KR100643026B1 - 다이 본딩방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
[과제] 다이의 적층수에 관계없이,기판이나 다이의 회로를 파괴하는 일 없이,반도체 장치의 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
[해결수단] 열압착 시트(1)가 다이(2)의 하면에 부착되어 있는 열압착 시트 부착 다이(2)를 기판(10) 또는 기판(10) 위에 탑재된 다이(12) 위에 탑재하는 다이 본딩장치이다. 열압착 시트 부착 다이(2)를 기판(10) 또는 다이(12) 위에 탑재하기 전에 열압착 시트(1)를 하면측에서 비접촉으로 가열하는 가열수단으로서 적외선 램프(30)를 가진다.
다이 본딩장치, 열압착 시트, 다이, 기판, 가열수단, 적외선 램프, 전열선, 적외선 레이저, 온풍 히터, 온도센서
Description
도 1은 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 다이 본딩장치에 의한 제조 공정도이다.
도 2는 도 1(c)의 계속 제조 공정도이다.
도 3은 본 발명의 제 2의 실시의 형태의 다이 본딩장치의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 제 3의 실시의 형태의 다이 본딩장치의 설명도이다.
도 5는 열압착 시트의 가열 온도 제어의 블록도이다.
[도면의 주요부분에 대하 부호의 설명]
1 열압착 시트 2 다이
3 웨이퍼 유지 테이프 10 기판
11 열압착 시트 12 다이
14 히트 블록 20 콜렛
21 콜렛 헤드 30 적외선 램프
31 온풍 히터 34 적외선 레이저
35 반사 미러 36 가열수단
40 적외선 온도 센서 41 전압 또는 전류 제어회로
42 설정 온도 기억부
본 발명은, 하면에 열압착 시트를 보유하는 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 다이 위에 탑재한 다이 본딩방법 및 그 장치에 관한 것이다.
반도체 장치로서, 복수개의 다이를 적층시키고 탑재하므로서 실장(實裝) 밀도를 높이고 있는 스태크드 패키지가 있다. 이 스태크드 패키지로서, 하면(회로 형성면과 반대측의 면)에 열압착 시트를 보유하는 열압착 시트 부착 다이를 기판상에 탑재한 후,상기 다이 위에 하면에 열압착 시트를 더 보유하는 열압착 시트 부착 다이를 탑재하는 것으로서 특허 문헌 1을 들 수 있다. 근래,다이의 고 집적화에 수반하여,2단 이상의 다이를 적층한 것으로 하고 특허 문헌 2를 들 수 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특개평 11-204720호 공보
[특허 문헌 2] 미국 특허 제5,323,060호 공보
스태크드 패키지에 있어서 다이 본딩방법은, 히트 블록에 절연 기판을 가열하고 다이를 탑재하여,상기 히트 블록으로 가열된 절연 기판 및 상기 다이 위에 다음의 다이를 탑재하고 있다.
특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와같이,다이의 적층수가 2 단계로 적은 경우에는 상기한 히트 블록에 의한 가열의 영향은 특별히 문제로는 되지 않는다. 그러나,특허 문헌 2에 개시되어 있는 바와같이,다이의 적층수가 많아지면, 최상부 의 다이까지 열이 전달되지 않고 열압착할 수 없게 된다. 그러면,히트 블록의 히터 온도를 올리면, 절연 기판이나 최하부의 다이가 지나치게 고온으로 되고 회로가 파괴된다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 과제는, 다이의 적층수에 관계없이,기판이나 다이의 회로를 파괴하는 일이 없이,반도체 장치의 생산성의 향상을 도모할 수 있는 다이 본딩방법 및 그 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항 1은, 열압착 시트가 다이 하면에 부착되어 있는 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재한 다이 본딩방법에 있어서,상기 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 다이 위에 탑재하기 전에 상기 열압착 시트를 하면측에서 비접촉으로 가열하는 가열 공정 후에 기판 또는 다이 위에 탑재하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항 2는, 열압착 시트가 다이 하면에 부착되어 있는 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재한 다이 본딩장치에 있어서, 상기 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 다이 위에 탑재하기 전에 상기 열압착 시트를 하면측으로부터 비접촉으로 가열하는 가열수단을 보유하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항 3은, 열압착 시트가 다이 하면에 부착되어 있는 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재한 다이 본딩장치에 있어서, 상기 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 다이 위에 탑재하기 전에 상기 열압착 시트를 하면측에서 비접촉으로 가열하는 가열수단과, 이 가열수단에 의하여 가열된 열압착 시트의 온도를 측정하는 온도 센서를 보유하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항 4는, 상기 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 가열수단은, 적외선 램프,전열선,세라믹 히터,온풍히터,적외선 레이저인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항 5는, 상기 청구항 4에 있어서, 상기 가열수단이 적외선 레이저인 경우에는, 이 적외선 레이저의 레이저 광로에 배설(配設)한 반사 미러 또는 프리즘에 의하여 광로 변경하고 상기 열압착 시트를 가열하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항 6은, 상기 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 가열수단은, 상기 열압착 시트 부착 다이를 반송하고 기판 또는 이 기판상에 탑재한 반송 경로에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항 7은, 상기 청구항 3에 있어서, 상기 온도 센서는, 상기 열압착 시트의 온도를 비접촉으로 측정한 적외선 온도 센서인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항 8은, 상기 청구항 7에 있어서, 상기 적외선 온도 센서의 온도 데이터는, 상기 열압착 시트가 설정 온도가 되도록 상기 가열수단에 피드백되는 것을 특징으로 한다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1의 실시의 형태,도 3은 본 발명의 제 2의 실시의 형태,도 4는 본 발명의 제 3의 실시의 형태를 각자 나타낸다. 또한,각 실시의 형태에 있어서, 동일한 부재에는 동일 부호를 붙인다.
먼저,본 발명의 제 1의 실시의 형태를 도 1 및 도 2에 의하여 설명한다. 절연성의 열압착 시트(1)가 하면에 부착된 다이(2)는, 각각 분리되어 웨이퍼 유지 테이프(3)에 부착되어 있다. 웨이퍼 유지 테이프(3)의 외주는 웨이퍼 링(4)에 접착되고 있고,웨이퍼 링(4)은 도시하지 않는 XY 테이블에서 XY축 방향으로 구동된다. 웨이퍼 유지 테이프(3)의 하부에는, 다이(2)를 밀어 올리는 밀어올림 핀(5)이 배설되고 있고,밀어 올림 핀(5)은, 도시하지 않는 상하 구동수단으로 상하로 진동된다.
한편,기판(10) 위에는, 절연성의 절연성의 열압착 시트(11)가 이면에 부착된 다이(12)가 상기 열압착 시트(11)를 통해 탑재되어 있다. 이 기판(10) 위에 탑재하는 다이(12)는, 열압착 시트(11)를 부착하지 않고,다이(12)의 탑재전에 기판(10) 위에 에폭시계 수지 등의 절연성 페이스트를 도포하고,다이(12)를 탑재해도 좋다. 기판(10)의 양측부는, 한 쌍의 기판 가이드 레일(13,13)로 가이드 되고,도시하지 않는 이송수단으로 지면(紙面)에 수직인 방향으로 보내지다. 기판 가이드 레일(13,13) 사이의 하부에는, 기판(10)을 가열하는 히트 블록(14)이 배설되어 있다.
밀어 올림 핀(5)으로 밀어 올려진 다이(2)를 진공 흡착 유지하는 콜렛(20)은, 콜렛 헤드(21)에 상하로 진동 가능하게 설치되어 있다. 콜렛 헤드(21)는, 밀 어 올림 핀(5)의 위쪽에서 기판(10)의 상방으로 콜렛 가이드 레일(22)에 따라 왕복 구동된다.
도 1 및 도 2의 제 1의 실시의 형태에 있어서는,콜렛(20)이 다이(2)를 진공 흡착 유지하고 반송하는 반송 경로에는, 다이(2)에 부착된 열압착 시트(1)를 가열하는 가열수단으로서의 적외선 램프(30)가 배설되어 있다. 도 3 및 도 4의 제 2 및 제 3의 실시의 형태에 있어서는,상기 제1의 실시의 형태와 가열수단이 다를 뿐이다. 제 2의 실시의 형태(도3)는 가열수단으로서 온풍 히터(31)를 이용한 경우로, 32는 니크롬선,33은 팬을 나타낸다. 제 3의 실시의 형태(도4)는 가열수단으로서 적외선 레이저(34)를 이용한 경우를 나타낸다. 다이(2)를 흡착한 콜렛(20)이 가열 위치에 위치하면, 적외선 레이저(34)로부터 조사된 적외선이 반사 미러(35)에서 반사되어 열압착 시트(1)를 가열한다.
적외선 램프(30)(도 1 및 도 2),온풍 히터(31)(도3),적외선 레이저(34)(도3)에 의한 가열시에 있어서 열압착 시트(1)의 온도를 비접촉으로 측정하기 위해, 적외선 온도 센서(40)가 배설되어 있다. 도 5에 나타난 바와같이,적외선 램프(30),온풍히터(31) 또는 적외선 레이저(34) 등으로 된 가열수단(36)은, 전압 또는 전류 제어회로(41)에 의해 제어되고,이 전압 또는 전류 제어회로(41)는 설정 온도 기억부(42)에 기억된 설정 온도가 되면 가열수단(36)의 가열을 정지한다. 설정 온도 기억부(42)에는, 미리 실험에 의해 열압착 시트(1)의 적정 가열 온도를 조사하고,이 설정 온도가 기억되어 있다. 그래서,적외선 온도 센서(40)로 측정한 열압착 시트(1)의 온도가 설정 온도가 되면, 전압 또는 전류 제어회로(41)는 가열수단 (36)에의 가열 정지 신호를 출력한다.
다음에 작용에 관하여 설명한다. 도 1(a)에 나타난 바와같이,콜렛(20)이 픽업하는 다이(2)는, 밀어 올림 핀(5)의 위쪽으로 이동한다. 다음에 도 1(b)에 나타난 바와같이,콜렛(20)이 하강하고 다이(2)를 진공 흡착 유지하고,콜렛(20)이 상승할 때에 밀어 올림 핀(5)이 상승하고 다이(2)를 픽업한다. 계속해서, 도 1(c)에 실선으로 나타난 바와같이,콜렛(20)은 적외선 램프(30)의 위쪽으로 이동하고,열압착 시트(1)가 적외선 램프(30)로 가열된다. 열압착 시트(1)는, 도 3의 경우에는 온풍 히터(31)에 의해 가열되고,도 4의 경우에는 적외선 레이저(34)에 의해 가열된다.
열압착 시트(1)가 적외선 램프(30),온풍히터(31),적외선 레이저(34) 등의 가열수단(36)에 의해 가열되고,적외선 온도 센서(40)에 의해 측정되는 온도가 설정 온도 기억부(42)에 미리 설정된 온도에 도달하면, 전압 또는 전류 제어회로(41)는 가열수단(36)에 가열 정지 신호를 출력한다. 다음에 도 1(c)에 2점쇄선으로 나타난 바와같이,콜렛(20)은 다이(12)의 위쪽으로 이동한다.
다음에 도 2(a)나타난 바와같이,콜렛(20)이 하강하고 다이(12) 위에 다이(2)를 탑재한다. 이것에 의해,다이(12) 위에 열압착 시트(1)를 통해 다이(2)가 접합된다. 도 1(b)에 나타난 바와같이 다이(2)가 픽업되고,밀어 올림 핀(5)이 하강한 후로부터 도 2(a)의 사이에, 웨이퍼 링(4)이 도시하지 않는 XY 테이블에서 XY축 방향으로 구동되고,다음에 픽업된 다이(2)가 밀어 올림 핀(5)의 위쪽에 위치 결정된다.
계속해서, 도 2(b)에 나타난 바와같이,콜렛(20)의 진공이 끊어지고,이 콜렛(20)은 상승한다. 그 후, 콜렛(20)은 다음에 픽업하는 다이(2)의 위쪽으로 이동한다. 또 기판(10)은 1 피치 보내지고,다음에 본딩되는 다이(12)가 본딩 위치에 위치 결정된다.
이와같이,다이(2)에 부착된 열압착 시트(1)를 직접 가열하고,그 후에 다이(12) 위에 탑재하기 때문에, 적층하는 다이의 수에 관계없이 기판(10)이나 다이(12)의 회로를 파괴하지 않는다. 이것에 의해,반도체 장치의 생산성이 향상된다.
또한,상기 실시의 형태에 있어서는,기판(10) 위에 미리 다이(12)가 탑재되고,이 다이(l2) 위에 다이(2)를 2단으로 탑재하는 경우에 관하여 설명했다. 그러나,본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니고,다이를 3단 이상의 다단으로 탑재한 경우에도 적용할 수 있고,다단이 되면 보다 효과적이라는 것은 말할 것도 없다. 또 기판(10)에 다이(12)를 직접 탑재하는 경우에도 적용될 수 있는 것은 물론이다.또 가열수단(36)은, 상기 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고,예를 들면 전열선 또는 세라믹 히터 등이라도 좋다.
도 4에 도시하는 제 3의 실시의 형태에 있어서는,적외선 레이저(34)의 적외선을 반사 미러(35)로 반사시켰지만, 반사 미러(35) 대신에 프리즘을 이용해도 좋다. 일반적으로,적외선 레이저(34)는 다른 가열수단에 비해 대형이고,콜렛(20)에 의한 다이(2)의 반송 경로의 하부에 여유가 없어 배설할 수 없는 경우가 많기 때문에, 도 4에 나타난 바와같이 반송 경로의 위쪽에 배설했다. 그러나,콜렛(20)에 의한 다이(2)의 반송 경로의 하부에 배설하는 것이 가능한 경우에는, 반사 미러 (35) 또는 프리즘을 이용하지 않고 직접 적외선 레이저(34)의 적외선을 열압착 시트(1)에 조사 하여도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
다이에 부착된 열압착 시트를 기판 또는 다이에 탑재하기 전에, 하면측에서 비접촉으로 열압착 시트를 직접 가열하고,그 후에 기판 또는 다이 위에 탑재하기 때문에, 적층하는 다이의 수에 관계없이 기판이나 다이의 회로를 파괴하는 일이 없다. 이것에 의해,반도체 장치의 생산성이 향상된다.
Claims (8)
- 열압착 시트가 다이 하면에 부착되어 있는 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재하는 다이 본딩방법에 있어서, 상기 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재하기 전에 상기 열압착 시트를 하면측에서 비접촉으로 가열하는 가열 공정의 후에 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩방법.
- 열압착 시트가 다이 하면에 부착되어 있는 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재하는 다이 본딩장치에 있어서, 상기 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재하기 전에 상기 열압착 시트를 하면측에서 비접촉으로 가열하는 가열수단을 가지는 것을 특징으로 하는 다이 본딩장치.
- 열압착 시트가 다이 하면에 부착되어 있는 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재하는 다이 본딩장치에 있어서, 상기 열압착 시트 부착 다이를 기판 또는 이 기판상에 탑재된 다이 위에 탑재하기 전에 상기 열압착 시트를 하면측에서 비접촉으로 가열하는 가열수단과, 이 가열수단에 의해 가열된 열압착 시트의 온도를 측정하는 온도 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 다이 본딩장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 가열수단은, 적외선 램프,전열선, 세 라믹 히터,온풍 히터,적외선 레이저인 것을 특징으로 하는 다이 본딩장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 가열수단이 적외선 레이저인 경우에는, 이 적외선 레이저의 레이저 광로에 배설한 반사 미러 또는 프리즘에 의해 광로 변경하여 상기 열압착 시트를 가열하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 가열수단은, 상기 열압착 시트 부착 다이를 반송하고 기판 또는 이 기판상에 탑재하는 반송 경로에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다이 본딩장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 온도 센서는, 상기 열압착 시트의 온도를 비접촉으로 측정하는 적외선 온도 센서인 것을 특징으로 하는 다이 본딩장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 적외선 온도 센서의 온도 데이터는, 상기 열압착 시트가 설정 온도로 되도록 상기 가열수단에 피드백되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩장치.
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