JPH08241912A - Manufacture for electronic circuit component - Google Patents

Manufacture for electronic circuit component

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JPH08241912A
JPH08241912A JP8025016A JP2501696A JPH08241912A JP H08241912 A JPH08241912 A JP H08241912A JP 8025016 A JP8025016 A JP 8025016A JP 2501696 A JP2501696 A JP 2501696A JP H08241912 A JPH08241912 A JP H08241912A
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Japan
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chip
tool
bonding
lead
stage
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JP8025016A
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Michiro Takahashi
道郎 高橋
Toru Mita
徹 三田
Yasuo Nakagawa
泰夫 中川
Toshimitsu Hamada
利満 浜田
Hisafumi Iwata
尚史 岩田
Aizo Kaneda
愛三 金田
Koji Serizawa
弘二 芹沢
Hiroyuki Tanaka
大之 田中
Koichi Sugimoto
浩一 杉本
Toshihiko Sakai
俊彦 酒井
Keizo Matsukawa
敬三 松川
Tsutomu Mimata
力 巳亦
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Hitachi Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/50Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PURPOSE: To achieve a highly accurate and reliable bonding of a TAB inner lead corresponding to a multiple-pin TAB by allowing a lead connection electrode formed on the surface of a circuit substrate to face a lead formed on a carrier and using a bonding tool supported by an elastic support guide part. CONSTITUTION: A tool stage 502 mounted to a base 501 so that it can slide in Y direction is driven by a permanent magnet type DC servo motor 503. A tool-driving permanent magnet type DC servo motor 505 is located on the tool stage 502 and the angle of an input link 508a of a link mechanism 508 can be changed via a deceleration harmonic drive 507. An output link 508c of the link mechanism can move up and down along a slide guide mechanism 517 and a tool support 509 and a tool 510 which are connected to the output link 508c move up and down. The gap between a load cell 511 and the upper surface of the tool support 509 can be changed by finely adjusting a screw 512.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、テープ上のリード
とICチップ上に形成したバンプとを位置合せして圧着
するTAB(Tape Automated Bonding)方式の多ピ
ンチップ取付け方法及び装置に係り、特にテープ上のイ
ンナーリードとペレット(ICチップ)上のバンプとを
高精度に、かつ両者が重り合った状態においても高精度
に位置合せし得るTABインナーリードボンディングの
方法及び装置、並びにそれらに用いられるアライメント
方法、ボンディングツール、ステージ及びそれらを用い
たICに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a TAB (Tape Automated Bonding) type multi-pin chip mounting method and apparatus, in which leads on a tape and bumps formed on an IC chip are aligned and pressed. TAB inner lead bonding method and apparatus capable of aligning the upper inner leads and the bumps on the pellet (IC chip) with high accuracy and even when both are overlapped, and the alignment used for them The present invention relates to a method, a bonding tool, a stage, and an IC using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】TAB方式とは図2に示すようにテープ
1上に形成したインナーリード2とICチップ4上に形
成したバンプ3とを位置合せした後に、両者を一括して
接合圧着する接続方式である。従来ICチップの接続方
式としては、ワイヤボンディング方式が広く用いられて
きた。ワイヤボンディング方式では、ワイヤを加熱圧着
するボンディングツールの寸法制限から接続可能な電極
間の最小ピッチが約160μmまでとされている。
2. Description of the Related Art The TAB method is a connection in which an inner lead 2 formed on a tape 1 and a bump 3 formed on an IC chip 4 are aligned as shown in FIG. It is a method. Conventionally, a wire bonding method has been widely used as a method for connecting IC chips. In the wire bonding method, the minimum pitch between connectable electrodes is limited to about 160 μm due to the size limitation of a bonding tool that heats and presses a wire.

【0003】反面、計算機用論理LSIや液晶表示用駆
動ICなど多数の入出力ピン数を有するICチップで
は、チップコストや高密度実装要求から160μm以下
の狭ピッチで200ピン以上の接続を必要としており、
ワイヤボンディング方式では対応できなくなりつつあ
る。TAB方式では一括リード接続のため上記ボンディ
ングツールによる寸法上の制約がなく極めて狭ピッチ、
多ピンの接続が可能になる。一般に採用されているTA
B方式における位置合せは、テープ1とICチップ4の
位置合せを別々に検出し、予め設定した位置へ各々を移
動することによって行っていた。
On the other hand, an IC chip having a large number of input / output pins such as a computer logic LSI and a liquid crystal display drive IC requires connection of 200 pins or more at a narrow pitch of 160 μm or less due to chip cost and high density mounting requirements. Cage,
It is becoming impossible to cope with the wire bonding method. In the TAB method, since the leads are connected collectively, there is no dimensional limitation due to the above-mentioned bonding tool, and the pitch is extremely narrow.
Connection of many pins becomes possible. TA generally adopted
The alignment in the B system is performed by separately detecting the alignment of the tape 1 and the IC chip 4 and moving each to a preset position.

【0004】特公昭62−27735号公報および特開
昭58−141号公報に開示する従来技術のものは図2
に示す如く、ボンディング位置より離れたテープ1上の
任意の1点に設けた位置合せマーク65を用いて位置合
せするか、又はインナーリード・パターンの特定な形状
を記憶し、新しいテープが供給されるごとにそのパター
ンを検出し、設定した位置とのずれ量を求め、テープ位
置を修正する方法がとられていた。同様にICチップ4
の位置合せも、ICチップ4内の特定な形状のパターン
を記憶し、ICチップ4毎に設定した位置とのずれ量を
求め、位置修正を行うようにしていた。
The prior art disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-27735 and Japanese Patent Laid-Open No. 58-141 is disclosed in FIG.
As shown in (1), alignment is performed using an alignment mark 65 provided at an arbitrary point on the tape 1 remote from the bonding position, or a specific shape of the inner lead pattern is stored, and a new tape is supplied. Each time the pattern is detected, the amount of deviation from the set position is determined, and the tape position is corrected. Similarly, IC chip 4
In the alignment, the pattern of a specific shape in the IC chip 4 is stored, the amount of deviation from the position set for each IC chip 4 is obtained, and the position is corrected.

【0005】またテープ1とICチップ4の回転方向の
位置合せとしては、ボンディング前のICチップ4を搭
載したトレイとボンディング位置との中間にICチップ
4の回転方向を機械的に修正するステーションを設けて
回転ずれ量を修正する方法が採用されていた。
For positioning the tape 1 and the IC chip 4 in the rotational direction, a station for mechanically correcting the rotational direction of the IC chip 4 is provided between the tray on which the IC chip 4 before bonding is mounted and the bonding position. A method of correcting the rotation deviation amount by providing the rotation deviation amount has been adopted.

【0006】また、従来のテープボンディング装置は、
特開昭53−105972号公報に記載のように、ツー
ルに低いエア圧をかけた状態でツールを下降させ、ボン
ディング開始時にエア圧を高圧へと切換えることでボン
ディング時のICチップへの衝撃荷重を抑えていた。そ
の際エア圧の切換えは、ツール駆動機構に設けたタイミ
ングカムによってボンディング開始位置との同期をとっ
ていた。
Further, the conventional tape bonding apparatus is
As described in JP-A-53-105972, the tool is lowered while a low air pressure is applied to the tool, and the air pressure is switched to a high pressure at the start of bonding, so that the impact load on the IC chip during bonding is increased. Was suppressed. At that time, the switching of the air pressure is synchronized with the bonding start position by a timing cam provided in the tool driving mechanism.

【0007】また従来のボンディングツール及びステー
ジは、例えば特開昭62−97341号公報に記載のよ
うに、ヒータを有するボンディングツールによって、テ
ープ上のリードとICチップ上のバンプを加熱圧着して
いた。その際、ICチップを搭載したステージ上には、
加熱圧着時の温度を低減するためICチップ直下のステ
ージに加熱ヒータを有していた。
In the conventional bonding tool and stage, for example, as described in JP-A-62-97341, leads on a tape and bumps on an IC chip are heated and pressed by a bonding tool having a heater. . At that time, on the stage where the IC chip is mounted,
In order to reduce the temperature during thermocompression bonding, a heater was provided on the stage immediately below the IC chip.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記のTAB方式では
多ピン化が進み、バンプ3やリード2がさらに微細なも
のとなるため、より高精度な位置合せが必要とされてい
る。しかし上記従来技術はボンディング位置から離れた
位置に存在する位置合せマーク65等を検出し、機械的
精度を頼りにテープ1とICチップ4の位置を修正し、
そのままボンディングするようになっている。このため
位置合せ精度は位置合せマーク等の検出精度の他に、機
械的な精度も含まれることになる。このため多ピンTA
B用の微細化したリード2とバンプ3に対し、十分な位
置合せ精度が得られないという課題があった。
In the TAB method, the number of pins is increased and the bumps 3 and the leads 2 are made finer, so that more accurate alignment is required. However, the above prior art detects the alignment mark 65 and the like located at a position distant from the bonding position, and corrects the positions of the tape 1 and the IC chip 4 depending on mechanical accuracy.
It is designed to be bonded as it is. Therefore, the positioning accuracy includes mechanical accuracy in addition to the detection accuracy of the alignment mark and the like. Therefore, multi-pin TA
There is a problem that sufficient alignment accuracy cannot be obtained for the miniaturized lead 2 and bump 3 for B.

【0009】また上記従来技術は、個々のICチップの
間で接着部であるバンプの高さにばらつきがある点につ
いて配慮されていない。このためバンプ高さが低いIC
チップの場合、ツールがリードを介してバンプに接触す
る前にエア圧が高圧に切り替わりツールがリード及びバ
ンプに荷重加圧力を及ぼす可能性が大きかった。その結
果、リードやバンプに応力集中を起こし、リード切れ、
バンプはがれやバンプ下層部におけるフラックなどのい
わゆるボンディングダメージが発生しやすいという課題
があった。
Further, the above prior art does not take into account that there is a variation in the height of the bump as an adhesive portion between individual IC chips. For this reason, ICs with low bump height
In the case of a chip, the air pressure was switched to a high pressure before the tool came into contact with the bump via the lead, and there was a high possibility that the tool exerted a load applied pressure on the lead and the bump. As a result, stress concentration occurs on the leads and bumps,
There is a problem that so-called bonding damage such as peeling of bumps and flacks in the lower layer of bumps is likely to occur.

【0010】又、一括ボンディングにおいては、バンプ
形成精度に起因したバンプ高さのばらつきが原因となっ
て加圧開始時に少数のバンプだけに加圧力が印加される
のは避けがたい。上記従来技術ではエアを2段階に切り
換えることで低圧にて多数バンプに接触させてしまうこ
とを意図しているが、接合個所であるリード・バンプの
数が多くなればなるほど、加圧中に必要とされる加圧力
に対して個々のバンプの耐荷重性は低下するので、上記
ボンディングダメージがやはり発生しやすくなる。
Further, in batch bonding, it is unavoidable that a pressing force is applied to only a small number of bumps at the start of pressurization due to variations in bump height due to bump formation accuracy. In the above-mentioned conventional technique, it is intended that a large number of bumps are brought into contact with each other at a low pressure by switching the air in two stages. However, the larger the number of lead bumps that are joining points, the more necessary during the pressurization. Since the load resistance of each bump is reduced with respect to the applied pressure, the above-mentioned bonding damage is likely to occur.

【0011】また、上記従来技術は、ICチップ上で特
にコーナ部と辺の中央部の接続部分での温度分布のばら
つきについて考慮されていない。更にテープ上のリード
に表面処理してあるSnやはんだがボンディングツール
底面に付着し、シールの片当たりを招いており、そのた
め十分な接続状態が得られていない課題があった。
Further, the above-mentioned prior art does not take into consideration the variation in the temperature distribution on the IC chip, especially in the connection portion between the corner portion and the central portion of the side. Furthermore, Sn or solder which has been subjected to surface treatment on the leads on the tape adheres to the bottom surface of the bonding tool, causing a partial contact of the seal. Therefore, there has been a problem that a sufficient connection state has not been obtained.

【0012】本発明の目的は、多ピンTABに対応した
高精度、高信頼なTABインナリードのボンディング方
法及び装置並びにそのアライメント方法を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a highly accurate and highly reliable TAB inner lead bonding method and apparatus corresponding to a multi-pin TAB and an alignment method therefor.

【0013】また、本発明の目的は、バンプ高さの精度
が不十分なICチップに対しても、衝撃力及び過大な加
圧力がかかることなく、良好なボンディングを達成する
ボンディング方法及び装置を提供することにある。
[0013] Another object of the present invention is to provide a bonding method and apparatus for achieving good bonding without applying an impact force and an excessive pressing force to an IC chip having insufficient bump height accuracy. To provide.

【0014】さらに本発明の目的は、均一な温度分布を
有するボンディングツール及びステージ並びにそれらを
用いて良好なボンディングを達成するボンディング装置
を提供することにある。
A further object of the present invention is to provide a bonding tool and a stage having a uniform temperature distribution, and a bonding apparatus which achieves good bonding by using them.

【0015】さらに本発明の他の目的は、チップ割れや
リード破壊などのないICを提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an IC free from chip cracks and lead breakage.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的のため、本発明
は、バンプを表面に形成したICチップとキャリアテー
プ上に形成されたインナリードとをボンディングステー
ションで対向させ、前記ボンディングステーションでリ
ードを通してステージ上のICチップの位置を検出し、
ステージの位置補正量を算定して、リードとチップをア
ライメントした後、ボンディングするようにしたもので
ある。
In order to achieve the above object, the present invention provides an IC chip having bumps formed on a surface thereof and an inner lead formed on a carrier tape at a bonding station. Detect the position of the IC chip on the stage,
The amount of position correction of the stage is calculated, and the leads and the chips are aligned and then bonded.

【0017】また、バンプを表面に形成したICチップ
とテープ上に形成されたインナリードとをボンディング
位置で対峙させ、両部分が重なった状態を光学的に拡大
し、拡大像を撮像素子で検出し、検出した画像を処理す
ることでずれ量を求め、ICチップを搭載したXYθス
テージを微動することでインナリードとICチップをア
ライメントし、アライメント後は両者のXYθ方向の相
対的な位置関係を固定し、両者をボンディングツールで
圧着させるものである。
Further, an IC chip having bumps formed on its surface and an inner lead formed on a tape are opposed to each other at a bonding position, and a state where both portions overlap is optically enlarged, and an enlarged image is detected by an image sensor. Then, the detected image is processed to determine the amount of displacement, and the XYθ stage on which the IC chip is mounted is finely moved to align the inner lead and the IC chip. After the alignment, the relative positional relationship between the two in the XYθ direction is determined. It is fixed and both are pressure-bonded with a bonding tool.

【0018】さらに、バンプを表面に形成したICチッ
プと、テープ上に形成されたインナリードをボンディン
グ位置で対峙させ、両表面に斜交する斜方照明により、
前記インナリードを明るく顕在化し、このパターンから
インナリード位置を求めると共に、前記両表面に直交す
る落射照明により前記インナリードおよびバンプを暗く
検出し、このパターン及び前記斜方照明の画像から求め
たインナリード位置を用いICチップ位置を求めるよう
にしたものである。
Further, the IC chip having the bumps formed on the surface thereof and the inner leads formed on the tape are opposed to each other at the bonding position.
The inner leads are brightly exposed, the inner lead positions are obtained from the pattern, the inner leads and the bumps are darkly detected by epi-illumination perpendicular to the two surfaces, and the inner leads and the oblique illumination images are obtained. The IC chip position is obtained using the lead position.

【0019】さらに上記目的は、ツールとICチップと
の間に働く加圧力を検出する手段及びツールの移動量を
検出する手段と、ツールの駆動力を変化する手段とを設
け、上記2つの検出手段により得られる検出結果をもと
にツール駆動力を変化させながらボンディングを行なう
ことにより達成される。
Further, the object is to provide a means for detecting a pressing force acting between the tool and the IC chip, a means for detecting a moving amount of the tool, and a means for changing a driving force of the tool. This is achieved by performing the bonding while changing the tool driving force based on the detection result obtained by the means.

【0020】また上記目的のため本発明は、テープ上の
リードとICチップ上のバンプを熱圧着する際に、ボン
ディングツール底面の温度分布が均一になるように形状
及びヒータ配置を工夫したものである。
Further, for the above purpose, the present invention is a device in which the shape and heater arrangement are devised so that the temperature distribution on the bottom surface of the bonding tool becomes uniform when the leads on the tape and the bumps on the IC chip are thermocompressed. is there.

【0021】またボンディングツール底面に熱伝導性、
耐摩耗性に優れ、化学的に安定な材料を被覆して熱圧着
を行なうようにしたものである。
In addition, thermal conductivity is provided on the bottom surface of the bonding tool,
It is made by coating a chemically stable material having excellent wear resistance and performing thermocompression bonding.

【0022】更にボンディングツールから衝撃的加圧力
やチップとツールの底面の平行度のずれを吸収する機能
をステージに設けようとしたものである。
Further, the stage is provided with a function of absorbing a shocking pressing force from the bonding tool and a deviation of the parallelism between the chip and the bottom surface of the tool.

【0023】上記構成をとることにより、レンズの光軸
等を基準位置にして、テープ、チップ、ツール、ステー
ジが位置合わせできるため、高精度なボンディングを行
えることができ、ICの多ピン化に対応することができ
る。
With the above structure, the tape, the chip, the tool, and the stage can be aligned with the optical axis of the lens as the reference position, so that high-accuracy bonding can be performed and the number of pins of the IC can be increased. Can respond.

【0024】また、ステージをXYθ方向に微動するこ
とで、リードとチップの位置合せを高精度に行うことが
できる。
Further, by finely moving the stage in the XYθ directions, the lead and the chip can be aligned with high precision.

【0025】また、斜方照明と落射照明を用いること
で、ボンディング位置でリードとバンプが重なった状態
で位置合せができるため、位置合せ時の精度がボンディ
ングする時にもそのまま保たれ、リードとICチップの
高精度な位置合せが可能になる。
Further, by using the oblique illumination and the epi-illumination, it is possible to align the leads and the bumps at the bonding position, so that the accuracy of the alignment can be maintained as it is at the time of bonding, and the leads and the IC can be kept. Highly accurate chip alignment is possible.

【0026】さらに、ボンディングにおけるツールとI
Cチップ間の加圧力が常時検出・制御でき、また、ボン
ディング中のツールとバンプとの接触状態及び押しつぶ
し状態に応じた加圧力設定が可能になる。
Further, the tool and I in bonding are
The pressing force between the C chips can be constantly detected and controlled, and the pressing force can be set according to the contact state between the tool and the bump during the bonding and the crushing state.

【0027】またボンディング時の各々の接続部が均一
な温度分布になるため接続状態のばらつきが低減でき、
高信頼のボンディングができる。
Further, since the temperature distribution of each connection portion during bonding has a uniform temperature distribution, variations in connection state can be reduced,
Highly reliable bonding can be performed.

【0028】また、ボンディングツール底面へのSnや
はんだの付着が防止でき、ボンディング歩留まりを向上
できる。
Further, it is possible to prevent Sn and solder from adhering to the bottom surface of the bonding tool and improve the bonding yield.

【0029】更にボンディング時に、ツールからの衝撃
的加圧力を吸収できるので、ICチップへのダメージを
低減でき、高信頼のボンディングができる。またチップ
とツール底面との平行度のずれを吸収できるので、調整
時間が短縮でき、スループットの向上が図れる。
Further, since the impact pressure from the tool can be absorbed during bonding, damage to the IC chip can be reduced, and highly reliable bonding can be performed. In addition, since the difference in parallelism between the tip and the tool bottom can be absorbed, the adjustment time can be shortened and the throughput can be improved.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を詳細に説
明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below.

【0031】まず、本発明が適用される装置の全体構成
と、動作原理につき、図1及び図3から図9により説明
する。
First, the overall configuration of an apparatus to which the present invention is applied and the principle of operation will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 9.

【0032】図1及び図3に示すように、ベース100
の上面101に光学系ベース102が取付けられ、その
上面103に光学系プレート104が固定されている。
この光学系プレート104の先端部105に対物レンズ
14が配置されている。この対物レンズ14の光軸10
6を基準軸として全てのテーブルが配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the base 100
An optical system base 102 is attached to an upper surface 101 of the device, and an optical system plate 104 is fixed to an upper surface 103 thereof.
The objective lens 14 is arranged at the tip 105 of the optical system plate 104. The optical axis 10 of the objective lens 14
All tables are arranged with reference numeral 6 as a reference axis.

【0033】落射照明用光源8から出た光はミラー9、
シャッタ11、ミラー12、ハーフプリズム13、対物
レンズ14を介して、テープ1上のインナリード2に投
光される。同様に斜方照明用光源16の光はロータリソ
レノイド17を駆動し、シャッタ18を開くことによ
り、ガラスファイバ19、リング照明装置を介してIC
チップ4に投光される。共に反射光は対物レンズ14、
ハーフプリズム13、ミラー23、フィールドレンズ2
4、リレーレンズ25、ミラー26bを介し、一方のコ
ーナの像は、ミラー27b,28bを介してTVカメラ
29bに取り込まれる。他方のコーナの像はミラー26
a,27a,28aを介して、TVカメラ29aに取り
込まれる。
The light emitted from the epi-illumination light source 8 is reflected by the mirror 9,
The light is projected onto the inner lead 2 on the tape 1 via the shutter 11, the mirror 12, the half prism 13, and the objective lens 14. Similarly, the light from the light source 16 for oblique illumination drives the rotary solenoid 17 and opens the shutter 18, so that the IC is transmitted through the glass fiber 19 and the ring illumination device.
The light is projected on the chip 4. Both reflected light is objective lens 14,
Half prism 13, mirror 23, field lens 2
4, the relay lens 25, and the mirror 26b, and the image of one corner is captured by the TV camera 29b via the mirrors 27b and 28b. The image of the other corner is mirror 26
a, 27a, and 28a, and are captured by the TV camera 29a.

【0034】図1及び図7等に示すように、36はベー
ス100の上面102に取付けられ、水平面内で前後左
右に移動するパルスモータ駆動ステージ36a,36b
と旋回する旋回テーブル36cで構成し、その上部には
ICチップ4の下面4bを真空ポンプ(図示せず)ソレ
ノイドバルブ107;チップステージ6を介して、吸着
穴6aによりチップステージ上面6bの中央部108に
吸着保持される。ICチップ4を保持した状態で、旋回
テーブル36cの旋回中心109と光軸106とが一致
する位置にXYθステージ36の駆動ステージ36a,
36bを動作する。1はテープであり、パルスモータ1
10を回動することにより、一対のタイミングプーリ1
11,112及びタイミングベルト113を介して、ス
プロケットベース14に取付けられ回動可能な状態で保
持されている駆動スプロケット115が回動することに
より、テープ1に設けられたスプロケットホール1bを
介して、一定ピッチだけ矢印A方向に搬送する。スプロ
ケットベース114の他方には、アイドルスプロケット
117が回動可能な状態で保持されている。
As shown in FIGS. 1 and 7, etc., a pulse motor drive stage 36a, 36b is mounted on the upper surface 102 of the base 100 and moves forward, backward, left and right in a horizontal plane.
The lower surface 4b of the IC chip 4 is provided at the upper portion thereof with a vacuum pump (not shown) through a solenoid valve 107; 108 holds it by suction. With the IC chip 4 held, the drive stage 36a of the XYθ stage 36 is positioned at a position where the turning center 109 of the turning table 36c and the optical axis 106 coincide.
36b. 1 is a tape, pulse motor 1
By rotating 10 a pair of timing pulleys 1
The drive sprocket 115 attached to the sprocket base 14 and held in a rotatable state is rotated through the sprocket holes 1 b provided on the tape 1 through the sprocket holes 1 b and 11, 112 and the timing belt 113. It is transported in the direction of arrow A by a fixed pitch. On the other side of the sprocket base 114, an idle sprocket 117 is held in a rotatable state.

【0035】図1、図4に示すように、スプロケットベ
ース114はXYZテーブル118に取付けられ、パル
スモータ駆動ステージ118a,118b,118cで
構成し、スプロケットベース114を前後、左右、上下
に移動させることができる。スプロケットベース114
の中央部にはテープガイド119が取付けられ、テープ
1のデバイスホール1aの中心120とテープガイド1
19に設けられたボンディングホール121の中心12
2が光軸106と一致する位置にテープ1を案内すると
共に、テープガイド119の下面123は円弧状に加工
が施され、テープ1に適当な張力を加えることにより、
下面123に密着させることができる(図6参照)。図
4に示すように、124はツールテーブルベースであ
り、一対のスライドガイド125,126を介して、前
後摺動プレート127が取付けられ、モータ128はモ
ータ軸128a、ボールネジ129、ナット130を介
して、前後摺動プレート127に取付けられ、モータ1
28を回動することにより、前後摺動プレート127を
矢印B及び矢印C方向にスライドさせることができる。
As shown in FIGS. 1 and 4, the sprocket base 114 is attached to an XYZ table 118 and is composed of pulse motor drive stages 118a, 118b, 118c, and the sprocket base 114 can be moved back and forth, left and right, and up and down. You can Sprocket base 114
A tape guide 119 is attached to the center of the device, and the center 120 of the device hole 1a of the tape 1 and the tape guide 1 are attached.
The center 12 of the bonding hole 121 provided in 19
2 guides the tape 1 to a position coincident with the optical axis 106, and the lower surface 123 of the tape guide 119 is processed into an arc shape, and by applying an appropriate tension to the tape 1,
It can be in close contact with the lower surface 123 (see FIG. 6). As shown in FIG. 4, reference numeral 124 denotes a tool table base, on which a front-rear sliding plate 127 is mounted via a pair of slide guides 125 and 126, and a motor 128 is mounted via a motor shaft 128a, a ball screw 129, and a nut 130. , Attached to the front and rear sliding plate 127,
By rotating 28, the front-rear sliding plate 127 can be slid in the arrow B and arrow C directions.

【0036】モータ131は前後摺動プレート127に
取付けられ、モータ軸132、カップリング133、減
速機134、及びピン135で連結されたリング13
6,137を介して、上下摺動プレート138に連結さ
れている。上下摺動プレート138は前後摺動プレート
127に取付けられた一対のスライドガイド139,1
40によって案内され、モータ131を回動することに
より、上下摺動プレート138が矢印D、E方向にスラ
イドさせることができる。
The motor 131 is mounted on the front and rear sliding plate 127, and is connected to the motor shaft 132, the coupling 133, the speed reducer 134, and the ring 13 connected by the pin 135.
6, 137 are connected to the vertical slide plate 138. The vertical slide plate 138 is a pair of slide guides 139, 1 attached to the front and rear slide plate 127.
The vertical sliding plate 138 can be slid in the directions of arrows D and E by being guided by 40 and rotating the motor 131.

【0037】図8に示すように、上下摺動プレート13
8の前面142には熱圧着用ボンディングツール7を把
持し、ボンディングツール7の下面7aの傾きを調整す
るピッチングプレート143と、ローリングプレート1
44及び、ボンディングツール7の軸部7bを把持する
溝145と、押え板146で構成するヘッド147と、
ヘッド147を上下に摺動可能な状態で保持する一対の
スライドガイド148,149とこれを取付けるヘッド
ベース150が取付けられている。151はロードセル
であり、ヘッドベース150の上部152とヘッド14
7の上面153の間隙に取付けられ、ヘッドベース15
0が降下し、チップステージ6上のICチップ4及びイ
ンナリード2にボンディングツール7の下面7aが接触
し、ヘッド147が停止しスライドガイド148,14
9を介してスライドし、ロードセル151が圧縮され、
ボンディング荷重を検出することができる。
As shown in FIG.
8, a pitching plate 143 for holding the thermocompression bonding tool 7 on the front surface 142 thereof and adjusting the inclination of the lower surface 7 a of the bonding tool 7;
44, a groove 145 for holding the shaft 7 b of the bonding tool 7, a head 147 constituted by a holding plate 146,
A pair of slide guides 148 and 149 for holding the head 147 in a vertically slidable state and a head base 150 for mounting the slide guides 148 and 149 are attached. Reference numeral 151 denotes a load cell, which includes an upper portion 152 of the head base 150 and the head 14.
7 is attached to the gap between the upper surface 153 and the head base 15.
0 descends, the lower surface 7a of the bonding tool 7 contacts the IC chip 4 and the inner lead 2 on the chip stage 6, the head 147 stops, and the slide guides 148, 14
9, slides through the load cell 151,
The bonding load can be detected.

【0038】ボンディングツール7は加熱ヒータ154
を取付ける穴155と、熱電対156を取付ける穴15
7が設けられ、固定ネジ158によって、各々取付けら
れており、温度制御ユニット(図示せず)によって所定
の温度に維持されている。同様に159はステージ加熱
ヒータであり、チップステージ6の上部6cを加熱し、
上部6cに穴6dを介して取付けられた熱電対160が
固定ネジ161によって取付けられ、温度制御ユニット
(図示せず)によって、所定の温度に維持されている。
チップステージ6の中央部には断熱台6eが取付けられ
中央部にはICチップ4を吸着する穴6fがあり、更に
下部にはチップステージベース6gがあり、XYθステ
ージ36に取付けられている。チップステージベース6
gには真空吸着穴6hがあり、管継手162、チューブ
163、ソレノイドバルブ107を介して真空ポンプ
(図示せず)に接続されている。
The bonding tool 7 has a heater 154.
Hole 155 for mounting and hole 15 for mounting thermocouple 156
7 are provided, each attached by a fixing screw 158, and maintained at a predetermined temperature by a temperature control unit (not shown). Similarly, reference numeral 159 denotes a stage heater, which heats the upper part 6c of the chip stage 6,
A thermocouple 160 attached to the upper part 6c through a hole 6d is attached by a fixing screw 161, and is maintained at a predetermined temperature by a temperature control unit (not shown).
At the center of the chip stage 6, a heat insulating table 6e is mounted, at the center there is a hole 6f for sucking the IC chip 4, and at the lower part there is a chip stage base 6g, which is mounted on the XYθ stage 36. Chip stage base 6
g has a vacuum suction hole 6h, and is connected to a vacuum pump (not shown) via a fitting 162, a tube 163, and a solenoid valve 107.

【0039】164はICチップ4移載用真空吸着パッ
トであり、管継手165、チューブ166、ソレノイド
バルブ167を介して真空ポンプ(図示せず)に接続さ
れている。吸着パット164はアーム168に取付けら
れ、一対のスライドガイド169a,169bに案内さ
れ、ハンドベース170に取付けられて、上下に摺動可
能な状態で保持され、ハンドベース170に取付けられ
たエアシリンダ171のロッド172がアーム168に
連結されている。エアシリンダ171は管継手173、
チューブ174、ソレノイドバルブ175を介して、高
圧エア配管(図示せず)に接続されている。ソレノイド
バルブ175を駆動することにより、アーム168を介
して、吸着パット164は上下にスライドする。
A vacuum suction pad 164 for transferring the IC chip 4 is connected to a vacuum pump (not shown) via a fitting 165, a tube 166, and a solenoid valve 167. The suction pad 164 is attached to the arm 168, guided by the pair of slide guides 169a and 169b, attached to the hand base 170, held in a vertically slidable state, and attached to the hand base 170. Rod 172 is connected to arm 168. The air cylinder 171 has a pipe joint 173,
A tube 174 and a solenoid valve 175 are connected to a high-pressure air pipe (not shown). By driving the solenoid valve 175, the suction pad 164 slides up and down via the arm 168.

【0040】ハンドベース170は水平面内を前後、左
右に移動するXYステージ176のパルスモータ駆動ス
テージ176a,176bに取付けられている。
The hand base 170 is attached to the pulse motor drive stages 176a and 176b of the XY stage 176 that moves back and forth and right and left in the horizontal plane.

【0041】178はトレー台であり、上面179にト
レー180を一対の位置決めピン181,182によっ
て位置決めされ、トレー180の上面には複数個所の凹
部183が設けられ、ICチップ4が位置決めされ予め
搭載されている。
Reference numeral 178 denotes a tray base. The tray 180 is positioned on the upper surface 179 by a pair of positioning pins 181 and 182. A plurality of recesses 183 are provided on the upper surface of the tray 180, and the IC chip 4 is positioned and previously mounted. Has been done.

【0042】184はリールプレートであり、送りモー
タ185が取付けられ、モータ軸186にリール187
の角穴188をはめ合わせる角軸189が取付けられて
いる。図5に示すように、角軸の先端にはピン190を
支点に折れ曲るストッパレバー191が取付けられ、リ
ール187の抜けを防止する。192は固定ローラであ
り、リールプレート184に支点軸193が固定されベ
アリング(図示せず)を介して回動可能な状態で保持さ
れている。194はテンションローラであり、リールプ
レート184に取付けたスライドガイド195を介し、
テンションローラ軸196が固定され、ベアリング(図
示せず)を介して回動可能な状態で保持されている。
Reference numeral 184 denotes a reel plate on which a feed motor 185 is mounted, and a reel 187 is mounted on a motor shaft 186.
A square shaft 189 for fitting the square hole 188 is mounted. As shown in FIG. 5, a stopper lever 191 that bends around a pin 190 as a fulcrum is attached to the tip of the angular shaft to prevent the reel 187 from coming off. A fixed roller 192 has a fulcrum shaft 193 fixed to the reel plate 184 and is rotatably held via a bearing (not shown). Reference numeral 194 denotes a tension roller via a slide guide 195 attached to the reel plate 184;
The tension roller shaft 196 is fixed and held rotatably via a bearing (not shown).

【0043】197はスペーサであり、テープ1と共に
リール187巻かられある。198はスペーサ用固定ロ
ーラであり、リールプレート184に支点軸199が固
定されベアリング(図示せず)を介して回動可能な状態
で保持されている。200はテンションローラであり、
リールプレート184に取付けたスライドガイド201
を介し、テンションローラ軸202が固定され、ベアリ
ング(図示せず)を介して回動可能な状態で保持されて
いる。
Reference numeral 197 denotes a spacer, which extends from the reel 187 together with the tape 1. Reference numeral 198 denotes a spacer fixed roller, which has a fulcrum shaft 199 fixed to the reel plate 184 and is rotatably held via a bearing (not shown). 200 is a tension roller,
Slide guide 201 mounted on reel plate 184
, The tension roller shaft 202 is fixed, and is held rotatably via a bearing (not shown).

【0044】203はリールプレート184に取付けら
れた巻取りモータであり、モータ軸204には送りモー
タ185と同様に角軸189が取付けられている。リー
ルプレート184には、テンションローラ194の位置
を検出する一対のリミットスイッチ205,206が取
付けられ、スライドガイド195のスライド部195a
に接触することによって動作し、各々、送りモータ18
5及び矢印G方向に巻取りモータ203を駆動する。
Reference numeral 203 denotes a take-up motor mounted on the reel plate 184, and a square shaft 189 is mounted on the motor shaft 204, similarly to the feed motor 185. A pair of limit switches 205 and 206 for detecting the position of the tension roller 194 are attached to the reel plate 184, and a slide portion 195a of the slide guide 195 is provided.
, Respectively, and each feed motor 18
5 and the winding motor 203 is driven in the direction of arrow G.

【0045】以上の構成において、XYステージ176
を駆動し、トレー180上に搭載されている適当な位置
のICチップ4の中心4aに吸着パット164の中心1
64aが一致するように移動した後、ソレノイドバルブ
175を駆動しエアシリンダ171を動作し、アーム1
68を介して吸着パッド164を降下した後、ソレノイ
ドバルブ167を駆動し、ICチップ4の上面4aを真
空吸着し、再びアームを上昇させた後、XYステージ1
76を駆動し、ICチップ4をチップステージ6に搭載
する位置に移動する。同時、XYθステージ36を駆動
し、チップステージ6をICチップ4受取り位置に移動
しておく。
In the above configuration, the XY stage 176
Is driven, and the center 1a of the suction pad 164 is placed on the center 4a of the IC chip 4 at an appropriate position mounted on the tray 180.
64a, the solenoid valve 175 is driven to operate the air cylinder 171 and the arm 1 is moved.
After lowering the suction pad 164 via the valve 68, the solenoid valve 167 is driven, the upper surface 4a of the IC chip 4 is suctioned under vacuum, and the arm is raised again.
The IC chip 4 is driven to move to a position where the IC chip 4 is mounted on the chip stage 6. At the same time, the XYθ stage 36 is driven to move the chip stage 6 to the IC chip 4 receiving position.

【0046】次にソレノイドバルブ175を駆動し、エ
アシリンダ171を動作させ、吸着パッド164を降下
させた後、ソレノイドバルブ167を駆動し、ICチッ
プをチップステージ6上に搭載した後、ソレノイドバル
ブ175を駆動し、エアシリンダ171を動作させ吸着
パッド164を上昇させる。
Next, the solenoid valve 175 is driven, the air cylinder 171 is operated, the suction pad 164 is lowered, the solenoid valve 167 is driven, the IC chip is mounted on the chip stage 6, and then the solenoid valve 175. Is driven to operate the air cylinder 171 to raise the suction pad 164.

【0047】次にXYθステージ36を駆動し、旋回テ
ーブル36cの旋回中心109が光軸106と一致する
位置に戻す。同時にパルスモータ110を回動し、タイ
ミングプーリ111、タイミングベルト113、タイミ
ングプーリ112を介して駆動スプロケット115を回
動し、図6に示すように、テープ1を一定ピッチだけ矢
印F方向に搬送し、テープガイド119のボンディング
ホール121の中心122にテープ1の中心120を一
致させる。この時、搬送されたテープ1長さによりテン
ションローラ194bが自重で下方に降下し、リミット
スイッチ206bが動作し、巻取りモータ203が回動
し、リール187bが回転しながらテープ1とスペーサ
197を巻き取る。これによってテープ1が引張られ、
テンションローラ194bが押上げられリミットスイッ
チ205bが動作し、巻取りモータ203が停止する。
同時にテープ1が引張られテンションローラ194aが
押上げられ、リミットスイッチ205aが動作し、送り
モータ185が回動し、リール187aが回転しながら
テープ1とスペーサ197を送り出す。これによってテ
ープ1がゆるみ、テンションローラ194aが降下し、
リミットスイッチ206aが動作し、送りモータ185
が停止する。駆動スプロケット115が回動し、テープ
1を搬送する毎にこの一連の動作を繰返し行なうことに
よって常に一定の張力をテープ1に加えることができ
る。
Next, the XYθ stage 36 is driven to return the turning center 109 of the turning table 36c to a position coincident with the optical axis 106. At the same time, the pulse motor 110 is rotated, and the driving sprocket 115 is rotated via the timing pulley 111, the timing belt 113, and the timing pulley 112, and as shown in FIG. The center 120 of the tape 1 is aligned with the center 122 of the bonding hole 121 of the tape guide 119. At this time, the tension roller 194b descends by its own weight according to the length of the transported tape 1, the limit switch 206b operates, the winding motor 203 rotates, and the tape 1 and the spacer 197 are rotated while the reel 187b rotates. Take up. This pulls the tape 1,
The tension roller 194b is pushed up, the limit switch 205b operates, and the winding motor 203 stops.
At the same time, the tape 1 is pulled, the tension roller 194a is pushed up, the limit switch 205a operates, the feed motor 185 rotates, and the reel 187a rotates and the tape 1 and the spacer 197 are fed out. This loosens the tape 1 and the tension roller 194a descends,
When the limit switch 206a operates, the feed motor 185
Stops. The drive sprocket 115 rotates, and by repeating this series of operations every time the tape 1 is conveyed, a constant tension can be applied to the tape 1 at all times.

【0048】次にシャッタ18を閉じ、シャッタ11を
開き落射照明用光源8による画像をTVカメラ29a,
29bに取り込みテープ1の最もコーナ寄りにあり直角
をなす各1本のインナリード2の位置を検出し、図9に
示すように、予め定めた基準位置207aとのオフセッ
ト量を加えた差を求め、その差分だけXYZテーブル1
18を駆動し、インナリード2を基準位置207aに合
わせる。次にシャッタ11を閉じ、シャッタ18を開
き、斜方照明用光源16による画像をTVカメラ29
a,29bに取り込みチップコーナ4c、4dの位置を
検出し、基準位置207a,207bとの差を求め、そ
の差から、ICチップ4の傾きと、傾きを修正した後の
前後左右方向の差分を計算により求め、XYθステージ
36を駆動し、基準位置207a,207bにICチッ
プ4のコーナ4c,4dを合わせる。
Next, the shutter 18 is closed, the shutter 11 is opened, and the image from the epi-illumination light source 8 is displayed on the TV camera 29a.
At 29b, the position of each inner lead 2 which is closest to the corner of the take-in tape 1 and forms a right angle is detected, and as shown in FIG. 9, a difference obtained by adding an offset amount to a predetermined reference position 207a is obtained. XYZ table 1 by the difference
18 is driven to adjust the inner lead 2 to the reference position 207a. Next, the shutter 11 is closed, the shutter 18 is opened, and an image by the oblique illumination light source 16 is displayed on the TV camera 29.
a, 29b, the positions of the chip corners 4c, 4d are detected, and the differences from the reference positions 207a, 207b are obtained. From the difference, the inclination of the IC chip 4 and the difference between the front, rear, left, and right directions after the inclination is corrected are calculated. The XYθ stage 36 is driven by calculation, and the corners 4c and 4d of the IC chip 4 are adjusted to the reference positions 207a and 207b.

【0049】以上の動作を繰返えし行い所定の位置ズレ
以内に納めた後、再び落射照明用光源8を用い同様にし
て、インナリード2複数本の平均位置208a,208
bを求め、斜方照明用光源16を用いて、バンプ3の複
数個の平均位置209a,209bを求め、ICチップ
4の傾きと、傾きを修正した後の前後左右方向の差分を
計算により求め、XYθステージ36を駆動し、インナ
リード2の平均位置208a,208bに対し、バンプ
3の平均位置209a,209bを合わせる。この動作
を繰返えし行い所定の位置ズレ量以内に納め、位置合わ
せを終了する。
After the above operation is repeated and set within the predetermined position deviation, the epi-illumination light source 8 is used again and the average position 208a, 208 of the plurality of inner leads 2 is similarly set.
b is calculated, the plural average positions 209a and 209b of the bump 3 are calculated using the oblique illumination light source 16, and the inclination of the IC chip 4 and the difference in the front-rear, left-right direction after the inclination is corrected are calculated. , XYθ stage 36 is driven to align the average positions 209a, 209b of the bumps 3 with the average positions 208a, 208b of the inner leads 2. This operation is repeated to set the position within the predetermined positional deviation amount, and the positioning is completed.

【0050】この時ICチップ4に欠陥が画像処理によ
って発見された場合、XYθステージ36を位置合わせ
前のICチップ4が搭載された位置に戻し、XYステー
ジ176、ソレノイドバルブ167、175を駆動し、
吸着パット164によってICチップ4をトレー180
の空き凹部183に戻した後、他のICチップ4を再び
チップステージ6に搭載し、同様の手段によって、位置
合わせを行う。
At this time, if a defect is found in the IC chip 4 by image processing, the XYθ stage 36 is returned to the position where the IC chip 4 before alignment is mounted, and the XY stage 176 and the solenoid valves 167 and 175 are driven. ,
The IC chip 4 is placed on the tray 180 by the suction pad 164.
After returning to the empty concave portion 183, another IC chip 4 is mounted on the chip stage 6 again, and alignment is performed by the same means.

【0051】また、テープ1のインナリード2に欠陥が
発見された場合、駆動スプロケット115を回動し、テ
ープ1を一定ピッチ搬送し、新たなインナリード2を位
置決めした後、再び同様な手段によって位置合わせを行
う。
If a defect is found in the inner lead 2 of the tape 1, the drive sprocket 115 is rotated, the tape 1 is conveyed at a constant pitch, a new inner lead 2 is positioned, and the same means is used again. Perform positioning.

【0052】位置合わせが終了した後、モータ128を
駆動し、図4に示すように、前後摺動プレート127を
矢印B方向に移動し、ボンディングツール7をボンディ
ング位置39に位置合わせを行った後、モータ131を
駆動して、カップリング133、減速機134、ピン1
35、リンク136,137、上下摺動プレート13
8、を介してヘッドベース150を矢印E方向に降下さ
せながら、ボンディングツール7、ヘッド147を介し
ロードセル151の反力を検出する。ボンディングツー
ル7の下面7aが、インナリード2を介して、チップス
テージ6上のICチップ4と接触し、所定の荷重を検出
した後、所定時間ボンディングツール7を押し付け、加
熱し、インナリード2がバンプ3に接合された後、再び
モータ128及び、モータ131を駆動して元の位置に
戻り、1つのICチップ4とテープ1上のインナリード
2の熱圧着接合を完了する。上記全ての動作を繰返し行
うことによって連続的にインナリードボンディングを行
うことができる。
After the positioning is completed, the motor 128 is driven to move the front / rear sliding plate 127 in the direction of arrow B as shown in FIG. , Motor 131 to drive coupling 133, reducer 134, pin 1
35, links 136, 137, vertical sliding plate 13
8, the head base 150 is lowered in the direction of arrow E, and the reaction force of the load cell 151 is detected via the bonding tool 7 and the head 147. The lower surface 7a of the bonding tool 7 comes into contact with the IC chip 4 on the chip stage 6 via the inner lead 2, and after detecting a predetermined load, the bonding tool 7 is pressed and heated for a predetermined time, and the inner lead 2 is After being bonded to the bumps 3, the motor 128 and the motor 131 are driven again to return to the original positions, and the thermocompression bonding of one IC chip 4 and the inner lead 2 on the tape 1 is completed. Inner lead bonding can be continuously performed by repeating all the above operations.

【0053】次に、図面を参照して本発明の一実施例に
よるTABインナリードボンディングのアライメント方
法を説明する。
Next, an alignment method for TAB inner lead bonding according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0054】図10は本発明によるアライメント方法を
適用したTABインナリードボンダのボンディング位置
周辺の構成及びアライメント用検出光学系の構成を示す
斜視図、図11はアライメント系の全体構成を示す機能
ブロック図である。
FIG. 10 is a perspective view showing the configuration around the bonding position of the TAB inner lead bonder to which the alignment method according to the present invention is applied and the configuration of the alignment detection optical system, and FIG. 11 is a functional block diagram showing the overall configuration of the alignment system. Is.

【0055】図10に示すように、テープ1上にはイン
ナリード2が順に設けられている。テープ1は図示しな
い送り機構により、矢印の方向(X方向)にインナリー
ド2の設定ピッチで送られ、インナリード2は順々にボ
ンディング位置39に位置決めされる。一方、ICチッ
プ4はXYθステージ36に取付け、耐熱性の黒塗装を
施したチップ加熱用ステージ6の上に搭載し、これもボ
ンディング位置39に位置決めする。テープ1上のイン
ナリード2とICチップ4上に形成されたバンプ3をす
べて位置合わせした後、ボンディングツール7は破線で
示す位置にY方向に移動後、すべてのインナリード2と
バンプ3を一括して同時に熱圧着する。
As shown in FIG. 10, an inner lead 2 is provided on the tape 1 in order. The tape 1 is fed by the feeding mechanism (not shown) at the set pitch of the inner leads 2 in the direction of the arrow (X direction), and the inner leads 2 are sequentially positioned at the bonding positions 39. On the other hand, the IC chip 4 is mounted on the XYθ stage 36, mounted on the chip heating stage 6 coated with heat resistant black, and also positioned at the bonding position 39. After aligning all the inner leads 2 on the tape 1 and the bumps 3 formed on the IC chip 4, the bonding tool 7 is moved in the Y direction to the position shown by the broken line, and then all the inner leads 2 and the bumps 3 are collectively collected. And thermocompression bonding at the same time.

【0056】図10に示すアライメント用検出光学系
は、ボンディング位置39を光軸位置とした光学系で構
成され、重なり合ったインナリード2とICチップ4を
同時に検出する。本検出光学系は斜方照明系と落射照明
系とパターン検出系と観察系からなる。斜方照明系は光
源16、ロータリソレノイド17で動作するシャッタ1
8、導光用のガラスファイバ19、ファイバの開口部を
円周上に配置したリング照明装置20からなる。落射照
明系は光源8、ミラー9、絞り10、遮光用のシャッタ
11、ミラー12、ハーフプリズム13、対物レンズ1
4からなる。パターン検出系は対物レンズ14、対物レ
ンズ14の後側焦点位置に設置した絞り21、ミラー2
3、フィールドレンズ24、リレーレンズ25、分岐用
ミラー26a,26b、ミラー27a,27b,28
a,28b、TVカメラ29a,29bからなる。観察
系は絞り21の後方でハーフプリズム22で分岐し、ミ
ラー33、ズームレンズ34、TVカメラ35からな
る。
The alignment detection optical system shown in FIG. 10 is constituted by an optical system having the bonding position 39 as the optical axis position, and detects the overlapping inner lead 2 and IC chip 4 at the same time. This detection optical system includes an oblique illumination system, an epi-illumination illumination system, a pattern detection system, and an observation system. The oblique illumination system includes a light source 16 and a shutter 1 operated by a rotary solenoid 17.
8, a glass fiber 19 for guiding light, and a ring illumination device 20 in which the openings of the fibers are arranged on the circumference. The epi-illumination system includes a light source 8, a mirror 9, an aperture 10, a shutter 11 for shielding light, a mirror 12, a half prism 13, and an objective lens 1.
It consists of 4. The pattern detection system includes an objective lens 14, a diaphragm 21 installed at a rear focal position of the objective lens 14, and a mirror 2.
3, field lens 24, relay lens 25, branching mirrors 26a, 26b, mirrors 27a, 27b, 28
a, 28b and TV cameras 29a, 29b. The observation system is branched by a half prism 22 behind the diaphragm 21 and includes a mirror 33, a zoom lens 34, and a TV camera 35.

【0057】本発明によるアライメント方法、すなわち
すべてのインナリード2とバンプ3の位置合わせは、拡
大図37に示すように、ボンディング位置39でインナ
リード2とICチップ4が重なり合った状態で行う。そ
してアライメントを行うため、ICチップ4の対角コー
ナ部の2つの視野5a,5b内のパターンを検出する。
さらに検出した両視野の画像内で、各々インナリード2
とICチップ4の位置を求める。これらの位置データを
用い、ICチップ4を搭載したXYθステージの位置修
正量を算出、インナリード2は固定したままでICチッ
プ4の位置を修正しアライメントする。アライメント終
了後は、インナリード2及びICチップ4は固定したま
ま、その場でツール7によりボンディングする。このた
め機構部の精度等でアライメント精度を悪化させること
なく、ボンディングすることが可能となる。
The alignment method according to the present invention, that is, the alignment of all the inner leads 2 and the bumps 3 is performed in a state where the inner leads 2 and the IC chip 4 are overlapped at the bonding position 39, as shown in the enlarged view 37. Then, in order to perform the alignment, the patterns in the two visual fields 5a and 5b at the diagonal corners of the IC chip 4 are detected.
Furthermore, in the detected images of both fields of view,
And the position of the IC chip 4 are obtained. The position correction amount of the XYθ stage on which the IC chip 4 is mounted is calculated using these position data, and the position of the IC chip 4 is corrected and aligned while the inner lead 2 is fixed. After the completion of the alignment, bonding is performed by the tool 7 on the spot while the inner lead 2 and the IC chip 4 are fixed. Therefore, the bonding can be performed without deteriorating the alignment accuracy due to the accuracy of the mechanism section or the like.

【0058】重なり合った状態からインナリード2とI
Cチップ4の位置を確実に求めるため、落射照明と斜方
照明の2つの照明状態での画像を用いる。そこでアライ
メントを行う際は、斜方照明用リング照明装置20をボ
ンディング位置39上方に設置する。そして斜方照明系
のシャッタ18と落射照明系のシャッタ11の開閉を制
御することで照明方法を選択する。いずれかの照明がな
されたインナリード2とICチップ4は、対物レンズ1
4でフィールドレンズ近傍に結像後、さらにリレーレン
ズ25で拡大する。対角コーナ部を2つの視野で検出す
るため、リレーレンズ25を通過した検出光はミラー2
6a,26bで左右に分岐される。ミラー26aで反射
した光はさらにミラー27a,28aで反射後、TVカ
メラ29aの撮像面上に結像する。TVカメラ29a
は、ボンディング位置39を中心に左上半分の4半円3
8a内の拡大像を検出する。同様にTVカメラ29b
は、ボンディング位置39を中心に右下半分の4半円3
8b内の拡大像を検出する。TVカメラ29a,29b
は図示しないXYステージに各々保持されており、これ
らを移動することでICチップ4の寸法に合わせて視野
5a,5bの位置を調節し、対角コーナ部のパターンを
検出する。30a,30bは、視野5a,5b内のパタ
ーンをTVカメラ29a,29bで検出した画像であ
り、これらを画像処理部31に入力し処理する。
From the overlapping state, the inner leads 2 and I
In order to reliably obtain the position of the C chip 4, images in two illumination states of epi-illumination and oblique illumination are used. Therefore, when performing alignment, the oblique illumination ring illumination device 20 is installed above the bonding position 39. Then, the illumination method is selected by controlling the opening and closing of the shutter 18 of the oblique illumination system and the shutter 11 of the epi-illumination system. The inner lead 2 and the IC chip 4 illuminated by either of them are connected to the objective lens 1
An image is formed in the vicinity of the field lens at 4, and further enlarged by the relay lens 25. To detect the diagonal corner in two fields of view, the detection light passing through the relay lens 25
It is branched left and right at 6a and 26b. The light reflected by the mirror 26a is further reflected by the mirrors 27a and 28a, and then forms an image on the image pickup surface of the TV camera 29a. TV camera 29a
Is the upper left half quadrant 3 centered on the bonding position 39
8a is detected. Similarly, the TV camera 29b
Is the lower right quadrant 3 centered on the bonding position 39
8b is detected. TV cameras 29a, 29b
Are respectively held on XY stages (not shown), and by moving them, the positions of the visual fields 5a and 5b are adjusted in accordance with the dimensions of the IC chip 4 and the pattern of the diagonal corner portion is detected. Reference numerals 30a and 30b denote images obtained by detecting the patterns in the visual fields 5a and 5b by the TV cameras 29a and 29b, and input these to the image processing unit 31 for processing.

【0059】アライメント時にはICチップ4の位置を
修正するため、インナリード2はバンプ3との間にわず
かな間隙をもって保持される。このため拡大図37に示
すように重なり合ったインナリード2とICチップ4を
1つの結像系で同時に検出するには、検出光学系が広い
合焦範囲を持つことが必要となる。本発明では対物レン
ズ14の後側焦点位置に絞り21を設置することでテレ
セントリック光学系を構成し、同時検出を可能にした。
テレセントリック光学系は、測定用投影器等に用いられ
ているもので、試料が正しいピント位置から光軸方向に
多少動いても、像は若干ぼけるが、その大きさはほとん
ど変化せず、測定に与える影響が少ないという特長を持
つ。また落射照明光は対物レンズ14と絞り21の間の
ハーフプリズム13より導光しているため、絞り21の
径を変化させることで、落射照明の照野を変化させるこ
となく検出系のNA(開口数)を調整でき、これにより
焦点深度の調節が可能となり、必要な合焦範囲を得るこ
とができる。
In order to correct the position of the IC chip 4 during alignment, the inner lead 2 is held with a slight gap between the inner lead 2 and the bump 3. Therefore, in order to simultaneously detect the overlapping inner lead 2 and IC chip 4 with one imaging system as shown in the enlarged view 37, the detection optical system needs to have a wide focusing range. In the present invention, the telecentric optical system is configured by installing the diaphragm 21 at the back focal position of the objective lens 14 to enable simultaneous detection.
The telecentric optical system is used for measuring projectors and the like.Even if the sample moves slightly from the correct focus position in the direction of the optical axis, the image is slightly blurred, but the size is hardly changed. It has the feature of little influence. Since the epi-illumination light is guided from the half prism 13 between the objective lens 14 and the diaphragm 21, the NA of the detection system is changed by changing the diameter of the diaphragm 21 without changing the illumination field of the epi-illumination. It is possible to adjust the numerical aperture, which allows the depth of focus to be adjusted, and the necessary focusing range can be obtained.

【0060】本実施例では、対物レンズ14とリレーレ
ンズ25を用い、2段階の結像により拡大像を得てい
る。このため対物レンズ14の倍率を小さくし、作動距
離(対物レンズ14の先端から試料までの距離)を長く
できる。これにより検出光学系とボンディングツール7
が干渉しない構成を実現する。また対物レンズ14には
瞳径の大きな写真製版用レンズを使用することで、各種
ICチップ寸法に対応した視野を確保できる。
In this embodiment, an enlarged image is obtained by two-stage imaging using the objective lens 14 and the relay lens 25. Therefore, the magnification of the objective lens 14 can be reduced, and the working distance (the distance from the tip of the objective lens 14 to the sample) can be increased. As a result, the detection optical system and the bonding tool 7
Realize a configuration that does not interfere with. Further, by using a photomechanical lens having a large pupil diameter as the objective lens 14, it is possible to secure a visual field corresponding to various IC chip dimensions.

【0061】以上の構成により、ICチップ4の対角コ
ーナ部を2つの視野で検出する固定した検出光学系が実
現可能となる。また斜方照明系で用いたリング照明装置
20は、ツール7を移動するステージに固定して取付け
ることにより、専用の機構を設けることなくボンディン
グ時には破線で示す位置に退避できる。
With the above structure, a fixed detection optical system for detecting the diagonal corners of the IC chip 4 in two fields of view can be realized. In addition, the ring illumination device 20 used in the oblique illumination system can be retracted to the position shown by the broken line at the time of bonding without providing a special mechanism by fixing the tool 7 to the moving stage.

【0062】観察系は対物レンズ14の結像光をハーフ
プリズム22で分岐、レンズ32の近傍でいったん結像
し、ミラー33で反射後ズームレンズ34で適当な倍率
で拡大し、TVカメラ35で検出する。ズームレンズ3
4とTVカメラ35は一体構造になっており、図示しな
いXYZ移動機構でこれを動かし、拡大図37に示すイ
ンナリード2とICチップ4の任意の位置のパターンを
適当な倍率で真上から観察することができる。
In the observation system, the image forming light of the objective lens 14 is branched by the half prism 22, forms an image once near the lens 32, is reflected by the mirror 33, is enlarged by the zoom lens 34 at an appropriate magnification, and is expanded by the TV camera 35. To detect. Zoom lens 3
4 and the TV camera 35 have an integral structure, and are moved by an XYZ moving mechanism (not shown) to observe a pattern of an arbitrary position of the inner lead 2 and the IC chip 4 shown in an enlarged view 37 from right above at an appropriate magnification. can do.

【0063】図11にアライメント系の全体構成の機能
ブロック図を示す。アライメント系は、ボンディング位
置で重なり合ったテープ1上のインナリード2とICチ
ップ4を同時に検出する検出光学系47と、ICチップ
4の対角コーナ部の2つの視野内のパターンから、各視
野内のインナリード位置(以後リード位置と略す)とI
Cチップ位置(以後チップ位置と略す)を画像処理によ
り求める画像処理部31と、前記2つの視野内の位置デ
ータを用い、ICチップ4を搭載したXYθステージ3
6の位置修正量を演算、さらにこれを制御する機構制御
部46と、ICチップ4移動用のXYθステージ36、
図示しないテープのXYZ移動機構からなる。
FIG. 11 is a functional block diagram of the overall configuration of the alignment system. The alignment system includes a detection optical system 47 for simultaneously detecting the inner lead 2 and the IC chip 4 on the tape 1 overlapping at the bonding position, and a pattern in the two fields of view at the diagonal corners of the IC chip 4. Inner lead position (hereinafter abbreviated as lead position) and I
An image processing unit 31 for obtaining a C chip position (hereinafter abbreviated as a chip position) by image processing, and an XYθ stage 3 on which an IC chip 4 is mounted, using position data in the two fields of view.
6, a mechanism control unit 46 for calculating and correcting the position correction amount, an XYθ stage 36 for moving the IC chip 4,
It is composed of an XYZ moving mechanism of a tape (not shown).

【0064】まず初めに、図12により、機構制御部4
6が画像処理部31から受け取った対角コーナ部の2つ
の視野5a,5b内の位置データを用い、ICチップ4
を搭載したXYθステージの位置修正量を算出する手順
を説明する。同図においてXOYはICチップを搭載し
たXYθステージ36の座標系、x111はTVカメ
ラ29aで検出する視野5aの座標系、x222はT
Vカメラ29bで検出する視野5bの座標系であり、θ
方向は同図において反時計回り方向を正とする。RはX
Yθステージ36の回転中心位置である。各視野内から
は画像処理により、リード位置L1,L2チップ位置
1,C2を求める。このL1とC1,及びL2とC2は、ア
ライメント後には一致すべき位置である。XYθステー
ジ36の位置修正量は、ベクトルC12をベクトルL1
2に一致させるためのXYθ方向の移動量として求ま
る。
First, referring to FIG.
6 uses the position data in the two fields of view 5a and 5b of the diagonal corner portion received from the image processing unit 31 and uses the IC chip 4
The procedure for calculating the amount of position correction of the XYθ stage equipped with is described. Coordinate system XYθ stage 36 XOY is equipped with an IC chip in FIG., X 1 o 1 y 1 coordinate system the field 5a to be detected by the TV camera 29a, x 2 o 2 y 2 is T
It is the coordinate system of the visual field 5b detected by the V camera 29b, and θ
The direction is positive in the counterclockwise direction in the figure. R is X
Stage 36 is the rotation center position. The lead positions L 1 , L 2 and the chip positions C 1 , C 2 are obtained by image processing from within each field of view. The L 1 and C 1, and L 2 and C 2 is the position to be matched after the alignment. The amount of position correction of the XYθ stage 36 is obtained by converting the vector C 1 C 2 into the vector L 1
Determined as the movement amount of the XYθ direction to match the L 2.

【0065】まず各位置の座標を以下のように定義す
る。
First, the coordinates of each position are defined as follows.

【0066】R(XR,YR) O1(X1,X1
2(X2,Y2) L1(x1L,y1 L) C1(x
1C,y1C) L2(x2L,y2L) C2(x2C
2C) はXOY座標系、はx111座標系、
はx222座標系での座標である。ベクトルL12
ベクトルC12がx軸となす角θL,θCは、
R (X R , Y R ) O 1 (X 1 , X 1 )
O 2 (X 2 , Y 2 ) L 1 (x 1 L , y 1 L ) C 1 (x
1C, y 1C) L 2 ( x 2L, y 2L) C 2 (x 2C,
y 2C ) is the XOY coordinate system, is the x 1 o 1 y 1 coordinate system,
Are coordinates in the x 2 o 2 y 2 coordinate system. Vector L 1 L 2 ,
The angles θ L and θ C that the vector C 1 C 2 forms with the x axis are

【0067】[0067]

【数1】 [Equation 1]

【0068】[0068]

【数2】 [Equation 2]

【0069】となる。チップ位置のθ方向の修正角度Δ
θは
It becomes Corrected angle Δ in the θ direction of the chip position
θ is

【0070】[0070]

【数3】θL=θC+Δθ ∴Δθ=θL−θC(=(数1)−(数2)) として求まる。回転中心Rを中心にΔθだけチップを回
転すると、チップ位置C1はC1′へ、C2はC2′へ移動
する。θ方向は既に修正されたため、ベクトルC1
2′はベクトルL12と平行になる。ここでC1′,C
2′の座標をXOY座標系で表わし、C1′(X′1C
Y′1C),C′2(X′2C,Y′2C)とする。
[Formula 3] θ L = θ C + Δθ ∴Δθ = θ L −θ C (= (Formula 1) − (Formula 2)) When the chip is rotated by Δθ about the rotation center R, the chip position C 1 moves to C 1 ′ and C 2 moves to C 2 ′. Since the θ direction has already been corrected, the vector C 1
C 2 ′ is parallel to the vector L 1 L 2 . Where C 1 ′, C
The coordinates of 2 ′ are represented by an XOY coordinate system, and C 1 ′ (X ′ 1C ,
Y ′ 1C ) and C ′ 2 (X ′ 2C , Y ′ 2C ).

【0071】C′1の座標は以下の式で求まる。The coordinates of C ′ 1 are obtained by the following equation.

【0072】[0072]

【数4】 [Equation 4]

【0073】[0073]

【数5】 (Equation 5)

【0074】となる。さらにC′1がL1に一致するため
のXY方向の修正量ΔX1,ΔY1
It becomes Further XY direction correction amount [Delta] X 1 to C '1 is equal to L 1, ΔY 1 is

【0075】[0075]

【数6】 (Equation 6)

【0076】であるからBecause

【0077】[0077]

【数7】 (Equation 7)

【0078】として求まる。C2の移動からも同様に
X,Y方向の移動量ΔX2,ΔY2が次式で求まる。
Is obtained as Similarly, from the movement of C 2 , the movement amounts ΔX 2 and ΔY 2 in the X and Y directions can be obtained by the following equations.

【0079】[0079]

【数8】 (Equation 8)

【0080】ベクトルC′1C′2とベクトルL12は平
行であるから
Since the vectors C ′ 1 C ′ 2 and L 1 L 2 are parallel,

【0081】[0081]

【数9】 [Equation 9]

【0082】であり、(数7)或は(数8)式で求めた
XY方向移動量を用いチップ位置を修正すれば良い。
The chip position may be corrected by using the XY movement amount obtained by the equation (7) or (8).

【0083】以上説明したように、回転中心位置Rと各
視野位置O1,O2と各視野内のリード位置L、チップ位
置CからICチップ4を搭載したXYθステージ36の
XYθ方向の位置修正量を算出することができる。なお
各視野位置O1,O2はICチップ4の寸法に応じて、T
Vカメラ5a,5bの位置を移動するごとに、あらかじ
め測定しておく値である。
As described above, the rotation center position R, the visual field positions O 1 and O 2 , the lead position L in each visual field, and the chip position C are used to correct the position of the XYθ stage 36 having the IC chip 4 in the XYθ directions. The amount can be calculated. It should be noted that each of the visual field positions O 1 and O 2 is T depending on the size of the IC chip 4.
It is a value measured in advance every time the positions of the V cameras 5a and 5b are moved.

【0084】上述したリード位置Lとチップ位置Cの定
義の実施例を、図13、図14、図15に示す視野5内
のパターンを例に説明する。
An example of the definition of the above-described lead position L and chip position C will be described with reference to the patterns in the field of view 5 shown in FIGS. 13, 14 and 15.

【0085】図13により一実施例を説明する。この場
合、チップ位置Cは直交するチップ外周の直線部分の交
点、すなわちチップコーナ位置とする。またリード位置
Lは最もコーナ側の水平・垂直方向各々1本のリードか
ら決まる第1リード位置l1を、第1リード位置補正量
ΔX,ΔYで補正した位置とする。この第1リード位置
補正量ΔX,ΔYは、図14に示すように正確にインナ
リード2とバンプ3がアライメントされた状態での、チ
ップコーナ位置Cと第1リード位置l1との差を示す。
よってここで定義したリード位置Lとチップ位置Cは、
アライメント後には一致すべき位置となっている。なお
第1リード位置補正量ΔX,ΔYはアライメント実行前
に設定しておく値である。
An embodiment will be described with reference to FIG. In this case, the chip position C is the intersection of the orthogonal linear portions on the outer periphery of the chip, that is, the chip corner position. The lead position L is most a first lead position l 1 determined from the corner side of the horizontal and vertical direction each one lead, the first lead position correction amount [Delta] X, corrected by ΔY position. The first lead position correction amounts ΔX and ΔY indicate the difference between the chip corner position C and the first lead position l 1 when the inner lead 2 and the bump 3 are accurately aligned as shown in FIG. .
Therefore, the lead position L and the chip position C defined here are
After alignment, it is the position that should match. Note that the first read position correction amounts ΔX and ΔY are values set before the execution of the alignment.

【0086】次に図15により第二の実施例を示す。こ
の場合は、実際に接合するインナリード2とバンプ3は
必ず重なった部分を持ち、かつ接合しないインナリード
2とバンプ3は重なる部分を持たないという条件付で定
義する。同図に示すように、チップ位置Cは視野5内に
含まれた複数のバンプ3の位置から求めた平均バンプ位
置とする。これはX方向にならぶすべてのバンプに対
し、各バンプのX方向の中心位置の平均値として求めた
X座標と、同様にして求めたY座標から定まる位置であ
る。なお、同図では水平・垂直方向とも2つバンプが含
まれた場合を示しているが、例えば1方向に6つのバン
プが含まれる場合には、6つのバンプの平均位置を用い
る。一方リード位置Lも、バンプの場合と同様に、視野
5内に含まれた複数のリードの位置から求めた平均リー
ド位置を用いる。
Next, FIG. 15 shows a second embodiment. In this case, the inner leads 2 and the bumps 3 that are actually joined have an overlapping portion, and the inner leads 2 and the bumps 3 that are not joined have no overlapping portion. As shown in the figure, the chip position C is an average bump position obtained from the positions of the plurality of bumps 3 included in the visual field 5. This is a position determined from the X coordinate obtained as the average value of the center positions of the bumps in the X direction for all the bumps arranged in the X direction and the Y coordinate obtained in the same manner. Although FIG. 2 shows a case where two bumps are included in both the horizontal and vertical directions, for example, when six bumps are included in one direction, an average position of the six bumps is used. On the other hand, as the lead position L, an average lead position obtained from a plurality of lead positions included in the visual field 5 is used as in the case of the bump.

【0087】図13に示した定義では、チップコーナ位
置Cと第1リード位置l1が視野5内に入っていること
がアライメントのための必要条件となる。また図15に
示した平均リード・バンプ位置を用いる方法では、何ら
かの方法である程度位置合わせがなされ、前述した条件
が満足されていることがアライメントのための必要条件
となる。
In the definition shown in FIG. 13, it is a necessary condition for alignment that the chip corner position C and the first lead position l 1 are within the visual field 5. Further, in the method using the average lead / bump position shown in FIG. 15, the alignment is performed to some extent by some method, and it is a necessary condition for the alignment that the above-mentioned condition is satisfied.

【0088】次に図10に示すTVカメラ29a,29
bで検出した画像30a,30bから、前述のように定
義したリード位置Lとチップ位置Cを求める方法につい
て、図16〜図19を用い説明する。
Next, the TV cameras 29a and 29 shown in FIG.
A method of obtaining the lead position L and the chip position C defined as described above from the images 30a and 30b detected in b will be described with reference to FIGS.

【0089】図16によりリード位置を検出する方法を
説明する。リード位置検出の場合は、図10に示す斜方
照明系のシャッタ18を開、落射照明系のシャッタ11
を閉にし、斜方照明を行う。この照明では、リング照明
装置20の円周上に配置されたファイバの開口部から光
が照射される。開口部の径はICチップ4の外径よりも
大きく、このため照明光はインナリード2及びICチッ
プ4の両表面に対し、各方向から均等に斜め入射する。
インナリード2は銅箔をエッチングして形成したもので
あり、その表面はざらついているため、乱反射成分が多
く明るく検出される。一方ICチップ4はインナリード
2に比べれば、その表面は滑らかで乱反射成分が少ない
ため暗く検出される。このためICチップ4の上にイン
ナリード2が重なった状態を斜方照明し検出すると、イ
ンナリード2を明るく顕在化した画像が得られる。これ
を2値化すると図16(a)に示すような2値画像が得
られる。ここで白い部分は“1”、斜線部は“0”を示
す。この2値画像からX方向に並ぶリード位置を検出す
る手順を以下に説明する。
A method of detecting the lead position will be described with reference to FIG. In the case of lead position detection, the shutter 18 of the oblique illumination system shown in FIG.
Is closed and oblique illumination is performed. In this illumination, light is emitted from the openings of the fibers arranged on the circumference of the ring illumination device 20. The diameter of the opening is larger than the outer diameter of the IC chip 4, so that the illumination light is equally obliquely incident on both surfaces of the inner lead 2 and the IC chip 4 from each direction.
The inner lead 2 is formed by etching a copper foil, and its surface is rough, so that many irregularly reflected components are detected brightly. On the other hand, the surface of the IC chip 4 is detected darker than the inner lead 2 because the surface thereof is smooth and has less diffuse reflection components. Therefore, when the state in which the inner lead 2 is superimposed on the IC chip 4 is detected by oblique illumination, an image in which the inner lead 2 is made bright and visible is obtained. When this is binarized, a binary image as shown in FIG. 16A is obtained. Here, a white portion indicates “1”, and a hatched portion indicates “0”. A procedure for detecting the lead positions arranged in the X direction from the binary image will be described below.

【0090】(1)同図(a)に示す投影幅でY方向に
沿った“1”部投影波形lead−pr(X)(同図
(b))、すなわち同一X座標の“1”画素の数を示す
波形を作成する。この場合投影幅は画像上端を始点と
し、lead−pr(X)の最大値と投影幅が等しくな
るように設定する。具体的には、最初は画像全面に対し
投影処理を行い、投影波形の最大値と投影幅を比較す
る。両者が等しくなければ最大値を投影幅として再度投
影処理を繰返す。この処理で上記の条件の投影波形が自
動的に得られる。
(1) “1” portion projection waveform lead-pr (X) (FIG. 2B) along the Y direction with the projection width shown in FIG. 2A, ie, “1” pixel at the same X coordinate Create a waveform indicating the number of In this case, the projection width is set so that the maximum value of lead-pr (X) is equal to the projection width with the upper end of the image as the starting point. Specifically, first, projection processing is performed on the entire image, and the maximum value of the projection waveform is compared with the projection width. If they are not equal, the projection processing is repeated again with the maximum value as the projection width. With this processing, the projection waveform under the above conditions is automatically obtained.

【0091】(2)lead−pr(X)と閾値Thl
の交点Ll,Lrの中点としてリード位置LCを求める。
Thlは投影幅に適当な比率r(0〈r〈1)を乗じた
値を用いる。
(2) lead-pr (X) and threshold Thl
The lead position L C is obtained as the middle point between the intersections L l and L r of.
Thl uses a value obtained by multiplying the projection width by an appropriate ratio r (0 <r <1).

【0092】Y方向に並ぶリード位置も同様な手順で検
出する。上述した手順により、視野内に含まれるすべて
のリード位置を検出する。これらより図13に示した第
1リード位置l1及び図15に示した平均リード位置を
求めることができる。
The lead positions arranged in the Y direction are also detected by the same procedure. According to the above-described procedure, all the lead positions included in the visual field are detected. From these, the first lead position l 1 shown in FIG. 13 and the average lead position shown in FIG. 15 can be obtained.

【0093】次に図17によりチップ位置Cとしてチッ
プコーナ位置を検出する方法を説明する。チップコーナ
位置検出は前述したリード位置検出を行った後で行う。
この場合は図10に示す落射照明系のシャッタ11を
開、斜方照明系のシャッタ18を閉にし落射照明する。
この照明では、照明光はインナリード2及びICチップ
4の両表面に対しほぼ垂直に入射する。ICチップ4の
表面は平滑なため、回路パターンの明暗はあるものの正
反射成分が多いため明るく検出される。一方、インナリ
ード2は表面がざらついているため乱反射成分が多く、
ICチップ4の表面に比べると暗く検出される。ICチ
ップ4の表面でもバンプ3はめっき形成されるため表面
がざらついており、インナリード2と同等に暗く検出さ
れる。このためICチップ4の上にインナリード2が重
なった状態を落射照明し検出すると、インナリード2及
びバンプ3は共に暗く、チップ表面だけが明るくなった
画像が得られる。これを2値化すると図17(a)に示
すような2値画像が得られる。チップコーナ位置検出方
法は、同図(a)の2値画像からX,Y両方向のチップ
外周の近似直線を求め、これら2直線の交点として、チ
ップコーナ位置Cを検出するものである。以下X方向の
チップ外周を直線近似する手順を示す。
Next, a method of detecting the chip corner position as the chip position C will be described with reference to FIG. The chip corner position is detected after the above-mentioned lead position is detected.
In this case, the epi-illumination system shutter 11 shown in FIG. 10 is opened, and the oblique illumination system shutter 18 is closed to perform epi-illumination.
In this illumination, the illumination light is incident on both surfaces of the inner lead 2 and the IC chip 4 substantially vertically. Since the surface of the IC chip 4 is smooth, although the circuit pattern is bright and dark, it is detected bright because of the large number of specular reflection components. On the other hand, since the inner lead 2 has a rough surface, there are many diffuse reflection components,
It is detected darker than the surface of the IC chip 4. Since the bumps 3 are also formed on the surface of the IC chip 4 by plating, the surfaces are rough and are detected as dark as the inner leads 2. Therefore, when the state in which the inner lead 2 overlaps the IC chip 4 is detected by epi-illumination, an image is obtained in which both the inner lead 2 and the bump 3 are dark and only the chip surface is bright. When this is binarized, a binary image as shown in FIG. 17A is obtained. The chip corner position detecting method is to obtain an approximate straight line of the chip outer circumference in both X and Y directions from the binary image of FIG. 10A and detect the chip corner position C as the intersection of these two straight lines. The procedure for linearly approximating the chip periphery in the X direction will be described below.

【0094】(1)同図(a)に示す投影幅でY方向に
沿った“1”部投影波形pelet−pr(X)(同図
(b))を作成する。この波形を閾値Thpで左側より
探索し、最初の交点をpeとする。このpeよりさらに
dpだけ進んだ点を始点とし、同図(b)に示す探索範
囲を設定する。dpを用いたのはICチップ4の傾きθ
が大きい場合でも、正しくX方向のチップ外周を探索す
る範囲を設定するためである。
(1) A "1" portion projection waveform "pelet-pr (X)" (FIG. 3B) having the projection width shown in FIG. 3A is formed along the Y direction. This waveform is searched from the left side with the threshold value Thp, and the first intersection is set to pe. A point further advanced by dp from this pe is set as a starting point, and the search range shown in FIG. dp is used because of the inclination θ of the IC chip 4
This is for setting a range in which the outer periphery of the chip in the X direction is correctly searched even when is large.

【0095】(2)図17(a)の2値画像に対し、探
索範囲内で画像の上端からY方向に沿って探索し、画像
が“0”(斜線部)から“1”(白部)に最初に変化す
る点を抽出する。(同図(c)) (3)同図(c)ではインナリード2がICチップ4の
上に重なった部分では、チップ外周以外の部分が抽出さ
れている。そこで前述した斜方照明画像から既に求めて
いたリード位置データを用い、リード部近傍の抽出点を
除去(マスキング)する。(同図(d)) (4)同図(d)のチップ外周抽出結果を最小2乗法で
近似する。(同図(e)) Y方向も同様に処理し、X,Y両方向の近似直線の交点
として、図13に示したチップコーナ位置を求めること
ができる。
(2) The binary image shown in FIG. 17A is searched in the search range along the Y direction from the upper end of the image, and the image is searched from "0" (shaded area) to "1" (white area). ), The point that first changes is extracted. ((C) in the figure) (3) In the (c) in the figure, in the portion where the inner lead 2 overlaps the IC chip 4, the portion other than the outer periphery of the chip is extracted. Therefore, using the lead position data already obtained from the above-described oblique illumination image, the extraction points near the lead portion are removed (masked). (FIG. (D)) (4) The result of chip periphery extraction in FIG. (D) is approximated by the least squares method. ((E) in the same figure) The same processing is performed in the Y direction, and the chip corner position shown in FIG. 13 can be obtained as the intersection of the approximate straight lines in both the X and Y directions.

【0096】次に図18、図19によりチップ位置Cと
して平均バンプ位置を求める方法を説明する。バンプ位
置検出は前述したチップコーナ位置検出と同様に、リー
ド位置検出後行い、また落射照明で検出した画像を用い
る。図18(a)はその2値画像でこの画像内でX方向
に並ぶバンプ位置の検出手順を以下に示す。
Next, a method for obtaining the average bump position as the chip position C will be described with reference to FIGS. The bump position detection is performed after the lead position detection in the same manner as the above-described chip corner position detection, and an image detected by incident illumination is used. FIG. 18A shows a procedure for detecting the positions of bumps arranged in the X direction in this binary image.

【0097】(1)図18(a)に示す投影幅pでX方
向に沿った“1”部投影波形pelet−pr(y)
(同図(b))を作成する。この波形を閾値Thpで上
側より探索し、最初の交点peを求める。
(1) Projected waveform "let" -pr (y) in the "1" portion along the X direction with a projection width p shown in FIG.
(FIG. 2B) is created. This waveform is searched from the upper side with the threshold value Thp to find the first intersection point pe.

【0098】(2)(1)で求めたpeを基準に投影幅
bを設定し、Y方向に沿った“0”部投影波形bump
−pr(x)(同図(c))を作成する。投影幅bはI
Cチップ4の周辺のバンプが存在する範囲に限定し、チ
ップ内部のパターンの影響を受けないように設定する。
(2) The projection width b is set based on the pe obtained in (1), and the “0” portion projection waveform bump along the Y direction is set.
-Pr (x) ((c) in the figure) is created. The projection width b is I
The bumps around the C chip 4 are limited to a range where the bumps are present, and the bumps are set so as not to be affected by the pattern inside the chip.

【0099】(3)図18(c)の投影波形bump−
pr(x)からバンプ位置を求める方法は、図19を用
いて説明する。これにはインナリード2とバンプ3の位
置合わせ状態により、以下に示す2つの方法を選択す
る。
(3) Projected waveform bump- in FIG.
A method of obtaining the bump position from pr (x) will be described with reference to FIG. For this purpose, the following two methods are selected depending on the alignment between the inner leads 2 and the bumps 3.

【0100】(I) バンプ3の左右両方のエッジがイン
ナリード2の脇から見える場合(同図(d)−1) リード位置検出(同図(d)−2)により既知のリード
位置Lcを始点に、閾値Thb上でbump−pr
(x)を左右に探索し、各々最初の交点Bl,Brを求め
る。これらの中点としてバンプ位置Bcを求める。(同
図(d)−3) (II) バンプ3の一方のエッジがリードの下に隠れて見
えない場合(同図(e)−1) (I)と同様に交点B′l,B′rを求める。そして探索距
離の長い方の交点(この場合はB′l)からbw/2(b
w:バンプ幅)だけリード位置Lc側に戻った位置をバン
プ位置B′cとする。
(I) When both the left and right edges of the bump 3 are visible from the side of the inner lead 2 (FIG. 2 (d) -1), the known lead position Lc is determined by detecting the lead position (FIG. 2 (d) -2). At the starting point, bump-pr on the threshold Thb
Searching (x) to the right and left, each first intersection B l, Request B r. The bump position Bc is determined as the middle point between them. ((D) -3 in the same figure) (II) When one edge of the bump 3 is hidden under the lead and cannot be seen ((e) -1 in the same figure) As in (I), the intersections B'l , B ' Find r . The intersection of the longer of the search distance (in this case B 'l) from bw / 2 (b
The position returned to the lead position Lc side by w: bump width) is defined as the bump position B'c.

【0101】なお(I),(II)いずれの方法を使うかの判
別は、探索距離の長い方の距離Sを用いて行う。すなわ
ちS≦bw− lw/2(lw:リード幅)の場合には
(I),S>bw− lw/2 の場合には(II)の方法でバン
プ位置を求める。
Note that which method (I) or (II) is used is determined using the distance S having the longer search distance. That is, in the case of S ≦ bw−lw / 2 (lw: lead width)
(I) If S> bw-lw / 2, the bump position is determined by the method (II).

【0102】リード位置検出で既知となったX,Y方向
すべてのリード位置から、上述のようにバンプ位置を探
索することにより、視野内のすべてのバンプ位置を検出
できる。これより図15で示して平均バンプ位置の検出
が可能となる。
By searching for bump positions as described above from all lead positions in the X and Y directions known by the lead position detection, all bump positions in the field of view can be detected. This makes it possible to detect the average bump position as shown in FIG.

【0103】次に図11により、以上説明したリード位
置L、チップ位置Cを検出する画像処理部31の一実施
例を説明する。
Next, referring to FIG. 11, an embodiment of the image processing unit 31 for detecting the lead position L and the chip position C described above will be described.

【0104】画像処理部31は、スイッチ48、A/D
変換器40、多値メモリ41、2値化回路42、2値メ
モリ43、投影処理回路44、マイコン45からなる。
TVカメラ29a,29bで検出した画像信号はスイッ
チ48で切換えて交互に処理する。40でA/D変換後
いったん多値メモリ41に記憶する。さらに42により
2値化し、2値画像をメモリ43に記憶する。この2値
画像に対しマイコン45で投影幅を設定し、44により
投影波形を得る。マイコン45は投影波形すなわち1次
元波形を入力、これを処理しリード、バンプ等の位置を
検出する。この他マイコン45は検出光学系のシャッタ
18,11の開閉を制御し、画像処理の流れに応じて照
明方法を選択する。また2つの視野内の画像から検出し
たリード位置L、チップ位置Cの各画像内の位置データ
を機構制御部46に送る。
The image processing section 31 includes a switch 48, an A / D
It comprises a converter 40, a multi-valued memory 41, a binarization circuit 42, a binary memory 43, a projection processing circuit 44, and a microcomputer 45.
The image signals detected by the TV cameras 29a and 29b are switched by the switch 48 and are alternately processed. After the A / D conversion at 40, the data is temporarily stored in the multi-value memory 41. Further, the image is binarized by 42 and the binary image is stored in the memory 43. The microcomputer 45 sets a projection width with respect to the binary image, and obtains a projection waveform with 44. The microcomputer 45 inputs a projected waveform, that is, a one-dimensional waveform, processes it, and detects the positions of leads, bumps, and the like. In addition, the microcomputer 45 controls the opening and closing of the shutters 18 and 11 of the detection optical system, and selects an illumination method according to the flow of image processing. The position data in each image of the lead position L and the chip position C detected from the images in the two fields of view are sent to the mechanism control unit 46.

【0105】本発明による位置検出方法は、投影波形処
理の繰返しだけで行っており、画像処理部31の装置構
成は単純で、しかも規模を小さくすることが可能であ
る。
The position detection method according to the present invention is performed only by repeating the projection waveform processing, and the image processing unit 31 has a simple device configuration and can be downsized.

【0106】次に本発明によるアライメント方法を適用
したTABボンダのアライメント動作のフローの一実施
例を図20により説明する。
Next, an embodiment of the flow of the alignment operation of the TAB bonder to which the alignment method according to the present invention is applied will be described with reference to FIG.

【0107】アライメントはボンディング前のインナリ
ード2とICチップ4をボンディング位置39に位置決
め後スタート(48)する。まず斜方照明し、いずれか
の視野内でリード位置検出49を行い第1リード位置を
求め、リード位置を修正(50)する。これはインナリ
ード2をボンディングツール7の圧着面の下部に位置決
めすることを目的とし、XY方向に位置修正する。修正
の目標位置は次のようにして求める。ツール7は図10
に示すようにYZ方向の一定距離の移動を繰返すだけ
で、圧着面の位置は変化しない。そこで実際のボンディ
ングをする前に、チップステージ6上にボリイミドテー
プ等を貼付けた薄板を乗せ、ボンディングと同様にツー
ル7を押付ける。薄板上のテープには焼跡マークがで
き、これをアライメント用TVカメラ29a(或は29
b)で観察することで圧着面の位置がわかる。圧着面の
寸法はICチップ4の寸法にほぼ等しいので、焼跡マー
クの位置にICチップ4を合わせる。そしてこのチップ
にインナリード2を合わせた状態での第1リード位置が
目標位置となり、この位置にリードを合わせる。
The alignment is started (48) after positioning the inner lead 2 and the IC chip 4 before bonding at the bonding position 39. First, oblique illumination is performed, a lead position detection 49 is performed in any field of view, a first lead position is obtained, and the lead position is corrected (50). This aims at positioning the inner lead 2 at the lower part of the crimping surface of the bonding tool 7, and corrects the position in the XY directions. The correction target position is obtained as follows. Tool 7 is shown in FIG.
As shown in (1), the position of the crimping surface does not change only by repeating the movement for a certain distance in the YZ directions. Therefore, before performing actual bonding, a thin plate on which a polyimide tape or the like is adhered is placed on the chip stage 6, and the tool 7 is pressed in the same manner as bonding. A burn mark is formed on the tape on the thin plate, and this mark is used for the alignment TV camera 29a (or 29).
The position of the pressure-bonded surface can be known by observing in b). Since the size of the crimping surface is substantially equal to the size of the IC chip 4, the IC chip 4 is adjusted to the position of the burn mark. Then, the first lead position in a state where the inner lead 2 is aligned with the chip is a target position, and the lead is aligned with this position.

【0108】前述のようにツール7の圧着面にインナリ
ード2を位置合わせした後、再度リード位置検出(5
1)を行う。これより以降、リードは固定しチップを移
動することでアライメントする。そこで51で検出した
第1リード位置と平均リード位置が以後のアライメント
動作の目標位置となる。そして次にチップ位置検出52
により、インナリード2とバンプ3のアライメント状態
に応じ、チップコーナ位置もしくは平均バンプ位置を検
出する。53ではリード位置Lとチップ位置Cのずれ量
チェックを行い、目標とするアライメント精度に達して
いればボンディング(56)する。精度未達であればチ
ップ位置修正(55)し、再度チップ位置検出(52)
を繰返す。
After positioning the inner lead 2 on the crimping surface of the tool 7 as described above, the lead position is detected again (5).
Perform 1). Thereafter, the leads are fixed and the chips are moved to perform alignment. Therefore, the first lead position and the average lead position detected at 51 are the target positions for the subsequent alignment operation. Then, the chip position detection 52
Thus, the chip corner position or the average bump position is detected according to the alignment state of the inner lead 2 and the bump 3. At 53, the amount of deviation between the lead position L and the chip position C is checked, and if the target alignment accuracy is reached, bonding (56) is performed. If the accuracy is not reached, the chip position is corrected (55), and the chip position is detected again (52).
Repeat.

【0109】図21(a)にずれ量チェック53の内容
を示す。2つの視野5a,5b内でのリード位置Lに対
するチップ位置CのXY方向のずれ量dx1,dy1,d
x2,dy2がいずれも目標精度D以下のときアライメント
終了とする。すなわち同図に示すように、各視野におい
てリード位置Lを中心にXY方向に±Dのアライメント
精度範囲58にチップ位置Cが入っていればアライメン
トを終了しボンディングする。
FIG. 21A shows the contents of the shift amount check 53. The deviation amounts dx 1 , dy 1 , and d of the chip position C in the XY directions with respect to the lead position L in the two visual fields 5a and 5b.
When both x 2 and dy 2 are equal to or smaller than the target accuracy D, the alignment is terminated. That is, as shown in the figure, if the chip position C falls within the alignment accuracy range 58 of ± D in the XY directions around the lead position L in each field of view, the alignment is terminated and bonding is performed.

【0110】しかし実際の製品を上述のずれ量チェック
方法だけでアライメントすると、精度が収まらずボンデ
ィングできない場合がある。この原因の一つとしてワー
ク精度の悪さが挙げられる。例えばインナリード2を形
成したテープ1は耐熱性の材質を選択、使用しているも
のの、高温加熱したツール7やチップステージ6が近接
するため、熱的な変形は避けられない。図22にテープ
が膨張している場合のアライメントの例を示す。本実施
例では先に式(数9)で述べたように、原理的には2つ
の視野のいずれか一方で、チップ位置Cがリード位置L
に一致するように、XYθステージ36のXY方向の移
動量を求めてやればアライメントできるはずである。し
かし図22に示すようにテープが膨張し、ICチップ4
に対し大きくなっている場合、視野5aだけでXY方向
の移動量を求めると同図(a)のようになる。すなわち
視野5aではインナリード2とバンプ3は良く位置合わ
せされているものの、視野5bでは位置ずれが大きくな
る。結局、膨張が大きいと視野5bの位置ずれベクトル
22が大きくなりアライメントが終了しない。同様な
ことは同図(b)に示すように視野5bに着目した場合
にも起こる。
However, if an actual product is aligned only by the above-described displacement amount checking method, the accuracy may not be reduced and bonding may not be performed. One of the causes for this is poor work accuracy. For example, although the tape 1 on which the inner leads 2 are formed is made of a heat-resistant material selected and used, thermal deformation is inevitable because the tool 7 and the chip stage 6 heated at a high temperature are close to each other. FIG. 22 shows an example of alignment when the tape is expanded. In the present embodiment, as described above in the equation (Equation 9), in principle, the chip position C is the lead position L in either of the two fields of view.
If the amount of movement of the XYθ stage 36 in the XY directions is determined so as to match the above, the alignment should be possible. However, the tape expands as shown in FIG.
When the movement amount in the X and Y directions is obtained only with the visual field 5a, the result is as shown in FIG. That is, although the inner leads 2 and the bumps 3 are well aligned in the visual field 5a, the positional deviation is large in the visual field 5b. As a result, if the expansion is large, the displacement vector C 2 L 2 of the visual field 5b becomes large, and the alignment is not completed. The same thing happens when the visual field 5b is focused as shown in FIG.

【0111】そこで本発明のアライメント方法におい
て、XY方向の移動量算出の他の実施例として、式(数
7)、(数8)で求めた各視野に着目し算出した移動量
の平均値をXY方向の移動量とする。このようにするこ
とで図22の場合、視野5a,5bの両視野において同
等なずれ量を持ったアライメントを行うことが可能にな
る。これによりワーク精度の悪い対象も、その精度に対
応した最適なアライメントを実現することができる。
Therefore, in the alignment method of the present invention, as another embodiment of calculating the moving amount in the X and Y directions, the average value of the moving amount calculated by paying attention to each visual field obtained by Expressions (7) and (8) is used. The amount of movement in the XY directions. By doing so, in the case of FIG. 22, it becomes possible to perform alignment with the same amount of deviation in both visual fields 5a and 5b. As a result, even for a target having a low work accuracy, an optimum alignment corresponding to the work accuracy can be realized.

【0112】前記した2視野の平均的アライメントは、
ある程度精度の悪いワークに対しても最適なアライメン
トを提供することができる。しかしこの方法でもワーク
精度がさらに悪い場合には、精度未達でアライメントを
終了できなくなる。図21(b)はθ方向の修正及び2
視野の平均的XY方向位置修正が終了した状態を示して
いる。しかし各視野内の位置ずれベクトルC11,ベク
トルC22は、大きさがほぼ等しく、どちらも同図
(a)に示すアライメント精度範囲58より大きいた
め、前述のずれ量チェック方法だけではアライメントを
終了できない。これを防ぐため、本発明ではずれ量チェ
ック方法の他の実施例として次の方法を付加する。すな
わち、 (1)θ方向の修正量が十分小さい。
The average alignment of the two visual fields is as follows.
Optimal alignment can be provided even for a workpiece with a somewhat poor accuracy. However, even in this method, if the work accuracy is further worse, the alignment cannot be completed because the accuracy has not been reached. FIG. 21 (b) shows the correction in the θ direction and 2
This shows a state where the correction of the average XY direction position of the visual field has been completed. However, the displacement vectors C 1 L 1 and C 2 L 2 in each field of view are almost equal in size, and both are larger than the alignment accuracy range 58 shown in FIG. Cannot finish the alignment. In order to prevent this, in the present invention, the following method is added as another embodiment of the deviation amount checking method. (1) The correction amount in the θ direction is sufficiently small.

【0113】(2)両視野とも位置ずれ量が目標精度よ
り大きい。
(2) The amount of displacement in both fields is greater than the target accuracy.

【0114】(3)両視野の位置ずれベクトルC11
ベクトルC22の和のベクトル(Δdx,Δdy)が、X
Y両方向とも設定値Δdよりも小さい。
(3) Displacement vectors C 1 L 1 ,
The vector (Δdx, Δdy) of the sum of the vectors C 2 L 2 is X
In both Y directions, it is smaller than the set value Δd.

【0115】上記(1)〜(3)の条件をすべて満足す
る場合には、これ以上のアライメントは不可能と判断
し、図20に示すように、ボンディングを中止(57)
する。
If all of the above conditions (1) to (3) are satisfied, it is determined that further alignment is impossible, and the bonding is stopped as shown in FIG. 20 (57).
To do.

【0116】また図20に示すアライメント動作フロー
では、ずれ量チェック53が終了しチップ位置修正を行
う前に、アライメント回数チェック54を行う。本来、
位置修正量の算出が正しければ、数回のチップ位置修正
によりアライメントは終了するはずである。しかし何ら
かの原因により、精度の収束性が悪く、規定回数以上チ
ップ位置を修正しようとした場合にもボンディングを中
止(57)する。
In the alignment operation flow shown in FIG. 20, an alignment count check 54 is performed before the shift amount check 53 is completed and the chip position is corrected. Originally,
If the calculation of the position correction amount is correct, the alignment should be completed by several chip position corrections. However, for some reason, the convergence of the accuracy is poor, and the bonding is stopped (57) even when the chip position is corrected more than a specified number of times.

【0117】ボンディング中止後は、警報を発し、ボン
ダの操作者にワーク不良、装置不良等の問題が発生した
ことを知らせ、操作者は必要な措置をする。このように
することで、精度の悪いテープ等の早期発見、精度の悪
いワークを無理にボンディングすることにより潜在的不
良の防止、アライメント動作の無限ループ化によるタク
ト低下の防止等に効果がある。
After the bonding is stopped, an alarm is issued to inform the operator of the bonder that a problem such as a work defect or a device defect has occurred, and the operator takes necessary measures. By doing so, it is effective in early detection of a tape or the like with low precision, prevention of a potential defect by forcibly bonding a workpiece with low precision, prevention of a reduction in tact due to an infinite loop of the alignment operation, and the like.

【0118】次に図23により、ICチップ4のコーナ
部が1視野内だけで検出される状態からのアライメント
方法を説明する。本発明ではインナリード2とICチッ
プ4のコーナ部が2つの視野内で検出される状態を、X
Yθステージ36の位置修正量算出の前提としている。
インナリード2は図20の動作フローで示したように、
テープ1が1ピッチ分送られるごとにリード位置検出4
9とリード位置修正50を行う。このため両視野内の一
定位置にコーナ部を位置決めできる。一方、ICチップ
4はチップを整列配置したトレイ等から、適当な搬送機
構により、図10に破線で示したチップステージ6上に
搭載後ボンディング位置に位置決めする。搬送途中に位
置決め装置を有していれば、2視野内にICチップのコ
ーナ部を入れることは容易に行える。本実施例ではこの
ような位置決め機構を有さないボンダに対し、ICチッ
プ4の供給精度を緩和するための、本発明によるアライ
メント方法の応用例を示す。図23(a)はICチップ
4のコーナ部が視野5aで検出され、視野5bでは検出
されない場合を示す。このような場合には、視野5a内
で検出した位置だけから、XY方向の修正量を求めアラ
イメントする。すなわち視野5a内の第1リード位置と
チップコーナ位置から、位置修正量(ΔX,ΔY)を求
める。修正後は同図(b)に示すように、2つの視野で
いずれもICチップのコーナ部が検出できる。以後2視
野内の位置データによるXYθ方向位置修正を行い、同
図(c)の状態になるまでアライメント動作を繰返せば
良い。ただしチップの傾きが大きい場合には、XY方向
の位置修正をしても1視野だけにしかICチップ4のコ
ーナが入らないこともある。この場合には、θ方向修正
量の算出ができず、これ以上アライメントできないた
め、自動アライメントを中止し、ボンダ操作者にアシス
トを要求する。本実施例によれば、本発明によるアライ
メント装置以外にICチップ4の位置決め専用の機構、
装置等が不要となり、ボンダの構成を簡略化できる。
Next, with reference to FIG. 23, an alignment method from the state where the corner portion of the IC chip 4 is detected only within one visual field will be described. In the present invention, the state where the inner lead 2 and the corner portion of the IC chip 4 are detected in the two visual fields is represented by X
It is assumed that the position correction amount of the Yθ stage 36 is calculated.
As shown in the operation flow of FIG. 20, the inner lead 2 is
Each time the tape 1 is fed by one pitch, the lead position is detected.
9 and lead position correction 50 are performed. For this reason, the corner portion can be positioned at a fixed position in both visual fields. On the other hand, the IC chip 4 is mounted on a chip stage 6 indicated by a broken line in FIG. If a positioning device is provided in the middle of the transfer, it is easy to insert the corner of the IC chip into two fields of view. In the present embodiment, an application example of the alignment method according to the present invention for relaxing the supply accuracy of the IC chip 4 is shown for a bonder having no such positioning mechanism. FIG. 23A shows a case where the corner of the IC chip 4 is detected in the visual field 5a and not detected in the visual field 5b. In such a case, the correction amount in the XY directions is obtained and aligned only from the position detected in the visual field 5a. That is, the position correction amount (ΔX, ΔY) is obtained from the first lead position and the chip corner position in the visual field 5a. After the correction, as shown in FIG. 6B, the corner portion of the IC chip can be detected in each of the two fields of view. Thereafter, the position correction in the XYθ directions based on the position data in the two visual fields is performed, and the alignment operation may be repeated until the state shown in FIG. However, when the inclination of the chip is large, the corner of the IC chip 4 may enter only one field of view even if the position in the XY directions is corrected. In this case, the θ-direction correction amount cannot be calculated and the alignment cannot be performed any more. Therefore, the automatic alignment is stopped and the bonder operator is requested to assist. According to this embodiment, in addition to the alignment apparatus according to the present invention, a mechanism dedicated to positioning the IC chip 4,
No device or the like is needed, and the bonder structure can be simplified.

【0119】本発明ではアライメント動作に先立ち、予
め設定しておく値がある。以下設定方法の実施例を説明
する。
In the present invention, there is a value set in advance before the alignment operation. An example of the setting method will be described below.

【0120】最初に図14に示す第1リード位置修正量
ΔX,ΔYの設定方法を説明する。まず同図に示すよう
に、インナリード2とバンプ3が2つの視野内で共にア
ライメントされた状態にする。実際には図10に示すT
Vカメラ29a,29bの検出画像を図示しないモニタ
で観察しながら、XYθステージを手動で動かしアライ
メントすれば良い。アライメント後、図20に示すリー
ド位置検出51とチップ位置検出52を実行し、第1リ
ード位置とチップコーナ位置を本実施例で前述したアル
ゴリズムにより自動検出する。これら2つの位置の差と
して、両視野内の第1リード位置補正量が各々求まる。
この方法はICチップ4の周辺パターンの見え方に応じ
て、修正量を求めることができる。また品種による変更
も、ボンディング前に一度手動アライメントを実施する
だけで良く、簡単に行える。また設計値を使っていない
ことから、精度の悪いワークに対しても、最適な修正量
を与えることが可能である。
First, a method of setting the first lead position correction amounts ΔX and ΔY shown in FIG. 14 will be described. First, as shown in the drawing, the inner leads 2 and the bumps 3 are aligned together in two fields of view. Actually, T shown in FIG.
The XYθ stage may be manually moved and aligned while observing the detection images of the V cameras 29a and 29b on a monitor (not shown). After the alignment, the lead position detection 51 and the chip position detection 52 shown in FIG. 20 are executed, and the first lead position and the chip corner position are automatically detected by the algorithm described in the present embodiment. As the difference between these two positions, the first lead position correction amount in both fields of view is obtained.
According to this method, the correction amount can be obtained according to the appearance of the peripheral pattern of the IC chip 4. Further, the change depending on the type can be easily performed only by performing the manual alignment once before the bonding. Further, since the design values are not used, it is possible to provide an optimum correction amount even for a workpiece with low accuracy.

【0121】次に図12に示す各視野位置O1,O2の設
定方法を説明する。これには図24(a)に示すチップ
ステージ6上に位置合わせマーク60を設け、これを利
用する。チップステージ6の黒塗装された表面は暗く検
出されるため、マーク60は明るく検出できる材質が表
面となるようにパターンを形成したものである。チップ
ステージ6はXYθステージ36のθステージ上に固定
し、前記位置合わせマーク60がθステージの回転中心
と一致するように組立てる。組立ての際は、θステージ
を回転しながらマーク60を観察し、その動きから偏心
方向を知る。これより微調機構61を用いチップステー
ジ6を微動することにより、マーク60とθステージの
回転中心の偏心をなくす。
Next, a method of setting the visual field positions O 1 and O 2 shown in FIG. 12 will be described. For this purpose, an alignment mark 60 is provided on the chip stage 6 shown in FIG. Since the black-painted surface of the chip stage 6 is detected as dark, the mark 60 is formed by patterning so that the material that can be detected brightly is the surface. The chip stage 6 is fixed on the θ stage of the XYθ stage 36, and is assembled so that the alignment mark 60 coincides with the rotation center of the θ stage. At the time of assembly, the mark 60 is observed while rotating the θ stage, and the eccentric direction is known from its movement. By finely moving the chip stage 6 using the fine adjustment mechanism 61, the eccentricity between the mark 60 and the rotation center of the θ stage is eliminated.

【0122】さらにこの位置合わせマーク60を同図
(b)に示すように、各視野5内で検出し、視野内での
マーク60の位置及び検出した時のステージ位置から、
両視野の原点位置O1,O2をステージ座標系で求めるこ
とができる。
Further, as shown in FIG. 13B, the alignment mark 60 is detected in each field of view 5, and based on the position of the mark 60 in the field of view and the stage position at the time of detection,
The origin positions O 1 and O 2 of both visual fields can be obtained in the stage coordinate system.

【0123】次に視野内の位置合わせマーク60の位置
を検出する手段の一実施例を図24(b)で説明する。
まずXYθステージ36を移動し、視野5内に位置合わ
せマーク60を位置決めする。このマーク60をTVカ
メラで撮像、2値化後、リード位置検出と同様に“1”
部投影波形を作成する。投影幅は画像全面とし、XY両
方向について投影した波形に対し、適当な閾値との交点
を求め、それらの中点からマーク60の視野内での位置
を求める。他の実施例としては、同図(c)に示すよう
に、基準パターン記憶領域59内に記憶した位置合わせ
マーク60の2値画像と、マーク60を検出した視野5
の画像とで、公知の技術であるパターンマッチングを行
うことで、マーク60の位置が求まる。また他の実施例
としては、視野5の画像内に検出されたマーク60の外
周に、カーソル等を外接することでも、位置を求めるこ
とが可能である。
Next, an embodiment of a means for detecting the position of the alignment mark 60 in the field of view will be described with reference to FIG.
First, the XYθ stage 36 is moved to position the alignment mark 60 within the visual field 5. This mark 60 is imaged by a TV camera, binarized, and then "1" in the same manner as the lead position detection.
Create a partial projection waveform. The projection width is set on the entire surface of the image, the intersections with appropriate threshold values are obtained for the waveforms projected in both the XY directions, and the position of the mark 60 in the visual field is obtained from the midpoints thereof. As another embodiment, as shown in FIG. 9C, a binary image of the alignment mark 60 stored in the reference pattern storage area 59 and the field of view 5 where the mark 60 is detected are displayed.
The position of the mark 60 is obtained by performing pattern matching, which is a well-known technique, with the image. As another embodiment, the position can be obtained by circumscribing a cursor or the like on the outer circumference of the mark 60 detected in the image of the visual field 5.

【0124】次に図25により、本発明によるボンディ
ング位置39でインナリード2とバンプ3を同時検出し
てアライメント方式の特徴を生かした、インナリードボ
ンディング方法の実施例を示す。
Next, FIG. 25 shows an embodiment of the inner lead bonding method utilizing the feature of the alignment method by simultaneously detecting the inner leads 2 and the bumps 3 at the bonding position 39 according to the present invention.

【0125】図25(a)はボンディング対象近傍の構
成を示し、62はテープ1を案内するテープガイド、6
3はテープガイド62と連結したテープ用Zステージで
ある。アライメントは、ICチップ4を動かすことで、
固定したインナリード2にバンプ3を位置合わせする。
このためインナリード2とバンプ3の間にはわずかな隙
間が設けられている。アライメント終了後、この状態で
ツール7に熱圧着すると、同図(b)に示すように、イ
ンナリード2の曲がった部分でクラック64が発生しや
すくなる。また同図(c)に示すように、押付中にイン
ナリードが横ずれを起こし、圧着後のアライメント精度
が悪化する場合がある。横ずれは、ツール7の圧着面の
ICチップ4面に対する平行出し不良、或はツール7の
押付方向がICチップ4に対し垂直でないといったこと
が原因として考えられる。
FIG. 25 (a) shows the structure near the bonding target, 62 is a tape guide for guiding the tape 1, 6 is a tape guide.
Reference numeral 3 denotes a tape Z stage connected to the tape guide 62. Alignment is done by moving the IC chip 4,
The bump 3 is aligned with the fixed inner lead 2.
Therefore, a slight gap is provided between the inner lead 2 and the bump 3. When the tool 7 is thermocompression bonded in this state after the alignment is completed, cracks 64 are likely to occur in the bent portion of the inner lead 2 as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 3C, the inner lead may be shifted laterally during pressing, and the alignment accuracy after crimping may be deteriorated. The lateral displacement may be caused by poor parallelism of the crimping surface of the tool 7 to the surface of the IC chip 4 or the pressing direction of the tool 7 not perpendicular to the IC chip 4.

【0126】上記問題の解決方法としては、図25
(d)に示すように、アライメント終了後、テープ用Z
ステージ63を下降し、インナリード2をバンプ3に近
接させてから圧着する。このようにすることで同図
(e)に示すように、インナリード2を曲げずにボンデ
ィングできることにより、クラック64の発生を防止で
きる。一方、インナリード2の横ずれは、ツール7の押
付けではほとんど発生しない。但しアライメント後にテ
ープ用Zステージ63を駆動するため、このステージの
移動方向がICチップ4に対し傾いていると、同図
(c)と同様な横ずれが発生する。これは再現性のある
現象のため、アライメント方法で対応できる。すなわ
ち、図21(a)に示すようにアライメントの目標位置
となる各視野のリード位置Lに、テープ用Zステージ6
3の動作に起因したずれ量分をオフセット量として加
え、これを目標位置としてアライメントする。この方法
では、インナリード2とバンプ3はずれた状態でアライ
メントされる。アライメント後、テープ用Zステージ6
3が下降するとインナリードは一定量だけ横ずれし、こ
れにより図25(d)の状態で正しくアライメントでき
る。
As a solution to the above problem, FIG.
After the alignment is completed, as shown in FIG.
The stage 63 is lowered, and the inner leads 2 are brought close to the bumps 3 and then pressed. By doing so, the bonding can be performed without bending the inner lead 2 as shown in FIG. On the other hand, the lateral displacement of the inner lead 2 hardly occurs when the tool 7 is pressed. However, since the tape Z stage 63 is driven after alignment, if the moving direction of this stage is tilted with respect to the IC chip 4, lateral displacement similar to that in FIG. Since this is a reproducible phenomenon, it can be dealt with by an alignment method. That is, as shown in FIG. 21A, the tape Z stage 6 is placed at the lead position L of each visual field, which is a target position for alignment.
The amount of deviation caused by the operation of 3 is added as an offset amount, and this is used as a target position for alignment. In this method, alignment is performed with the inner leads 2 and the bumps 3 separated. After alignment, Z stage 6 for tape
When 3 is lowered, the inner leads are laterally displaced by a certain amount, which allows correct alignment in the state of FIG.

【0127】また上記ずれ量はテープ用Zステージ63
の下降前後でリード位置検出し、両者の差から求めるこ
とが可能である。
The above-mentioned deviation amount is determined by the Z stage 63 for the tape.
It is possible to detect the lead position before and after the lowering of the position, and obtain the position from the difference between the two.

【0128】なお本実施例ではICチップ4の対角の2
つのコーナ部を検出していたが、2つのコーナ部であれ
ば、特に対角部分でなくともよい。また2つの視野を2
ヘッドで同時検出していたが、1ヘッドの検出系で、こ
れを移動することにより、2つの視野を検出してもよ
い。また本実施例で述べた位置検出方法は、1視野だけ
の場合にも適用でき、XY方向のアライメントに適用可
能なことは言うまでもない。また本実施例は公知のパタ
ーンマッチング技術を利用したチップ、テープ位置検出
方法と併用し、最終的にアライメントを高精度化する部
分として適用可能である。また本実施例では斜方照明用
にリング照明装置20を用いていたが、これは複数のガ
ラスファイバで構成した照明装置等の均一に対象を斜め
から照明する機能を持つものであれば代替可能である。
また落射照明も対物レンズ14を通して導光することを
限定するものではなく、対物レンズ14と対象との間か
ら導光することも可能である。
In this embodiment, the diagonal of the IC chip 4 is 2
Although two corners have been detected, the corners need not be particularly diagonal if they are two corners. 2 fields of view
Although the heads have been simultaneously detected, the two visual fields may be detected by moving the detection system with one head. In addition, the position detection method described in the present embodiment can be applied to only one visual field, and it is needless to say that it can be applied to alignment in the XY directions. In addition, this embodiment can be applied as a part for improving the accuracy of the alignment by using together with the chip and tape position detecting method using the known pattern matching technique. In addition, although the ring illuminator 20 is used for oblique illumination in this embodiment, any other illuminator such as an illuminator composed of a plurality of glass fibers can be substituted as long as it has a function of uniformly illuminating an object obliquely. Is.
Further, epi-illumination is not limited to be guided through the objective lens 14, and it is possible to guide light from between the objective lens 14 and the object.

【0129】本発明はICチップ4が供給後、完全に非
接触でXYθ方向のアライメントを実現するものであ
り、アライメント時のチップの割れ、欠けといった不良
発生を防止できる。
According to the present invention, after the IC chip 4 is supplied, the alignment in the XYθ directions is completely realized without contact, and it is possible to prevent the occurrence of defects such as chipping or chipping during alignment.

【0130】次に本発明に用いられる加圧機構の実施例
について図面により説明する。
Next, an embodiment of the pressing mechanism used in the present invention will be described with reference to the drawings.

【0131】図26は本発明によるボンディングツール
の上下動機構である。(a)は正面図、(b)は側面図
を示す。ベース501に対してY方向に摺動可能に取付
けられたツールステージ502は、永久磁石型直流サー
ボモータ503により駆動されている。ツールステージ
502上にはツール駆動用の永久磁石型直流サーボモー
タ505があり、減速用のハーモニックドライブ507
を介してリンク機構508の入力リンク508aの角度
を変化させうるようになっている。上記リンク機構の出
力リンク508cは、摺動案内機構517に沿って上下
動可能であり、これと結合されたツールサポート509
及びツール510が上下に動く。ツールサポート509
には切欠き509aが施してあり、ツール先端にZ方向
の力成分518が加えられると、図27に示すように弾
性変形し、ロードセル511をツールサポート上面に押
付ける。ロードセル511はその接触力に応じた歪信号
を発生する。ロードセル511とツールサポート509
上面との間隔はネジ512を微調整することにより変化
させることができる。上記間隔の初期調整は、ツール5
10が図27の力518に相当する外力を受けない状態
において、ロードセル511とネジ512との間に接触
力が発生する位置までネジ512をしめこむことにより
行う。
FIG. 26 shows a vertical movement mechanism of the bonding tool according to the present invention. (A) shows a front view and (b) shows a side view. The tool stage 502 slidably mounted in the Y direction with respect to the base 501 is driven by a permanent magnet type DC servo motor 503. On the tool stage 502, there is a permanent magnet type DC servo motor 505 for driving the tool, and a harmonic drive 507 for deceleration.
The angle of the input link 508a of the link mechanism 508 can be changed via the. The output link 508c of the link mechanism can be moved up and down along a slide guide mechanism 517, and a tool support 509 coupled to the output link 508c.
And the tool 510 moves up and down. Tool support 509
Has a notch 509a, and when a force component 518 in the Z direction is applied to the tip of the tool, it elastically deforms as shown in FIG. 27 and presses the load cell 511 against the upper surface of the tool support. The load cell 511 generates a strain signal according to the contact force. Load cell 511 and tool support 509
The distance from the upper surface can be changed by finely adjusting the screw 512. The tool 5 is used for initial adjustment of the above intervals.
This is performed by inserting the screw 512 to a position where a contact force is generated between the load cell 511 and the screw 512 when the external force corresponding to the force 518 in FIG.

【0132】次にシステムのブロック図を図28に示
す。この図において、519はボンディング装置全体の
管理を行なう主制御装置であり、一点鎖線で示した52
0がツール上下動制御装置である。主制御装置519か
ら送出されるボンディング指令522はボンディングア
ルゴリズム523により処理されて、ツールの駆動制御
が行なわれる。ボンディングが終了するとボンディング
アルゴリズムはボンディング中のデータを解析し、結果
を主制御装置519に送信521する。
Next, a block diagram of the system is shown in FIG. In this figure, reference numeral 519 denotes a main control unit for managing the entire bonding apparatus, which is indicated by a dashed line 52.
Reference numeral 0 denotes a tool vertical movement control device. A bonding command 522 sent from main controller 519 is processed by bonding algorithm 523 to control the drive of the tool. When the bonding is completed, the bonding algorithm analyzes the data being bonded and sends 521 the result to main controller 519.

【0133】このボンディングアルゴリズムの内容につ
いては後に詳細を記述する。
The details of this bonding algorithm will be described later.

【0134】ツール上下動制御装置520では、ツール
上下動駆動モータ505に直結された光学式エンコーダ
506の出力パルス信号528をカウンタ529に入力
して計数処理を行なうことにより、ツールのZ方向の位
置を検出している。又並行して、上記モータ505の回
転角変位525とツール510の変位とで定まるロード
セルの力検出値527を、増幅器530を介してA/D
変換器531に入力し、デジタル量として取り込んでい
る。以上のツールZ方向位置の検出と力検出とは、同一
の時間間隔で行ない、これをもとにボンディングアルゴ
リズム523が、各時間間隔内にて所定の演算を行なっ
て、モータ505に出力する電流値を定めている。この
出力電流指令値は、電流増幅器524に入力され、モー
タの電流が制御される。
In the tool vertical movement control device 520, the output pulse signal 528 of the optical encoder 506 directly connected to the tool vertical movement drive motor 505 is input to the counter 529 to perform a counting process, thereby the position of the tool in the Z direction. Is being detected. At the same time, the force detection value 527 of the load cell determined by the rotational angle displacement 525 of the motor 505 and the displacement of the tool 510 is sent to the A / D via the amplifier 530.
It is input to the converter 531 and is captured as a digital amount. The above-described detection of the tool Z direction position and force detection are performed at the same time interval, and based on this, the bonding algorithm 523 performs a predetermined calculation within each time interval and outputs the current to the motor 505. The value is set. This output current command value is input to the current amplifier 524, and the current of the motor is controlled.

【0135】上記の構成のツール上下動駆動機構の動作
について図29及び図30のフローチャートに従って説
明する。
The operation of the tool up / down drive mechanism having the above configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 29 and 30.

【0136】各ボンディング動作の開始前、ツールステ
ージ502は後方に退避しており、チップとリードとの
アライメントが終了するのを待っている状態にある(3
02)。この状態にて主制御装置519からの通信を常
時監視し、ボンディング指令の有無を判定している(3
04)。主制御装置519はアライメントが終了する
と、チップ位置のY座標Ty,加圧力目標値FB,加圧時
間目標値TBの各データを、ボンディング指令とひとま
とまりのブロックとして送信する。ツール上下動制御装
置520はこれを受けるとそれぞれのデータを制御プロ
グラムの変数として記憶した後、ツール上下動機構の駆
動制御状態に移る(306)。
Before the start of each bonding operation, the tool stage 502 is retracted backward, and is in a state of waiting for completion of alignment between the chip and the lead (3).
02). In this state, the communication from main controller 519 is constantly monitored to determine the presence or absence of a bonding command (3.
04). When the alignment is completed, main controller 519 transmits each data of chip position Y coordinate Ty, pressing force target value F B , and pressurization time target value T B as a bonding command and a block. Upon receipt of this, the tool vertical movement control device 520 stores each data as a variable of the control program, and then shifts to the drive control state of the tool vertical movement mechanism (306).

【0137】ツールはまずZ方向に上限界点に移動し、
停止する(308)。次にツールステージがY方向前方
に移動し、チップ位置Tyに停止する(310)。次に
ツールがZ方向に移動して、ツール先端とチップとの距
離が所定の値になると予想できる点Azまで接近し、停
止する(312)。次にあらかじめ定めておいた速度指
令値Vrefを制御アルゴリズムの指令値に代入し(3
14)、速度制御アルゴリズムを用いてツールのZ方向
の速度を一定値に保ちつつツールをチップ及びリードへ
と接近させる(316)。このとき同時にロードセルか
らの信号値を監視して、ツールとチップとの接触の有無
を判定する(318)。以後、所定の時間間隔で(31
6)及び(318)の処理をくり返し、ロードセルから
検出する信号値が加圧力の目標値に相当する値になるま
で続ける(320)。
The tool first moves to the upper limit point in the Z direction,
Stop (308). Next, the tool stage moves forward in the Y direction and stops at the tip position Ty (310). Next, the tool moves in the Z direction, approaches the point Az where the distance between the tool tip and the tip can be expected to reach a predetermined value, and stops (312). Next, the predetermined speed command value Vref is substituted into the command value of the control algorithm (3
14) Using the speed control algorithm, the tool approaches the chip and the lead while keeping the speed of the tool in the Z direction at a constant value (316). At this time, the signal value from the load cell is monitored at the same time, and the presence or absence of contact between the tool and the chip is determined (318). Thereafter, at predetermined time intervals (31
6) and (318) are repeated until the signal value detected from the load cell reaches a value corresponding to the target value of the pressing force (320).

【0138】加圧力目標値に対応するロードセルの検出
信号値に対してフィードバックの制御を行ない(32
2)、加圧時間目標値と実際に加圧力のフィードバック
制御を行なった時間とが等しくなった時点で(32
4)、ツールをZ方向に上限界点まで移動し停止する
(326)。更にツールステージをY方向後方限界点ま
で移動し停止した後(328)、加圧の力検出値の偏差
分布を集計し(330)、結果を主制御装置へ送信し
て、1サイクルを終える(332)。
Feedback control is performed on the detection signal value of the load cell corresponding to the target pressure value (32).
2) At the point in time when the target pressurization time and the time during which the feedback control of the pressing force is actually performed become equal (32)
4) The tool is moved to the upper limit point in the Z direction and stopped (326). Further, after moving the tool stage to the rear limit point in the Y direction and stopping it (328), the deviation distribution of the force detection value of the pressurization is totaled (330), the result is transmitted to the main controller, and one cycle is finished ( 332).

【0139】図31に、本実施例によるツールの動きを
模式的に示す。図31(a)は各座標の時間変化であ
る。(b)はツールの空間的移動を示している。,
が位置決めをするモードであり、〜丸10は低速度でツ
ールを降下させつつ力を検出しつづけるモード、そして
丸11,丸12が検出された力をもとにフィードバック制御
して、加圧力を目標値に保持するモードである。
FIG. 31 schematically shows the movement of the tool according to this embodiment. FIG. 31 (a) shows the time change of each coordinate. (B) shows the spatial movement of the tool. ,
Is a mode for positioning, ~ circle 10 is a mode that continues to detect force while lowering the tool at low speed, and circles 11 and 12 perform feedback control based on the detected force to reduce the pressing force. In this mode, the target value is maintained.

【0140】それぞれのモードにおける制御演算方式を
ブロック図により、図32に示す。この図において、5
31は、図28における電流増幅器524、モータ50
5、及び光学式エンコーダ506を統合したブロックで
あり、以後モータ系と呼ぶこととする。又、532は、
時系列信号の前後2項の差分をとる差分要素であり、同
図においてはモータ系の出力であるモータ出力軸回転角
度を近似微分して、回転速度をディジタル量として得る
機構である。533はサンプルホールド要素、534は
差分要素、532と逆の要素であり、近似積分を行う積
分器である。ZはZ変換因子である。
FIG. 32 is a block diagram showing a control calculation method in each mode. In this figure, 5
31 is the current amplifier 524 and the motor 50 in FIG.
5 and an optical encoder 506, which will be hereinafter referred to as a motor system. 532 is
This is a difference element that takes the difference between the two terms before and after the time-series signal, and is a mechanism for approximating the rotation angle of the motor output shaft, which is the output of the motor system, to obtain the rotation speed as a digital amount in the figure. 533 is a sample-and-hold element, 534 is a difference element and an element opposite to 532, and is an integrator that performs approximate integration. Z is a Z conversion factor.

【0141】各モードにおいて、モータ系への出力mの
時系列m(K)(K=1,2,…)は次の様に演算され
る。
In each mode, the time series m (K) (K = 1, 2, ...) Of the output m to the motor system is calculated as follows.

【0142】 (a)m(K)=Kp(θr(K)−θ(K))−Kv{θ(K)−θ(K−1)} このモードではθrは一定値でなく、与えられた初期位
置と目標位置との間を内分した値を用いる。
(A) m (K) = Kp (θr (K) −θ (K)) − Kv {θ (K) −θ (K−1)} In this mode, θr is not a constant value but is given. The value obtained by internally dividing between the initial position and the target position is used.

【0143】 (b)i(K)=i(K−1)+Kvi{vref−(θ(K)−θ(K−1))};i(θ)≡0 m(K)=i(K)−Kvv{θ(K)−θ(K−1)} 前述の如く、このモードではvrefは一定値としてい
る。
(B) i (K) = i (K−1) + K vi {v ref − (θ (K) −θ (K−1))}; i (θ) ≡0 m (K) = i (K) −K vv {θ (K) −θ (K−1)} As described above, in this mode, v ref is a constant value.

【0144】 (c)i(K)=i(K−1)+Kfi{Fref−KF(θ(K)−TZ(K))} m(K)=i(K)−Kff{Fref−KF(θ(K)−TZ(K))} このモードもFrefは一定として用いている。(C) i (K) = i (K−1) + K fi {F ref −K F (θ (K) −T Z (K))} m (K) = i (K) −K ff {F ref −K F (θ (K) −T Z (K))} In this mode, Fref is also used as a constant.

【0145】以上述べたツール上下動機構によってボン
ディングを行なわせる際、図33に示すような条件設定
を実現できる。まず、ツールが接触する対象の反発力特
性KFにより、加圧力の増加速度すなわち図33におけ
る傾きは、ほぼKF・Vrefで与えられる。従って、設定
可能なパラメータである低速指令値を任意に変更するこ
とにより、加圧力の立上りにおける傾きは任意に実現可
能である。又、加圧力目標値Frefも、プログラム中の
一変数とできるため、任意に変更可能である。
When bonding is performed by the tool vertical movement mechanism described above, the condition setting as shown in FIG. 33 can be realized. First, the rate of increase of the pressing force, that is, the inclination in FIG. 33, is given by approximately K F · V ref due to the repulsive force characteristic K F of the object contacted by the tool. Therefore, by arbitrarily changing the low-speed command value, which is a parameter that can be set, the inclination at the rise of the pressing force can be arbitrarily realized. Also, the pressing force target value F ref can be arbitrarily changed because it can be a variable in the program.

【0146】本実施例の応用例として、ボンディング対
象のチップ上のバンプに高さ偏りがある場合への対応を
述べる。図34は応用例のフローチャート、図35は本
応用例におけるツールとバンプとの挙動を示したもので
ある。
As an application example of this embodiment, a description will be given of a case where bumps on a chip to be bonded have uneven height. FIG. 34 is a flowchart of the application example, and FIG. 35 shows the behavior of the tool and the bump in the application example.

【0147】初期においてツールはペレット(ICチッ
プ)およびリードとは離れた状態にある(400)。ボ
ンディング開始の指令があると制御装置はツールの移動
量を検出してこれを現在値としてメモリに保持する(4
02)。続いて初期加圧力f0を加圧力設定値frに代入
したのちツール駆動制御プログラムの繰返し実行にうつ
る。
The tool is initially separated from the pellet (IC chip) and the leads (400). When there is a command to start bonding, the control device detects the amount of movement of the tool and holds this as a current value in the memory (4).
02). Subsequently, after substituting the initial pressing force f 0 into the pressing force set value fr, the process returns to the repetitive execution of the tool drive control program.

【0148】まず加圧力が検出され(406)、加圧力
設定値frに対するサーボ演算動作が行なわれ、その結
果がツールの駆動力を変化する手段に出力される(40
8)。続いてツールの移動量が検出され、前回検出した
時の値x0と比較される(410,412)。x0とxn
が等しくなくツールが移動中でれば、加圧力設定値fr
はそのままの値に保持したまま繰返し部分の先頭に戻
る。これはツールが未だペレットに接触してないか、バ
ンプを初期加圧力f0以下の加圧力でつぶしているかの
どちらかの状態に対応する。
First, the pressing force is detected (406), a servo operation is performed on the pressing force set value fr, and the result is output to the means for changing the driving force of the tool (40).
8). Subsequently the amount of movement of the tool is detected, it is compared with the value x 0 when the previously detected (410, 412). x 0 and x n
If the Dere tool is moving not equal, pressure setting value f r
Returns to the beginning of the repeated part while keeping the value as it is. This corresponds to either the state where the tool is not yet in contact with the pellet or the state where the bump is crushed with a pressure force equal to or lower than the initial pressure force f 0 .

【0149】x0とxnが等しくなりツールの移動がなか
った場合は加圧力設定値frを増分Δfだけ増加させて繰
返し部分の先頭に戻る(414,416)。これはツー
ルがバンプを加圧したまま両者がつり合っている状態に
相当する。
When x 0 is equal to x n and the tool has not moved, the pressing force setting value fr is increased by the increment Δf and the process returns to the beginning of the repeated portion (414, 416). This corresponds to a state where the tool is pressing the bumps and the two are in balance.

【0150】この繰返しを加圧力設定値frが所定のボ
ンディング開始可能加圧力Fcより大きくなるまで続け
た後に、あらかじめ定められたボンディング荷重Fb
加圧力設定値としたボンディング動作を行ない(41
8)、その後ツールを後退させてボンディングを終了す
る(420,422)。この際に、Fcの値は充分に多
数のバンプがツールと接触状態になることを条件として
実験的に定める。
[0150] After continued until pressure setpoint this repetition f r becomes greater than the predetermined bonding startable pressure Fc, performs a bonding operation in which the bonding load F b predetermined and pressure-force setting value (41
8) After that, the tool is retracted to complete the bonding (420, 422). At this time, the value of Fc is experimentally determined on condition that a sufficiently large number of bumps come into contact with the tool.

【0151】図35は上記のアルゴリズムの進行に対応
するツール7とバンプ3a,3bとの接触状態の変化を
図示したものである。ここでは理解の容易さのために、
図示するバンプ3は最も初期にツール7と接触するバン
プ3a、及び加圧力設定値frがFcより大きくなる以
前において最も遅くツール7と接触状態になったバンプ
3bとの2つのバンプに限っている。
FIG. 35 illustrates a change in the contact state between the tool 7 and the bumps 3a and 3b corresponding to the progress of the above algorithm. Here, for ease of understanding,
The illustrated bumps 3 are limited to two bumps: a bump 3a which comes into contact with the tool 7 at the earliest time, and a bump 3b which comes into contact with the tool 7 at the latest time before the pressure setting value fr becomes larger than Fc. .

【0152】同図(a)はツール7がどのバンプ3とも
接触せずに初期加圧力f0を設定値として降下している
状態である。(b)はツール7がバンプ3aに接触し
て、加圧力f0でつり合った状態を示している。(c)
は加圧力を次第に増加させながらバンプ3aを押しつぶ
しながらツール7が降下している状態であり、このとき
加圧力はバンプ3aを押しつぶし続けるのに必要な最小
限の値をとるため、衝撃力や過大な加圧力はバンプ3a
にはかからない。(d)はツール7降下が更にすすみ、
バンプ3bがツール7と接触する直前の状態である。こ
のときは、バンプ3aを含む所定の個数のバンプ3が、
加圧力Fc−Δfにより押しつぶされている。(e)は
バンプ3bがツール7に接触し、加圧力設定値がFcよ
り大きくなった状態で、この状態からボンディング荷重
をあらかじめ定められた値Fbとした正規のボンディン
グを行なう。
FIG. 17A shows a state in which the tool 7 does not come into contact with any of the bumps 3 and drops with the initial pressure f 0 as a set value. (B) the tool 7 is in contact with the bump 3a, and shows a state in which balanced in pressure f 0. (C)
Is a state in which the tool 7 descends while crushing the bump 3a while gradually increasing the pressing force. At this time, the pressing force takes a minimum value necessary to continue crushing the bump 3a, so that the impact force or excessive Pressing force is bump 3a
It does not start. (D) Tool 7 descends further,
This is a state immediately before the bump 3b comes into contact with the tool 7. At this time, a predetermined number of bumps 3 including the bumps 3a are
It is crushed by the pressing force Fc-Δf. (E) the bump 3b is in contact with the tool 7, with the pressure set value is larger than Fc, performing bonding of regular was predetermined value F b the bonding load from this state.

【0153】本応用例によれば、ICチップ(ペレッ
ト)4ごとにバンプ3の高さに誤差がある場合でも、ツ
ール7とバンプ3との接触時における衝撃的な荷重変化
があらかじめ定めた初期加圧力以内に抑えられる効果が
ある。又、ボンディング初期における少数のバンプ3へ
の過大な加圧力が回避される効果がある。
According to this application example, even when there is an error in the height of the bump 3 for each IC chip (pellet) 4, the impact load change at the time of contact between the tool 7 and the bump 3 is determined in the initial stage. It has the effect of being suppressed within the pressing force. In addition, there is an effect that an excessive pressure applied to a small number of bumps 3 at the initial stage of bonding is avoided.

【0154】本実施例によれば、加圧力のパラメータが
ボンディング中に変更可能なため、対象の特性に合わせ
た条件設定、アルゴリズム変更が可能となり、チップに
対するダメージ低減に効果がある。
According to this embodiment, since the parameter of the pressing force can be changed during the bonding, it is possible to set the conditions and change the algorithm according to the target characteristics, and it is effective in reducing damage to the chip.

【0155】次に本発明に用いられるボンディングツー
ルの加熱方法について説明する。
Next, a method of heating the bonding tool used in the present invention will be described.

【0156】従来ボンディングツール700は、通常イ
ンコネルで、ボンディング部に焼結ダイヤモンドをはり
つけた図36(a)に示す構造である。
The conventional bonding tool 700 is usually Inconel and has a structure shown in FIG. 36 (a) in which sintered diamond is adhered to the bonding portion.

【0157】ボンディング品質向上には、ツール700
の先端のボンディング面の温度が、均一であることが必
要である。図37(a),(b),(c)は種々のツー
ル形状を仮定して、ツールの温度分布をシミュレーショ
ンした結果である。ツール内温度分布が最も均一となる
のは、図37(c)の凹形ツール形状であり、図36
(b)に示す形状のツールを試作し、実験した結果、ツ
ールボンディング面内温度分布を±2℃以内にすること
ができた。このため、図36(b)に示す形状をとるこ
とにより、ボンディングの品質を向上させることができ
る。
To improve the bonding quality, the tool 700 is used.
It is necessary that the temperature of the bonding surface at the tip of is uniform. FIGS. 37 (a), (b) and (c) show the results of simulating the temperature distribution of the tool assuming various tool shapes. The temperature distribution in the tool is most uniform in the concave tool shape shown in FIG. 37 (c).
As a result of experimentally producing a tool having the shape shown in FIG. 3B and conducting an experiment, the temperature distribution in the tool bonding plane could be kept within ± 2 ° C. Therefore, by taking the shape shown in FIG. 36B, the quality of bonding can be improved.

【0158】なお、図36、図37において、700は
ボンディングツールで、701はヒータ、702は熱電
対、703は等温線である。
In FIGS. 36 and 37, 700 is a bonding tool, 701 is a heater, 702 is a thermocouple, and 703 is an isotherm.

【0159】また、従来のツール形状は、図36(a)
に示したようにツール700の加熱には、ツール700
の上方に埋め込まれたヒータ701で行なっている。構
造上、ボンディング面への熱の供給は、インコネルのツ
ール700を通しての熱伝導で行なっている。このため
ツール表面からの輻射による熱損失のため、ツール内温
度分布は、図37(b)の如くならざるを得ず、ボンデ
ィング部の温度の均一化に難点がある。また連続でボン
ディングした場合には、一回毎のツール温度の低下が起
り、その回復には数秒を要し、ボンディングタクトタイ
ムの増加、スループットの低下を招いていた。そこで、
図38に示すように、ツール700の周囲を囲むヒータ
ブロック704から熱を供給する構造とすることで、よ
りボンディング部の温度の均一化をはかることができ
る。
A conventional tool shape is shown in FIG.
As shown in the figure, the heating of the tool 700 requires the tool 700
Is carried out by a heater 701 embedded above. Structurally, heat is supplied to the bonding surface by conduction through an Inconel tool 700. Therefore, due to heat loss due to radiation from the tool surface, the temperature distribution inside the tool is inevitably as shown in FIG. 37 (b), and there is a difficulty in making the temperature of the bonding portion uniform. Further, in the case of continuous bonding, the tool temperature is lowered each time, and it takes several seconds to recover the temperature, which results in an increase in bonding tact time and a decrease in throughput. Therefore,
As shown in FIG. 38, by adopting a structure in which heat is supplied from a heater block 704 surrounding the periphery of the tool 700, the temperature of the bonding portion can be made more uniform.

【0160】一方、TABのインナボンダは、ボンディ
ング温度が450〜550℃と高い為、チップにかかる
熱衝撃が極めて大きい点が一つの問題である。とくに、
加圧をともなう加熱方式のため、ボンディングによるチ
ップダメージ、テープ変形等の問題も、チップ大形化、
多ピン化により益々問題となる状況にある。そこでイン
ナボンディング装置の大半は、図39(a)に示した如
く、ステージ600の中に棒状その他の形状にヒータ6
01を配置して、実施250℃程度の予熱が可能となる
ように設計している。この構造の問題点は、1つはステ
ージ600の温度分布の均一性についてほとんど考慮が
なされていない点であり、もう1つは、ボンディング時
の加圧が、通常3〜10Kgf程度は行なわれるため、
場合によってはヒータ601の破損を招くことであっ
た。
On the other hand, since the bonding temperature of the TAB inner bonder is as high as 450 to 550 ° C., one of the problems is that the thermal shock applied to the chip is extremely large. Especially,
Since it is a heating method with pressurization, the problem of chip damage due to bonding, tape deformation, etc.
The situation is becoming more and more problematic due to the increasing number of pins. Therefore, in most of the inner bonding apparatuses, as shown in FIG.
No. 01 is arranged so that preheating at about 250 ° C. is possible. One of the problems with this structure is that little consideration is given to the uniformity of the temperature distribution of the stage 600, and the other is that the pressure applied during bonding is usually 3 to 10 kgf. ,
In some cases, the heater 601 may be damaged.

【0161】そこで本実施例では、その点を考慮し、ツ
ールの支持ステージ600を円形として、その周囲をリ
ング状ヒータ602で囲む構造とした点である。このこ
とにより、ステージ上では、ほぼ均一な温度分布が得ら
れ、しかもツール加圧による荷重がヒータ602には伝
達されないため、ヒータの破損を防ぐことができる。
In view of this, the present embodiment has a structure in which the support stage 600 of the tool is circular and the periphery thereof is surrounded by the ring-shaped heater 602. As a result, a substantially uniform temperature distribution is obtained on the stage, and a load due to tool pressurization is not transmitted to the heater 602, so that damage to the heater can be prevented.

【0162】また、インナボンダーのステージ構造は、
テープとチップの位置合せのため、ステージ全体が、X
−Y−θテーブルにのっているのが普通であった。ステ
ージ600は、ボンディングツールからの熱、あるいは
予熱による熱発生をともなうため、冷却・断熱構造をと
ることにより、X−Y−θテーブルの熱による精度低下
を防いでいる。
The stage structure of the inner bonder is as follows:
To align the tape and chip, the entire stage
It was common to be on the -Y-θ table. Since the stage 600 generates heat from the bonding tool or heat from preheating, the stage 600 has a cooling and heat insulating structure to prevent the accuracy of the XY-θ table from being lowered due to the heat.

【0163】特に予熱等を積極的に行なう場合には、発
生熱量が大きいため、図40(a)に示したごとく、ス
テージ600の周囲に放熱フイン603等をつけて熱放
散している例もある。
In particular, when preheating or the like is actively performed, since the amount of generated heat is large, as shown in FIG. 40 (a), there is also an example in which a heat radiation fin 603 is provided around the stage 600 to dissipate heat. is there.

【0164】多ピンのインナボンディング(200ピン
以上)では、予熱が有効である反面、リードとバンプの
位置合せ精度が極めて高いことが要求されるため、特に
この放熱構造が重要となる。
In the multi-pin inner bonding (200 pins or more), preheating is effective, but on the other hand, the precision of alignment between the lead and the bump is required to be extremely high. Therefore, this heat dissipation structure is particularly important.

【0165】実施例では上記の点にかんがみ、放熱をよ
り有効に行なうために、図40(b)に示すように、ス
テージ600をくりぬき構造とし水冷用水路604を設
け、水冷式としたものである。この構造の採用により、
予熱温度を従来以上に上げることは勿論、X−Y−θテ
ーブルの温度をほとんど上げることなく300℃迄の予
熱が可能となる。
In the present embodiment, in view of the above points, in order to more effectively dissipate heat, as shown in FIG. 40 (b), the stage 600 has a hollow structure and a water cooling water channel 604 is provided to make it water-cooled. . By adopting this structure,
It goes without saying that the preheating temperature is raised above the conventional level, and preheating up to 300 ° C. is possible without raising the temperature of the XY-θ table.

【0166】従来のボンディングツール700は、図4
1(a)の如く、ボンディング面内の温度均一化と、リ
ードのSnめっきなどの酸化物等の付着を極小化するた
め、ボンディング面には、焼結ダイヤモンド710をは
りつけた構造となっている。しかし焼結ダイヤモンド1
0は、焼結の際、助剤としてCoを用いるため、焼結面
の粒界等にはCoが濃縮されて残り、これに酸化物等が
付着するため、10〜50IC毎に研磨が必要である。
FIG. 4 shows a conventional bonding tool 700.
As shown in FIG. 1A, the bonding surface has a structure in which a sintered diamond 710 is attached to the bonding surface in order to make the temperature uniform in the bonding surface and to minimize the adhesion of oxides such as Sn plating on the leads. . However, sintered diamond 1
In the case of 0, since Co is used as an auxiliary agent during sintering, Co is concentrated and remains in the grain boundaries of the sintered surface, and oxides and the like adhere to it. Therefore, polishing is required every 10 to 50 ICs. Is.

【0167】分析の結果、このCoが核となり、主とし
てSnO2が付着することが判明したので、本実施例で
は、図41(b)の如く、プラズマCVD等でダイヤモ
ンド薄膜が形成可能な点に着眼し、ツール700のボン
ディング面上に15μm程度の膜711を形成して、ボ
ンディング実験を行なった。その結果、100IC程度
でも付着は希少で、しかも研磨も極めて容易であること
がわかり、有効性が確認できた。
As a result of the analysis, it was found that this Co became a nucleus and that SnO 2 mainly adhered. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 41B, the point that a diamond thin film can be formed by plasma CVD or the like was obtained. Focusing on this, a film 711 of about 15 μm was formed on the bonding surface of the tool 700, and a bonding experiment was performed. As a result, it was found that the adhesion was rare even at about 100 IC and the polishing was extremely easy, and the effectiveness was confirmed.

【0168】なお、図41において、712はヒータ
孔、713は熱電対孔を示す。
In FIG. 41, reference numeral 712 denotes a heater hole, and 713 denotes a thermocouple hole.

【0169】また従来のボンディング用ステージはステ
ージとして、セラミックやステンレスなどの剛性の高い
材料が使用されている。このためツール700のボンデ
ィング面と、チップ間の平行度がわずかに狂っていて
も、ツール700の片当りによるボンディング不良が多
発するという問題がある。この傾向はチップが大形化、
多ピン化する程著しく、ボンディング開始前の調整に、
多大の時間を要し、しかも試しうちが必要でボンディン
グ歩留りも低下するという問題もある。また従来のボン
ディング方式は硬いチップ、ステージ、ツールでボンデ
ィングするため、ツールが当った瞬間に、非常に大き
な、衝撃力が発生し、チップにダメージを生じる場合も
ある。
In the conventional bonding stage, a highly rigid material such as ceramic or stainless steel is used as the stage. Therefore, even if the parallelism between the bonding surface of the tool 700 and the chip is slightly deviated, there is a problem that defective bonding frequently occurs due to one-sided contact of the tool 700. This trend is due to the size of the chip
As the number of pins increases, the adjustment before bonding starts
There is also a problem that it takes a lot of time, and a trial process is required, so that the bonding yield is lowered. Further, in the conventional bonding method, since bonding is performed with a hard chip, stage, and tool, a very large impact force is generated at the moment when the tool is hit, which may cause damage to the chip.

【0170】図42に示す実施例では、ステージ600
上に、テフロン、シリコーンゴムあるいはポリイミドな
どの弾性体720をとりつけることにより、わずかの平
行度のずれを吸収し、しかも衝撃力を有効に吸収するも
のである。
In the embodiment shown in FIG.
By attaching an elastic body 720 such as Teflon, silicone rubber or polyimide on the upper side, a slight deviation in parallelism is absorbed and the impact force is effectively absorbed.

【0171】実施例では簡単化のため、セラミックステ
ージ上に、125μmのポリイミドテープをはりつけた
構造で実験した。これにより従来、3時間程度かかって
いた調整を、わずか30分で行ない、同等のボンディン
グ歩留りを達成でき、本実施例の効果が確認できた。な
お、図42において、(a)はボンディング前の状態
を、(b)はボンディング時の状態を示す図である。
In the examples, for simplicity, an experiment was conducted with a structure in which a 125 μm polyimide tape was adhered on a ceramic stage. As a result, the adjustment, which conventionally took about 3 hours, was performed in only 30 minutes, the same bonding yield was achieved, and the effect of this embodiment was confirmed. 42A shows a state before bonding, and FIG. 42B shows a state at the time of bonding.

【0172】従来のステージ構造は、基本的にはツール
700のボンディング面とチップ4の平行度のずれを吸
収する構造はなく、あってもメカ的なバネ構造を有する
ものに限定されている。これだけでは平行度のずれの吸
収機能は十分でなく、又ボンディング時の衝撃荷重の吸
収にも不十分である。
In the conventional stage structure, there is basically no structure for absorbing a deviation in the parallelism between the bonding surface of the tool 700 and the chip 4, and the stage structure is limited to a structure having a mechanical spring structure. This alone is not enough to absorb the deviation in parallelism, and is also insufficient to absorb the impact load during bonding.

【0173】そこで図43に示す実施例では、空気や油
等の流体の粘張挙動に着目し、上記の問題点を解決しよ
うとしたものである。すなわち、図43に示すように、
ステージ600の下方に、シリンダ構造を利用したダン
パー730を取りつけた。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 43, attention is paid to the viscous behavior of a fluid such as air or oil to solve the above problems. That is, as shown in FIG.
A damper 730 using a cylinder structure was mounted below the stage 600.

【0174】これにより、実用上問題となるわずかの平
行度ずれ(−2μm/チップ面)を吸収し、従来の平行
度調整時間、3時間を30分程度に短縮しても同等のボ
ンディング歩留りが得られることがわかった。また同上
条件下でのチップのダメージを従来の1/10以下に低
減できることがわかった。
As a result, a slight parallelism shift (-2 μm / chip surface), which poses a practical problem, is absorbed, and the same bonding yield can be obtained even if the conventional parallelism adjustment time is reduced from 3 hours to about 30 minutes. It turned out to be obtained. It was also found that the damage of the chip under the same conditions can be reduced to 1/10 or less of the conventional one.

【0175】[0175]

【発明の効果】本発明によれば、高精度な位置合わせが
できると共に、位置合せ時の精度がボンディングする時
にもそのまま保たれ、インナボンディング工程での歩留
りを向上させることができる。また、バンプの高さに誤
差がある場合でもリードやバンプに過大な加圧力や衝撃
的加圧力がかかることがなく、チップ割れやリード破
壊、リードはがれなどの接着不良が起らないという効果
がある。さらに、ツールの温度分布を均一化する等によ
り、効率的な熱圧着を行うことができる。
According to the present invention, high-accuracy positioning can be performed, and the precision at the time of positioning can be maintained as it is during bonding, and the yield in the inner bonding step can be improved. In addition, even if there is an error in the height of the bumps, excessive pressure or shock pressure is not applied to the leads and bumps, and there is an effect that adhesion defects such as chip cracks, lead destruction, and lead peeling do not occur. is there. Furthermore, efficient thermocompression bonding can be performed by making the temperature distribution of the tool uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】従来方式の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional system.

【図3】本発明の装置の全体概観図。FIG. 3 is an overall schematic view of the apparatus of the present invention.

【図4】動作部分の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of an operation part.

【図5】テープ及びスペーサの巻取り及びテンションナ
部の斜視図。
FIG. 5 is a perspective view of a winding of a tape and a spacer and a tensioner portion.

【図6】ボンディング部の拡大斜視図。FIG. 6 is an enlarged perspective view of a bonding portion.

【図7】チップステージの断面図。FIG. 7 is a sectional view of a chip stage.

【図8】ヘッド部の斜視図。FIG. 8 is a perspective view of a head unit.

【図9】位置合わせ状態図。FIG. 9 is an alignment state diagram.

【図10】ボンディング位置周辺の構成及びアライメン
ト用検出光学系の構成を示す斜視図。
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration around a bonding position and a configuration of an alignment detection optical system.

【図11】アライメント系の全体構成を示す機能ブロッ
ク図。
FIG. 11 is a functional block diagram showing an overall configuration of an alignment system.

【図12】XYθ方向の位置修正量算出方法の説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of a method of calculating a position correction amount in XYθ directions.

【図13】視野内のリード位置とチップ位置の定義の説
明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram of definitions of a lead position and a chip position in a visual field.

【図14】視野内のリード位置とチップ位置の定義の説
明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the definition of the lead position and the chip position within the visual field.

【図15】視野内のリード位置とチップ位置の定義の説
明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram of definitions of a lead position and a chip position in a visual field.

【図16】リード位置検出方法の説明図。FIG. 16 is an explanatory diagram of a lead position detection method.

【図17】チップコーナ位置検出方法の説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram of a chip corner position detection method.

【図18】バンプ位置検出方法の説明図。FIG. 18 is an explanatory diagram of a bump position detection method.

【図19】バンプ位置検出方法の説明図。FIG. 19 is an explanatory diagram of a bump position detection method.

【図20】アライメント動作フローのブロック図。FIG. 20 is a block diagram of an alignment operation flow.

【図21】ずれ量チェック方法の説明図。FIG. 21 is an explanatory diagram of a displacement amount checking method.

【図22】2視野平均アライメントの説明図。FIG. 22 is an explanatory diagram of two-field-of-view average alignment.

【図23】1視野検出状態からの復帰方法の説明図。FIG. 23 is an explanatory diagram of a method of returning from the one visual field detection state.

【図24】チップステージ位置合わせマークの説明図。FIG. 24 is an explanatory diagram of a chip stage alignment mark.

【図25】リード・バンプ近接後ボンディングの説明
図。
FIG. 25 is an explanatory diagram of bonding after lead / bump proximity.

【図26】ボンディングツールの上下動機構を示す図。FIG. 26 is a diagram showing a vertical movement mechanism of the bonding tool.

【図27】図26の要部を示す図。FIG. 27 is a diagram showing a main part of FIG. 26.

【図28】ツールの駆動制御を行うための回路ブロック
図。
FIG. 28 is a circuit block diagram for controlling driving of a tool.

【図29】ツール上下動駆動機構の動作フローチャー
ト。
FIG. 29 is an operation flowchart of a tool vertical movement drive mechanism.

【図30】ツール上下動駆動機構の動作フローチャー
ト。
FIG. 30 is an operation flowchart of a tool vertical movement drive mechanism.

【図31】ツールの動きを模式的に示す図。FIG. 31 is a diagram schematically showing the movement of a tool.

【図32】図31における各モードの制御演算方式を示
すブロック図。
32 is a block diagram showing a control calculation method of each mode in FIG. 31. FIG.

【図33】ツール上下動機構の条件設定を説明するため
の図。
FIG. 33 is a view for explaining the condition setting of the tool vertical movement mechanism.

【図34】加圧制御の応用例を示すフローチャート。FIG. 34 is a flowchart showing an application example of pressurization control.

【図35】図34におけるツールとバンプとの挙動を示
す図。
FIG. 35 is a view showing the behavior of the tool and the bump in FIG. 34;

【図36】ボンディングツールを加熱するための形状を
示す図。
FIG. 36 is a view showing a shape for heating a bonding tool.

【図37】ボンディングツールを加熱するための形状を
示す図。
FIG. 37 is a view showing a shape for heating the bonding tool.

【図38】ボンディングツールを加熱するための形状を
示す図。
FIG. 38 is a view showing a shape for heating a bonding tool.

【図39】チップステージを加熱及び冷却するための形
状を示す図。
FIG. 39 is a view showing a shape for heating and cooling the chip stage.

【図40】チップステージを加熱及び冷却するための形
状を示す図。
FIG. 40 is a view showing a shape for heating and cooling the chip stage.

【図41】ダイヤモンド薄膜を形成したツールの形状を
示す図。
FIG. 41 is a view showing a shape of a tool on which a diamond thin film is formed.

【図42】弾性体をとり付けたステージ構造を示す図。FIG. 42 is a view showing a stage structure to which an elastic body is attached.

【図43】ダンパーをとり付けたステージ構造を示す
図。
FIG. 43 is a diagram showing a stage structure to which a damper is attached.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…テープ、 2…インナリード、 3…バンプ、 4
…ICチップ、5,5a,5b…視野、 6…チップ
ステージ、7…ボンディングツール、 8…落射照明
用光源、 9…ミラー、10…絞り、 11…シャッ
タ、 12…ミラー、 13…ハーフプリズム、14…
対物レンズ、 16…斜方照明用光源、 17…ロータ
リソレノイド、18…シャッタ、 19…ガラスファイ
バー、 20…リング照明装置、21…可変絞り、 2
2…ハーフプリズム、 23…ミラー、24…フィール
ドレンズ、 25…リレーレンズ、26a,26b,2
7a,27b,28a,28b…ミラー、29a,29
b…TVカメラ、 30a,30b…TVカメラの検出
画像、31…画像処理部、 32…レンズ、 33…ミ
ラー、34…ズームレンズ、 35…TVカメラ、 3
6…XYθステージ、37…ボンディング位置の拡大
図、 38a,38b…拡大像の検出範囲、39…ボン
ディング位置、 40…A/D変換器、 41…多値メ
モリ、42…2値化回路、 43…2値メモリ、 44
…投影処理回路、45…マイコン、 46…機構制御
部、 47…検出光学系、48…スイッチ。
1 ... tape, 2 ... inner lead, 3 ... bump, 4
... IC chips, 5, 5a, 5b ... Field of view, 6 ... Chip stage, 7 ... Bonding tool, 8 ... Epi-illumination light source, 9 ... Mirror, 10 ... Aperture, 11 ... Shutter, 12 ... Mirror, 13 ... Half prism, 14 ...
Objective lens, 16: Light source for oblique illumination, 17: Rotary solenoid, 18: Shutter, 19: Glass fiber, 20: Ring illumination device, 21: Variable aperture, 2
2 ... Half prism, 23 ... Mirror, 24 ... Field lens, 25 ... Relay lens, 26a, 26b, 2
7a, 27b, 28a, 28b ... Mirror, 29a, 29
b ... TV camera, 30a, 30b ... Detection image of TV camera, 31 ... Image processing unit, 32 ... Lens, 33 ... Mirror, 34 ... Zoom lens, 35 ... TV camera, 3
Reference numeral 6: XYθ stage, 37: enlarged view of bonding position, 38a, 38b: detection range of enlarged image, 39: bonding position, 40: A / D converter, 41: multi-value memory, 42: binarization circuit, 43 ... Binary memory, 44
... Projection processing circuit, 45 microcomputer, 46 mechanism control unit, 47 detection optical system, 48 switch.

フロントページの続き (72)発明者 浜田 利満 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 岩田 尚史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 金田 愛三 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 芹沢 弘二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 田中 大之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 杉本 浩一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 酒井 俊彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松川 敬三 東京都小平市上水本1450番地株式会社日立 製作所武蔵工場内 (72)発明者 巳亦 力 東京都小平市上水本1450番地株式会社日立 製作所武蔵工場内Front page continuation (72) Inventor Toshinori Hamada, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd.Production Technology Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Naofumi Iwata, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Manufacturing Engineering Research Laboratory (72) Inventor Aizo Kaneda 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi Ltd. Production Engineering Research Laboratory (72) Inventor Koji Serizawa 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd., Production Technology Laboratory (72) Inventor, Daiyuki Tanaka, 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd. Hitachi, Ltd., Production Technology Laboratory (72) Inventor Toshihiko Sakai, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Stock Company, Hitachi Ltd. Production Technology Laboratory (72) Inventor Keizo Matsukawa, 1450, Kamimizumoto, Kodaira, Tokyo Hitachi Ltd. Musashi Plant (72) Inventor Minoru Minoru 1450 Kamimizumoto, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ltd. Musashi Plant

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回路基板の表面に形成されたリード接続電
極とキャリア上に形成されたリードとを対向させ、 弾性支持案内部により支持されたボンディングツールを
用いて、 前記リード接続電極と前記リードとをボンディングする
ことを特徴とする電子回路部品の製造方法。
1. A lead connecting electrode formed on a surface of a circuit board and a lead formed on a carrier are opposed to each other, and a bonding tool supported by an elastic supporting guide is used to form the lead connecting electrode and the lead. And a method of manufacturing an electronic circuit component, the method comprising:
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