JPH0775238B2 - ダイボンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は,ICチップ等のペレットをフレームやパッケー
ジ等の被搭載物の所定位置に搭載して接着するダイボン
ダに関する。

（従来の技術） 所定の大きさに分割されたICチップ等のペレットは，フ
レームやパッケージ等の被搭載物上の所定位置にダイボ
ンダにてダイボンディングされる。ダイボンダは，ペレ
ットを被搭載物の所定位置上に正確に搭載することが要
求される。このため，例えば所定位置にあるペレットを
所定位置にある被搭載物にまで比較的正確に搬送し得る
吸着コレットが使用される。

吸着コレットの一例を第５図に示す。該吸着コレット91
は，下部に，下方に開口する凹部91aを有する。該凹部9
1aの周面は，内奥部になるに連れて徐々に縮径したテー
パ面になっており，該テーパ面の開き角は,90〜180゜程
度となっている。そして，該凹部91a内を減圧すること
により該凹部91a内にペレット81が保持される。

このような吸着コレット91を用いたペレット搬送方法の
一例を第６図に示す。この例では，ペレット81は，水平
面内で相互に直交する二次元方向への移動可能なテーブ
ル92上に載置されており，該テーブル92上のペレット81
の位置が，撮像装置93にて検出される。そして，該撮像
装置93の検出結果に基づき，ペレット81が吸着コレット
91に対してその直下に位置するように，テーブル92が移
動される。このようにして，吸着コレット91の直下に位
置されたペレット81は，吸着コレット91が下降すること
により，該吸着コレット91に保持され，該吸着コレット
91にて被搭載物82のペーストが塗布された所定位置にま
で搬送されて該被搭載物82上にダイボンディングされ
る。

また，第７図に示すように，テーブル等に載置された各
ペレット81を，移送装置93等により位置出しテーブル94
に移送した後に，該位置出しテーブル94上にて，例えば
一対の位置出し具95にて該位置出しテーブル94上に配設
された吸着コレット91に対向する位置にまで移動され
る。各位置出し具95は，相対向して配設されており，そ
の対向面には平面視Ｖ字状の溝部が設けられている。そ
して，該位置出し具95は相互に接離可能であり，両位置
出し具95にてペレット81が位置出しテーブル94上の所定
位置にまで誘導される。このように位置出しテーブル94
上の吸着コレット91に対向する位置に移動されたペレッ
ト81は，該吸着コレット91が下降することにより該吸着
コレット91に保持されて，被搭載物82上のペースト塗布
部に移載される。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように，吸着コレット91は比較的高精度でペレ
ット81を所定位置にまで移送し得る。しかし，吸着コレ
ット91が，ペレット81を正確に保持できず，例えば第８
図（ａ）に示すように，ペレット81が吸着コレット91に
対して傾斜した状態で保持された場合には，ペレット81
は，被搭載物82の所定位置からずれた位置に搭載され
る。また，各ペレット81および各被搭載物82は厚みが均
一ではなく，若干のばらつきが不可避的に存在するた
め，各被搭載物82にそれぞれのペレット81を順次搭載す
る場合には，各ペレット81および被搭載物82の厚みの不
均一により，搭載位置が一定せずばらつくおそれもあ
る。さらに，第８図（ｂ）に示すように，被搭載物82の
ペースト83上に搭載されたペレット81は，ペースト83と
のなじみをよくするために，吸着コレット91にて保持さ
れた状態でスクラブされる。このとき，ペレット81は，
吸着コレット91による保持位置がずれて，被搭載物82に
対する位置がずれるおそれもある。

このように，吸着コレット91によるペレット81の移送精
度が良好であっても，被搭載物82に搭載されたペレット
81は，最終的には搭載すべき所定位置に対して±0.1mm
程度ずれてしまう。非常に微細な寸法で製造される半導
体装置において，このようなずれは，品質および信頼性
の低下につながる。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり，その目
的は，ペレットを被搭載物上の所定位置に高精度でダイ
ボンディングし得るダイボンダを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のダイボンダは，被搭載物を搬送する搬送ライン
と，該被搭載物のペースト塗布部分に搭載用の吸着コレ
ットによりペレットを搭載するペレット搭載手段と，該
ペレット搭載手段よりライン下流側に設けられ，該ペレ
ット搭載手段により被搭載物上に搭載されたペレットの
搭載位置と被搭載物との相対位置を検出する搭載位置検
出手段と，該搭載位置検出手段の近傍部分に設けられ，
下方に向かって開口し周面が傾斜した凹部に該ペレット
を嵌合させて移動させる位置修正用のコレット本体部お
よび被搭載物を固定する位置出しステージを備え，該位
置出しステージで被搭載物を固定し，かつ，該コレット
本体部の凹部にペレットを嵌合した状態で，該搭載位置
検出手段により検出されたペレットの被搭載物に対する
搭載位置が所定の位置になるように該ペレットを被搭載
物に対して相対移動させるペレット位置出し手段とを有
してなりそのことにより上記目的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

第１図は本発明のダイボンダの一例を示す平面図であ
る。基台11には，被搭載物搬送ライン12が設けられてい
る。該被搭載物搬送ライン12の各端部にはローダ13およ
びアンローダ14がそれぞれ配設されており，被搭載物搬
送ライン12の始端部に配設されたローダ13により，フレ
ームやパッケージ等の被搭載物が被搭載物搬送ライン12
上に載置されて，該搬送ライン12を矢印Ａで示す方向へ
搬送される。被搭載物搬送ライン12の終端部に配設され
たアンローダ14は，該搬送ライン12上に載置されて搬送
される被搭載物を該搬送ライン12から所定位置へ移載す
る。

該被搭載物搬送ライン12の一方の側方には，その上流側
から下流側にかけて，ペースト塗布装置20,ペレット搭
載装置30およびペレット位置決め装置40が順次配設され
ている。

ペースト塗布装置20は，該被搭載物搬送ライン12にて搬
送される被搭載物にペーストを塗布する。

被搭載物搬送ライン12には，ペレット搭載装置30に対向
してボンディングステージ15が設けられており，該ボン
ディングステージ15上に被搭載物搬送ライン12にて搬送
される被搭載物が移載される。ペレット搭載装置30は，
後述するように，該ボンディングステージ15上の被搭載
物上にペレットを移送して，必要に応じてＸ−Ｙテーブ
ルで水平面内にて相互に直交する２方向へ移動させて，
スクラブし，該ペレットを被搭載物にダイボンディング
する。

被搭載物搬送ライン12には，ペレット位置出し装置40に
対向して位置出しステージ16が設けられている。ペレッ
ト位置出し装置40は，該位置出しステージ16上にて，後
述するように被搭載物上に載置されたペレットを，該被
搭載物に対して所定位置となるように位置決めする。

該位置出しステージ16の上方には，該位置出しステージ
16上に載置された被搭載物と該被搭載物に搭載されたペ
レットとの相対位置を検出する搭載位置検出手段の撮像
装置71が配設されている。

被搭載物搬送ライン12内のボンディングステージ15を挟
んでペレット搭載装置30に対向して，ペレット位置決め
ステージ50が配設されている。該ペレット位置決めステ
ージ50は，一対の位置出し具51および51を有し，該ペレ
ット位置決めステージ50には，ペレット移載装置60が並
設されている。

ペレット移載装置60は，水平面内で相互に直交する２方
向へ移動可能なペレット載置テーブル61を有し，該ペレ
ット載置テーブル61上に，ウェーハがペレットに分割さ
れた状態で載置される。該ペレット載置テーブル61のペ
レット位置決めステージ50側側方には，ペレット搬送部
62が設けられている。該ペレット搬送部62は，ペレット
載置テーブル61の上方とペレット位置決めステージ50の
上方とにわたって水平面内で旋回し得るように水平状に
配設された旋回アーム62aを有し，該旋回アーム62a先端
には吸着コレット62bが設けられている。該吸着コレッ
ト62bは，下端部に下方に開口する凹部を有し，該凹部
内を減圧することにより，該凹部内にペレットが保持さ
れる。該吸着コレット62bは，ペレット載置テーブル61
上のペレットを保持して，旋回アーム62aの旋回により
該ペレットをペレット位置決めステージ50上に移送す
る。

該ペレット位置決めステージ50上に設けられた各位置出
し具51は，相対向して相互に接離可能に配設されてお
り，対向する面には平面視Ｖ字状の溝部が設けられてい
る。該ペレット位置決めステージ50上に移載されたペレ
ットは，各位置出し具51の溝部に挟持され，該ペレット
位置決めステージ50の所定位置に誘導される。

該ペレット位置決めステージ50にボンディングステージ
15を介して対向する前述のペレット搭載装置30は，先端
がボンディングステージ15の上方とペレット位置決めス
テージ50の上方との間の水平面内で往復移動する移送ア
ーム32を有し，該移送アーム32先端に吸着コレット33が
設けられている。該吸着コレット33も，前記ペレット移
載装置60におけるペレット搬送部62に設けられた吸着コ
レット62bと同様に，下端部に下方に開口する凹部を有
し，該凹部内を減圧することにより該凹部内にペレット
が保持される。そして，該吸着コレット33は，ペレット
位置決めステージ50上の所定位置に固定されたペレット
を保持して，該ペレットをボンディングステージ15上の
所定位置に載置された被搭載物上に移載し，該ペレット
を被搭載物のペースト塗布部に搭載する。

被搭載物搬送ライン12のペレット搭載装置30下流側に設
けられたペレット位置出し装置40は，第２図に示すよう
に，被搭載物搬送ライン12内に設けられた位置出しステ
ージ16の側方に配設された架台41を有する。該架台41
は，水平面内にて，被搭載物搬送ライン12の被搭載物搬
送方向およびその方向と直交する方向への移動可能であ
り，該架台41には，該架台41をそれぞれの方向へ移動さ
せるモータ41aおよび41bが設けられている。

該架台41上にはボックス42が設けられており，該ボック
ス42には，昇降可能の水平状の連結アーム44が，該連結
アーム44の昇降手段43を介して取付けられている。連結
アーム44の昇降手段43は，ボックス42内に駆動軸が上方
を向くように固定されたモータ43aと該モータ43aに隣接
して回転可能に設けられた略鉛直状のボールネジ43bと
を有する。該ボールネジ43bには，モータ43aの回転がベ
ルト43cを介して伝達されている。該ボールネジ43bには
昇降ブロック43dが該ボールネジ43bとは連れ回りしない
ように螺合している。該昇降ブロック43dには一端部が
ボックス42の外部に延出する連結棒43eが水平状に取付
けられており，該連結棒43eのボックス42外に延出した
部分には摺動ブロック43fが取付けられている。該摺動
ブロック43fは，ボックス42外面に鉛直状に設けられた
ガイド43gに沿って昇降し得るようになっている。そし
て，該摺動ブロック43fに水平状の連結アーム44の基端
部が取付けられている。

該昇降手段43におけるモータ43aが正逆回転されると，
ボールネジ43bが回転されて昇降ブロック43dが昇降す
る。そして，該昇降ブロック43dの昇降により，摺動ブ
ロック43fが昇降して，該摺動ブロック43fに取付けられ
た連結アーム44が昇降する。

該連結アーム44の先端には，位置出しコレット45が取付
けられている。該位置出しコレット45は，該連結アーム
44先端に鉛直状に取付けられた外筒45aと，該外筒45aに
リニアベアリング45bを介して昇降可能に嵌合された支
持ロッド45cと，該支持ロッド45cの下端に取付けられた
コレット本体部45dと，を有する。外筒45aは連結アーム
44の先端に，ピン45eにて固定されている。支持ロッド4
5cの下部は外筒50aの下端よりも下方へ延出しており，
その延出した部分に押ばね45fが外嵌されている。該押
ばね45fは上端が外筒45aに係止され，下端がコレット本
体部45dに係止されており，該コレット本体部45dを下方
へ付勢している。

コレット本体部45dは，第３図に示すように，下方に向
かって開口する凹部45gを有し，該凹部45gの周面は内奥
側になるに連れて徐々に縮径したテーパ面となってい
る。該テーパ面は60〜90度程度の開き角になっている。

該コレット45は，連結アーム44の昇降に伴って昇降し，
その下降により位置出しステージ16上に載置された被搭
載物82上のペレット81にコレット本体部45dの凹部45gが
上方から嵌合される。該凹部45gに嵌合されたペレット
は，架台41全体が水平面内にて２次元的に移動されるこ
とにより，被搭載物82との相対位置を変更する。

位置出しコレット45は，このように，被搭載物82上のペ
レット81に係合して，該ペレット81を被搭載物82に対し
て相対的に移動させるものであるため，該位置出しコレ
ット45のコレット本体部45dに設けられた凹部45gは，ペ
レット81に係合して該ペレットを確実に移動し得るよう
に，そのテーパ状内周面の開き角が吸着コレットにおけ
る開き角（90゜〜180゜）よりも小さい60゜〜90゜程度
とされる。

位置出しステージ16上の被搭載物82と該被搭載物82に搭
載されたペレット81との相対位置は，搭載位置検出手段
70により検出される。該搭載位置検出手段70は，前述の
ように，位置出しステージ16上に配設され，該位置出し
ステージ上の被搭載物82およびペレット81を撮影する。
該撮像装置の撮像信号は，パターン認識装置72に入力さ
れている。該パターン認識装置72は，該撮像信号に基づ
き被搭載物82とペレット81との相対位置を検出すると共
に，予め与えられた被搭載物82におけるペレット81を搭
載すべき所定位置と実際のペレット81の位置との偏差
を，ペレット81の所定位置に対するずれ量δとして演算
する。そして，このずれ量δのペレット位置出し装置40
における架台41の相互に直交する移動方向の成分量を演
算する。

該パターン認識装置72の出力は，コントローラ73に与え
られており，該コントローラ73は，架台41のそれぞれの
移動方向の成分量に基づいて，モータ41aおよび41bがそ
れぞれ制御する。

このような構成の本発明のダイボンダの動作は次のとお
りである。

被搭載物搬送ライン12上には，パッケージ，フレーム等
の被搭載物82が順次搬送されており，該被搭載物82はペ
ースト塗布装置20にてペーストが塗布されて，ボンディ
ングステージ15上に載置される。

他方，ペレット移載装置におけるペレット載置テーブル
61上には，ウェーハが各ペレット81に分割された状態で
載置されている。そして，所定のペレット81がペレット
搬送部62の旋回アーム62a先端に取付けられた吸着コレ
ット62bに対向するように，該ペレット載置テーブル61
が水平面内にて２次元方向に移動される。

このような状態で，吸着コレット62bにペレット81が吸
着され，旋回アーム62aが旋回されることにより，吸着
コレット62bはペレット位置決めステージ50上に位置さ
れ，該ペレット位置決めステージ50上にペレット81が載
置される。該ペレット位置決めステージ50上に載置され
たペレット81は，各位置出し具51に誘導されて，該ペレ
ット位置決めステージ50の所定位置に搭載される。

このような状態で，ペレット搭載装置30の移送アーム32
先端が，ペレット位置決めステージ50の上方へ移動し，
該先端に取付けられた吸着コレット33が下降する。そし
て，該吸着コレット33にペレット位置決めステージ50上
のペレット81が吸着されて，吸着コレット33が一旦上昇
された後に，移送アーム32が先端がボンディングステー
ジ15上に位置するように移動される。そして，吸着コレ
ット33が下降されて，該吸着コレット33に保持されたペ
レット81が，ボンディングステージ15上に載置された被
搭載物82のペースト上に搭載される。

ペレット81がペースト上に搭載された被搭載物82は，ペ
レット81と共に位置出しステージ16上に搬送される。そ
して，該位置出しステージ16上の所定位置に被搭載物82
が載置されると，撮像装置71は，該被搭載物82およびペ
レット81をその直上から撮影し，その撮像信号を，パタ
ーン認識装置71に出力する。このとき，連結アーム44は
上昇されており，また位置決めコレット45は，撮影の障
害にならない位置にある。

該パターン認識装置71は，被搭載物82とペレット81との
相対位置を検出し，被搭載物82に対するペレット81のず
れ量δを演算すると共に，そのずれ量δの，架台41のそ
れぞれ移動方向に対する成分量を演算する。

このような状態で，ペレット位置出し装置40は，コレッ
ト本体部45d中心が，ペレット81の中心位置に等しくな
るように，すなわち，第４図（ａ）に示すように，被搭
載物82に対してコレット本体部45dがずれ量δだけずれ
た状態になるように，架台41を，コントローラ73により
移動させる。このような状態で，連結アーム44の昇降手
段43を動作させるべく，モータ43aを所定方向に回転さ
せて連結アーム44を下降させる。これにより，コレット
本体部45dは下降され，第４図（ｂ）に示すように，コ
レット本体部45dの凹部45g内にペレット81が嵌合され
る。このとき，コレット本体部45dは押ばね45fの付勢力
によりペレット81に押付けられ，該ペレット81が該コレ
ット本体部45dの凹部45g内に確実に保持される。

このような状態で，コントローラ73は，モータ41aおよ
び41bに所定信号を出力し，ペレット81と被搭載物82と
のずれ量δを解消するべく，架台41を移動させる。架台
41の移動に伴い，コレット本体部45dも水平方向に移動
する。このとき，被搭載物82は，位置出しステージ16上
に固定されているため，該コレット本体部45d内に嵌合
されたペレット81が，ずれ量δを解消するべく，被搭載
物82とは相対的に移動し，該ペレット81が被搭載物82上
の所定位置に移動される。

コントローラ73による架台41の移動が終了すると，ペレ
ット81は被搭載物82上の所定位置となり，このような状
態で，昇降手段43のモータ43aが逆転されて，コレット4
5が上昇される。これにより，第４図（ｄ）に示すよう
に，コレット本体部45dとペレット81との嵌合がはずれ
る。そして，ペレット81が所定位置にダイボンディング
された被搭載物82は，位置出しステージ16から搬送され
る。

以下同様の動作が繰り返され，被搭載物82上の所定位置
にペレット81が，順次ダイボンディングされる。

（発明の効果） 本発明のダイボンダは，このように被搭載物上に搭載さ
れたペレットと該被搭載物との相対位置を検出して，ペ
レットが被搭載物に対して所定位置となるように相対移
動させるものであるため，ペレット搭載時やスクラブ時
の位置ずれ等が解消され，ペレットの被搭載物へのダイ
ボンディング精度は著しく向上し，品質および信頼性に
優れた半導体装置が得られる。また，コレット本体部が
その凹部にペレットを上方から嵌合し，被搭載物を位置
出しステージにて固定した状態でコレット本体部がペレ
ットを被搭載物に対して相対移動させるので，ペレット
および被搭載物の厚みが均一でなくともペレットの位置
ずれを解消できる。また、搬送ライン上のペレット搭載
場所と検出場所とが異なるのでスループットを向上で
き，更に，搬送ライン上において相対移動を行う場所と
搭載位置検出手段による相対位置の検出場所とが同一で
あるので，検出された相対位置と相対移動量との整合性
に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダイボンダの一例を示す概略平面図，
第２図は搭載位置検出手段の模式図と共に示すペレット
位置出し装置の立面図，第３図は位置出しコレットの断
面図，第４図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれペレット位置出
し装置の動作説明図，第５図は吸着コレットの断面図，
第６図および第７図はそれぞれ従来のダイボンダの動作
説明図，第８図（ａ）および（ｂ）は吸着コレットの動
作説明図である。 12……被搭載物搬送ライン,15……ボンディングステー
ジ,16……位置出しステージ,30……ペレット搭載装置,3
2……移送アーム,33……吸着コレット,40……ペレット
位置出し装置,41……架台,45……位置出しコレット,50
……ペレット位置決めステージ,51……位置出し具,60…
…ペレット移載装置,62……ペレット搬送部,62a……旋
回アーム,62b……吸着コレット,70……ペレット搭載位
置検出手段,71……撮像装置,81……ペレット,82……被
搭載物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被搭載物を搬送する搬送ラインと， 該被搭載物のペースト塗布部分に搭載用の吸着コレット
   によりペレットを搭載するペレット搭載手段と， 該ペレット搭載手段よりライン下流側に設けられ，該ペ
   レット搭載手段により被搭載物上に搭載されたペレット
   の搭載位置と被搭載物との相対位置を検出する搭載位置
   検出手段と， 該搭載位置検出手段の近傍部分に設けられ，下方に向か
   って開口し周面が傾斜した凹部に該ペレットを嵌合させ
   て移動させる位置修正用のコレット本体部および被搭載
   物を固定する位置出しステージを備え，該位置出しステ
   ージで被搭載物を固定し，かつ，該コレット本体部の凹
   部にペレットを嵌合した状態で，該搭載位置検出手段に
   より検出されたペレットの被搭載物に対する搭載位置が
   所定の位置になるように該ペレットを被搭載物に対して
   相対移動させるペレット位置出し手段と を有するダイボンダ。