KR101380815B1 - 다이본딩 장치 - Google Patents

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KR101380815B1
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마사히토 츠지
미츠테루 사카모토
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

[과제] 다이본딩 장치에 있어서, 얇은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩을 적절하게 픽업하여 본딩한다.
[해결수단] 반도체칩을 픽업하여 본딩하는 본딩 툴(11)이 선단에 부착되는 샤프트(12)와, 평판 링크(20, 30)를 통하여 샤프트(12)가 부착되고, 샤프트(12)가 연장되는 방향을 따라 직선이동하는 본딩 헤드(50)를 구비하는 다이본딩 장치(100)로서, 평판 링크(20, 30)는 샤프트(12)가 연장되는 방향과 교차하는 면을 따라 연장되고, 본딩 헤드(50)에 부착되는 환상 판(21, 31)과, 환상 판(21, 31)과 동일면에 배치되고, 환상 판(21, 31)의 내측에 있는 중공 부분(24, 34)을 건너 걸치는 건넘판(22, 32)을 포함하고, 건넘판(22, 32)에 샤프트(12)가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

다이본딩 장치{DIE BONDING DEVICE}
본 발명은 다이본딩 장치의 구조에 관한 것이다.
반도체칩을 리드프레임 등의 기판에 접합하고, 반도체칩의 각 전극과 기판의 전극 또는 리드프레임의 리드를 접속하는 반도체 장치의 제조의 후공정에 있어서는, 반도체칩을 기판 등에 접합하기 위한 다이본딩 장치나, 기판 등에 접합한 반도체칩의 전극과 리드프레임의 리드를 와이어로 접속하는 와이어 본딩 장치 등의 본딩 장치가 사용된다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또한 μGBA·IC의 제조에서는, TAB 테이프의 이너 리드를 반도체의 전극에 압착하는 싱글 포인트 본딩 장치 등이 사용된다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
이러한 와이어 본딩 장치, 또는 싱글 포인트 본딩 장치에서는, 본딩 툴인 캐필러리나 싱글 포인트 본딩 툴 등을 반도체칩의 전극에 대하여 접리(接離)하는 방향으로 이동시켜, 와이어 또는, 이너 리드를 반도체칩의 전극에 압접시킴과 아울러 초음파 진동을 가해 와이어 또는, 이너 리드를 반도체칩의 전극에 접합한다. 이 때문에, 각 본딩 장치에는, 각각 본딩 툴을 반도체칩의 면에 대하여 수직방향으로 이동시키는 것이 필요하게 된다. 이러한 종래기술의 본딩 장치에서는, 예를 들면, 특허문헌 1의 도 7에 기재되어 있는 바와 같이, 본딩 툴이 부착된 암을 회전시켜, 암 선단에 부착되어 있는 본딩 툴을 반도체칩의 전극 표면에 대하여 대략 수직하게 접리시키는 구조가 사용되고 있었다.
그러나, 이 구조에서는, 암의 길이를 길게 해도 본딩 툴 선단은 원호 형상의 이동을 하기 때문에, 반도체칩의 전극에 대하여 항상 수직방향으로 본딩 툴을 이동시키는 것이 곤란했다.
그래서, 특허문헌 1의 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전하는 암의 선단에 본딩 툴을 부착하는 대신에, 본딩 툴을 2장의 평행 스프링에 의해 지지하고, 캐필러리를 반도체칩에 대하여 수직방향으로 접리시키는 것이 제안되어 있다. 또한 특허문헌2의 도 7에 도시하는 바와 같이, 2장의 판을 평행하게 배치하고, 그 중앙부분을 끼움판에 의해 사이에 끼워 강성을 높게 하고, 2장의 판의 각 양단에 각각 1개씩, 합계 4개의 회전 힌지를 형성하고, 이 4개의 회전 힌지에 의해 싱글 포인트 본딩 툴을 반도체칩의 전극면에 대하여 수직방향으로 이동시키는 평행 링크 구조가 제안되어 있다.
일본 특개 2001-127097호 공보 일본 특개 2000-323522호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그런데, 반도체칩을 기판 등에 접합하기 위한 다이본딩 장치는 다이싱된 웨이퍼로부터 반도체칩을 픽업하고, 픽업한 반도체칩을 기판 또는 리드 위에 본딩하여 접합하는 것이다. 이 다이본딩 장치는 반도체칩을 흡착하여 픽업하는 툴인 콜렛이 부착된 본딩 헤드를 반도체칩의 표면에 대하여 수직방향으로 이동시키기 때문에, 수직방향으로 이동하는 슬라이더를 사용하고 있는 경우가 많다. 반도체칩을 픽업할 때 또는 반도체칩을 기판 등의 위에 본딩할 때는, 콜렛을 어느 정도의 누름 하중으로 반도체칩에 내리누를 필요가 있다. 그러나, 반도체칩에 큰 누름력이 걸려 버리면 반도체칩이 파손되어 버리므로, 콜렛과 본딩 헤드 사이에는 본딩 헤드의 하강 거리에 따라 콜렛의 반도체칩에 대한 누름력을 조정할 수 있는 하중 스프링을 부착하고, 반도체칩을 픽업 또는 기판 등의 위에 본딩할 때에 과잉의 누름력이 반도체칩에 가해지지 않도록 구성하고 있는 경우가 많다.
한편, 최근, 반도체칩의 두께는 대단히 얇아져, 그 강도가 약해져 가고 있다. 또한 갈륨비소 등의 깨지기 쉬운 소재를 사용한 반도체칩도 많이 사용되어 가고 있다. 이 때문에, 종래와 같은 픽업 하중이 가해지면 이러한 얇은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩이 파손되는 경우가 있다고 하는 문제가 있었다. 그러나, 반도체의 픽업 하중을 저감하기 위하여 하중 스프링을 약하게 하면, 콜렛을 본딩 헤드에 대하여 상하방향으로 슬라이드 시키는 Z방향 가이드의 마찰력 때문에 적절한 누름 하중을 가할 수 없는 경우나 Z방향 가이드에 걸림 등이 발생하여 일시적으로 과잉의 누름 하중이 걸려 버린다고 하는 문제가 있었다. 또한 이 Z방향 가이드 대신에, 예를 들면, 특허문헌 1, 2에 기재되어 있는 것과 같은 평행 스프링이나 평행 링크를 사용한 경우, 평행 스프링이나 평행 링크 자체의 굽힘 강성이 크므로, 본딩 헤드가 하강하면 하중 스프링의 반력과 평행 링크 등의 변형 반력이 콜렛의 반도체칩으로의 누름력으로서 걸려 버린다. 이 때문에, 본딩 헤드의 하강 거리에 따라 반도체칩으로의 누름력을 적절하게 조정할 수 없어, 얇은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩을 픽업 또는 기판 등의 위에 본딩할 때에 필요한 작은 누름 하중을 걸리게 할 수 없어, 얇은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩을 적절하게 픽업하여 기판 등의 위에 본딩하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 다이본딩 장치에서 얇은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩을 적절하게 픽업하여 본딩하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다이본딩 장치는 반도체칩을 픽업하여 본딩하는 본딩 툴이 선단에 부착되는 샤프트와, 적어도 1개의 평판 링크를 통하여 샤프트가 부착되고, 샤프트가 연장되는 방향을 따라 직선이동하는 본딩 헤드를 구비하는 다이본딩 장치로서, 평판 링크는 샤프트가 연장되는 방향과 교차하는 면을 따라 연장되고, 본딩 헤드에 부착되는 환상 판과, 환상 판과 동일면에 배치되고, 환상 판의 내측에 있는 중공 부분을 건너 걸치는 건넘판을 포함하고, 건넘판에 샤프트가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다이본딩 장치에 있어서, 평판 링크의 환상 판은 외측 가장자리의 대향하는 2개 고정점에서 본딩 헤드에 고정되고, 건넘판은 환상 판의 각 고정점을 연결하는 방향과 교차하는 방향으로 연장되고, 샤프트가 접속되는 중앙으로부터 환상 판에 접속되는 양단을 향해서 폭이 좁아지는 것으로 해도 적합하고, 환상 판은 각 고정점으로부터 건넘판에 접속되는 양단을 향하여 폭이 작아지고 있는 것으로 해도 바람직하고, 환상 판은, 대략 사각 환상이며, 각 고정점이 대향하는 2변의 중앙에 각각 배치되어 있는 것으로 해도 적합하다.
본 발명의 다이본딩 장치에 있어서, 샤프트는 이간하여 평행하게 배치된 2개의 평판 링크에 의해 본딩 헤드에 부착되어 있는 것으로 해도 적합하다.
본 발명의 다이본딩 장치에 있어서, 회전 가이드에 의해 본딩 헤드에 회전 자유롭게 부착되고, 일단이 샤프트에 접속되고, 타단에 본딩 툴을 반도체칩에 내리누르는 누름 하중을 부여하는 스프링이 접속되는 레버를 포함하고, 회전 가이드는 2장의 판 스프링을 十자형으로 교차시킨 十자 판스프링인 것으로 해도 적합하고, 十자 판스프링은, 4개의 끝점을 갖고, 그 중의 1개의 끝점은 레버에 접속되고, 다른 3개의 끝점은 각각 본딩 헤드에 부착되어 있는 것으로 해도 적합하다.
본 발명은, 다이본딩 장치에 있어서, 얇은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩을 적절하게 픽업하여 본딩할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 구조를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 평판 링크를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 반도체칩을 픽업하기 전의 상태를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 반도체칩을 픽업하는 상태를 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 평판 링크의 변형상태를 도시하는 사시도.
도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 평판 링크의 변형상태를 도시하는 측면도.
도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 본딩 헤드의 가라앉음량에 대한 누름 하중의 변화를 나타내는 그래프.
도 8 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 평판 링크를 도시하는 평면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 다이본딩 장치의 평판 링크를 도시하는 평면도.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 다이본딩 장치(100)는 도시하지 않은 XY방향으로의 이동 장치에 부착된 리니어 가이드(62)와, 리니어 가이드(62)를 따라 Z방향으로 이동하는 슬라이더(61)와, 슬라이더(61)에 고정되어, 슬라이더(61)와 함께 Z방향으로 이동하는 본딩 헤드(50)를 구비하고 있다. 본딩 헤드(50)는 슬라이더(61)에 고정되는 본체(51)와, 본체(51)로부터 Y방향으로 연장되는 한 쌍의 하측 암(52)과 한 쌍의 상측 암(53)과, 하측 암(52)에 부시(55)를 통하여 볼트(54)에 의해 고정된 하측 평판 링크(20)와, 상측 암(53)에 부시(55)를 통하여 볼트(54)에 의해 고정된 상측 평판 링크(30)와, 하측 평판 링크(20)와 상측 평판 링크(30)에 각각 고정된 샤프트(12)와, 샤프트(12)의 하측의 선단에 부착되어 있는 반도체칩을 흡착하는 본딩 툴(11)을 구비하고 있다. 하측 평판 링크(20)와 상측 평판 링크(30)는 평행하게 배치되어 있다. 샤프트(12)의 상단에는 샤프트(12)보다도 외경이 큰 엔드 블록(13)이 부착되어 있고, 엔드 블록(13)의 본체(51)측의 하면은 상측 암(53)에 볼트(54)로 고정된 역U자형의 스토퍼(56)의 상면에 닿도록 구성되어 있다. 또한, 도 1에서는, Z방향은 수직방향이며, XY방향은 서로 직교하는 수평면을 나타낸다. 이하 설명하는 다른 도면에서도 동일하다.
또한 본체(51)의 상부에는 회전 가이드인 十자 판스프링(45)을 통하여 레버(40)가 본딩 헤드(50)에 대하여 회전 자유롭게 부착되어 있다. 레버(40)의 선단부(41)(샤프트(12)측 또는 Y방향 플러스측)와 샤프트(12)의 엔드 블록(13)은 연결판(49)에 의해 연결되어 있다. 또한 레버(40)의 후단부(슬라이더(61)측 또는 Y방향 마이너스측)에는 밸런스 웨이트(48)가 볼트(42)에 의해 고정되어 있다. 밸런스 웨이트(48)의 하측의 본체(51)에 설치된 구멍(57)에는 본딩 툴(11)을 반도체칩에 내리누르는 누름 하중을 부여하는 스프링(58)이 부착되어 있다. 스프링(58)의 상단은 밸런스 웨이트(48)에 접촉되어 있다.
十자 판스프링(45)은 수평 스프링판(46)과, 수직 스프링판(47)을 十자로 조합시킨 것으로, 수평 스프링판(46)의 후단(슬라이더(61)측 혹은 Y방향 마이너스측)은 본딩 헤드(50)의 본체(51)에 볼트(42)에 의해 고정되고, 선단(샤프트(12)측 혹은 Y방향 플러스측)은 레버(40)의 중앙 블록(44)의 하면에 볼트(42)에 의해 고정되어 있다. 또한 수직 스프링판(47)의 하단은 볼트(42)에 의해 본딩 헤드(50)의 본체(51)의 상부에 고정되어 있고, 그 상단은 레버(40)의 중앙 블록(44)의 수직면에 볼트(42)에 의해 고정되어 있다. 이와 같이, 十자 판스프링(45)은 수평 스프링판(46)의 선단과 후단, 수직 스프링판(47)의 상단과 하단과의 4개의 단부를 가지고 있고, 인접하는 수평 스프링판(46)의 후단과 수직 스프링판(47)의 하단은 본딩 헤드(50)의 본체(51)에 고정되고, 수평 스프링판(46)의 선단과 수직 스프링판(47)의 상단과는 레버(40)의 중앙 블록(44)에 고정되어 있다. 그리고, 수평 스프링판(46)과 수직 스프링판(47)이 교차하는 X방향으로 연장되는 선이 회전축이 되고, 十자 판스프링(45)은 레버(40)를 X축 주위로 회전 자유롭게 지지한다.
도 2를 참조하면서 상측 평판 링크(30)의 구조의 상세에 대하여 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 상측 평판 링크(30)는 얇은 스테인리스강이나 스프링강 등을 가공한 것으로, 샤프트(12)가 연장되는 Z방향으로 수직한 XY면 내를 따라 연장되어 있다. 상측 평판 링크(30)는 환상 판(31)과, 환상 판(31)의 내측의 중공 부분(34)을 Y방향에 건너 걸치는 건넘판(32)을 구비하고 있다. 환상 판(31)과 건넘판(32)은 동일 평면 내에 배치되어 있다. 환상 판(31)은 대략 사각 환상이며 각 변은 X방향과 Y방향으로 연장되어 있다. 그리고, Y방향으로 연장되는 한 쌍의 제 1 변(31a)의 길이 방향의 중앙은 부시(55)를 통하여 볼트(54)에 의해 상측 암(53)의 상면에 고정되어 있다. 이 볼트(54)에 의해 상측 암(53)에 고정되어 있는 제 1 변(31a)의 부분은 각각 상측 평판 링크(30)의 고정점(33)이다. 또한 환상 판(31)의 X방향으로 뻗는 한 쌍의 제 2 변(31b)의 각 중앙은 건넘판(32)에 의해 Y방향에 접속되어 있다. 그리고, 건넘판(32)의 중앙에는 샤프트(12)가 고정되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 건넘판(32)의 중심선(72)은 샤프트(12)의 중심선(71)을 지나는 선이다. 샤프트(12)가 건넘판(32)에 부착되는 부분은 링(14)에 의해 보강되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 건넘판(32)은 샤프트(12)의 중심선(71)을 통과하여 Y방향으로 연장되고, 샤프트(12)가 고정되어 있는 중앙 부분은 폭이 넓고, 환상 판(31)과 접속되는 단부를 향하여 그 폭이 좁아지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 또한 Y방향으로 연장되는 한 쌍의 제 1 변(31a)은 볼트(54)에 의해 고정되는 고정점(33)의 부분은 폭이 넓고, 제 2 변(31b)을 향함에 따라 제 1 변(31a)의 폭이 좁아지도록 구성되어 있다. 그리고, 2개의 고정점(33)과 샤프트(12)는 하나의 직선(73) 위에 배치되고, X방향으로 1열로 줄지어 있다. 이상, 상측 평판 링크(30)의 구조에 대하여 설명했지만, 하측 평판 링크(20)의 구조도 상측 평판 링크(30)와 동일한 구조이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 구성되는 본 실시형태의 다이본딩 장치(100)에 의해 반도체칩을 픽업할 때의 동작에 대하여 설명한다. 도 1, 2를 참조하여 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 픽업하려고 하는 반도체칩(90)은 이면에 다이싱 테이프(83)가 첩부된 상태에서 픽업 스테이지(81)의 위에 흡착 고정되어 있다. 다이싱 테이프(83)는 주위를 향하여 잡아 당겨진 상태이고, 각 반도체칩(90)의 사이에는 미소한 간극이 생겨 있다. 다이본딩 장치(100)는 도시하지 않은 XY 이동장치에 의해 본딩 헤드(50)를 이동시키고, 샤프트(12)의 하단에 부착된 본딩 툴(11)의 위치를 픽업하려고 하는 반도체칩(90)의 바로 위로 가지고 온다.
다음에, 도 4에 도시하는 바와 같이, 다이본딩 장치(100)는, 도시하지 않은 제어부의 지령에 의해, 본딩 헤드(50)가 부착되어 있는 슬라이더(61)를 Z방향 하향으로 강하시킨다. 그리고, 제어부는 본딩 툴(11)의 선단이 반도체칩(90)의 표면에 접하고나서 또한 높이(△Z0)만큼 슬라이더(61) 및 본딩 헤드(50)를 강하시킨다. 그러면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 샤프트(12)는 2개의 평판 링크(20, 30)에 가이드 되어 본딩 헤드(50)에 대하여 높이(△Z0)만큼 상방으로 이동하고, 샤프트(12)의 상단의 엔드 블록(13)도 높이(△Z0)만큼 상방으로 이동한다. 그리고, 엔드 블록(13)에 연결판(49)에 의해 접속되어 있는 레버(40)의 선단부(41)도 높이(△Z0)만큼 상방으로 이동한다. 레버(40)는 十자 판스프링(45)의 수평 스프링판(46)과 수직 스프링판(47)이 교차하는 선을 따라 X축 주위로 회전하고, 레버(40)의 후단부(43)는 하방향으로 높이(△Z5)만큼 이동한다. 그러면, 스프링(58)이 Z방향으로 길이(△Z5)만큼 줄어들고, 그 반력에 의해 레버(40)의 후단부(43)를 밀어 올리고, 레버(40)의 선단부(41)에 연결판(49)을 통하여 접속되어 있는 엔드 블록(13), 샤프트(12)에 대하여 하방향으로 힘(F0)을 가한다. 본딩 툴(11)의 내부는, 도시하지 않은 진공 장치에 의해 진공으로 되어 있으므로, 이 힘(F0)에 의해 본딩 툴(11)이 반도체칩(90)의 표면으로 내리눌려져 있으면, 본딩 툴(11)은 반도체칩(90)을 흡착한다. 그 후에 도시하지 않은 제어부에 의해 슬라이더(61)가 상승하면, 본딩 툴(11)은 반도체칩(90)을 픽업한다.
도 5, 도 6을 참조하여, 본딩 툴(11)이 반도체칩(90)의 표면에 접한 후, 본딩 헤드(50)가 또한 높이(△Z0)만큼 강하했을 때의 상측 평판 링크(30)의 변형과 샤프트(12)의 이동에 대하여 상세하게 설명한다. 본딩 툴(11)이 반도체칩(90)의 표면에 접한 후, 본딩 헤드(50)가 또한 높이(△Z0)만큼 강하하면, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상측 평판 링크(30)를 고정하고 있는 상측 암(53)도 본딩 툴(11)이 반도체칩(90)의 표면에 접했을 때의 높이보다도 높이(△Z0)만큼 강하하면, 상측 평판 링크(30)의 고정점(33)도 본딩 툴(11)이 반도체칩(90)의 표면에 접했을 때의 높이보다도 높이(△Z0)만큼 강하한다. 한편, 샤프트(12)는 선단의 본딩 툴(11)이 반도체칩(90)의 표면에 접해 있어, 그 이상 강하하지 않으므로, 상측 평판 링크(30)의 샤프트(12)를 고정하고 있는 건넘판(32)의 중앙과, 2개의 고정점(33)과의 사이에는 △Z0만큼 높이의 차가 생기게 된다. 상측 평판 링크(30)의 고정점(33)에 의해 중앙이 상측 암(53)에 고정되어 있는 각 제 1 변(31a)은, 도 5 및 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 고정점(33)으로부터 제 2 변(31b)을 향하여 상방으로 만곡해 간다. 또한 도 5, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 변(31b)의 사이를 건너 걸치는 건넘판(32)은 제 2 변(31b)으로부터 샤프트(12)가 부착되어 있는 중앙부가 부풀어 오르도록 상방을 향하여 변형된다. 또한 도 5, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 변(31b)은 건넘판(32)이 접속되어 있는 중앙부분이 제 1 변(31a)에 접속되어 있는 양단으로부터 부풀어 오르도록 상방을 향하여 변형된다. 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 제 1 변(31a)의 상방으로의 만곡에 의해, 고정점(33)과 제 1 변(31a)의 양단 또는 제 2 변(31b)과의 사이에는, △Z1만큼의 높이의 차가 생긴다. 또한 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 변(31b)의 부풀어오름 변형에 의해 제 1 변(31a)의 양단과 제 2 변(31b)의 중앙부와의 사이에는, △Z2의 높이의 차가 생긴다. 또한 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 건넘판(32)의 부풀어오름 변형에 의해 제 2 변(31b)의 중앙과 샤프트(12)의 부착되어 있는 건넘판(32)의 중앙과의 사이에는, △Z3만큼의 높이의 차가 생긴다. 그리고, 이 높이의 차(△Z1, △Z2, △Z3)의 합계가 높이(△Z0)가 된다. 즉, △Z1＋△Z2＋△Z3=△Z0가 된다.
이와 같이, 상측 평판 링크(30)는 고정점(33)으로부터 연장되는 제 1 변(31a)의 휨 변형과, 제 2 변(31b)의 부풀어오름 변형과, 제 2 변(31b)과의 사이에 건너 걸쳐지는 건넘판(32)의 부풀어오름 변형에 의하여 샤프트(12)를 본딩 헤드(50)에 대하여 높이(△Z0)만큼 Z방향으로 이동시킨다. 또한 제 1 변(31a)과 건넘판(32)의 제 2 변(31b)에 접속하는 단부는 그 폭이 작아져 있으므로, 제 2 변(31b)의 양단, 및 건넘판(32)의 양단에 각각 링크를 형성하고, 각 링크의 회전에 의해 샤프트(12)를 Z방향으로 이동시킨다. 이 때문에, 샤프트(12)의 Z방향의 이동에 대한 저항이 거의 발생하지 않는다. 또한 본 실시형태의 다이본딩 장치(100)는 하측 평판 링크(20)와 상측 평판 링크(30)의 2개의 평판 링크를 평행하게 배치하고, 이것에 의해 샤프트(12)가 Z방향으로 이동 가능하게 지지하므로, 샤프트(12)가 반도체칩(90)의 표면에 대하여 수직방향으로 원활하게 이동할 수 있다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 레버(40)는 十자 판스프링(45)에 의해 회전지되어 있으므로, 회전 베어링 등과 같은 마찰 저항이 없어, 회전에 대한 저항이 거의 발생하지 않는다.
이 때문에, 본딩 툴(11)이 반도체칩(90)의 표면에 접한 후, 본딩 헤드(50)가 높이(△Z)만큼 가라앉았을 때에 반도체칩(90)의 표면에 걸리는 힘은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 가라앉음 높이(△Z)에 대하여 정비례하게 된다. 즉, F=K×△Z가 된다. 이것에 의해 제어부는 본딩 헤드(50)의 가라앉음량(△Z)을 제어함으로써, 반도체칩(90)에 가해지는 누름 하중을 정확하게 제어할 수 있다. 이 때문에, 얇은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩(90)을 픽업할 때에, 보다 작은 누름 하중을 정확하게 제어할 수 있어, 얇고 강도가 낮은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩(90)을 손상시키지 않고 적절하게 픽업할 수 있다. 또한 본 실시형태의 다이본딩 장치(100)는 종래의 본딩 장치와 같이 샤프트(12)를 Z방향으로 슬라이드 시키거나, 레버(40)를 회전 지지하거나 하는 부분과 같은 슬라이딩부가 없으므로, 마모가 없어 장수명이며, 또한, 마찰 저항의 변화에 의한 누름 하중이 변화되지도 않아, 장기간에 걸쳐 안정한 동작을 할 수 있다.
이상, 본 실시형태의 다이본딩 장치(100)에 의해 반도체칩(90)을 픽업할 때의 동작에 대하여 설명했지만, 반도체칩(90)을 기판 또는 리드프레임 등 위에 접합할 때의 동작도 동일하며, 반도체칩(90)에 걸리는 작은 누름력을 정확하게 제어할 수 있으므로, 얇고 강도가 낮은 또는 깨지기 쉬운 반도체칩(90)을 손상시키지 않고 기판 또는 리드프레임 등의 위에 적절하게 본딩할 수 있다. 또한 반도체칩의 위에 반도체칩을 더 본딩할 때에도 마찬가지로 반도체칩(90)을 손상시키지 않고 적절하게 본딩을 행할 수 있다.
도 8, 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 도 1부터 도 7을 참조하여 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 도 8에 도시하는 상측 평판 링크(130)는 도 1부터 7을 참조하여 설명한 실시형태의 상측 평판 링크(30)의 대략 사각 환상의 환상 판(31)을 타원 형상의 환상 판(131)으로 하고, 그 장원측에 고정점(133)을 설치하고, 대향하는 단원을 건너 걸치도록 건넘판(132)을 설치한 것이다. 또한 도 9에 도시하는 실시형태는, 도 1부터 도 7을 참조하여 설명한 실시형태의 제 1 변(31a)의 중앙의 외측에 래그(35)를 설치하고, 이 래그(35)를 상측 암(53)에 고정하도록 구성한 것이다. 도 8, 도 9에 도시하는 어느 실시형태도 도 1부터 도 7을 참조하여 설명한 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
11 본딩 툴 12 샤프트
13 엔드 블록 14 링
20 하측 평판 링크 21, 31, 131 환상 판
22, 32, 132 건넘판 24, 34 중공 부분
30, 130 상측 평판 링크 31a 제 1 변
31b 제 2 변 33, 133 고정점
35 래그 40 레버
41 선단부 42 볼트
43 후단부 44 중앙 블록
45 十자 판스프링 46 수평 스프링판
47 수직 스프링판 48 밸런스 웨이트
49 연결판 50 본딩 헤드
51 본체 52 하측 암
53 상측 암 54 볼트
55 부시 56 스토퍼
57 구멍 58 스프링
61 슬라이더 62 리니어 가이드
71, 72 중심선 73 직선
81 픽업 스테이지 83 다이싱 테이프
90 반도체칩 100 다이본딩 장치.

Claims (7)

  1. 다이본딩 장치로서,
    반도체칩을 픽업하여 본딩하는 본딩 툴이 선단에 부착되는 샤프트와,
    적어도 1개의 평판 링크를 통하여 상기 샤프트가 부착되고, 상기 샤프트가 연장되는 방향을 따라 직선이동하는 본딩 헤드와,
    상기 평판 링크는 상기 샤프트가 연장되는 방향과 교차하는 면을 따라 연장되고, 상기 본딩 헤드에 부착되는 환상 판과, 상기 환상 판과 동일면에 배치되고, 상기 환상 판의 내측에 있는 중공 부분을 건너 걸치는 건넘판을 포함하고, 상기 건넘판에 상기 샤프트가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 다이본딩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평판 링크의 상기 환상 판은, 외측 가장자리의 대향하는 2개 고정점에서 상기 본딩 헤드에 고정되고,
    상기 건넘판은 상기 환상 판의 상기 각 고정점을 연결하는 방향과 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 샤프트가 접속되는 중앙으로부터 상기 환상 판에 접속되는 양단을 향하여 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 다이본딩 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 환상 판은 상기 각 고정점으로부터 상기 건넘판에 접속되는 양단을 향하여 폭이 작아져 있는 것을 특징으로 하는 다이본딩 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 환상 판은 사각 환상이며, 상기 각 고정점이 대향하는 2변의 중앙에 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다이본딩 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트는 이간되어 평행하게 배치된 2개의 평판 링크에 의해 상기 본딩 헤드에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 다이본딩 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    회전 가이드에 의해 상기 본딩 헤드에 회전 자유롭게 부착되고, 일단이 상기 샤프트에 접속되고, 타단에 상기 본딩 툴을 상기 반도체칩으로 내리누르는 누름 하중을 부여하는 스프링이 접속되는 레버를 포함하고,
    상기 회전 가이드는 2장의 판 스프링을 十자형으로 교차시킨 十자 판스프링인 것을 특징으로 하는 다이본딩 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 十자 판스프링은 4개의 끝점을 갖고, 그 중 인접하는 2개의 끝점은 상기 레버에 접속되고, 다른 2개의 끝점은 각각 상기 본딩 헤드에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 다이본딩 장치.
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