JPH06291155A - ダイボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長方形状の高密度にＬＥＤ素子が配列してい
るＬＥＤアレ−チップを、基板上に正しく配置して、ダ
イボンドできるダイボンディング装置を提供する。 【構成】 ダイボンディング装置１において、基板９と
ＬＥＤアレ−チップ８の所定の箇所を光学的に拡大する
２個の光学系２０ａ、２０ｂと、これらの光学系２０
ａ、２０ｂによって得られた２個の像より、前記基板９
と前記ＬＥＤアレ−チップ８の位置を認識し、所定の配
置になるための信号を調整ステ−ジ１０の制御部に送る
パタ−ン認識部３とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイボンディング装置
に係わり、特にＬＥＤアレ−のダイボンディング装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、添付図面を参照して、従来の技術
を説明する。図６は、従来例のダイボンディング装置を
示す概略構成図である。図７は、従来例のダイボンディ
ング装置における位置合わせ調整前のＬＥＤチップのモ
ニタ−画面を示す図である。図８は、従来例のダイボン
ディング装置における位置合わせ調整後のＬＥＤチップ
のモニタ−画面を示す図である。図９は、従来例のダイ
ボンディング装置におけるＬＥＤチップの上面図であ
る。

【０００３】図６において、２１はダイボンディング装
置を、２２はモニタ−を、２３はパタ−ン認識装置を、
４０は光学系を、２４はテレビカメラを、２６は光路
を、２７はレンズを、２８はＬＥＤチップを、２９は基
板を、３０は調整ステ−ジを、３５はモニタ−画面を、
それぞれ示す。図７、図８及び図９において、２８はＬ
ＥＤチップを、３１は半導体基板を、３１ａ、３１ｂ、
３１ｃ及び３１ｄは半導体基板の外形線を、３２はＬＥ
Ｄ素子を、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄはＬＥＤ
素子の外形線を、３４は基準線を、３５ａは位置合わせ
調整前のＬＥＤチップのモニタ−画面を、３５ａ′は位
置合わせ調整後のＬＥＤチップのモニタ−画面を、それ
ぞれ示す。

【０００３】まず、従来例のダイボンディング装置を説
明する。ダイボンディングは、ＬＥＤ装置の製造工程の
一つである。所定の工程を経て、図９に示すＬＥＤチッ
プ２８が形成されると、このＬＥＤチップ２８を、図６
に示す基板２９の所定の位置に配置し、ペ−スト等によ
り接合する工程である。このため、図６に示すように、
ダイボンディング装置２１には、基板２９上の所定の位
置に、正しくＬＥＤチップ２８を配置出来るように、基
板２９の位置を修正し、配置する機能があり、そして、
ダイボンディングする機能とが備わっている。

【０００４】図６に示すダイボンディング装置２１に
は、位置修正部のみが表示されており、ダイボンディン
グ部は表示されていない。基板２９とＬＥＤチップ２８
の配置を修正する位置修正部には、ＬＥＤチップ２８の
形状が、例えば０．７ｍｍ×０．７ｍｍの大きさである
ため、ＬＥＤチップ２８を拡大して、観察できる機能が
装備されている。調整ステ−ジ３０は、平面上の移動と
回転ができるようになっており、基板２９を装着するよ
うになっている。図６に図示されていない、別にＬＥＤ
チップ２８を保持する機構があり、ＬＥＤチップ２８
は、基板２９に近接して保持される。

【０００６】ＬＥＤチップ２８の上方には、対物レンズ
２７と、この対物レンズ２７によって作られた像を読み
取るテレビカメラ２４が、光路２６上に配置されてお
り、これらは、光学系４０を形成しており、テレビカメ
ラ２４からの信号はパタ−ン認識装置２３をへてモニタ
−２２に送られ、モニタ−画面３５に、ＬＥＤチップ２
８の映像として表示される。基板２９には、ＬＥＤチッ
プ２８を位置決めするための基準線３４が設けられてお
り、この基準線３４は、パタ−ン認識装置２３に読み取
られており、モニタ−２２上には、ＬＥＤチップ２８の
映像と同時に表示されている。

【０００５】パタ−ン認識装置２３は、基準線３４の位
置と、ＬＥＤチップ２８の半導体基板３１の外形線３１
ａの位置の違いを読み取り、その差分を調整ステ−ジ３
０の制御部にフィ−ドバックする。調整ステ−ジ３０
は、基板２９の位置調整を行う。

【０００８】図７に示すのは、位置合わせ調整前のＬＥ
Ｄチップ２８のモニタ−画面３５ａであるが、光学系に
よって拡大された、基準線３４とＬＥＤ素子３２の形成
された半導体基板３１が表示されている。ここには図示
されていない調整ステ−ジを平行移動乃至回転させて、
半導体基板３１の外形線３１ａと基準線３４を一致させ
る。位置合わせ調整後のモニタ−画面３５ａ′は、図８
に示される。ここでは、半導体基板３１の外形線３１ａ
と、基準線３４は一致している。この後、この半導体基
板３１は、基板２９にダイボンディングされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示
す、半導体基板３１上にＬＥＤ素子３２が形成されたチ
ップは、ウェハをダイシングすることによって、得られ
る。通常、ダイシングの際の位置決め及び切断代等の誤
差があるため、チップの半導体基板３１の外形線３１
ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、必ずしも、ＬＥＤ素子
３２の外形線３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと、それ
ぞれ平行ではなく、またその間隔も一定しない。そのた
め、基板３１の外形線３１ａを、基板の基準線と一致さ
せて位置を決める方法では、精密なチップの位置決めが
困難であった。

【０００７】特に、高密度に多数のＬＥＤ素子が配列し
ている横長の長方形形状を持つＬＥＤアレ−チップの複
数個を、基板上に正確に一列に配列する事は困難であっ
た。そのため、対物レンズの倍率を上げて、ＬＥＤ素子
の外形線のパタ−ンを識別して、位置決めを行う方法が
試みられた。

【０００８】図１０は、従来例のダイボンディング装置
におけるＬＥＤアレ−チップの高倍率モニタ−画面を示
す図である。図１０において、３５ｂは高倍率モニタ−
が面を示し、図７に示したモニタ−画面３５ａの一部を
拡大した画面になっている。この場合、パタ−ンを識別
する領域が小さくなり、パタ−ンの識別の対象となった
例えば、ＬＥＤアレ−の中央部のＬＥＤ素子は、位置決
めの精度内で配置する事ができるが、ＬＥＤアレ−の端
部のＬＥＤ素子は、大きな誤差を持って配置されてしま
い、ＬＥＤアレ−全体を正しく配置する事は、困難であ
る。

【０００９】そこで、本発明は、ダイボンディング装置
において、長方形状の高密度にＬＥＤ素子が配列してい
るＬＥＤアレ−チップを、基板上に正しく配置して、ダ
イボンドできるダイボンディング装置を提供する事を目
的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のダイボンディン
グ装置は、所定の位置にチップがダイボンディングされ
るべき基板を固定する、移動及び回転可能な制御部を有
する調整ステ−ジと、前記基板と前記チップの所定の箇
所を光学的に拡大する光学系と、この光学系によって得
られた像より、前記基板と前記チップの位置を認識し、
所定の配置になるための信号を前記調整ステ−ジの前記
制御部に送る認識部とを備えるダイボンディング装置に
おいて、前記基板と前記チップの所定の箇所を光学的に
拡大する２個の光学系と、これらの光学系によって得ら
れた２個の前記像より、前記基板と前記チップの位置を
認識し、所定の配置になるための信号を前記調整ステ−
ジの前記制御部に送る前記認識部とを備えたことによ
り、上述の目的を達成するものである。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の一実施例
を説明する。図１は、本発明のダイボンディング装置の
一実施例を示す概略構成図である。図２は、本発明のダ
イボンディング装置の一実施例におけるＬＥＤアレ−チ
ップの上面図である。図３は、本発明のダイボンディン
グ装置の一実施例におけるＬＥＤ装置の上面図である。
図４は、本発明のダイボンディング装置の一実施例にお
ける位置合わせ調整前のＬＥＤアレ−のモニタ−画面を
示す図である。図５は、本発明のダイボンディング装置
の一実施例における位置合わせ調整後のＬＥＤアレ−の
モニタ−画面を示す図である。

【００１２】図１において、１はダイボンディング装置
を、２ａ、２ｂはモニタ−を、１５ａはモニタ−画面Ｌ
を、１５ｂはモニタ−画面Ｒを、３はパタ−ン認識装置
を、２０ａ、２０ｂは光学系を、４ａ、４ｂはテレビカ
メラを、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄはミラ−を、６ａ、６
ｂは光路を、７ａ、７ｂはレンズを、８はＬＥＤアレ−
チップを、９は基板を、１０は調整ステ−ジを、それぞ
れ示す。図２、図３、図４及び図５において、１６はＬ
ＥＤアレ−装置を、８はＬＥＤアレ−チップを、９は基
板を、１１は半導体基板を、１２はＬＥＤ素子を、１３
ａは左上基準マ−クを、１３ｂは右上基準マ−クを、１
３ｃ右下基準マ−クを、１３ｄは左下基準マ−クを、１
４ａは基準線Ｌを、１４ｂは基準線Ｒを、１５ａ′は位
置合わせ調整前のモニタ−画面Ｌを、１５ｂ′は位置合
わせ調整前のはモニタ−画面Ｒを、１５ａ″は位置合わ
せ調整後のモニタ−画面Ｌを、１５ｂ″は位置合わせ調
整後のモニタ−画面Ｒを、それぞれ示す。

【００１３】まず、ダイボンディングされるべきＬＥＤ
アレ−チップを説明する。図２に示されるＬＥＤアレ−
チップ８の形状は、縦の長さが２ｍｍ、横の長さが８ｍ
ｍの横長である。半導体基板１１上には多数のＬＥＤ素
子１２が形成されている。また、半導体基板１１上の四
隅には、Ｌ型の基準マ−ク１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１
３ｄが形成されており、この基準マ−ク１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄの位置は、ＬＥＤ素子パタ−ンと一
定の位置関係を保持している。すなわち、例えば、左上
基準マ−ク１３ａと右上基準マ−ク１３ｂを結ぶ線は、
ＬＥＤ素子１２の列に、平行である。

【００１４】次に、ダイボンディングされるべきＬＥＤ
アレ−装置を説明する。図３に示されるＬＥＤアレ−装
置１６は、４個のＬＥＤアレ−チップ８を、基板上に、
所定の精度で一列に配置したものである。

【００１５】次に、ダイボンディング装置を説明する。
ダイボンディングは、ＬＥＤアレ−装置の製造工程の一
つである。所定の工程を経て、図２に示すＬＥＤアレ−
チップ８が形成されると、このＬＥＤアレ−チップ８
を、図３に示す基板９の所定の位置に配置し、ペ−スト
等により接合する工程である。このため、図１に示すよ
うに、ダイボンディング装置１には、基板９上の所定の
位置に、正しくＬＥＤアレ−チップ８を配置出来るよう
に、基板９の位置を修正し、配置する機能があり、そし
て、ダイボンディングする機能とが備わっている。

【００１６】図１に示すダイボンディング装置１には、
位置修正部のみが表示されており、ダイボンディング部
は表示されていない。調整ステ−ジ１０は、平面上の移
動と回転ができるようになっており、基板９を装着する
ようになっている。図１に図示されていない、別にＬＥ
Ｄアレ−チップ８を保持する機構があり、ＬＥＤアレ−
チップ８は、基板９に近接して保持される。

【００１７】ＬＥＤアレ−チップ８の左上基準マ−ク１
３ａ（または、左下基準マ−ク１３ｄ）と右上基準マ−
ク１３ｂ（または、右下基準マ−ク１３ｃ）上方には、
対物レンズ７ａ、７ｂと、この対物レンズ７ａ、７ｂに
よって作られた像を読み取るテレビカメラ４ａ、４ｂか
らなる光学系２０ａ、２０ｂが、それぞれ光路６ａ、６
ｂ上に配置されており、左上基準マ−ク１３ａと右上基
準マ−ク１３ｂを写しだし、これらを検出したテレビカ
メラ４ａ、４ｂからの信号はパタ−ン認識装置３をへて
モニタ−２ａ、２ｂに送られ、モニタ−２ａ、２ｂによ
って、ＬＥＤアレ−チップ８の映像として表示される。
なお、左上基準マ−ク１３ａと右上基準マ−ク１３ｂと
の間隔は狭いが、これらを別々にしかも同時に高倍率に
拡大して、テレビカメラ４ａ、４ｂを配置した位置に、
これらの像の光路６ａ、６ｂを導くために、それぞれミ
ラ−５ｂ、５ａ及びミラ−５ｄ、５ｃが配置されてい
る。

【００１８】基板９には、ＬＥＤアレ−チップ８を位置
決めするための基準線が設けられている。そして、この
基準線の離れた２箇所の部分が、それぞれ２個の光学系
２０ａ、２０ｂによって映し出され、その像がパタ−ン
認識装置３に読み取られており、モニタ−画面Ｌ１５ａ
とモニタ−画面Ｒ１５ｂ上には、ＬＥＤアレ−チップ８
の映像と同時に表示されている。

【００１９】図４に示すモニタ−画面は、位置合わせ調
整前のＬＥＤアレ−のモニタ−画面であるが、（ａ）
は、位置合わせ調整前のＬＥＤアレ−のモニタ−画面Ｌ
１５ａ′を示し、左上基準マ−ク１３ａと基準線１４ａ
が映されており、（ｂ）は、位置合わせ調整前のＬＥＤ
アレ−のモニタ−画面Ｒ１５ｂ′を示し、右上基準マ−
ク１３ｂと基準線１４ｂが映されている。パタ−ン認識
装置は、基準線１４ａ、１４ｂの位置と、ＬＥＤアレ−
チップ８の半導体基板上の基準マ−ク１３ａ、１３ｂの
位置の違いを同時に読取り、その差分を調整ステ−ジ１
０の制御部にフィ−ドバックする。調整ステ−ジ１０
は、その差分を無くすように、平行移動乃至回転して、
基準線１４ａ、１４ｂと基準マ−ク１３ａ、１３ｂを一
致させるように、基板９の位置調整を行う。

【００２０】図５に示すモニタ−画面は、位置合わせ調
整後のＬＥＤアレ−のモニタ−画面であるが、（ａ）
は、位置合わせ調整後のＬＥＤアレ−のモニタ−画面Ｌ
１５ａ″を示し、左上基準マ−ク１３ａと基準線１４ａ
が映されており、（ｂ）は、位置合わせ調整後のＬＥＤ
アレ−のモニタ−画面Ｒ１５ｂ″を示し、右上基準マ−
ク１３ｂと基準線１４ｂが映されている。基準線１４
ａ、１４ｂと基準マ−ク１３ａ、１３ｂは一致してい
る。この後、このＬＥＤアレ−チップは、基板にダイボ
ンディングされる。このダイボンディングを４個のＬＥ
Ｄアレ−チップについて繰り返すことによって、図３に
示すＬＥＤアレ−装置１６を得る事ができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のダイボンデ
ィング装置は、所定の位置にチップがダイボンディング
されるべき基板を固定する、移動及び回転可能な制御部
を有する調整ステ−ジと、前記基板と前記チップの所定
の箇所を光学的に拡大する光学系と、この光学系によっ
て得られた像より、前記基板と前記チップの位置を認識
し、所定の配置になるための信号を前記調整ステ−ジの
前記制御部に送る認識部とを備えるダイボンディング装
置において、前記基板と前記チップの所定の箇所を光学
的に拡大する２個の光学系と、これらの光学系によって
得られた２個の前記像より、前記基板と前記チップの位
置を認識し、所定の配置になるための信号を前記調整ス
テ−ジの前記制御部に送る前記認識部とを備えたことに
より、長方形状の高密度にＬＥＤ素子が配列しているＬ
ＥＤアレ−チップを、基板上に正しく配置して、ダイボ
ンドできるダイボンディング装置を提供する事が出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイボンディング装置の一実施例を示
す概略構成図である。

【図２】本発明のダイボンディング装置の一実施例にお
けるＬＥＤアレ−チップの上面図である。

【図３】本発明のダイボンディング装置の一実施例にお
けるＬＥＤ装置の上面図である。

【図４】本発明のダイボンディング装置の一実施例にお
ける位置合わせ調整前のＬＥＤアレ−のモニタ−画面を
示す図である。

【図５】本発明のダイボンディング装置の一実施例にお
ける位置合わせ調整後のＬＥＤアレ−のモニタ−画面を
示す図である。

【図６】従来例のダイボンディング装置を示す概略構成
図である。

【図７】従来例のダイボンディング装置における位置合
わせ調整前のＬＥＤチップのモニタ−画面を示す図であ
る。

【図８】従来例のダイボンディング装置における位置合
わせ調整後のＬＥＤチップのモニタ−画面を示す図であ
る。

【図９】従来例のダイボンディング装置におけるＬＥＤ
チップの上面図である。

【図１０】従来例のダイボンディング装置におけるＬＥ
Ｄアレ−チップの高倍率モニタ−画面を示す図である。

【符号の説明】

１ ダイボンディング装置 ３ パタ−ン認識部 ８ ＬＥＤアレ−チップ ９ 基板 １０ 調整ステ−ジ ２０ａ 光学系 ２０ｂ 光学系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の位置にチップがダイボンディングさ
   れるべき基板を固定する、移動及び回転可能な制御部を
   有する調整ステ−ジと、 前記基板と前記チップの所定の箇所を光学的に拡大する
   光学系と、 この光学系によって得られた像より、前記基板と前記チ
   ップの位置を認識し、所定の配置になるための信号を前
   記調整ステ−ジの前記制御部に送る認識部とを備えるダ
   イボンディング装置において、 前記基板と前記チップの所定の箇所を光学的に拡大する
   ２個の光学系と、 これらの光学系によって得られた２個の前記像より、前
   記基板と前記チップの位置を認識し、所定の配置になる
   ための信号を前記調整ステ−ジの前記制御部に送る前記
   認識部とを備えたことを特徴とするダイボンディング装
   置。