先端
にコレット６２を配置する。

コレットホルダー６１の外周には螺旋状のスプリング６
３を取付けて一定の圧力かコレット６２に圧力が印加さ
れるように配慮している。第４図に示されているように
ガイドロッド５９の下側にはＺ軸駆動モータ６０に接続
されたねじ機構６４を形成して回転数を調整すると共に
コレ・ント６２の下降距離の調整を可能にしている。更
に被組立半導体チップ５０を映すためにＹ軸直線ロボ・
ソト５７にカメラ６５を設置する。ところで第５図の概
念図に明らかにしたように、コレ・ソト６２にはねし機
構５４’　、５６’及び６４を備えたＸ、Ｙ及びＺ軸モ
ータ５４．５６．６０か電気的に接続されていると共に
位置制御部６６とも接続する。

一方減圧機構によって被組立半導体チ・ンプ５０を吸引
するコレット６２はカメラ６５に映されるか、これ１こ
はＣＣＵ（Ｃａｍｅｒａ　　Ｃｏｎｔｒｏ−Ｑ　　Ｕｎ
ｉｔ）装置を設置したモニター６７か配置される。ＣＣ
Ｕ装置によりモニター６７の画面には縦横十文字（図示
せず）の線を映すことかできので、被組立半導体チップ
５０の位置合せに利用できる。次にダイボンディング装
置を利用したマウント手順について説明すると、被組立
半導体チップ５０かセットされているカセットリング５
３を固定用部材５２に配置して減圧状態とすることによ
りしっかりと固定する。次に第４図に示すようにダイボ
ンディング装置のコレットの下に配置してから、作業者
はＣＣＵ装置によりモニター６７の画面に映された縦横
十文字の電子線を頼りにして被組立半導体チップ５０の
整列方向即ちθ方向をマニュアル（ＭａｎｕａＱ）操作
により合せると共に固定する。次に、予め決められた最
初の被組立半導体チップ５０をＣＣＵ装置によりモニタ
ー６７の画面に映された縦横十文字の電子線を利用して
作業者か位置合せを行う。ここでダイボンディング装置
に設置された所定のスイッチ（Ｓｗｉ　ｔ　ｃｈ）を押
すことにより実際のダイボンディング作業が開始され、
コレット６２はダイソータ試験のデータ（Ｄａｔａ）に
従って最初の良品被組立半導体チップ５０上に移動する
。即ち、カメラ６５によりこの良品被組立半導体チップ
５０を撮影し、位置制御部６６に予め組込まれた標準位
置との差を求めてからＸ軸モータ５６とＹ軸モータ５４
を動作させてコレット６２を移動する。更にコレット６
２に連通した減圧装置を稼働させることによって所定の
被組立半導体チップ５０のピックアップ動作を行い、更
にまたフレームガイド６９に組込んたリードフレーム７
０の予め決められた地点にＺ軸モータ６０の稼働により
ダイボンディング即ちマウントする。このような動作を
繰返し、良品の被組立半導体チップ５０たけが連続的に
１リ一ドフレーム分マウントされると送られ、次のリー
ドフレームに対して以上のマウント操作が繰返してかつ
連続的に行われる。

［発明の効果］ 本発明に係わるダイボンディング装置では■Ｘ、Ｙロボ
ットにコレット及びカメラ部か取付けられかつ駆動させ
るので、機構か簡素になると共に汎用性が向上する利点
かあり、■被組立半導体チップはフルダイシングされる
ので非常に整然と配列されているために定寸法送りが可
能になる。

従ってダイソータ工程に基ずいて被組立半導体チップの
良不良判定と位置補正機能を受持つ位置認識処理装置が
要らなくなる。しかも、被組立半導体チップを移動させ
るＸＹテーブル更にはピックアップ後に行うゲイジング
機構も不要になる。

■弱粘着シートを利用し、被組立半導体チップの裏面か
ら全体を減圧機構の稼働により吸引固定することにより
コレット内からの減圧力だけてピックアップできるので
突上げニードルも不要になる。

このように機構的にも、制御的にも安価な装置が提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のダイボンディング装置の上面図及び一部
切欠側面図、第２図は従来のダイボンディング装置の要
部側面図、第３図は従来のダイボンディング装置の概念
図、第４図は本発明に係わるダイボンデインク装置の要
部を示す斜視図、第５図は本発明に係わるダイボンディ
ング装置の概念図である。 １．５０・被組立半導体チップ、 ２．５２．固定用シート、 ３．６６、位置識別装置、　４：ＸＹ子テーブル５：ヘ
ッド部、　　　　　　　６．アーム、７．６２：コレッ
ト、 ８．５３二カセツトリング、 ９．６０：Ｚ軸モータ、 １０．１４．プーリ、　　　　１１．１５：カム、１２
．１６．２０ニレバー、 １３．１７．ローラ、　　　　２５：支持部、１９．２
１．６３．スプリング、 ２２．５６：Ｘ軸モータ、 ５９ニガイドロツド ２３．５４：Ｙ軸モータ、　２４．ニードル、２７、ニ
ードル駆動用モータ、 ２８．５１：印、 ６トコレツトホルダー、 ２つ、６５．カメラ、 ３０．６７・モニター、 ３２．６９：フレームガイド、 ３３．７０・リードフレーム。 代理人　　弁理士　　大　胡　典　夫 １２１０−，９ 第１図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被組立半導体チップを吸引するコレット機構と、前記
   コレット機構を２次元方向に移動可能とする駆動機構と
   、前記駆動機構の一部に設置するカメラ部と、前記コレ
   ット機構に対応して配置する被組立半導体チップ固定部
   と、前記固定部に配列するフルダイシング工程を終えた
   被組立半導体チップを映しだすモニターと、前記モニタ
   ーに映しだす被組立半導体チップ位置のマニュアル調整
   を可能とする前記モニターに形成する標準線と、前記被
   組立半導体チップ群の夫々に印されたマークと、前記コ
   レット機構に取付ける良品から成る被組立半導体チップ
   を吸引する機構を具備することを特徴とするダイボンデ
   ィング装置