JPH1197489A - Icチップ搭載装置 - Google Patents

Icチップ搭載装置

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JPH1197489A
JPH1197489A JP27033097A JP27033097A JPH1197489A JP H1197489 A JPH1197489 A JP H1197489A JP 27033097 A JP27033097 A JP 27033097A JP 27033097 A JP27033097 A JP 27033097A JP H1197489 A JPH1197489 A JP H1197489A
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JP
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chip
mounting
positioning
transfer
wafer
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JP27033097A
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Hideki Nomoto
秀樹 野本
Noriya Wada
憲也 和田
Yoshihiro Koshio
義宏 小塩
Hiroshi Umetsu
寛 梅津
Hideaki Kataho
秀明 片保
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Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ICチップをウエハから取り出した後に、こ
のICチップに形成されているバンプがテーブル等と当
接したり、押しつけ荷重が作用したりしない状態で、基
板に直接搭載できるようにする。 【構成】 キャリアフレーム7に装着したウエハ6をセ
ットしたXYテーブル20からICチップ1を突き上げ
て、移載手段23によりピックアップされ、位置決めテ
ーブル24に設置されて、位置決め駒25で位置決めを
行った状態で、受渡位置に変位して、反転手段26で取
り出されて、反転軸28により180°往復反転され
て、吸着ヘッド29aを備えた搭載手段29に受け渡さ
れて、搭載テーブル30に載置したガラス基板3の下方
側からガラス基板3の電極4,5にICチップ1のバン
プ2が当接するように搭載されるが、画像認識手段31
により位置ずれを検出して、搭載テーブル30を変位さ
せてICチップ1とガラス基板3との位置合わせが行わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICチップをウエ
ハから分離して取り出して、液晶パネル用のガラス基
板、その他の基板に直接搭載するようにしたICチップ
搭載装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、液晶ディスプレイを構成する液
晶パネルのガラス基板には、ドライバICが実装される
が、このドライバICの実装方式としては、TAB(Ta
pe Automated Bonding)方式,COG(Chip On Glass
)方式等がある。COG方式は、ドライバICを構成
するICチップを回路パターンを形成したガラス基板に
直接搭載するものである。このために、ICチップには
バンプと呼ばれる電極が多数形成されており、これらの
バンプは液晶基板の回路パターンから引き出した電極に
溶着させる。COG方式でICチップを液晶基板に実装
するに当っては、台紙にウエハを貼り付けた状態でダイ
シングし、このウエハをキャリアフレームに装着して、
ブレーキングすると共に突き上げ部材で突き上げて、真
空吸着等の手段でピックアップすることによりICチッ
プが分離される。そして、このようにしてピックアップ
されたICチップは、ガラス基板の所定の位置に搭載さ
れることになる。
【0003】ここで、ウエハから取り出した後にICチ
ップを一度マガジン等の治具に整列させて収納させてお
き、この治具からICチップを1個ずつ供給して、搭載
手段により基板に搭載するのが一般的である。このため
に、治具にはICチップを収容させるチップ収容部が多
数形成されており、ウエハからピックアップしたICチ
ップは、適宜のピックアンドプレイス手段でチップ収容
部に収容させる。また、基板に搭載する際には、治具を
所定の位置に配置して、搭載手段のハンドリング部材で
チップ収容部からICチップを取り出して基板に搭載す
る。このように、ICチップを治具に収容させたり、ま
た治具から取り出したりする作業を容易に行うために、
治具のチップ収容部には多少の遊びを持たせる必要があ
る。ICチップを治具に収容させた後に、基板にCOG
方式で搭載するには、少なくとも治具をICチップ搭載
装置にまで搬入しなければならない。従って、この治具
の移送中における振動等で、ICチップがチップ収容部
内で動く可能性があり、このためにICチップに割れや
欠け等が発生するおそれがある。また、ウエハからピッ
クアップしたICチップを治具に収容させるための装置
が必要となり、ICチップの搭載を行うための装置の全
体構成が複雑になる等の問題点もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ウエハからピックアッ
プした後、ICチップに対して格別の加工を必要とする
ことなく基板に搭載できることから、そのままICチッ
プを基板に搭載することは可能である。そして、ウエハ
から直接基板にICチップを搭載すると、治具への収容
及び取り出しが必要でなくなるから、ICチップ搭載装
置の構成を簡略化することができ、かつ作業効率も高く
なる。さらに、治具による移送の必要がないことから、
ICチップの損傷を防止することができる。以上の点か
ら、例えば特開平8−130230号公報には、ウエハ
からICチップを取り出して、直接基板に搭載するよう
にした装置が開示されている。
【0005】この公知の装置は、上面にバンプ及び回路
パターンを有する多数のICチップを形成したウエハか
ら突き上げ部材でICチップを1個ずつ突き上げて、コ
レット部材でICチップを吸着してピックアップする。
そして、このコレット部材からICチップを反転部材に
受け渡して、この反転部材でICチップを反転させ、バ
ンプを設けた面を下向きにした状態で、位置決めテーブ
ルに設置して、このICチップの位置決めを行う。この
ようにして位置決めされたICチップは基板への搭載用
のコレットにより真空吸着させて、基板上の位置にまで
移動させて、ICチップが基板に搭載される。また、I
Cチップを機械的に位置出しするのではなく、画像認識
手段を用いて位置検出を行い、ICチップと基板との間
の位置ずれを補正することも開示されている。即ち、I
Cチップを反転させて、所定のテーブル上に載置した後
に、搭載用のコレットでこのICチップを吸着して取り
出し、基板上に移行する前の段階で、カメラでICチッ
プを撮影して、その位置検出を行うようにしている。
【0006】しかしながら、このように構成した従来技
術であってもなお解決すべき課題がない訳ではない。即
ち、位置決めを行うか否かはともかくとして、ICチッ
プをウエハから取り出した後に、このICチップを反転
させた上で、ICチップがテーブル上に載置されること
になる。そして、バンプがテーブルに直接当接すること
になり、バンプは銀等比較的軟性なものから構成される
ことから、反転手段によりICチップをテーブル上に載
置する際にバンプをテーブルへに押し付ける荷重が作用
する可能性があり、荷重の程度によっては、バンプの形
状が変化したり、損傷したりする等のおそれがある。特
に、ICチップをテーブル上で位置決めする場合には、
バンプがテーブル上を摺動することになるから、さらに
バンプの損傷の可能性が高くなる。
【0007】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、ICチップをウエハ
から取り出した後に、このICチップに形成されている
バンプがテーブル等と当接したり、押しつけ荷重が作用
したりしない状態で、基板に直接搭載できるようにする
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、表面にバンプを設けた多数のICチ
ップが形成されたウエハからICチップを分離して取り
出すための突き上げ部材を備えたチップ供給手段と、こ
のチップ供給手段からのICチップを、バンプを避けた
位置に面接触して吸着してピックアップするチップ移載
手段と、このチップ移載手段から供給されるICチップ
を、そのバンプ形成面とは反対側の面が載置される移載
テーブルと、この移載テーブルからICチップを、その
バンプを避けた位置に面接触して真空吸着して取り出し
て反転させるチップ反転手段と、このチップ反転手段に
より反転されたICチップを真空吸着して基板に搭載す
るチップ搭載手段とを備える構成としたことをその特徴
とするものである。
【0009】ICチップが実装される基板として、例え
ば液晶ディスプレイを構成する液晶パネルのガラス基板
であり、このガラス基板の表面にドライバICをCOG
方式で搭載する場合には、ディスプレイとして構成した
場合における水平方向に搭載されるICチップと垂直方
向に搭載されるICチップとでは異なっているから、ガ
ラス基板には2種類のICチップが搭載されることにな
る。このためには、チップ供給手段は、それぞれ異なる
2種類のICチップを形成したウエハを保持する2箇所
設けて、交互にICチップの供給位置に変位可能とな
し、また、れぞれの種類のICチップを位置決めする2
つの位置決めテーブルを、ICチップの受取位置と受渡
位置とに変位可能に設けるように構成すれば良い。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。まず、図1にI
Cチップ1と、このICチップが搭載される基板とを示
す。ICチップ1は、その一面側に所要数の電極を構成
するバンプ2が2列にわたって形成されている。ICチ
ップ1は、表面に回路パターンが形成されたガラス基板
3において、インナ側及びアウタ側の電極4,5が設け
られており、これら電極4,5には各列を構成する複数
のバンプ2が接合されるように搭載される。ICチップ
1は、図2に示したように、台紙に貼り付けたウエハ6
をダイシングしたもので形成され、このウエハ6はキャ
リアフレーム7に装着される。
【0011】図3にウエハ6からICチップ1を取り出
してガラス基板3に搭載するための装置の概略構成を示
す。図中において、10は取り出しステーション、11
は位置決めステーション、12は搭載ステーションをそ
れぞれ示す。取り出しステーション10には、キャリア
フレーム7に装着したウエハ6がXYテーブル20にセ
ットされるようになっており、このXYテーブル20の
下部にはチップ突き上げ部材21が昇降可能に設けられ
ている。また、ウエハ6の上部位置にはCCDカメラ2
2が配置されており、ウエハ6は前工程で検査が行わ
れ、この検査結果に基づいてウエハ6の構成単位である
いずれかのICチップ1に欠陥があると、不良品マーク
が付着されており、CCDカメラ22ではこの不良品マ
ークが認識される。これによって、不良品のICチップ
がガラス基板3に搭載されるのを予め防止される。
【0012】チップ突き上げ部材21によりブレーキン
グされて、突き上げられたICチップ1は移載手段23
によりピックアップされる。ここで、移載手段23は、
真空吸着部材からなり、ICチップ1におけるバンプ2
を形成した面を、このバンプ2を避けた位置を真空吸着
するようになっている。即ち、移載手段23は、真空吸
着ヘッド23aを有し、この真空吸着ヘッド23aは昇
降及び水平動可能となっている。真空吸着ヘッド23a
の吸着面にはゴム等の弾性部材が貼着されており、この
移載手段23はICチップ1の図1に斜線で囲った部分
に弾性的に当接して真空吸着する。そして、移載手段2
3を引き上げると、この移載手段23により吸着保持さ
れたICチップ1はウエハ6からピックアップされる。
この移載手段23は、ICチップ1をピックアップし
て、位置決めステーション11に設けた位置決めテーブ
ル24の位置決め台24a上に設置する。
【0013】位置決めテーブル24は、ICチップ1の
移載を行うチップ移載手段を構成し、この位置決めテー
ブル24にはICチップ1の位置決め手段を備えてい
る。この位置決め手段は位置決め駒25から形成され、
この位置決め駒25は位置決め台24a上のICチップ
1を外形基準で位置決めするようになっており、位置決
め駒25は4方向からICチップ1の四周の各面に接離
可能となっている。ここで、ICチップ1は位置決めテ
ーブル24に対してバンプ2を形成した面とは反対側の
面が当接することになる。また、位置決めテーブル24
は、ICチップ1の受取位置と、その受渡位置とに往復
移動可能となっている。従って、ICチップ1を受け取
った位置決めテーブル24は、ICチップ1の位置決め
を行った状態で、受渡位置に変位して、ICチップ1が
ガラス基板3に受け渡される。
【0014】ここで、ICチップ1の搭載は、バンプ2
を形成した面をガラス基板3の電極4,5に接合させる
関係から、まずICチップ1を反転させなければならな
い。このために、反転手段26が、位置決めテーブル2
4における受渡位置の上部に配置されている。この反転
手段26は、移載手段23と同様、ICチップ1のバン
プ2を形成した面に対して、バンプ2を避けた位置に弾
性的に当接する弾性部材を貼着し、このICチップ1を
真空吸着する吸着ヘッド26aを有し、この反転手段2
6は昇降ブロック27により昇降可能に支持された反転
軸28に連結されており、この反転軸28により180
°往復反転できるようになっている。
【0015】反転手段26による吸着ヘッド26aの反
転位置には搭載手段29が対向配設されている。搭載手
段29は、上下動及び水平動可能なものであって、反転
手段26の吸着ヘッド26aで吸着しているICチップ
1を受け取って、ガラス基板3の所定の位置に搭載する
ためのものである。ここで、搭載手段29は吸着ヘッド
29aを備えているが、この吸着ヘッド29aはICチ
ップ1のバンプ2を形成した面とは反対側の面を真空吸
着するようになっている。
【0016】ICチップ1は搭載手段29により吸着さ
れた状態で、ガラス基板3に搭載されて、このICチッ
プ1に設けた多数のバンプ2を電極4,5に電気的に接
続する状態にして搭載しなければならない。位置決めス
テーション11に配置した位置決めテーブル24上でI
Cチップ1は一応位置決めされてはいるが、バンプ2及
び電極4,5は微細なピッチ間隔で設けられているか
ら、極めて厳格に位置合わせを行う必要がある。このた
めに、ガラス基板3は少なくともX,Y方向(水平方
向)及びθ方向(回転方向)に位置調整可能な位置調整
手段を備えた搭載テーブル30に真空吸着等の手段によ
り固定されており、また搭載テーブル30に載置したガ
ラス基板3の下方側からガラス基板3の電極4,5及び
ICチップ1のバンプ2の位置、またはガラス基板3及
びICチップ1に設けたアライメントマークを検出する
ためのCCDカメラを備えた画像認識手段31が配置さ
れている。そして、この画像認識手段31によりICチ
ップ1とガラス基板3との位置のずれを検出して、搭載
テーブル30をX,Y,θ方向に位置調整を行うことに
よって、ICチップ1のガラス基板3に対するアライメ
ントを行った上で、搭載手段29を下降させて、ガラス
基板3に搭載されることになる。
【0017】以上のように構成することによって、キャ
リアフレーム7に装着したウエハ6をXYテーブル10
上に載置して、このXYテーブル10を適宜移動させな
がら、チップ突き上げ部材21を上昇させることによっ
て、図4に示したように、このチップ突き上げ部材21
に対面する位置のICチップ1が順次突き上げられて、
移載手段23によりピックアップされる。ただし、CC
Dカメラ22により不良品であるとされたICチップは
突き上げずそのまま残しておく。移載手段23で取り出
されたICチップ1は位置決めステーション11の受取
位置に配置されている位置決めテーブル24に載置され
て、位置決め駒25により所定の位置に位置決めされ
る。ここで、ICチップ1は、位置決めテーブル24
に、そのバンプ2を形成した面が非接触状態に載置され
ることから、その載置及び取り出し時や、位置決めのた
めに移動させる際等に軟性金属材からなるバンプ2に外
力が作用することはない。
【0018】ICチップ1が位置決めテーブル24上で
位置決めされると、この位置決めテーブル24は受渡位
置に移動して、図5に示したように、反転手段26が下
降して、その吸着ヘッド26aによりICチップ1が位
置決めテーブル24から取り出される。そして、反転手
段26を上昇させるが、この上昇ストロークの開始時ま
たは途中で反転軸28を中心として反転手段26を18
0°反転させる。上昇ストロークエンドに至ると、搭載
手段29の吸着ヘッド29aがICチップ1のバンプ2
を設けた面とは反対側の面に当接する。そこで、この吸
着ヘッド29aに負圧吸引力を作用させ、かつ反転手段
26から脱着すると、反転手段26から搭載手段29に
ICチップ1が受け渡される。
【0019】搭載手段29ではICチップ1のバンプ2
とは反対側の面が吸着されて、バンプ2側は下方を向い
た状態となっている。しかも、このICチップ1が搭載
されるガラス基板3は透明な部材である。従って、搭載
テーブル30におけるガラス基板3の下方に画像認識手
段31を配設しておき、搭載手段29でICチップ1を
ガラス基板3の上部位置に変位させて、この画像認識手
段31でガラス基板3の位置と、ICチップ1の位置と
を画像認識で検出する。その間に位置ずれがあると、搭
載テーブル30の位置調整手段を作動させてX,Y,θ
方向に動かして、電極4,5とICチップ1のバンプ2
との位置合わせが行われる。ここで、ICチップ1は位
置決めテーブル24で予め位置決めされているから、画
像認識手段31によりICチップ1を撮影する時に、こ
のICチップ1に設けたアライメントマーク乃至それ以
外の特徴点を確実に視野に入れることができ、微細な位
置決めを円滑かつ正確に行えることになる。
【0020】ICチップ1とガラス基板3との間の位置
合わせが行われた後に、ICチップ1をガラス基板3の
上に載置して、搭載手段29からICチップ1を脱着さ
せることによって、ICチップ1がガラス基板3に搭載
される。以下、順次前述した動作を繰り返すことによっ
て、ガラス基板3に所定数のICチップ1を搭載するこ
とができる。また、所定数のICチップ1が搭載された
ガラス基板3は搭載テーブル30から取り外されて、新
たなガラス基板3が位置決めテーブル30に設置され
る。
【0021】以上のように、ICチップ1をウエハ6か
らピックアップして直接ガラス基板3に搭載できるよう
になるから、工程の簡略化及び効率化が図られ、装置構
成が簡単になる。また、ICチップ1を治具に収容させ
て搬送する必要がないことから、このICチップ1に損
傷を来すおそれがない。しかも、ICチップ1における
バンプ2はガラス基板3に搭載されるまでは何等の部材
とも当接せず、位置決めテーブル24上で、位置決め駒
25を用いてICチップ1を機械的に位置決めする際に
も、この位置決めテーブル24にはバンプ2の形成面と
は反対側の面を当接させるようにしているから、軟性金
属材からなるバンプ2を有効に保護することができる。
【0022】ところで、液晶ディスプレイを構成する液
晶パネルにあっては、水平方向のドライバと垂直方向の
ドライバとでは異なる素子が用いられる。従って、1枚
のガラス基板3には2種類のICチップを搭載しなけれ
ばならない。この2種類のICチップの搭載を1つの搭
載装置を用いて行うには、取り出しステーション40を
図6に示したように構成すれば良い。即ち、取り出しス
テーション40には、それぞれ異なるICチップを構成
するウエハ6a,6bをそれぞれキャリアフレームに装
着したXYテーブル20a,20bを設け、これらXY
テーブル20a,20bは水平方向に移動可能となって
おり、このXYテーブル20a,20bを移動させるこ
とによって、ウエハ6a,6bを選択的にチップ突き上
げ部材が設けられて、移載手段23によるICチップの
ピックアップできる位置に配置できるようになってい
る。
【0023】しかも、この取り出しステーション40に
は、XYテーブル20a,20bに隣接する位置にウエ
ハストック部41a,41bが設けられており、これら
ウエハストック部41a,41bにはXYテーブル20
a,20bの高さ位置より上方の位置にウエハ6a,6
bが段積みにされている。従って、XYテーブル20
a,20bに装着した良品のICチップが取り出された
後には、ウエハストック部41a,41bにおいて、新
たなウエハ6a,6bが交換して装着されるようになっ
ている。これにより、XYテーブルへのウエハの交換作
業を自動化できるようになる。
【0024】また、42は移載ステーションであって、
この移載ステーション42には2個の位置決めテーブル
24a,24bが設けられている。これら2個の位置決
めテーブル24a,24bは交互に受取位置と受渡位置
とに変位可能となっており、一方の位置決めテーブルが
受取位置に配置されている時には、他方の位置決めテー
ブルは受渡位置に配置される。ここで、2個の位置決め
テーブル24a,24bは、図4に矢印で示したよう
に、それぞれ左右にコ字状に変位することになる。これ
によって、相互に干渉されることなく、しかもこれら各
位置決めテーブル24a,24bに載置したICチップ
が受取位置から受渡位置に変位する際に、その方向が変
わらないようにしている。
【0025】このように、2個の位置決めテーブル24
a,24bを用いることによって、ICチップの受け取
り及び受け渡しを同時に行うことができる。そして、受
取位置にCCDカメラからなる画像認識手段43が設置
されており、この受取位置でICチップを位置決めする
ことによって、位置決めテーブルで受け取ったICチッ
プを画像認識して、欠陥の有無が検出される。特に、I
Cチップはバンプを設け、かつ回路パターンが形成され
ている面が上を向いているので、画像認識手段43によ
りICチップの欠陥を検出でき、不良品のICチップが
ガラス基板3に搭載されるのを確実に防止することがで
きる。
【0026】移載ステーション42に2個の位置決めテ
ーブル24a,24bを設けることによって、ICチッ
プの受け取り及び受け渡しの作業をオーバーラップして
行うことができるようになる。この結果、ICチップの
搭載作業をさらに効率的なものとすることができる。
【0027】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したから、I
Cチップをウエハから取り出した後に、このICチップ
に形成されているバンプがテーブル等と当接したり、押
しつけ荷重が作用したりしない状態で、基板に直接搭載
できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ICチップとガラス基板との構成説明図であ
る。
【図2】ウエハの構成説明図である。
【図3】本発明の実施の一形態を示すICチップ搭載装
置の概略構成図である。
【図4】ICチップのピックアップを行っている状態を
示す作動説明図である。
【図5】ICチップの反転動作の動作説明図である。
【図6】ICチップ搭載装置における取り出しステーシ
ョンと移載ステーションとの変形例を示す概略構成図で
ある。
【符号の説明】
1 ICチップ 2 バンプ 3 ガラス基板 4,5 電極 6,6a,6b ウエハ 10,40 取
り出しステーション 20,20a,20b XYテーブル 21 チップ突き上げ部材 23 移載手段 24,24a,24b 位置決めテーブル 25 位置決め駒 26 反転手段 29 搭載手段 30 搭載テー
ブル 31,43 画像認識手段 41a,41b
ウエハストック部 42 移載ステーション
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/66 H01L 21/66 D (72)発明者 梅津 寛 東京都渋谷区東3丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 片保 秀明 東京都渋谷区東3丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面にバンプを設けた多数のICチップ
    が形成されたウエハからICチップを分離して取り出す
    ための突き上げ部材を備えたチップ供給手段と、このチ
    ップ供給手段からのICチップを、バンプを避けた位置
    に面接触して吸着してピックアップするチップ移載手段
    と、このチップ移載手段から供給されるICチップを、
    そのバンプ形成面とは反対側の面が載置される移載テー
    ブルと、この移載テーブルからICチップを、そのバン
    プを避けた位置に面接触して真空吸着して取り出して反
    転させるチップ反転手段と、このチップ反転手段により
    反転されたICチップを真空吸着して基板に搭載するチ
    ップ搭載手段とを備える構成としたことを特徴とするI
    Cチップ搭載装置。
  2. 【請求項2】 前記移載テーブルには、ICチップを外
    形基準で位置決めする位置決め手段を備える構成とした
    ことを特徴とする請求項1記載のICチップ搭載装置。
  3. 【請求項3】 前記移載テーブルには、ICチップの欠
    陥検査を行うための画像認識手段を設ける構成としたこ
    とを特徴とする請求項1記載のICチップ移載装置。
  4. 【請求項4】 前記移載テーブルは、ICチップの受取
    位置と受渡位置との間で移動可能な2つのテーブルから
    構成され、受取位置から受渡位置に変位する際に、移載
    テーブルはコ字状の軌跡で動くように構成したことを特
    徴とする請求項1記載のICチップ搭載装置。
  5. 【請求項5】 前記チップ供給手段は、それぞれ異なる
    2種類のICチップを形成したウエハを保持する2箇所
    設けて、交互にICチップの供給位置に変位可能とする
    構成としたことを特徴とする請求項1記載のICチップ
    搭載装置。
JP27033097A 1997-09-18 1997-09-18 Icチップ搭載装置 Pending JPH1197489A (ja)

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