KR100303960B1

KR100303960B1 - 다이-본딩 머신

Info

Publication number: KR100303960B1
Application number: KR1019990023652A
Authority: KR
Inventors: 오다노리오
Original assignee: 추후보충; 엔이씨 머시너리 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-11-01
Also published as: JP3971848B2; TW419757B; KR20000006373A; US6149047A; JP2000012568A

Abstract

본딩 동작 속도와의 균형을 꾀하면서 링 홀더(26)의 동작 범위를 작게 하여 장치를 소형화한다.

정렬 상태로 공급된 반도체 펠릿(3)이 탑재되는 링 홀더(26)는 XY 방향으로 자유롭게 이동하고, 픽업 위치는 X 방향으로 픽업 라인(L)을 따라 자유롭게 왕복 이동하며, 링 홀더(26)의 중심(C)을 좌표 원점으로 하여 픽업하려고 하는 반도체 펠릿(3)의 링 홀더(16)에 대한 X 방향의 상정(想定) 위치 좌표를 x로 하고, 링 홀더(26)의 X 방향 동작 범위의 대략 중심에 설정되는 기준 위치(S)를 좌표 원점으로 하여 픽업 위치의 X 방향 좌표(PX)가 아래의 수학식 1로 표시되는 위치가 되고, 링 홀더(16)의 중심 위치(C)의 X 방향 좌표(CX)가 수학식 2로 표시되는 위치로 이동하게 한다(단, 0＜a＜1).

[수학식 1]

[수학식 2]

Description

다이-본딩 머신{DIE-BONDING MACHINE}

본 발명은 반도체 장치의 제조에 사용되는 다이 본딩 머신에 관한 것이다.

반도체 장치는 다이 본딩 머신에 의해 리드 프레임이나, BGA용 기판 등의 기재(基材)의 펠릿 부착부(이하 랜드라 한다)에 순차 반도체 펠릿(이하 펠릿이라 한다)을 부착하여 제조된다.

종래 많이 이용되고 있는 다이 본딩 머신의 방식을 도면을 이용하여 설명한다. 도 5는 개념적으로 도시한 평면도, 도 6은 그 단면도이다. 리드 프레임과 같은 기재(도 6 참조)는 레일(2)에 놓여져 도시되지 않은 이송 기구에 의해 간헐적으로 도 5에 있어서 좌측에서 우측을 향하여 (X방향) 이송되고, 펠릿이 부착되는 랜드(도시하지 않음)는 전(前) 단계에서 땜납이나 Ag 페이스트 등의 접착제를 놓고 소정의 본딩 위치(BP)에 순차 정지하게 한다.

그리고, 이 본딩 위치(BP)에 가능한 한 가까운 위치(본딩 위치 BP의 Y방향에서 가까운 위치)에 픽업 위치(PP)가 마련되고, 그 점에 펠릿이 차례로 배치되며, 선단의 진공 흡착 노즐(4)이 Y방향, Z(상하)방향으로 이동이 자유로운 펠릿 반송 기구가 ㄷ자 동작에 의해 그 펠릿을 본딩 위치(BP)로 운반하여 본딩한다.

펠릿(3)은 웨이퍼 상에 완성하고 그 후 각각의 펠릿으로 분할되지만 웨이퍼 시의 배열을 시트(도시하지 않음)에 접착되어 유지된 상태로, 그 시트가 웨이퍼 링(5) 상에 고정되어 공급된다. 웨이퍼 링(5)은 링 형상의 링 홀더(6)의 중간측에 끼워 넣도록 지지되고, 링 홀더(6)는 도시하지 않은 지지 기구로 지지되어, XYθ방향으로 이동이 자유롭고, 탑재된 펠릿을 순차 픽업 위치(PP)로 이송하여 위치 정합을 행한다.

픽업 위치(PP)의 상측에는 카메라(7)가 배치되고, 도시하지 않은 처리 장치에 의해 픽업 위치(PP)에 배치된 펠릿(3)을 촬영한 신호를 화상 처리하여 배드 마크의 유무, 균열 등 외관적인 이상의 유무를 확인하고 위치의 확인을 행한다. 그리고 불량이라면 링 홀더(6)를 구동하여 스텝 이동시켜 다음 펠릿을 픽업 위치(PP)에 위치시킨다. 양품이라면 위치 확인 결과에 따라 링 홀더(6)를 미동시켜 정확한 위치 정합을 행한다.

상기한 바와 같이 구성된 종래의 다이 본딩 머신는 본딩 위치(BP)와 픽업 위치(PP)와의 사이를 가능한 한 가깝게 하여 펠릿(3)의 반송 시간을 짧게하고 있기 때문에 고속의 본딩 동작을 행할 수 있는 유리한 특징을 갖는 반면, 링 홀더(6)의 동작 범위가 적용하는 웨이퍼 지름의 2배 범위가 되기 때문에 장치가 대형화하는 불리한 특징도 갖는다. 최근의 웨이퍼가 8인치 또는 12인치 직경으로 커지면서 이러한 결점이 두드러지고 있다.

그래서, 특개평1-152634호 공보에는 링 홀더를 그 중심에서 직교하는 2직선으로 4분할한 1부분의 펠릿을 고정된 픽업 위치에 위치시킬 수 있을 정도로 링 홀더의 XY의 가동 범위를 제한하고, 제1 부분의 펠릿의 픽업이 종료하면 링 홀더를 90도 회전시켜 제2 부분의 픽업을 행한다. 마찬가지로 제3, 제4 부분의 픽업을 행하도록 한 다이 본딩 머신가 제안되고 있다. 이 장치에 따르면, 링 홀더의 동작 범위의 지름은 적용되는 웨이퍼 직경의 1.5배 정도가 되어 상당히 적어지고, 본딩동작도 링 홀더를 회전하는 시간이 헛된 시간이 되지만 그 밖의 동작은 고속으로 동작한다. 그러나, 펠릿의 방향이 변하기 때문에 대칭형으로 만든 특수한 품종이 아니라면 반송중에 방향을 보정을 해야만 한다. 그래서 펠릿 반송 기구의 진공 흡착 노즐을 회전이 자유롭게 구성하여 반송중에 보정하거나, 반송 기구가 직접 기재의 랜드에 반송하지 않고 회전이 자유로운 중계 스테이지 상에 반송하고, 중계 스테이지가 회전하여 방향을 보정하고 그것을 다시 랜드 상에 별도의 진공 흡착 노즐이 반송하도록 할 필요가 있다.

또한, 특개평4-111330호 공보에는 고정된 픽업 위치가 마련되지 않은 방식의 다이 본딩 머신가 기재되어 있다. 즉 링 홀더는 그 중심을 축으로 회전(θ 방향)은 가능하지만 중심은 고정되어 있다. 그리고, 회전 동작은 펠릿 배열의 방향을 일치시키기 위하여 각각의 펠릿의 픽업을 행할 시에는 동작하지 않는다. 카메라는 XY 방향으로 이동이 자유롭게 펠릿의 양호 불량이나 위치의 확인을 순차 행한다. 펠릿 반송 기구의 진공 흡착 노즐은 XYZ 방향으로 이동이 자유로우며, 카메라가 확인한 위치로 이동하여 펠릿을 픽업하고 XY로 이동하여 일정한 장소에 재위치시킨다. 상압핀에 관한 기재는 없지만 설치하는 것으로 하면, 카메라에 추종하여 XY로 이동할 필요가 있다. 이 장치에 따르면, 링 홀더는 고정되어 있고 펠릿 반송 기구의 흡착 노즐의 이동 범위는 펠릿 배치의 범위 정도이므로 장치는 작아진다. 그러나, 이 장치는 펠릿 반송 장치가 멀리까지 펠릿을 습득하러 가야만 하기 때문에 본딩 동작이 늦어진다. 그래서, 이 장치는 인라인 구성된 제조 라인에 이용되어 전후의 공정에 시간을 요하므로 고속으로 본딩 동작을 행하여도 의미가 없는 경우에만 이용할 수 있다고 추측할 수 있다. 예를 들면 은 페이스트의 경화에 시간을 요하기 때문에 고속으로 이송하면 로(爐)가 지나치게 길어지거나, 다(多)핀이기 때문에 와이어 본딩에 시간을 요하여 다이 본딩 머신도 그 스피드로 처리할 수 있으면 되는 등의 이유에 따른다.

도 5, 도 6에 도시하는 종래의 고속 다이 본딩 머신의 상기 결점을 완화하는 특개평1-152634호 공보에 기재된 장치에서는 픽업 시점의 펠릿의 방향이 상이하기 때문에 반송중에 방향을 조정해야만 하므로, 동작이 경우에 따라 상이하여 제어하는 소프트웨어가 복잡화된다. 그리고, 특개평4-111330호 공보에 기재된 장치에 따르면 도 5, 도 6에 도시하는 고속 다이 본딩 머신의 상기 결점은 해소하지만, 본딩 속도가 대폭 저하하여 일반적이지 않다. 그래서, 본 발명은 링 홀더의 이동 범위를 어느 정도 적게하여 장치를 소형화하고, 게다가 펠릿을 픽업하는 방향은 일정하게 하며 따라서 동일 동작을 반복하게 하여, 소프트웨어가 간단한 다이 본딩 머신를 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 펠릿이 정렬 상태로 공급되고, 그 펠릿을 순차 픽업 반송하여 리드 프레임과 같은 기재의 랜드가 대기하고 있는 본딩 위치나 정확한 위치 탐색을 위한 중계점과 같은 소정 위치에 두는 다이 본딩 머신에 있어서, 공급된 펠릿이 탑재되며 XY 방향으로 이동이 자유로운 펠릿 탑재 기구와, 수평 방향의 적어도 1방향(X방향이라 한다)으로 왕복 이동이 자유로운 픽업 위치와, XYZ 방향으로 이동이 자유로운 진공 흡착 노즐을 갖는 펠릿 반송 기구를 구비하며, 펠릿 탑재 기구의 X방향의 대략 중심 위치를 좌표 원점으로 하여 픽업하고자 하는 펠릿의 펠릿 탑재 기구에 대한 X방향의 상정 위치 좌표를 x로 하고, 펠릿 탑재 기구의 X방향 동작 범위의 대략 중심에 설정되는 기준 위치를 좌표 원점으로 하여 그 반도체 펠릿에 대한 픽업 위치의 X방향 좌표(PX)가 다음 수학식 1로 표시되는 위치가 되고, 펠릿 탑재 기구의 중심 위치의 X방향 좌표(CX)가 다음 수학식 2로 표시되는 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 머신를 제공한다.

단, 0＜a＜1

이 장치에 따르면, 「a」를 크게 설정하면 펠릿 탑재 기구의 동작 범위를 작게할 수 있지만 픽업 위치의 동작 범위는 커지게 되며, 따라서 펠릿 반송 기구가 패릿을 반송하는 거리의 긴 부분이 많아져서 본딩 동작의 스피드가 저하한다. 그래서, 양자의 밸런스로 「a」를 선정하면 된다.

마찬가지로 XY 방향에 적용하여, 픽업 위치를 수평 방향 XY로 이동이 자유롭게 하고, 펠릿 탑재 기구의 대략 중심에 설정되는 펠릿 탑재 기구 중심 위치를 좌표 원점으로 하여 픽업하고자 하는 펠릿의 펠릿 탑재 기구에 대한 상정 위치 좌표를 x, y로 하고, 펠릿 탑재 기구의 X방향, Y방향 동작 범위의 대략 중심에 설정되는 기준 위치를 좌표 원점으로 하여 픽업 위치의 좌표 PX, PY가 다음 수학식 1, 수학식 1a로 표시되는 위치가 되고, 펠릿 탑재 기구의 중심 위치의 좌표 CX, CY가 대략 수학식 2, 수학식 2a로 표시되는 위치로 이동하게 할 수 있다.

[수학식 1]

[수학식 1a]

[수학식 2]

[수학식 2a]

단, 0＜a＜1, 0＜b＜1

이 장치에 따르면, XY 양쪽으로 펠릿 탑재 기구의 동작 범위를 작게할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 개념적으로 도시한 평면도.

도 2는 도 1의 측면도.

도 3은 공급된 펠릿의 배치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 개념적으로 도시한 평면도.

도 5는 종래의 장치를 개념적으로 도시한 평면도.

도 6은 도 5의 측면도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

3 : 반도체 펠릿

14 : 진공 흡착 노즐

16, 26 : 링 홀더(펠릿 탑재 기구)

17 : 카메라(위치 확인 수단)

18 : 상압핀

C : 링 홀더의 중심 (펠릿 탑재 기구의 중심)

L : 픽업 라인

R, S : 기준점(기준 위치)

본 발명은 펠릿이 정렬 형태로 공급되고, 그 펠릿을 순차 픽업 반송하는 타입의 다이본딩 머신에 관한 것이다. 그리고, 반송처는 리드 프레임과 같은 기재의 랜드가 대기하고 있는 본딩 위치에 직접 반송하여 본딩하는 것으로, 양호하고 정확한 위치 탐색을 위한 중계점에 일단 위치시키는 타입이라도 종다. 펠릿의 공급은 칩 트레이에 양질의 펠릿만을 집결시켜 정렬 상태로서 공급하는 것도 좋지만, 대부분의 경우 펠릿이 웨이퍼 상에 정렬 상태로 완성되고, 그것이 개개의 펠릿으로 분할되고, 원래의 배열을 거의 유지하여 시트에 보유되어 공급된다. 그 경우는 비정형인 것이나 배드 마크가 부여된 특성 불량 펠릿을 포함하고 있다.

본 발명의 장치는 공급된 펠릿이 탑재되고, XY 방향으로 자유롭게 이동하여 순차 펠릿을 후술하는 픽업 위치에 위치 정렬시키는 펠릿 탑재 기구를 구비한다. 펠릿 탑재 기구는 펠릿이 칩 트레이에 집결되어 공급되는 경우는 테이블형의 것도 좋다. 펠릿이 시트에 보유되고 그 시트가 웨이퍼 링 상에 고정되어 공급되는 경우는 그것을 내측에서 수용하도록 링형상을 한 링 홀더가 사용된다. 이들 펠릿 탑재 기구는 펠릿의 배열 방향을 맞추기에 편리하도록 중심을 축으로(θ 방향)으로 회전이 자유롭게 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명 장치의 픽업 위치는 수평 방향의 적어도 1 방향(예를 들어, X 방향)으로 왕복 이동이 자유롭게 한다. 물론 XY 쌍방향으로 이동이 자유롭게 구성할 수 있다. 픽업 위치는 그곳에 정지한 펠릿이 픽업되는 위치로서, 예를 들어 펠릿이 칩 트레이로 공급되고, 따라서 배열의 위치 정밀도가 어느 정도 확보되어 있고, 게다가 픽업된 펠릿은 위치 탐색을 위한 중간 장소로 운반되는 타입과 같이 펠릿의 양부 판정이나 펠릿의 위치 확인의 필요가 없는 경우는 특별히 아무것도 구비할 필요는 없다. 그러나, 펠릿을 정확히 픽업 위치에 위치 정합시킬 필요가 있는 경우에는 위치 확인 수단이 필요하여, 불량 펠릿도 혼재하여 공급되고 불량 펠릿은 남기면서 픽업하는 경우는 양부 판별 수단이 필요하다. 그 때문에, 화상 처리를 위한 카메라를 상측에 배치한다. 또한, 시트로부터 펠릿을 박리시켜 픽업할 때 그것을 도와주는 상압핀을 하측에 구비할 수 있다. 이들 카메라나 상압핀은 이동할 수 있어야 한다.

그리고 픽업 위치는 펠릿의 배열 핀 1X에 대해 a1X를 피치로 하여 순차 이동해 가도록 한다. 그것과 연동하여 펠릿 탑재 기구쪽을 -(1-a)1X의 피치로 동작시켜 픽업 위치에 대응하는 펠릿을 갖고 오도록 한다. 여기서, a는 1보다 작은 양정수로 설정한다. 그렇게 하면 펠릿 탑재 기구의 동작 범위는 (1-a)배로 작게 되는 것이다. 물론 Y 방향도 동일하게 구성할 수 있다.

[실시예 1]

본 실시예는 픽업 위치 PX가 기재의 반송 방향(X 방향)으로 이동이 자유롭게 펠릿 탑재 기구인 링 홀더의 X 방향의 동작 범위를 작게 하여 장치를 소형화 한 것이다. 도 1은 개념적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 그 측면도이다. 리드 프레임과 같은 기재(1)(도 2 참조)는 레일(2)에 놓여져 도시하지 않은 이송 기구에 의해 간헐적으로 도 1에서 좌측에서 우측을 향해 (X 방향)으로 이송되고, 펠릿이 부착되는 랜드(도시 안됨)는 전 단계에서 납땜이나 은 페이스트의 접착제가 탑재되어 소정의 본딩 위치 BP에 순차 정지하는 점과, 펠릿(3)이 웨이퍼 상에서 완성되고 그 후 개개의 펠릿으로 분할되지만 웨이퍼 시의 배열을 시트(도시 안됨)에 점착시켜 유지한 상태에서 그 시트가 웨이퍼 링(5) 상에 고정되어 공급되고 웨이퍼 링(5)은 링 형상의 링 홀더(16)의 중심측에 끼워지도록 보유되고, 도시 안된 지지 기구에 의해 지지되어 XYθ 방향으로 이동이 자유로운 점은 도 5, 도 6에 도시하는 종래 장치와 유사하다.

그러나, 본 발명 장치의 링 홀더(16)의 X 방향의 이동 범위는 종래의 장치에 비해 작게 되어 있다. 그 중심 C는 본딩 위치 BP를 통과하는 Y축선을 기준선 S로 하여 그 양측에 동일한 정도의 이동 범위를 갖는다.

그리고, 본딩 위치 BP에 되도록 가까운 위치(픽업하는 펠릿의 사이즈나 반송 중에 펠릿이 흡착되어 있는 것을 확인하는 센서의 배치 스페이스 등을 고려하여 최저한의 간격은 필요)에 픽업 위치 PX의 이동 라인 L이 설정된다. 픽업 위치 PX의 상방에는 카메라(17)가 배치되고, 도시 안된 처리 장치에 의해 픽업 위치 PX에 배치된 펠릿(3)을 촬영한 신호를 화상 처리하여 배드(bad) 마크의 유무, 흠집 등의 외관적인 이상 유무를 확인하여 위치 확인을 한다. 그리고 하방에는 상압핀(18)이 배치되고 펠릿의 픽업 시 상승하여 픽업 위치 PX에 위치 정합된 펠릿(3)을 밀어올려 시트(도시 안됨)로부터 박리시킨다. 이들 카메라(17), 상압핀(18)은 X 방향으로 이동이 자유로워, 후술하는 설정 룰에 따라 설정된 픽업 위치 PX를 순차 이동한다.

본 발명 장치의 펠릿 반송 기구는 선단의 진공 흡착 노즐(14)이 XYZ 방향으로 자유롭게 이동하고 차례로 이동하는 픽업 위치 PX에서 펠릿(3)을 픽업하여 본딩 위치 BP로 운반하여 본딩한다.

다음에는 동작 설명에 따라 세밀한 구성이나 픽업 위치 PX의 설벙법에 대해 설명하기로 한다. 설명의 편의 상, 반드시 설정 동작의 순서로 설명하지 않는다.

(1) 웨이퍼 링(5) 상에 펠릿이 배열되어 링 홀더(16)에 셋트되면 링 홀더(16)를 회전시켜 펠릿(3)의 배열을 되도록이면 X, Y축에 평행하게 맞춘다. (픽업 위치 PX는 평행하게 배치되어 있는 것으로 가정하여 결정한다.)

(2) 펠릿 배열의 X 방향, Y 방향의 피치 1X, 1Y를 제공한다.

(3) 다음에 어느 곳의 펠릿 예를 들어 최초에 픽업하는 펠릿을 카메라(17)의 시야내의 기준 위치에 정합되도록 링 홀더(16)를 X, Y 방향으로 이동시킨다. 이 때 링 홀더(16)의 Y 방향의 이동에 대해서는 카메라(17)는 이동하지 않지만, X 방향의 이동에 대해서는 카메라(17)가 -X 방향으로 이동하여 위치 정합하고 싶은 펠릿에 가까이 간다. 카메라의 위치 좌표 PX와 링 홀더(16)의 중심 C의 위치좌표 CX와의 관계는 다음의 수학식 3

의 관계로 이동하고, 여기서 PX, CX는 기준선 S를 원점으로 한 좌표이고, a는 장치에 의해 설정된 1미만의 양의 값으로 설명을 간략히 하기 위해 이 실시예에서는 a=1/2로 하면, 다음 수학식 4

의 관계로 이동하게 된다. 또, 카메라(17)의 이동에 수반하여 상압핀(18)도 동일 위치로 이동하는 것이다. 이와 같이 하여 최초의 펠릿을 정확하게 위치 정합시키면 링 홀더(16)와 카메라(17)의 이동으로부터 그 펠릿(3)의 링 홀더(16)에 대한 위치를 알 수 있다. 피치 1X, 1Y로부터 펠릿의 행렬의 배치를 상정할 수 있다.

(4) 도 3에 도시한 바와 같은 펠릿의 배열에서, 설명을 간략히 하기 위해 때때로 펠릿의 배열 중심의 펠릿의 중심이 링 홀더(16)의 중심 C와 일치하고, 최초에 픽업되는 펠릿(a)는 중심열의 것으로, 그 중심은 링 홀더(16)의 중심 C를 통과하는 Y축 상에 있는 것으로 하면 펠릿(a)가 카메라(17)의 시야내의 기준점에 위치 정합되어 있을 때 펠릿(a)는 픽업 라인 L 상에 있고 X 좌표는 0(기준선 S 상)에 있고, 이 점이 최초의 픽업 위치가 된다. 이 상태에서 장치에 자동 동작의 스타트를 걸면, 화상 처리의 결과 펠릿(a)가 양품이면 진공 흡착 노즐(14)이 XYZ 방향으로 이동하여 펠릿(a)를 픽업하여 본딩 위치 BP로 반송하여 대기하고 있는 기재(도시 안됨)에 본딩한다. 펠릿(a)의 픽업 시에는 상압핀(18)이 아래로부터 위로 밀어올려 펠릿(a)의 시트(도시안됨)로부터의 박리를 도와준다.

(5) 펠릿(a)가 픽업되면 픽업 위치(카메라(17)와 상압핀(18)의 위치) PX는 1X/2 이동한다. 그것에 연동하여 링 홀더(16)가 -1X/2 이동한다. 그렇게 하면 도 3에서의 펠릿(b)는 카메라(17)의 시야내에 배치된다. 그러나, 펠릿(b)는 비정형이므로 픽업하는 일 없이 남겨져 픽업 위치 PX는 다시 1X/2 이동한다. 그것에 연동하여 링 홀더(16)가 -1X/2 이동한다. 그러나, 그곳의 펠릿도 비정형이므로 픽업하는 없이 남겨져 동일하게 픽업 위치 PX가 이동한다.

(6) 소정수의 비정형인 펠릿이나 펠릿 없음이 연속하면 라인 바꿈이 행해진다. 즉 픽업 위치 PX는 그 대로 링 홀더(16)가 1Y 이동한다. 그리고, 픽업 위치 PX에 펠릿이 없으면 픽업 위치 PX는 -1X/2 이동한다. 그것에 연동하여 링 홀더(16)가 1X/2 이동한다. 그곳이 비정형이면 픽업하는 일없이 남겨져 픽업 위치 PX는 다시 -1X/2 이동한다. 그것에 연동하여 링 홀더(16)가 1X/2 이동하여펠릿(c)가 카메라(17)에 위치한다.

(7) 그래서, 화상 처리에 의해 펠릿(c)의 양부와 위치 확인을 행하여, 양품이면 픽업 위치 PX는 이동하지 않고 위치 확인 데이타에 기초하여 링 홀더(16)만 XYθ 방향으로 미동시켜 펠릿(c)를 위치 정합시키고, 재차 위치 확인을 행하여(요약하자면 재차의 미동과 확인을 반복하여) 정확하게 위치 정합이 이루어지면 진공 흡착 노즐(14)이 픽업한다.

(8) 펠릿(a)가 픽업되면 픽업 위치 PX는 -1X/2 이동하고, 그것에 연동하여 링홀더(16)가 1X/2 이동한다.

(9) 이하 동일하게 양부 판정, 위치 확인, 위치 정합 등을 행하면서 1X/2의 피치로 왕복 이동하는 픽업 위치 PX에 순차 펠릿을 위치 정합시키면서 불량의 펠릿은 남겨두고, 양품의 펠릿을 픽업하여 일정의 본딩 위치 BP에 대기하는 기재 상에 본딩한다.

상기한 바와 같이 구성된 다이본딩은 본딩 위치 BP와 픽업 라인 L과의 사이를 되도록이면 가깝게 하여 펠릿(3)의 Y방향 반송 시간을 짧게 하고 있지만, X 방향에는 펠릿의 배치 직경(웨이퍼의 직경)의 1/4 정도를 최대로 하는 반송 거리가 생겨 도 5, 도 6에 도시하는 종래 장치에 비해 본딩 동작이 약간 저하한다. 그러나, 링 홀더(16)의 이동 범위는 Y 방향에 대해서는 도 5, 도 6에 도시하는 종래 장치와 동일하게 적용하는 웨이퍼 직경의 2배 직경의 범위가 되지만, X 방향에 대해서는 웨이퍼 직경의 1.5배 정도로 작게 되어 장치가 그 만큼 작게 된다.

[실시예 2]

본 실시예는 픽업 위치(PXY)를 XY 방향으로 이동시켜 링 홀더(26)의 동작 범위를 X 방향뿐만 아니라, Y 방향으로도 감소시키고 있다. 도 4는 개념적으로 도시한 평면도이다. 이 장치의 링 홀더(26)의 중심(C)는 본딩 위치(BP)를 통해 Y축선을 기준선 S로 하고 그 양측에 동일한 정도의 이동 범위를 갖는 점(点)은 도 1에 도시한 제1 실시예와 비슷하다. 그러나, 이 장치는 X 방향으로 연장되는 기준선 R의 양측에 동일한 정도의 이동 범위를 갖는다, 기준선 R은 기준선 S와의 교점에 링 홀더(26)의 중심을 설치할 때, 그 위에 탑재된 펠릿(pellet)의 배열(웨이퍼)의 1/2 반경 위치가 기준선 S 상의 본딩 위치(BP)가 되도록 가까운 위치에서 픽업 위치가 될 수 있는 점(PYM)보다 약간만 기준선 R, S의 교점쪽에 있게 되도록 설정된다.

이 픽업 위치(PXY)는 XY 방향으로 자유롭게 이동한다. 즉, 카메라(도시 생략)나 상압핀(도시 생략)은 XY 방향으로 자유롭게 이동하고, 후술하는 설정 룰에 의해서 설정한 픽업 위치(PXY)를 순차적으로 이동한다.

이 장치의 펠릿 반송 기구는 앞부분의 진공 흡착 노즐(14)이 XYZ 방향으로 자유롭게 이동하고, 차례대로 이동하는 픽업 위치(PXY)에서 펠릿을 픽업하여 본딩 위치(BP)로 운반하여 본딩한다.

다음 동작의 설명에 따라 상세한 구성이나 픽업 위치(PXY)의 설정 방법에 대하여 설명한다. 설명의 편의상, 반드시 설정 동작의 순번대로 설명하지 않는다.

(1) 웨이퍼 링(5) 상에 펠릿이 배열되어 링 홀더(26)에 세트되면 링 홀더(26)를 회전시켜 펠릿의 배열을 완성하기 위해 X, Y축으로 평행하게 맞춘다.그리고, 펠릿 배열의 X 방향 및 Y 방향의 피치(1X 및 1Y)를 할당한다. 그리고, 예를 들면 초기에 픽업하는 펠릿을 카메라(도시 생략)의 시야 내의 기준 위치에 맞추기 위해 매뉴얼 동작으로 링 홀더(26)를 X, Y 방향으로 이동시키는 점은 제1 실시예와 유사하다.

(2) 이 장치의 경우, 이 때의 링 홀더(26)의 X, Y 방향의 이동에 대해서는 카메라(도시 생략)가 -X, -Y 방향으로 움직여, 위치를 맞추고자 하는 펠릿에 가까와지게 한다. 카메라의 위치(PXY)와 링 홀더(26)의 중심(C)의 위치(CXY)의 관계는 수학식 3, 및 3a와 같다.

[수학식 3]

여기서, PX, PY는 기준선 R과 기준선 S와의 교점을 원점으로 한 카메라의 위치 죄표이고, CX, CY는 링 홀더(26)의 중심 위치(CXY)의 위치 좌표이다. 또한, a, b는 각각 장치에 의해서 설정된 1 미만의 양의 값이며, 설명을 간단히 하기 위위해서 그 실시예는 a=b=1/2로 하면,

[수학식 4]

의 관계로 이동하게 된다. 또, 카메라의 움직임에 잇달아 상압핀(도시 생략)도 동일한 위치로 이동하고 있다.

이렇게 하여 초기의 펠릿을 정확하게 위치 정합하면, 링 홀더(26)와 카메라의 움직임으로부터 그 펠릿의 링 홀더(26)에 대한 위치를 알 수 있다. 그리고, 피치(1X, 1Y)보다 펠릿의 행렬의 위치를 상정(想定)할 수 있다.

(3) 도 3에 도시된 펠릿의 행렬에 있어서, 설명을 간단히 하기 위해서, 이따금 펠릿 배열 중심의 펠릿 중심을 링 홀더(26)의 중심(C)에 일치시키고, 초기에 픽업된 펠릿(a)이 중심열에 있으며, 그 중심이 링 홀더(26)의 중심(C)을 통과하는 Y축 상에 있다고 하면, 펠릿(a)이 카메라(도시 생략)의 시야 내의 기준점에 위치 정합되어 있을 때, 펠릿(a)이 기준선 S 상에 있고, 그 점이 초기의 픽업 위치가 된다. 이 상태로 장치에 자동 동작 스타트를 걸면, 화상 처리의 결과 펠릿(a)이 양품인 경우, 진공 흡착 노즐(도시 생략)이 XYZ로 움직여 펠릿(a)을 픽업하고 본딩 위치(BP)로 반송하여 대기하고 있는 기재(基材)(도시 생략)에 본딩한다. 펠릿(a)을 픽업할 때에는, 상압핀(도시 생략)이 아래로부터 밀어 올려져 펠릿(a)이 시트(도시 생략)로부터 박리되는 것을 돕는다.

(4) 펠릿(a)이 픽업되면 픽업 위치 (카메라와 상압핀의 위치)의 Y 좌표(PY)는 변하지 않고 PX는 1X/2 이동한다. 이에 연동하여 링 홀더(26)는, CY는 변하지 않고 CX는 -1X/2 이동한다. 이렇게 해서, 도 3에서의 펠릿(b)이 카메라의 시야 내에 배치된다. 그러나, 펠릿(b)은 비정형이기 때문에 픽업하지 않고 남아있고 픽업위치(PXY)는 다시 1X/2 이동한다. 이에 연동하여, 링 홀더(16)는 -1X/2 이동한다. 그러나, 이 펠릿도 비정형이기 때문에 픽업하지 않고 남아 있고 동일하게 픽업 위치(PXY)가 이동한다.

(5) 소정수의 비정형인 펠릿이나 펠릿 없음이 연속되면, 행 변환이 행해진다. 즉, 픽업 위치(PXY)는, PX는 변하지 않고 PY가 -1Y/2 이동하고, 이에 연동하여 링 홀더(26)는, CX는 변하지 않고 CY가 1Y/2 이동한다. 그리고, 픽업 위치(PXY)에 펠릿이 없다면, PX는 -1X/2 이동한다. 이에 연동하여, 링 홀더(26)가 1X/2 이동한다. 그것이 비정형이라면, 픽업하는 것이 없이 남아있고 픽업 위치(PXY)는 다시 -1X/2 이동한다. 이에 연동하여 링 홀더(26)가 1X/2 이동하고 펠릿(c)이 카메라의 시야없이 위치한다.

(6) 여기서 화상 처리에 의해 펠릿(c)의 양·부(良·否)와 위치 확인을 행하여, 양품이라면 픽업 위치(PXY)는 움직임없이 위치 확인 데이터에 기초하여 링 홀더(26)만을 XYθ 방향으로 미동시켜 펠릿(c)을 위치 정합하고, 다시 위치 확인을 행하여 (필요하다면 또다시 미동과 확인을 반복하여) 정확하게 위치 정합할 수 있으면 진공 흡착 노즐(도시 생략)을 픽업한다

(7) 펠릿(c)이 픽업되면 픽업 위치의 좌표(PX)는 -1X/2 이동하고 이에 연동하여 링 홀더(16)가 1X/2 이동한다.

(8) 이하 동일하게, 양부 판정, 위치 확인, 위치 정합 등을 행하면서, 1X/2의 피치로 이동하여 단부까지 오면, 1Y/2 피치로 행 변환하는 픽업 위치(PXY)에 순차 펠릿을 위치 정합하여, 불량 펠릿은 남기고 양품 펠릿을 픽업하여 소정의 본딩위치(BP)에서 대기하는 기재 상에 본딩한다.

상술한 바와 같이 구성된 다이 본딩 머신는 본딩 위치(BP)와 픽업 위치(PXY)와의 사이가 길어지기 때문에 펠릿의 반송 시간이 점점 길어지게 되지만 링 홀더(26)의 동작 범위는 XY 방향에 대해서 웨이퍼 직경의 1.5배 정도로 수습 장치가 작아진다.

상기 각 실시예에 있어서, a=b=1/2로 하였지만 이들 값은 필요에 따라 선정할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 장치에 따르면, 펠릿 탑재 기구의 동작 범위를 본딩 동작의 속도와 균형을 이루도록 작게 하여 장치를 소형화하는 것이 용이하며, 게다가 그 동작은 동일한 동작을 반복하기 때문에 제어 소프트웨어가 간단하다.

Claims

반도체 펠릿이 정렬 상태로 공급되고, 그 반도체 펠릿을 순차 픽업 반송하여 소정 위치에 위치시키는 다이 본딩 머신에 있어서,

상기 공급된 반도체 펠릿이 탑재되며 XY 방향으로 이동이 자유로운 펠릿 탑재 기구와,

수평 방향의 적어도 1방향(X방향으로 가칭)으로 왕복 이동이 자유로운 픽업 위치와,

XYZ 방향으로 이동이 자유로운 진공 흡착 노즐을 갖는 펠릿 반송 기구를 포함하며,

상기 펠릿 탑재 기구의 X방향의 대략 중심을 좌표 원점으로 하여 픽업하고자 하는 반도체 펠릿의 상기 펠릿 탑재 기구에 대한 X방향의 상정(想定) 위치 좌표를 x로 하고, 상기 펠릿 탑재 기구의 X방향 동작 범위의 대략 중심에 설정되는 기준 위치를 좌표 원점으로 하여 그 반도체 펠릿에 대한 픽업 위치의 X방향 좌표 PX가 다음 수학식 1로 표시되는 위치가 되고, 펠릿 탑재 기구의 중심 위치의 X방향 좌표 CX가 대략 수학식 2로 표시되는 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 머신.

[수학식 1]

[수학식 2]

(단, 0＜a＜1)
반도체 펠릿이 정렬 상태로 공급되고, 그 반도체 펠릿을 순차 픽업 반송하여 소정 위치에 위치시키는 다이 본딩 머신에 있어서,

상기 공급된 반도체 펠릿이 탑재되며 XY 방향으로 이동이 자유로운 펠릿 탑재 기구와,

수평 방향 XY로 이동이 자유로운 픽업 위치와,

XYZ 방향으로 이동이 자유로운 진공 흡착 노즐을 갖는 펠릿 반송 기구를 포함하며,

상기 펠릿 탑재 기구의 대략 중심을 좌표 원점으로 하여 픽업하고자 하는 반도체 펠릿의 상기 펠릿 탑재 기구에 대한 상정 위치 좌표를 x, y로 하고, 상기 펠릿 탑재 기구의 X방향, Y방향 이동 범위의 대략 중심에 설정되는 기준 위치를 좌표 원점으로 하여 그 반도체 펠릿에 대한 픽업 위치의 좌표 PX, PY가 다음 수학식 1, 수학식 1a로 표시되는 위치가 되고,

펠릿 탑재 기구 중심 위치의 좌표 CX, CY가 대략 수학식 2, 수학식 2a로 표시되는 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 머신.

[수학식 1]

[수학식 1a]

[수학식 2]

[수학식 2a]

(단, 0＜a＜1, 0＜b＜1)
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동이 자유로운 픽업 위치에는 상측에 위치 확인 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 머신.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동이 자유로운 픽업 위치에는 하측에 상압핀(밀어 올리기용 핀)을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 머신.
제2항에 있어서, 상기 a 또는(및) b는 1/2로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 머신.