JPS6239537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動位置合せ機構を有するボンダより
具体的にはフエイスダウンボンダに関する。

半導体装置においてチツプ（回路素子）の電極
と外部リードとの接続を図る構造の一つとして、
第１図で示すように、チツプ１の電極を盛り上げ
てバンプ電極２とし、このバンプ電極２を直接基
板３の配線層４に重ね合せるようにして接続する
いわゆるフエイスダウンボンデイングが知られて
いる。このボンデイングにあつてフエイスボンダ
が用いられている。このフエイスボンダにあつて
は基板パターンとチツプパターンの位置合せは従
来第２図で示すような光学系を利用して行なつて
いる。すなわち、基板３をテーブル５上に載置す
るとともに、この上方にチツプ１をそのバンプ電
極部分を下面にして配設し、ハーフミラー６、レ
ンズ７，８を配した光学系でチツプ１および基板
３のパターンを目視認識する。そして、第３図で
示すように、基準パターン（基本パターン）９の
位置にチツプパターン１０あるいは基板パターン
１１を重ね合せた後、基板３にチツプ１を重ね合
せかつ熱を利用して接続を図る。なお、図示はし
ていないが、チツプ１は支持ツールによつてその
上面を吸着保持し、支持ツールおよびテーブルを
XY方向に移動させたり、回転させたりして位置
合せ（アライメント）を行なう。また、第２図の
１２は観察眼を示す。

ところで、このような位置合せは目視で行なつ
ているのでその位置合せは正確に行なうことがで
きる。

しかし、作業の能率向上、作業人員の削減化の
要請により自動化を図る場合、パターン認識は機
械的に行なうため、チツプパターン、基板パター
ンの区別がつかず位置合せが自動的に行なえな
い。

したがつて、本発明の目的は自動位置合せ機構
を有するフエイスダウンボンダを提供することに
ある。

このような目的を達成するために本発明の具体
的構成は、基板を載置しかつ少なくとも平面XY
方向および回転方向に移動するテーブルと、この
テーブル上方でチツプ上面を真空吸着保持すると
ともに少なくとも平面XY方向および回転方向に
移動する支持ツールと、前記テーブル上の基板上
面および支持ツールのチツプ下面のパターンをハ
ーフミラーを利用して映し出す光学系と、前記ハ
ーフミラーとテーブル上面あるいは支持ツール下
面との間の２光路を位置合せ時に交互に遮断して
一方のパターンのみを映し出すようにしてなるシ
ヤツタ機構と、光学系によつて得たパターンを２
値化してその位置を求めるとともにあらかじめ設
定した準備パターンの位置とのずれ量を求め、ず
れ量が零となるように前記テーブルあるいは支持
ツールを移動制御する制御系とからなる自動位置
合せ機構を有するボンダとするものであつて、以
下実施例により本発明を説明する。

第４図は本発明の一実施例によるフエイスダウ
ンボンダを示す。同図に示すように、基板３は配
線層４上にしてテーブル５上に載置される。この
テーブル５は平面XY方向に移動可能であるとと
もに回転もする。また、テーブル５の上方にはチ
ツプ１を真空吸着する支持ツール１３が配設され
るとともに、この支持ツール１３は平面XY方向
および回転方向に回転する支持体１４の下面に固
定されている。そして、チツプ１はバンプ電極２
を下面とするようにして上面が支持ツール１３に
真空吸着保持される。

また、テーブル５および支持ツール１３との中
間側部にはハーフミラー６が配設され基板３の上
面の基板パターンおよびチツプ１の下面のチツプ
パターンを光学系１５に案内し、それぞれのパタ
ーンを工業用テレビカメラ（ITV）１６に映し出
すようにしている。

一方、ハーフミラー６と支持ツール１３との間
の光路（チツプパターン光路）１７およびハーフ
ミラー６とテーブル５との間の光路（基板パター
ン光路）１８はそれぞシヤツタ機構１９，２０の
シヤツター２１，２２で必要時遮断されるように
なつている。したがつて、２つのシヤツタ機構１
９，２０を交互に作動させてシヤツター２１，２
２で一方の光路を遮断することによつて、ITV１
６にはチツプパターンと基板パターンが交互に映
し出される。

一方、ITV１６に連結する制御系は２値化機構
２３、パターン比較機構２４、計算機２５、制御
部２６からなつている。そして、制御部２６はテ
ーブル５、支持体１４、支持ツール１３、シヤツ
タ機構１９，２０等を制御するようになつてい
る。

つぎに、位置合せについて説明する。基板３お
よびチツプ１をテーブル５および支持ツール１３
に取り付けた後、シヤツタ機構１９を作動させて
シヤツタ２１を前進させてチツプパターン光路１
７を遮断し、ITV１６に基板パターンを映し出す
とともに２値化機構２３で２値化し、これをパタ
ーン比較機構２４で比較するとともに計算機２５
で計算して基準パターンとのずれ量を零とするよ
うに制御部２６でテーブル５を移動制御して基板
パターンを基準パターンに一致させる。つぎに、
シヤツタ機構２０を動作させてシヤツタ２２を前
進させて基板パターン光路１８を遮断するととも
に、シヤツタ機構２０の動作を停止させてチツプ
パターン光路１７を開く。この結果、ITV１６に
チツプパターンが映し出される。そこで前記手順
によつて、支持体１４を制御部２６で制御し、チ
ツプパターンが基準パターンに一致するようにす
る。この結果、チツプパターンは基板パターンの
真上に正確に位置することになる。そこで、シヤ
ツタ機構２０の動作を停止させてシヤツター２２
を後退させた後、テーブル５と支持体１４を相対
的に接近させてチツプ１のバンプ電極２を基板３
の配線層４に一時的に重ね合せる。この際、熱を
加えて両者の接続を図る。

このような実施例によれば、ITVに写し出され
るパターンは単一となることから、自動的に正確
にその形状、位置を求めることができ、自動位置
合せが行なえる。

なお、本発明は前記実施例に限定されない。例
えば、基板パターンとチツプパターンを円状にし
てテーブル５、支持体１４の回転方向の動作をな
くしてもよい。

以上のように本発明によれば、対面する２つの
対象物の位置合せが自動的に行なえるので、作業
人員の削減、作業能率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はフエイスダウン構造を示す正面図、第
２図はフエイスダウンボンダにおける従来の位置
合せ機構を示す概略図、第３図は同じく位置合せ
時の各パターンの配列を示す概略平面図、第４図
は本発明の一実施例によるフエイスダウンボンダ
における自動位置合せ機構を示す概略図である。 １……チツプ、２……バンプ電極、３……基
板、４……配線層、５……テーブル、６……ハー
フミラー、７，８……レンズ、９……基準パター
ン、１０……チツプパターン、１１……基板パタ
ーン、１２……観察眼、１３……支持ツール、１
４……支持体、１５……光学系、１６……ITV、
１７，１８……光路、１９，２０……シヤツタ機
構、２１，２２……シヤツタ、２３……２値化機
構、２４……パターン比較機構、２５……計算
機、２６……制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平面XY方向に移動するテーブルと、このテ
   ーブル上方で真空吸着保持する機能をそなえXY
   方向に移動する支持ツールと、前記テーブルと支
   持ツールとの間におかれたハーフミラーを利用
   し、テーブル上にある所望パターンと支持ツール
   により保持された半導体装置のパターンとを映し
   出す光学系と、前記ハーフミラーとテーブルある
   いは支持ツールとの間の２光路を交互に遮断する
   ためのシヤツタ機構と、光学系によつて得たパタ
   ーンを２値化してその位置を求めるとともにあら
   かじめ設定した準備パターンの位置とのずれ量を
   求め、それに基づいて前記テーブルあるいは支持
   ツールを移動制御する制御系とからなる自動位置
   合せ機構を有するボンダ。