JPH04245653A - チップマウント装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ、フリッ
プチップなどを基板にボンディングするためのチップマ
ウント装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のチップマウント装置の要部
構成を示し、Ａはその側面図、Ｂはその平面図である。 図５のＡに示すように、アーム１は矢印Ｌ，Ｈ方向に移
動自在であり、また、図５のＢに示すように、ウエハリ
ング２はチップ３が配置されている範囲を矢印Ｘａ，Ｙ
ａ方向に移動自在であり、また基板４は基板４のボンデ
ィング範囲を矢印Ｘｂ，Ｙｂ方向に移動自在である。こ
のアーム１に、ウエハリング２上のチップ３をチップ位
置規正部５に取り出すピックアップ６と、チップ位置規
正部５から基板４に特定チップ３ａを移載してボンディ
ングするためのボンディングコレット７とが一直線上に
配置されている。このとき、ウエハリング２、基板４お
よびチップ位置規正部５は同一高さである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ウエハ寸法や基板寸法が大きくなると、ウ
エハリング２とチップ位置規正部５、およびチップ位置
規正部５と基板４の間隔Ｄの寸法が大きくなってアーム
１の移動量も増加し、これにより、ボンディング速度の
高速化を妨げ、装置構成寸法が大きくチップ３ａの投入
取り出しを行う上で作業能率を低下させる原因になって
いる。また、上記構成でフリップチップフェースダウン
ボンドを可能にするには装置が複雑になりすぎて実現す
ることが困難であった。

【０００４】本発明は上記従来の問題を解決するもので
、ウエハ寸法や基板寸法が大きくなってもチップの投入
取り出しを行う上で作業能率を良好に行うことができ、
しかもフリップチップフェースダウンボンドを容易にす
ることができるチップマウント装置を提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のチップマウント装置は、チップ位置を修正す
るチップ位置規正部の下部にチップを搬送するコンベア
部を設け、水平方向に移動自在なＸ−Ｙテーブルに搭載
されたウエハリングを、前記コンベア部に対して前記ウ
エハリングの水平方向の移動時に互いに干渉しないよう
に低位置または高位置に設け、前記ウエハリングから前
記コンベア部上の第１の位置に前記チップを移載する第
１チップ移載手段を設け、前記コンベア部上の第２の位
置から前記チップ位置規正部に前記チップを移載可能な
第２チップ移載手段を設け、水平方向に移動自在なＸ−
Ｙテーブルに搭載された基板を、前記チップ位置規正部
およびコンベア部のうち少なくとも前記チップ位置規正
部に対して前記基板の水平方向の移動時に互いに干渉し
ないように低位置または高位置に設け、前記チップ位置
規正部から前記基板に前記チップを移載する第３チップ
移載手段を設けたものである。

【０００６】また、本発明のチップマウント装置は、コ
ンベア部上の第１の位置と第２の位置の間の第３の位置
からチップを取り出し前記チップをフェースダウンして
第４の位置に反転移送するチップ反転手段を設け、第２
チップ移載手段を、前記チップ反転手段により反転移送
した前記第４の位置または、前記コンベア部上の第２の
位置から前記チップを取り出してチップ位置規正部に移
載するように構成し、前記チップ反転手段を介した前記
第４の位置から前記チップを取り出す場合のフェースダ
ウンボンド方式と、前記チップ反転手段を介さず前記コ
ンベア部上の前記第２の位置から前記チップを取り出す
場合のフェースアップボンド方式とを選択可能な構成と
したものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、ウエハリングおよび基板がそ
れぞれコンベア部およびチップ位置規正部に対して互い
に干渉することが無いように、コンベア部およびチップ
位置規正部に対してウエハリングおよび基板の配置位置
に高さ方向の差を設けたので、大型化したウエハリング
および基板が水平方向に大きく移動する場合にも重なっ
てチップの投入取り出しを行う距離が縮小されその作業
能率が良好なものとなる。また、コンベア部およびチッ
プ反転手段を設けたので、フェースダウンボンドも容易
になされ、これによりフェースアップボンド方式とフェ
ースダウンボンド方式が選択可能な汎用性の高いチップ
マウント装置が得られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例のチップマ
ウント装置の要部構成を示す正面図である。図１におい
て、ピックアップアーム１１は矢印Ｌａ，Ｈａ方向に移
動自在であり、このピックアップアーム１１には、ウエ
ハリング１２上のチップ１３のうち特定チップ１３ａを
吸着して、チップ１３ａを搬送するチップ搬送コンベア
部１４上に搭載されたチップ搬送治具としてのチップト
レー１５上のＰ１　位置にチップ１３を真空吸着して移
載するためのピックアップコレット１６が設けられてい
る。このピックアップアーム１１の矢印Ｌａ方向はチッ
プ搬送コンベア部１４の長手方向に対して直角方向に配
置されている。また、ボンディングアーム１７は矢印Ｌ
ｂ，Ｈｂ方向に移動自在であり、このボンディングアー
ム１７には、チップ位置修正後のチップ位置規正部１８
上のチップ１３ａを吸着してチップ位置Ｆ１　から基板
１９上のボンディング位置Ｆ２　に移載しボンディング
するためのボンディングコレット２０が設けられている
。このボンディングアーム１７の矢印Ｌｂ方向はチップ
搬送コンベア部１４の長手方向に対して直角方向に配置
されている。ウエハリング１２をチップ搬送コンベア部
１４より低位置に配置し、ウエハリング１２とチップ搬
送コンベア部１４の高さの寸法差Ｈ１　をとって互いに
干渉しないように配置している。この寸法差Ｈ１　の中
間位置Ｈ２　に基板１９のボンディング面を設けている
。また、チップ位置規正部１８をチップ搬送コンベア部
１４より高い位置に配置してチップ位置規正部１８とチ
ップ搬送コンベア部１４の高さの寸法差をＨ３　とし、
チップ搬送コンベア部１４およびチップ位置規正部１８
と基板１９を互いに干渉しないように配置している。Ｘ
−Ｙテーブル２１はウエハリング１２を搭載して水平方
向であるＸ、Ｙ方向に移動自在に構成されている。また
、Ｘ−Ｙテーブル２２は基板１９を搭載して水平方向で
あるＸ、Ｙ方向に移動自在に構成されている。ウエハリ
ング１２の下方に設けられた突上ピン２３は、ガイド２
４によって支持されて上昇し、ウエハリング１２上のチ
ップ１３のうちの特定チップ１３ａを突き上げてシール
を剥がし隣接する他のチップ１３を分離させてピックア
ップコレット１６が特定チップ１３ａを吸着可能にして
いる。

【０００９】図２は本発明の一実施例のチップマウント
装置の要部構成を示し、Ａはその平面図、Ｂはその側面
図である。図２において、チップ搬送コンベア部１４の
チップトレー１５上のチップ移載位置Ｐ１　とチップ位
置規正部１８との間のチップ搬送コンベア部１４上方に
チップ反転部２５が配設されている。このチップ反転部
２５にはアーム中心に対して同一円周上に１８０　度回
転可能な反転アーム２６が設けられ、さらに、反転アー
ム２６の先端にはチップ吸着用真空パット２７が設けら
れ、チップトレー１５上のチップ１３ａをこのチップ吸
着用真空パット２７で吸着して反転アーム２６を上方向
に１８０　度回転させることによりチップ１３ａを反転
させてフェースダウンの状態にすることができる。一方
、チップ位置規正部１８の上方に、矢印Ｌｃ，Ｈｃ方向
に移動自在な移送アーム２８が配設され、この移送アー
ム２８の先端部には吸着コレット２９が設けられてチッ
プ搬送コンベア部１４のＰ１　位置から搬送されたＰ２
　位置のチップ１３ａまたは、Ｐ１　位置とＰ２　位置
の間のＰ３　位置からチップ反転部２１により吸着し反
転移送されてＰ４　位置に保持されたチップ１３ａを吸
着コレット２９で吸着してチップ位置規正部１８上に移
載する。チップ位置規正部１８はその上に設けられた規
正爪２８でチップ１３ａの位置Ｆ１　を修正するように
構成されている。

【００１０】さらに、フェースダウンボンド方式とフェ
ースアップボンド方式とを選択可能な切り換えスイッチ
（図示せず）を設け、フェースダウンボンド方式に切り
換えた場合、チップ反転部２５を駆動して反転されたＰ
４　位置のチップ１３ａを吸着コレット２９でチップ位
置規正部１８上に移載し、また、フェースアップボンド
方式に切り換えた場合、チップ反転部２５の駆動を停止
して、チップ搬送コンベア部１４により搬送されたＰ２
　位置のチップ１３ａを吸着コレット２９でチップ位置
規正部１８上に移送する構成としている。ここで、フェ
ースアップボンド時とフェースダウンボンド時で、移送
アーム２８の吸着コレット２９によってチップ１３ａを
吸着する位置の高さが異なるが、移送アーム２８の吸着
コレット２９のＨｃ方向の移動量は可変可能に構成され
ている。

【００１１】上記構成により、以下、その動作を説明す
る。まず、ピックアップアーム１１のピックアップコレ
ット１６がＨａ方向へ下降する。そして、ウエハリング
１２上のチップ１３の特定チップ１３ａに隣接する他の
チップ１３と分離するために、突上ピン２３は、ピック
アップコレット１６の特定チップ１３ａへの吸着後の上
昇に同期してガイド２４によって支持されて上昇してチ
ップ１３ａを突き上げシールを剥がしてチップ１３ａの
みを分離する。この分離されたチップ１３ａはピックア
ップコレット１６によりピックアップされる。そして、
ピックアップアーム１１はピックアップコレット１６で
チップ１３ａを保持したままでＨａ方向に上昇し、さら
に、チップ搬送コンベア部１４のチップトレー１５上の
Ｐ１　位置上方までＬａ方向に移動する。その後、ピッ
クアップコレット１６をＨａ方向に下降させ、ピックア
ップコレット１６によって吸着されたチップ１３ａはチ
ップトレー１５上の所定のＰ１　位置に受け渡される。 この様にして、ピックアップアーム１１はウエハリング
１２上のチップ１３からチップトレー１５上にチップ１
３ａを順次受け渡し、これらチップ１３ａをチップ搬送
コンベア部１４により順次搬送する。

【００１２】次に、切り換えスイッチによりフェースア
ップボンド方式を選択した場合は、チップ反転部２５の
駆動を停止して、図２のＢにおけるＰ２　位置まで、チ
ップ搬送コンベア部１４によりチップトレー１５上のＰ
１　位置のチップ１３ａを搬送する。このＰ２　位置お
いて、移送アーム２８の吸着コレット２９を下降させて
チップ１３ａを吸着する。移送アーム２８の吸着コレッ
ト２９はチップ１３ａを保持したままでＨｃ方向に上昇
し、そして、チップ位置規正部１８のＦ１　位置上方ま
でＬｃ方向に移動する。その後、吸着コレット２５をＨ
ｃ方向に下降させ、吸着コレット２５によって吸着され
たチップ１３ａはチップ位置規正部１８上の所定のＦ１
　位置に受け渡される。

【００１３】また、切り換えスイッチによりフェースダ
ウンボンド方式を選択した場合は、チップ搬送コンベア
部１４によってチップ１３ａをチップトレー１５上のＰ
１　位置からＰ３　位置に搬送する。このＰ３　位置に
おいてチップ１３ａを反転アーム２２のチップ吸着用真
空パット２３で吸着し、これをアーム中心に対して同一
円周上に１８０　度上方向に回転させて反転させＰ４　
位置に保持する。このＰ４　位置おいて、移送アーム２
８の吸着コレット２９を下降させてチップ１３ａを吸着
する。移送アーム２８の吸着コレット２９はチップ１３
ａを保持したままでＨｃ方向に上昇し、そして、チップ
位置規正部１８のＦ１位置上方までＬｃ方向に移動する
。その後、吸着コレット２５をＨｃ方向に下降させ、吸
着コレット２５によって吸着されたチップ１３ａはチッ
プ位置規正部１８上の所定のＦ１　位置に受け渡される
。そして、チップ位置規正部１８上の所定のＦ１　位置
に移載されたチップ１３ａはチップ位置規正部１８上に
設けられた規正爪２３のＸ，Ｙ方向の移動により位置修
正される。

【００１４】続いてボンディング動作について説明する
。フェースアップボンド時とフェースダウンボンド時で
ボンド動作は同一である。まず、チップ位置規正部１８
上の規正爪２３により位置修正されたチップ１３ａはボ
ンディングアーム１７のボンディングコレット２０によ
り吸着される。そして、ボンディングアーム１７はボン
ディングコレット２０でチップ１３ａを保持したままで
Ｈｂ方向に上昇し、さらに、基板１９上のＦ２　位置上
方までＬｂ方向に移動する。その後、ボンディングアー
ム１７のボンディングコレット２０をＨｂ方向に下降さ
せ、ボンディングコレット２０によって吸着されていた
チップ１３ａは、基板１９上の、図３または図４に示す
ように、あらかじめ接着材３０が付着した所定のボンデ
ィング位置であるＦ２　位置に移送されて固着される。 図３はフェースアップボンドした状態を示し、チップ表
面を上向きのまま基板１９の所定位置へ移載し、次工程
でチップの電極部と基板１９の外部リードをワイヤを介
して接合する。また、図４はフェースダウンボンドした
状態を示し、ワイヤボンドを用いてチップ１３のバンプ
電極を形成し、このバンプ電極を形成した半導体ウエハ
よりチップ移載して基板１９の電極部へフェースダウン
ボンドしている。

【００１５】ボンディング終了後、Ｘ−Ｙテーブル２２
は次のボンディング位置に基板１９を移動させて次のチ
ップ１３ａを待つ。また、ウエハリング１２を搭載した
Ｘ−Ｙテーブル２１は、ボンディングアーム１１のボン
ディングコレット２０が上昇したときに、隣のチップ位
置まで移動している。このとき、Ｘ−Ｙテーブル２１、
２２によりウエハリング１２と基板１９が水平方向に大
きく移動しても、ウエハリング１２および基板１９はチ
ップ搬送コンベア部１４およびチップ位置規正部１８に
対して高さ方向に差を設け、また、チップ搬送コンベア
部１４によりウエハリング１２と基板１９の設置位置に
水平方向に差が生じるため、それぞれ互いに重なること
はあっても干渉することはない。これにより、チップ１
３ａの投入取り出し距離を短縮することができ、チップ
の投入取り出しを行う上で距離が長くならず作業能率を
良好に行うことができる。

【００１６】以上の動作を繰り返すことにより、チップ
１３ａ　をあらかじめ登録した複数の基板位置に順次ボ
ンディングすることができる。なお、本実施例では、ウ
エハリング１２を、チップ搬送コンベア部１４に対して
ウエハリング１２の水平方向の移動時に互いに干渉しな
いように低位置に設けたが、高位置に設けてもよく、ま
た、基板１９を、チップ位置規正部１８およびチップ搬
送コンベア部１４のうち少なくともチップ位置規正部１
８に対して基板１９の水平方向の移動時に互いに干渉し
ないように低位置に設けたが、高位置に設けてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ウエハリ
ングと基板が水平方向に大きく移動しても、チップ位置
規正部およびコンベア部への干渉が無いように高さ方向
に差を設けため、ウエハリングと基板の大型化にも充分
対応してチップの投入取り出しを行う上で距離が長くな
らず作業能率を良好に行うことができ、しかも、コンベ
ア部とチップ反転部を設けているため、フェースアップ
ボンドとフェースダウンボンドの両ボンディングを容易
に選択することができて他品種製品に対して汎用性の高
いチップマウント装置を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のチップマウント装置の要部
構成を示す正面図である。

【図２】本発明の一実施例のチップマウント装置の要部
構成を示し、Ａはその平面図、Ｂはその側面図である。

【図３】チップを基板にフェースアップボンドした状態
を示す基板部の側面図である。

【図４】チップを基板にフェースダウンボンドした状態
を示す基板部の側面図である。

【図５】従来のチップマウント装置の要部構成を示し、
Ａはその側面図、Ｂはその平面図である。

【符号の説明】

１１　　　　ピックアップアーム １２　　　　ウエハリング １３、１３ａ　　　　チップ １４　　　　チップ搬送コンベア部 １６　　　　ピックアップコレット １７　　　　ボンディングアーム １８　　　　チップ位置規正部 １９　　　　基板 ２０　　　　ボンディングコレット ２１、２２　　　　Ｘ−Ｙテーブル ２５　　　　チップ反転部 ２６　　　　反転アーム ２７　　　　チップ吸着用真空パット ２８　　　　移送アーム ２９　　　　吸着コレット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チップ位置を修正するチップ位置規正部の
   下部にチップを搬送するコンベア部を設け、水平方向に
   移動自在なＸ−Ｙテーブルに搭載されたウエハリングを
   、前記コンベア部に対して前記ウエハリングの水平方向
   の移動時に互いに干渉しないように低位置または高位置
   に設け、前記ウエハリングから前記コンベア部上の第１
   の位置に前記チップを移載する第１チップ移載手段を設
   け、前記コンベア部上の第２の位置から前記チップ位置
   規正部に前記チップを移載可能な第２チップ移載手段を
   設け、水平方向に移動自在なＸ−Ｙテーブルに搭載され
   た基板を、前記チップ位置規正部およびコンベア部のう
   ち少なくとも前記チップ位置規正部に対して前記基板の
   水平方向の移動時に互いに干渉しないように低位置また
   は高位置に設け、前記チップ位置規正部から前記基板に
   前記チップを移載する第３チップ移載手段を設けたチッ
   プマウント装置。
2. 【請求項２】コンベア部上の第１の位置と第２の位置の
   間の第３の位置からチップを取り出し前記チップをフェ
   ースダウンして第４の位置に反転移送するチップ反転手
   段を設け、第２チップ移載手段を、前記チップ反転手段
   により反転移送した前記第４の位置または、前記コンベ
   ア部上の第２の位置から前記チップを取り出してチップ
   位置規正部に移載するように構成し、前記チップ反転手
   段を介した前記第４の位置から前記チップを取り出す場
   合のフェースダウンボンド方式と、前記チップ反転手段
   を介さず前記コンベア部上の前記第２の位置から前記チ
   ップを取り出す場合のフェースアップボンド方式とを選
   択可能な構成とした請求項１記載のチップマウント装置
   。