JPWO2013145114A1 - ダイ供給装置 - Google Patents

Abstract

ダイシングシート（３４）上のダイ（３１）のうち、カメラ（４２）で撮像するダイ（３１）（以下「撮像ダイ」という）を例えば１個おき（又は複数個おき）に間欠的に設定し、撮像ダイについては画像処理により該撮像ダイの位置を認識して該撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行し、カメラ（４２）で撮像しないダイ（３１）（以下「非撮像ダイ」という）については、隣接する前回撮像済みの撮像ダイの認識位置を基準にして該非撮像ダイの位置を推定して該非撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行する。

Description

本発明は、ダイシングされたウエハが貼着された伸縮可能なダイシングシートを張設したウエハ張設体からダイを供給するダイ供給装置に関する発明である。

近年、特許文献１（特開２０１０−１２９９４９号公報）に記載されているように、ダイを供給するダイ供給装置を部品実装機にセットして、部品実装機でダイを回路基板に実装するようにしたものがある。このダイ供給装置は、複数のダイに分割するようにダイシングされたウエハが貼着された伸縮可能なダイシングシートを張設したウエハパレットと、前記ダイシングシートの下方に配置された突き上げピンとを備え、吸着ノズルを下降させて前記ダイシングシート上のダイを吸着してピックアップする際に、該ダイシングシートのうちの吸着しようとするダイの貼着部分を該突き上げピンで突き上げて該ダイの貼着部分を該ダイシングシートから部分的に剥離させながら、該吸着ノズルに該ダイを吸着して該ダイシングシートからピックアップするようにしている。

この場合、ダイシングシートは、ダイをピックアップしやすいように、ＸＹ方向に均一に拡張（エキスパンド）されて各ダイ間に隙間があけられているため、ダイシングシート上の各ダイの位置は、ダイシングシートの拡張量によって変化する。このため、ダイ供給装置には、ダイの位置を画像認識するためのカメラが搭載され、ダイシングシート上のダイを吸着する前に、吸着対象のダイを上方からカメラで撮像して該ダイの位置を認識してから、該ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行するようにしている。

また、特許文献２（特開２００５−３２８２７号公報）では、１枚のウエハの中に不良ダイが含まれることを考慮して、ウエハ全体の画像を全体カメラで撮像して不良ダイを認識し、不良ダイについては画像処理を行わず、良品ダイについてのみ、個別カメラで撮像して良品ダイの位置を画像認識してからピックアップ動作を行うようにしている。

特開２０１０−１２９９４９号公報 特開２００５−３２８２７号公報

上記特許文献２では、不良ダイについては画像処理を行わず、良品ダイについてのみ画像処理を行うようにしているが、良品ダイの数に比べて不良ダイの数は遥かに少ないため、不良ダイの画像処理を省略するだけでは、ウエハ１枚当たりの合計撮像画像処理時間を短縮する効果が小さく、ウエハ１枚当たりのダイ供給時間を短縮する効果が小さい。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ウエハ１枚当たりの合計撮像画像処理時間を短縮する効果を大きくできて、ウエハ１枚当たりのダイ供給時間を短縮する効果を大きくできるダイ供給装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、複数のダイに分割するようにダイシングされたウエハが貼着された伸縮可能なダイシングシートを張設したウエハ張設体と、前記ダイシングシートの下方に配置された突き上げピンを上下動させる突き上げ機構とを備え、吸着
ノズルを下降させて前記ダイシングシート上のダイを吸着してピックアップする際に、該ダイシングシートのうちの吸着しようとするダイの貼着部分を前記突き上げピンで突き上げて該ダイの貼着部分を該ダイシングシートから剥離させ、該吸着ノズルに該ダイを吸着して該ダイシングシートからピックアップするダイ供給装置において、前記ダイシングシート上のダイをカメラで撮像して得られた画像を処理して該ダイの位置を認識する画像処理手段と、前記ダイシングシート上のダイのうち、前記カメラで撮像するダイ（以下「撮像ダイ」という）を１個おき又は複数個おきに設定し、前記撮像ダイについては前記画像処理手段により該撮像ダイの位置を認識して該撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行し、前記カメラで撮像しないダイ（以下「非撮像ダイ」という）については前記撮像ダイの認識位置を基準にして該非撮像ダイの位置を推定して該非撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行するようにしたものである。

一般に、ウエハ張設体の製造元から提供される製品仕様（例えば、ウエハのサイズ、ダイのサイズ、ダイの間隔、ダイの配置情報等）のデータを用いれば、ダイシングシート上の各ダイの位置を推定できるが、製品ばらつき（ダイシングシートの拡張のばらつきやウエハのＸＹ方向の傾き等）によってダイの推定位置に誤差が生じる。また、ダイの吸着位置や突き上げ位置が多少ずれていても、そのずれ量が小さければ、ダイを十分に吸着可能である。

これらの事情を考慮して、本発明では、カメラで撮像する撮像ダイを１個おき又は複数個おきに間欠的に設定し、撮像ダイについては画像処理手段により該撮像ダイの位置を認識して該撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行し、カメラで撮像しない非撮像ダイについては、撮像ダイの認識位置を基準にして該非撮像ダイの位置を推定して該非撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行するようにしたものである。このようにすれば、カメラで撮像するダイの数をダイシングシート上のダイの総数の半分以下に低減できるため、ウエハ１枚当たりの合計撮像画像処理時間を大幅に短縮することができて、ウエハ１枚当たりのダイ供給時間を短縮する効果を大きくできる。しかも、非撮像ダイについては、撮像ダイの認識位置を基準にして該非撮像ダイの位置を推定するため、該非撮像ダイの位置の推定誤差を小さくすることができ、非撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作も安定して行うことができる。

一般に、ダイシングシート上のダイの中には不良ダイが含まれるため、製造元から、ダイシングシート上のダイの良否を示すウエハマッピングデータ（ウエハマップデータとも呼ばれる）が提供される場合が多い。このような場合は、ウエハマッピングデータに基づいて良品ダイと不良ダイとを判別し、良品ダイについてのみ突き上げ動作及び吸着動作を実行するようにすれば良い。

この場合、不良ダイについては、全ての不良ダイの画像処理を行わないようにしても良いが、不良ダイが連続して並んでいる場合は、連続して並ぶ不良ダイの数が多くなると、次に撮像する良品ダイまでの距離が長くなり、それに応じて次に撮像する良品ダイの位置の推定誤差が大きくなるため、次の良品ダイをカメラで撮像する際に、間違った位置のダイを次の良品ダイと誤判定してしまう可能性がある。

この対策として、不良ダイについては、突き上げ動作及び吸着動作を行わないが、不良ダイが所定数以上連続して並んでいる場合は、該不良ダイを１個おき又は複数個おきにカメラで撮像して、画像処理手段により該不良ダイの位置を認識し、該不良ダイの位置を基準にして次に撮像するダイ（不良ダイ又は良品ダイ）の位置を推定し、次のダイを撮像するときに該ダイの推定位置を目標撮像位置として該ダイをカメラで撮像して該画像処理手段により該ダイの位置を認識するようにしても良い。このようにすれば、不良ダイが連続して多く並んでいるために、次に撮像する良品ダイまでの距離が長い場合でも、不良ダイ
を１個おき又は複数個おきにカメラで撮像して該不良ダイの位置を認識して、該不良ダイの認識位置を基準にして次に撮像する不良ダイ（又は良品ダイ）の位置を推定するという処理を繰り返すことで、次に撮像する良品ダイの位置の推定誤差を小さくすることができ、間違った位置のダイを次の良品ダイと誤判定することを未然に防止できる。

図１は本発明の一実施例におけるダイ供給装置の外観斜視図である。 図２は突き上げユニットとその周辺部分の外観斜視図である。 図３はウエハパレットの外観斜視図である。 図４は突き上げ動作時に突き上げポットを吸着位置まで上昇させた状態を示す一部破断拡大図である。 図５は突き上げ動作時に突き上げポットから突き上げピンを突出させた状態を示す一部破断拡大図である。 図６は撮像ダイと非撮像ダイと不良ダイとの位置関係を説明する図である。 図７はダイの配列が歪んでいる場合の撮像ダイと非撮像ダイと不良ダイとの位置関係を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１を用いてダイ供給装置１１の構成を概略的に説明する。

ダイ供給装置１１は、マガジン保持部２２（トレイタワー）、パレット引き出しテーブル２３、ＸＹ移動機構２５、突き上げユニット２８（図２参照）等を備え、パレット引き出しテーブル２３を部品実装機（図示せず）に差し込んだ状態にセットされる。

ダイ供給装置１１のマガジン保持部２２内に上下動可能に収納されたマガジン（図示せず）には、ウエハ張設体３０を装着したウエハパレット３２が多段に積載され、生産中にマガジンからウエハパレット３２がパレット引き出しテーブル２３上に引き出されるようになっている。図３に示すように、ウエハ張設体３０は、ウエハを碁盤目状にダイシングして形成したダイ３１を貼着した伸縮可能なダイシングシート３４を、円形の開口部を有するウエハ装着板３３にエキスパンドした状態で装着したものであり、該ウエハ装着板３３がパレット本体３５にねじ止め等により取り付けられている。

突き上げユニット２８（図２参照）は、ウエハパレット３２のダイシングシート３４下方の空間領域をＸＹ方向に移動可能に構成されている。そして、ダイシングシート３４のうちのピックアップ（吸着）しようとするダイ３１の貼着部分をその下方から突き上げポット３７の突き上げピン３９（図４、図５参照）で局所的に突き上げることで、当該ダイ３１の貼着部分をダイシングシート３４から部分的に剥離させてダイ３１をピックアップしやすい状態に浮き上がらせるようにしている。

この突き上げユニット２８は、サーボモータ（図示せず）を駆動源として突き上げユニット２８全体が上下動するように構成されている。ダイピックアップ動作時には、突き上げユニット２８が上昇して突き上げポット３７の上面がウエハパレット３２のダイシング
シート３４にほぼ接触する所定のシート吸着位置まで上昇すると、ストッパ機構（図示せず）によって突き上げユニット２８の上昇が止まり、更に上昇動作を続けると、突き上げポット３７の上面から突き上げピン３９（図４、図５参照）が上方に突出して、ダイシングシート３４のうちのピックアップしようとするダイ３１の貼着部分を突き上げるようになっている。この場合、駆動源となるサーボモータの回転量を調整することで、突き上げピン３９の突き上げ高さ位置（突き上げ量）を調整できるようになっている。

図１に示すように、ＸＹ移動機構２５には、吸着ヘッド４１とカメラ４２とが組み付けられ、該ＸＹ移動機構２５によって吸着ヘッド４１とカメラ４２が一体的にＸＹ方向に移動するように構成されている。吸着ヘッド４１には、ダイシングシート３４上のダイ３１を吸着する吸着ノズル４３（図４、図５参照）が上下動するように設けられている。カメラ４２は、ダイシングシート３４上のダイ３１を上方から撮像してその撮像画像を画像処理することで、吸着ノズル４３で吸着しようとするダイ３１の位置を認識できるようになっている。

ダイ供給装置１１の制御装置（図示せず）は、特許請求の範囲でいう画像処理手段として機能し、ダイシングシート３４上のダイ３１のうち、吸着しようとするダイ３１をカメラ４２で撮像して得られた画像を処理して該ダイ３１の位置を認識して、該ダイ３１の突き上げ位置及び吸着位置を決定し、図５に示すように、ダイシングシート３４のうちのピックアップ（吸着）しようとするダイ３１の貼着部分をその下方から突き上げポット３７の突き上げピン３９で局所的に突き上げることで、当該ダイ３１の貼着部分をダイシングシート３４から部分的に剥離させてダイ３１をピックアップしやすい状態に浮き上がらせながら、該ダイ３１を吸着ノズル４３で吸着してピックアップする。

ところで、ウエハ張設体３０の製造元から提供される製品仕様（例えば、ウエハのサイズ、ダイ３１のサイズ、ダイ３１の間隔、ダイ３１の配置情報等）のデータを用いれば、ダイシングシート３４上の各ダイ３１の位置を推定できるが、製品ばらつき（ダイシングシート３４の拡張のばらつきやウエハのＸＹ方向の傾き等）によってダイ３１の推定位置に誤差が生じる。また、ダイ３１の吸着位置や突き上げ位置が多少ずれていても、そのずれ量が小さければ、ダイ３１を十分に吸着可能である。

これらの事情を考慮して、本実施例では、図６に示すように、ダイシングシート３４上のダイ３１のうち、カメラ４２で撮像するダイ３１（以下「撮像ダイ」という）を、例えば１個おき（又は複数個おき）に間欠的に設定し、撮像ダイについては画像処理により該撮像ダイの位置を認識して該撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行し、カメラ４２で撮像しないダイ３１（以下「非撮像ダイ」という）については、隣接する前回撮像済みの撮像ダイの認識位置を基準にして該非撮像ダイの位置を推定して該非撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行する。

ここで、非撮像ダイの位置を、隣接する前回撮像済みの撮像ダイの認識位置を基準にして推定する方法は、前回撮像済みの撮像ダイの認識位置と、次の情報(a) 〜(d) 等を用いて幾何学的に算出すれば良い。

(a) 前回撮像済みの撮像ダイから、対象となる非撮像ダイまでのダイ３１の数
(b) ダイ３１のサイズ
(c) 隣り合うダイ３１の間隔
(d) ウエハのＸＹ方向の傾き（ダイ３１の配列の傾き）

本実施例のように、非撮像ダイの位置を隣接する前回撮像済みの撮像ダイの認識位置を基準にして推定すれば、カメラ４２で撮像するダイ３１の数をダイシングシート３４上の
ダイ３１の総数の半分以下に低減できるため、ウエハ１枚当たりの合計撮像画像処理時間を大幅に短縮することができて、ウエハ１枚当たりのダイ供給時間を短縮する効果を大きくできる。しかも、非撮像ダイの位置を隣接する前回撮像済みの撮像ダイの認識位置を基準にして推定することで、該非撮像ダイの位置の推定誤差を小さくすることができ、非撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作も安定して行うことができる。

一般に、ダイシングシート３４上のダイ３１の中には不良ダイが含まれるため、製造元から、ダイシングシート３４上のダイ３１の良否を示すウエハマッピングデータが提供される場合が多い。そこで、本実施例では、ウエハマッピングデータに基づいて良品ダイと不良ダイとを判別し、良品ダイについてのみ突き上げ動作及び吸着動作を行うようにしている。

この場合、不良ダイについては、全ての不良ダイの画像処理を行わないようにしても良いが、不良ダイが連続して並んでいる場合は、連続して並ぶ不良ダイの数が多くなると、次に撮像する良品ダイまでの距離が長くなる。このため、図７に示すように、ダイ３１の配列が歪んでいる場合には、次に撮像する良品ダイまでの距離が長くなると、次に撮像する良品ダイの位置の推定誤差が大きくなる。このため、次の良品ダイをカメラで撮像する際に、間違った位置のダイ３１を次の良品ダイと誤判定してしまう可能性がある。

この対策として、本実施例では、不良ダイについては、突き上げ動作及び吸着動作を行わないが、不良ダイが所定数以上（例えば２個以上又は３個以上）連続して並んでいる場合は、該不良ダイを１個おき（又は複数個おき）にカメラ４２で撮像して、画像処理により該不良ダイの位置を認識し、該不良ダイの位置を基準にして次に撮像するダイ３１（不良ダイ又は良品ダイ）の位置を推定し、次のダイ３１を撮像するときに該ダイ３１の推定位置を目標撮像位置として該ダイ３１をカメラ４２で撮像して画像処理により該ダイ３１の位置を認識するようにしている。

このようにすれば、不良ダイが連続して多く並んでいるために、次に撮像する良品ダイまでの距離が長い場合でも、不良ダイを１個おき（又は複数個おき）にカメラ４２で撮像して該不良ダイの位置を認識して、該不良ダイの認識位置を基準にして次に撮像する不良ダイ（又は良品ダイ）の位置を推定するという処理を繰り返すことで、次に撮像する良品ダイの位置の推定誤差を小さくすることができ、間違った位置のダイ３１を次の良品ダイと誤判定することを未然に防止できる。

尚、本実施例では、非撮像ダイの位置を推定する際に、該非撮像ダイに隣接する撮像ダイの認識位置として、前回撮像済みの撮像ダイの認識位置を用いて該非撮像ダイの位置を推定するようにしたが、ダイシングシート上の吸着済みのダイの認識位置をメモリに記憶しておいて、位置推定対象の非撮像ダイに最も近いダイが吸着済みのダイである場合に、該吸着済みのダイの認識位置を基準にして次に撮像するダイの位置を推定するようにしても良い。

また、本実施例では、良品ダイの撮像間隔と不良ダイの撮像間隔を同一に設定したが、不良ダイの撮像間隔を良品ダイの撮像間隔よりも長く設定しても良い。

また、本実施例では、良品ダイと不良ダイの両方を間欠的にカメラ４２で撮像して該ダイの位置を認識するようにしたが、例えば、良品ダイの吸着位置・突き上げ位置の許容誤差が小さいために、間欠的に撮像したのでは、良品ダイの吸着位置・突き上げ位置の要求精度を満たせない場合には、良品ダイについては、全ての良品ダイをカメラ４２で撮像して該ダイの位置を認識し、不良ダイについては、不良ダイが所定数以上（例えば２個以上又は３個以上）連続して並んでいる場合に、該不良ダイを間欠的にカメラ４２で撮像して
、画像処理により該不良ダイの位置を認識し、該不良ダイの位置を基準にして次に撮像するダイ（不良ダイ又は良品ダイ）の位置を推定し、次のダイを撮像するときに該ダイの推定位置を目標撮像位置として該ダイをカメラ４２で撮像して画像処理により該ダイの位置を認識するようにしても良い。

また、本実施例のダイ供給装置１１は、ＸＹ移動機構２５によって吸着ヘッド４１とカメラ４２が一体的にＸＹ方向に移動するように構成したが、吸着ヘッド４１とカメラ４２がＸ方向のみに移動し、且つ、ウエハパレット３２がパレット引き出しテーブル２３上をＹ方向に移動することで、撮像対象・吸着対象となるダイ３１の位置がＸＹ方向に移動するように構成しても良い。

その他、本発明は、ダイ供給装置１１の構成やウエハパレット３２の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…ダイ供給装置、２２…マガジン保持部、２３…パレット引き出しテーブル、２５…ＸＹ移動機構、２８…突き上げユニット、３０…ウエハ張設体、３１…ダイ、３２…ウエハパレット、３３…ウエハ装着板、３４…ダイシングシート、３７…突き上げポット、３９…突き上げピン、４１…吸着ヘッド、４２…カメラ、４３…吸着ノズル

Claims (4)

1. 複数のダイに分割するようにダイシングされたウエハが貼着された伸縮可能なダイシングシートを張設したウエハ張設体と、前記ダイシングシートの下方に配置された突き上げピンを上下動させる突き上げ機構とを備え、吸着ノズルを下降させて前記ダイシングシート上のダイを吸着してピックアップする際に、該ダイシングシートのうちの吸着しようとするダイの貼着部分を前記突き上げピンで突き上げて該ダイの貼着部分を該ダイシングシートから剥離させ、該吸着ノズルに該ダイを吸着して該ダイシングシートからピックアップするダイ供給装置において、
   前記ダイシングシート上のダイをカメラで撮像して得られた画像を処理して該ダイの位置を認識する画像処理手段と、
   前記ダイシングシート上のダイのうち、前記カメラで撮像するダイ（以下「撮像ダイ」という）を１個おき又は複数個おきに設定し、前記撮像ダイについては前記画像処理手段により該撮像ダイの位置を認識して該撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行し、前記カメラで撮像しないダイ（以下「非撮像ダイ」という）については前記撮像ダイの認識位置を基準にして該非撮像ダイの位置を推定して該非撮像ダイの突き上げ動作及び吸着動作を実行することを特徴とするダイ供給装置。
2. 前記ダイシングシート上のダイの良否を示すウエハマッピングデータに基づいて良品ダイと不良ダイとを判別し、良品ダイについてのみ突き上げ動作及び吸着動作を行い、不良ダイについては、突き上げ動作及び吸着動作を行わないが、前記撮像ダイとなる不良ダイについては、前記画像処理手段により該不良ダイの位置を認識することを特徴とする請求項１に記載のダイ供給装置。
3. 前記画像処理手段により前記撮像ダイの位置を認識する毎に該撮像ダイの位置を基準にして次の撮像ダイの位置を推定し、次の撮像ダイを撮像するときに該撮像ダイの推定位置を目標撮像位置として該撮像ダイを前記カメラで撮像して該画像処理手段により該撮像ダイの位置を認識することを特徴とする請求項１又は２に記載のダイ供給装置。
4. 複数のダイに分割するようにダイシングされたウエハが貼着された伸縮可能なダイシングシートを張ったウエハ供給体と、前記ダイシングシートの下方に配置された突き上げピンを上下動させる突き上げ機構とを備え、吸着ノズルを下降させて前記ダイシングシート上のダイを吸着してピックアップする際に、該ダイシングシートのうちの吸着しようとするダイの貼着部分を前記突き上げピンで突き上げて該ダイの貼着部分を該ダイシングシートから剥離させ、該吸着ノズルに該ダイを吸着して該ダイシングシートからピックアップするダイ供給装置において、
   前記ダイシングシート上のダイをカメラで撮像して得られた画像を処理して該ダイの位置を認識する画像処理手段と、
   前記ダイシングシート上のダイの良否を示すウエハマッピングデータに基づいて良品ダイと不良ダイとを判別し、不良ダイが所定数以上連続して並んでいる場合は、該不良ダイを１個おき又は複数個おきに前記カメラで撮像して前記画像処理手段により該不良ダイの位置を認識し、該不良ダイの位置を基準にして次に撮像するダイの位置を推定し、次のダイを撮像するときに該ダイの推定位置を目標撮像位置として該ダイを前記カメラで撮像して該画像処理手段により該ダイの位置を認識することを特徴とするダイ供給装置。

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