KR101449246B1

KR101449246B1 - 다이 본더 및 본딩 방법

Info

Publication number: KR101449246B1
Application number: KR20130020475A
Authority: KR
Inventors: 류이찌 다까노; 나오끼 오까모또
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다찌 하이테크 인스트루먼츠
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-10-08
Also published as: US9362250B2; KR20140035232A; TWI483335B; TW201411756A; CN103681407B; CN103681407A; JP6086680B2; US20140069564A1; JP2014056978A

Abstract

본 발명의 과제는, 종래 기술의 과제를 해결하고, 가동율이 높은 본딩 장치 및 본딩 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 사용 완료된 콜릿을 파지하는 상기 콜릿 홀더를 상면이 개구되는 제1 개구부로부터 삽입하고, 사용 완료된 상기 콜릿을 폐기부의 상기 제1 개구부에 설치된 제1 결합부에 결합시키고, 상기 콜릿 홀더를 상승시켜, 사용 완료된 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더로부터 제거하여 폐기하고, 상기 콜릿 홀더를 상면이 개구되는 공급부의 제2 개구부로부터 삽입하고, 중첩하여 설치된 복수의 미사용의 상기 콜릿 중 최상부의 미사용의 상기 콜릿을 파지하고, 상기 제1 개구부로부터 취출하여 최상부의 미사용의 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더에 장착한다.

Description

다이 본더 및 본딩 방법{DIE BONDER AND BONDING METHOD}

본 발명은, 다이 본더 및 본딩 방법에 관한 것으로, 특히 가동율이 높은 다이 본더 및 본딩 방법에 관한 것이다.

다이(반도체 칩)(이하, 간단히 다이라고 함)를 배선 기판이나 리드 프레임 등의 기판에 탑재하여 패키지를 조립하는 공정의 일부에, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라고 함)로부터 다이를 분할하는 공정과, 분할한 다이를 기판 상에 탑재하는 본딩 공정이 있다.

본딩 공정은, 웨이퍼로부터 분할된 다이를 다이싱 테이프로부터 1개씩 박리하고, 콜릿이라고 하는 흡착 지그를 사용하여 기판 상에 본딩한다.

이러한 다이 본더에서는, 품종(다이 사이즈)에 따라 콜릿을 교환하거나, 혹은, 다이 표면의 손상이나 오염을 방지하기 위해, 다이의 표면에 접촉하는 콜릿의 교환 빈도를 높일 필요가 있다.

콜릿의 교환을 실시하는 종래 기술로서는, 예를 들면, 특허문헌 1, 특허문헌 2에 기재하는 기술이 있다. 특허문헌 1에서는, 본딩 헤드의 선단에 콜릿을 보유 지지하는 콜릿 클램퍼와 콜릿 클램퍼를 동작시키는 스프링을 설치하고, 이 동작을 기구적으로 제어함으로써, 콜릿 홀더(교환용 콜릿의 스톡부, 본원의 공급부, 폐기부에 상당)로 콜릿을 교환한다. 한편, 특허문헌 2에서는, 콜릿 생크의 선단에 장착된 콜릿을 U자형 홈 형상의 제거구에 옆으로부터 삽입하고, 콜릿을 콜릿 생크로부터 제거한다. 그리고 평면 상에 복수 배치된 교환용 콜릿에 콜릿 생크를 삽입 장착한다. 또한, 특허문헌 2에서는, 콜릿의 장착 확인을 콜릿 생크의 하강량, 또는 광학적 수단에 기초하여 행하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 평4-321243호 공보 일본 특허 출원 공개 제2001-156083호 공보

그러나 특허문헌 1에 개시하는 기술은, 콜릿 클램퍼의 선단의 기구가 복잡한 과제가 있다. 한편, 특허문헌 2에 개시하는 기술은, 삽입 스페이스나 교환용 콜릿의 교환 에어리어가 넓어지는 과제가 있다. 또한, 최근에, 다이의 패키지의 박형화가 진행되어, 새롭게 다음과 같은 과제가 발생하였다. 첫째로, 박형화한 다이를 안정적으로 흡착하는 콜릿을 보유 지지하기 위한 콜릿 홀더를 이용한다. 이를 위해, 콜릿 홀더는 남기고, 콜릿만 교환할 필요가 있다. 둘째로, 콜릿의 장착 확인에 있어서, 콜릿 생크의 하강량에 의한 방법에서는, 얼라인먼트 스테이지 등의 다른 재치 위치로 이동시킬 필요가 있고, 콜릿 교환 시에 곧바로 확인할 수 없다. 또한, 광학적 수단에서는 이를 위해서는 새로운 광학적 수단을 설치하거나, 다른 광학적 수단이 설치되어 있는 개소로 이동할 필요가 있다. 셋째로, 콜릿의 제작 시의 높이의 ㎚ 레벨의 변동이, 다이를 실장할 때의 콜릿의 강하량에 영향을 주어, 이것에 대처할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기한 과제를 적어도 1개 이상 해결하고, 가동율이 높은 본딩 장치 및 본딩 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 적어도 하기의 특징을 갖는다.

본 발명은, 콜릿을 보유 지지하는 콜릿 홀더와, 선단에 그 콜릿 홀더를 구비하고, 상기 콜릿으로 상기 다이를 흡착하고 기판에 상기 다이를 본딩하는 본딩 헤드와, 상부에 상기 콜릿과 결합하는 제1 결합부를 복수 구비하는 제1 개구부를 상부에 구비하고, 사용 완료된 상기 콜릿을 폐기하는 폐기부와, 제2 개구부를 상부에 구비하고, 복수의 미사용의 상기 콜릿을 중첩하여 설치하고, 미사용의 상기 콜릿의 상기 제2 개구부로 이동시키는 이동 수단과, 미사용의 상기 콜릿의 상기 제2 개구부로부터의 튀어나옴을 방지하는 튀어나옴 방지 수단을 구비하는 공급부를 구비하는 콜릿 교환부와, 상기 콜릿 홀더를 상기 제1 개구부로부터 삽입하고, 상기 결합부와 상기 콜릿 홀더와의 결합을 제어하여 사용 완료된 상기 콜릿을 상기 폐기부에 폐기하고, 상기 콜릿 홀더를 상기 제2 개구부로부터 삽입하고, 상기 중첩된 복수의 미사용의 상기 콜릿을 취출하고, 상기 콜릿 홀더에 장착하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 선단에 콜릿을 보유 지지하는 콜릿 홀더를 구비한 본딩 헤드의 그 콜릿으로 다이를 흡착하고 기판에 그 다이를 본딩하는 본딩 스텝과, 사용 완료된 상기 콜릿을 파지하는 상기 콜릿 홀더를 상면이 개구되는 제1 개구부로부터 삽입하고, 사용 완료된 상기 콜릿을 상기 제1 개구부에 설치된 제1 결합부에 결합시키고, 상기 콜릿 홀더를 상승시켜, 사용 완료된 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더로부터 제거하여 폐기하는 폐기 스텝과, 상기 콜릿 홀더를 상면이 개구되는 제2 개구부로부터 삽입하고, 중첩하여 설치된 복수의 미사용의 상기 콜릿 중 최상부의 미사용의 상기 콜릿을 파지하고, 상기 제1 개구부로부터 취출하여 최상부의 미사용의 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더에 장착하는 장착 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 결합부는 상기 콜릿의 일부와 결합하도록 설치되고, 그 일부에는 그 결합부를 회피하는 회피부를 구비해도 된다.

또한, 본 발명은, 상기 제2 개구부는, 상기 제1 결합부와 동일한 구조를 구비하는 제2 결합부를 구비하고, 상기 튀어나옴 방지 수단은 상기 제2 결합부이며, 상기 제2 결합부와 상기 콜릿 홀더와의 결합을 제어하여, 미사용의 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더에 장착해도 된다.

또한, 상기 제1 결합부 또는 상기 제2 결합부는, 상기 콜릿과 결합 가능하게 각각 상기 제1 개구부, 제2 개구부(2)에 설치된 고정 갈고리 또는 가동 갈고리이며, 상기 제1 개구부, 제2 개구부에 대하여 평행하게 회전시켜 해당 고정 갈고리 또는 해당 가동 갈고리와 상기 결합을 제어해도 된다.

또한, 본 발명은, 상기 콜릿의 장착을 확인해도 된다.

또한, 본 발명은, 상기 콜릿 홀더를 포함시킨 상기 본딩 헤드의 흡착 구멍에 흐르는 유량 또는 차압의 변화에 기초하여 상기 콜릿의 장착 확인을 행해도 된다.

또한, 본 발명은, 상기 콜릿 홀더에 보유 지지된 상기 콜릿의 높이를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여, 상기 콜릿의 강하량을 보정해도 된다.

본 발명에 따르면, 종래 기술의 과제를 해결하고, 가동율이 높은 본딩 장치 및 본딩 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 다이 본더를 상방에서 본 개념도.
도 2는 본딩 헤드, 콜릿 및 콜릿 홀더의 구조와, 콜릿 장착 확인 수단의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 도 1에 도시하는 콜릿 교환부의 조감도이며, 미사용의 콜릿이 공급부에 수납되어 있는 상태를 나타내는 도면.
도 4는 도 1에 도시하는 콜릿 교환부의 조감도이며, 콜릿을 장착하기 위해 콜릿 홀더를 파지한 상태를 나타내는 도면.
도 5는 도 3의 상태에 있어서, 콜릿 교환부를 상방에서 본 평면도.
도 6은 도 4에 있어서의 공급부의 내측을 화살표 A 방향에서 본 도면.
도 7은 도 5의 상태로부터 본딩에 의해 콜릿을 반시계 방향으로 θ 회전시켜, 고정 갈고리(51k)로부터 이격한 상태를 나타내는 도면.
도 8은 사용 완료 콜릿을 폐기하기 위해, 콜릿을 강하하고, 폐기부의 상부에서 콜릿을 반시계 방향으로 θ 회전시킨 상태를 나타내는 도면.
도 9는 본딩 헤드에 의해 콜릿을 강하시켜 개구부에 삽입하고, 고정 갈고리와 간섭하도록 시계 방향으로 θ 회전시킨 상태를 나타내는 도면.
도 10은 콜릿 교환부(50)의 제2 실시예를 나타내는 도면.
도 11은 콜릿 강하량 보정부의 구성을 나타내는 도면.
도 12는 본 실시 형태에 있어서의 본딩 플로우를 나타내는 도면.

이하, 도면에 기초하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 다이 본더(10)를 상방에서 본 개념도이다. 다이 본더는 크게 웨이퍼 공급부(1)와, 워크 공급·반송부(2)와, 다이 본딩부(3)와, 각 부 및 후술하는 각 실시예에 있어서의 본딩 플로우를 제어하는 제어 장치(4)를 갖는다.

워크 공급·반송부(2)는 스택 로더(21)와, 프레임 피더(22)와, 언로더(23)를 갖는다. 스택 로더(21)에 의해 프레임 피더(22)에 공급된 워크(리드 프레임 등의 기판 혹은 기판 상에 이미 적층된 다이)는, 프레임 피더(22) 상의 2개소의 처리 위치를 개재하여 언로더(23)로 반송된다.

웨이퍼 공급부(1)는, 웨이퍼 카세트 리프터(11)와 픽업 장치(12)를 갖는다. 웨이퍼 카세트 리프터(11)는, 웨이퍼 링이 충전된 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)를 갖고, 순차적으로 웨이퍼 링을 픽업 장치(12)에 공급한다. 웨이퍼 링은 다이(D)를 갖는 웨이퍼(W)를 보유 지지하고, 픽업 장치(12)는 웨이퍼 링을 보유 지지한다.

다이 본딩부(3)는, 프리폼부(31)와 본딩 헤드부(32)를 갖는다. 프리폼부(31)는, 프레임 피더(22)에 의해 반송되어 온 워크에 다이 접착제를 도포한다.

본딩 헤드부(32)는, 본딩 헤드(35)와, 본딩 헤드를 X, Z 방향 및 θ 회전시키는 XZθ 구동부(36)와, XZθ 구동부를 Y 방향으로 구동하는 Y 구동부(37)와, 콜릿 교환부(50)와, 콜릿 강하량 보정부(60)를 갖는다. 본딩 헤드(35)는, XZθ 구동부(36)에 의해 픽업 장치(12)로부터 다이(D)를 픽업하여 상승하고, 다이(D)를 프레임 피더(22) 상의 본딩 포인트까지 X 방향으로 평행 이동시킨다. 그리고 본딩 헤드(35)는, 다이(D)를 하강시켜 다이 접착제가 도포된 워크 상에 본딩한다.

이하, 본 실시 형태의 특징인 콜릿이 장착의 유무를 확인하는 콜릿 장착 확인 수단(70)과, 콜릿 교환부(50)와, 콜릿 교환 후의 콜릿 강하량을 보정하는 콜릿 강하량 보정부(60)의 실시예를 설명한다.

(제1 실시예)

우선, 본딩 헤드(35), 콜릿(40) 및 콜릿 홀더(41)의 구조와, 콜릿 장착 확인 수단(70)의 구성을 도 2를 이용하여 설명한다.

본딩 헤드(35)는, 중심에 흡착 에어가 흐르는 흡착 구멍(35v)을 갖고, 선단측에 콜릿 홀더(41)에 접속되는 콜릿 생크(35s)와, 콜릿 홀더(41)를 콜릿 생크(35s)에 고정하는 콜릿 고정부(35k)를 구비한다.

콜릿 홀더(41)는, 중심에 흡착 구멍(35v)에 연통되는 흡착 구멍(41v)을 갖고, 콜릿(40)을 고정하는 자석(41j)과, 흡착 구멍(41v)에 설치된 콜릿 장착 확인 수단(70)을 구비한다.

콜릿(40)은, 도 4에 도시하는 바와 같이 4변이 콜릿 홀더(41)에 보유 지지되고, 다이(D)를 흡착하기 위해 흡착 구멍(41v)에 연통되는 복수의 흡착 구멍(40v)을 구비한다.

콜릿 장착 확인 수단(70)은, 오리피스(70o)와, 일단이 오리피스에 고정된 확인 봉(70b)과, 오리피스를 콜릿 홀더(41)측에 압박하는 압축 스프링(70c)을 구비한다. 콜릿 장착 확인 수단(70)은, 도 2에 도시하는 바와 같이 콜릿(40)이 콜릿 홀더(41)에 장착되어 있는 경우에는, 압축 스프링(70c)에 대항하여 콜릿(40)에 의해 확인 봉(70b)이 밀어 올려지고, 오리피스(70o)가 상승하여 에어 유량이 확보된다. 한편, 콜릿(40)이 장착되어 있지 않은 경우에는, 압축 스프링(70c)에 의해 오리피스(70o)가 하강하고, 에어 유량이 줄어든다. 이 유량 또는 차압의 변화에 의해 콜릿(40)의 장착을 확인한다.

이상 설명한 콜릿 장착 확인 수단(70)에 따르면, 광학적 수단을 설치하는 일 없이, 확실하게 콜릿의 장착 확인을 행할 수 있다.

(제2 실시예)

다음으로 콜릿 교환부(50)의 제1 실시예인 제2 실시예를 도면을 이용하여 설명한다. 우선, 도 3 내지 도 6을 이용하여 콜릿 교환부(50)의 구성을 설명한다. 도 3, 도 4는 도 1에 도시하는 콜릿 교환부(50)의 조감도이다. 도 3은 미사용의 콜릿(40)이 공급부(51)에 수납되어 있는 상태를 나타낸다. 도 4는 콜릿(40)을 장착하기 위해 콜릿 홀더(41)를 파지한 상태를 나타낸다. 도 5는 도 3의 상태에 있어서, 콜릿 교환부(50)를 상방에서 본 평면도이다. 도 6은 도 4에 있어서의 공급부(51)의 내측을 화살표 A 방향에서 본 도면이다.

도 3, 도 5에 도시하는 바와 같이, 콜릿 교환부(50)는, 미사용의 콜릿(40)을 공급하는 공급부(51)와, 사용 완료된 콜릿(40)을 폐기하는 폐기부(56)를 구비한다. 공급부(51)와 폐기부(56)는, 상측에 개구부(51k, 56k)를 구비한다. 개구부(51k, 56k)는 동일 구조를 갖고, 동그라미 표시로 나타내는 각각의 대각 위치에 결합부인 고정 갈고리(51t, 56t)를 갖는다. 또한, 본 실시예에서는, 파선으로 나타내는 바와 같이 다이(D)의 방향이 90도 어긋난 상태로 실장하는 경우를 고려하고, 고정 갈고리(51t, 56t)를 90도 회전한 위치에도 각각 2개소 설치하고 있다.

공급부(51)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 복수의 미사용 콜릿(40)이 중첩된 콜릿 수납부(51s)와, 콜릿 수납부 내의 미사용 콜릿(40)을 개구부(51k)에 압박 이동시키는 압박 및 이동 수단인 압축 스프링(51b)과, 압축 스프링을 격납하는 스프링 격납부(51r)를 구비한다. 한편, 폐기부(56)는, 개구부의 아래에, 사용 완료 콜릿(40)을 수납하기 위한 폐기 수납부를 구비한다. 압박 및 이동 수단으로서는, 실린더 등을 생각할 수 있다.

공급부(51)에서는, 고정 갈고리(51t)가 콜릿(40)과 결합함으로써 콜릿의 튀어나옴을 방지하는 튀어나옴 방지 수단의 역할을 하고 있다. 또한, 고정 갈고리(51t, 56t)는, 콜릿(40)을 콜릿 홀더(41)에 장착하거나, 혹은, 콜릿(40)을 콜릿 홀더(41)로부터 제거할 때에 중요한 역할을 하고 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 콜릿 홀더(41)의 고정 갈고리(51t, 56k)에 대응하는 위치에는, 고정 갈고리(51t, 56k)와 간섭하지 않도록 삼각형으로 커트되어 있다.

따라서, 이러한 구성을 구비하는 콜릿 교환부(50)에 있어서, 우선 콜릿(40)을 콜릿 홀더에 장착하는 방법을 도 3 내지 도 7을 이용하여 설명한다.

도 3, 도 5는 단순히 콜릿(40)이 공급부(51)에 수납된 상태를 나타낸다. 이때, 고정 갈고리(51t)가 콜릿(40)의 튀어나옴을 방지하는 보유 지지하는 역할을 하고 있다. 다음으로, 도 4에 도시하는 바와 같이, 본딩 헤드(35)를 제어하여, 콜릿 홀더(41)를 미사용 콜릿(40)의 상부로 이동시킨다. 폐기 후의 경우에는, 폐기부(56)로부터 공급부(51)로 옆으로 이동하는 것만으로도 좋다. 그 후 콜릿 홀더(41)를 강하하고, 미사용 콜릿(40)을 덮도록 파지하고, 자석(41j)으로 미사용 콜릿(40)을 보유 지지한다. 콜릿 홀더(41)의 네 구석은 삼각형으로 커트되어 있으므로, 고정 갈고리(51t)와 간섭하지 않고 콜릿을 보유 지지할 수 있다. 다음으로, 도 7에 도시하는 바와 같이, 도 5의 상태로부터 본딩(35)에 의해 콜릿(40)을 반시계 방향으로 θ 회전시켜, 고정 갈고리(51t)로부터 이격한다. 그리고 본딩(35)을 상승시킴과 함께, 제1 실시예에서 나타낸 방법으로, 콜릿(40)의 장착을 확인한다. 그리고 후술하는 다음 동작으로 이행한다.

다음으로, 도 8, 도 9를 이용하여, 사용 완료 콜릿(40)을 폐기부(56)에 폐기하는 방법을 설명한다. 폐기하는 경우에는, 미사용의 콜릿을 공급하는 경우의 반대의 수순을 밟는다. 즉, 우선 본딩 헤드(35)를 제어하여, 콜릿(40)을 폐기부(56)의 개구부(56k)의 상부로 이동시킨다. 그 후, 콜릿(40)의 대각 위치가 고정 갈고리(56t)와 간섭하지 않도록 콜릿(40)을 반시계 방향으로 θ 회전시켜, 도 8에 나타내는 상태로 한다. 다음으로, 본딩 헤드(35)에 의해 콜릿(40)을 강하시켜 개구부(56k)에 삽입하고, 콜릿(40)을 반시계 방향으로 θ 회전시키고, 콜릿(40)의 대각 위치를 고정 갈고리(56k)의 위치의 아래측으로 이동시켜, 도 9에 나타내는 상태로 한다. 그 후 본딩 헤드(35)를 상승시켜, 콜릿(40)의 대각 위치를 고정 갈고리(56t)에 의해 누르고, 자석(41j)의 보유 지지력에 이겨, 콜릿(40)을 콜릿 홀더(41)로부터 제거한다. 콜릿(40)은 개구부의 아래에 있는 폐기 수납부로 낙하한다.

그리고 미사용의 콜릿(40)을 보유 지지하기 위해, 공급부(51)측으로 이동하여, 앞서 설명한 수순을 행한다.

상기한 실시예에서는, 고정 갈고리를 대각 위치에 설치하고, 그 대각 위치에 대한 콜릿 홀더(41)의 대각 위치에 상기 고정 갈고리를 회피하는 삼각형으로 커트된 회피부(41c)를 설치하였다. 고정 갈고리를 설치하는 위치는 대각 위치가 아니라, 그 밖의 개소에 설치해도 된다. 예를 들면, 고정 갈고리를 대변의 중앙 위치에 설치하고, 콜릿 홀더(41)의 고정 갈고리에 대응하는 중앙부에, 콜릿 홀더의 회전에 의해 고정 갈고리와 간섭하지 않도록 회피부(41c)의 형상을 정하면 된다. 극단적으로 말하면, 도 4에 도시하는 콜릿 홀더의 짧은 변측의 사다리꼴 부분을 커트해도 된다. 그 경우에는, 길이 방향의 위치 결정을 할 필요가 있고, 예를 들면, 위치 결정을 위해 콜릿 홀더의 길이 방향에 볼록부를 형성하고, 콜릿에 이것에 대응하는 오목부를 형성하면 좋다. 상기 실시예에 있어서도, 회피부(41c)의 형상은 삼각형이 아니어도 된다. 예를 들면, 사각형 혹은 1/4 원형이어도 된다.

상기한 실시예에서는, 콜릿 교환부(50)를 1개소에 설치하였지만, 본딩 헤드의 가동 범위에서, 실장 처리에 지장을 주지 않는 장소이면 콜릿 교환부(50)를 어디에나 설치 가능하며, 복수 개소에 설치할 수 있다. 그 경우에는, 다른 다이 사이즈용으로 각각 콜릿 교환부(50)를 설치해도 된다. 또한, 다이 사이즈가 달라도, 공통의 콜릿 홀더로 보유 지지할 수 있도록 콜릿의 외형 형상을 공통으로 해도 된다.

이상 설명한 제2 실시예에 따르면, 복수의 미사용 콜릿(40)을 정연하게 쌓아 올려 수납함으로써 스톡 에어리어를 좁게 할 수 있다.

또한, 이상 설명한 제2 실시예에 따르면, 공급부(51), 폐기부(56)에 대하여 상부로부터 액세스함으로써, 콜릿 교환부(50)를 컴팩트하게 할 수 있고, 스톡 에어리어도 포함시킨 교환 에어리어를 좁게 할 수 있다.

또한, 이상 설명한 제2 실시예에 따르면, 공급부(51), 폐기부(56)의 개구부(51k, 56k)에 고정 갈고리(51t, 56t)와, 콜릿 홀더(41)에 자석(41j)을 설치하는 간단 구조로, 콜릿(40)을 콜릿 홀더(41)[본딩 헤드(35)]에 장착, 탈착할 수 있다.

(제3 실시예)

다음으로, 콜릿 교환부(50)의 제2 실시예인 제3 실시예를 도 10을 이용하여 설명한다. 제3 실시예가 제2 실시예와 다른 점은, 다음의 2가지 점이다. 그 밖의 점은 동일하다. 첫째로, 제2 실시예에서는, 고정 갈고리(51t, 56t)와 콜릿(40)의 회전에 의해, 콜릿(40)을 콜릿 홀더(41)에 탈착하고 있었다. 제3 실시예에서는, 고정 갈고리(51t, 56t)가 존재하는 위치에 가동 갈고리(52t, 57t)를 설치하고, 그 가동 갈고리(52t, 57t)를 형상 기억 합금 스프링(52b, 57b)으로 가동시켜, 콜릿(40)을 콜릿 홀더(41)에 장착 또는 탈착한다. 형상 기억 합금 스프링(52b, 57b)은, 전류를 흘리고 있을 때에는 스프링이 수축되도록 기억시켜 콜릿(40)의 보유 지지를 해제한다. 따라서, 본 제3 실시예에서는, 콜릿(40)의 장착 시 및 폐기 시에, 콜릿 회전은 불필요해진다.

둘째로, 제3 실시예에서는 제1 실시예와 마찬가지로, 공급측(51)에 있어서, 압축 스프링(51b)으로 콜릿(40)을 밀어 올리면, 가동 갈고리(52t)의 움직임에 의해 교환용 콜릿이 튀어나와 버린다. 이것을 방지하기 위해, 제3 실시예에서는, 콜릿(40)의 교환 시에는, 압축 스프링(51b)의 신장을 펄스 모터(도시하지 않음)로 고정하고, 가동 갈고리(52t)가 콜릿 보유 지지 상태로 되면 펄스 모터에 의한 고정을 해제한다. 즉, 압축 스프링(51b)의 신장을 고정하는 펄스 모터가 튀어나옴 방지 수단을 구성하고 있다.

이 경우, 중첩된 미사용의 콜릿의 이동 수단으로서 펄스 모터 또는 서보 모터를 이용하고, 이 펄스 모터 또는 서보 모터로 콜릿의 높이분만큼 이동시키고, 튀어나옴 수단을 겸함으로써, 가동 갈고리(52t)를 없애는 것도 가능하다. 이 점은, 제2 실시예에도 적용할 수 있어, 고정 갈고리(51t)를 없앨 수 있다.

또한, 가동 갈고리(52t, 57t)의 구동 방법에는 다양한 방법을 생각할 수 있다. 예를 들면, 실린더나 모터 구동을 들 수 있다.

(제4 실시예)

다음으로, 콜릿 강하량 보정부(60) 및 콜릿 강하량 보정 방법의 실시예를 도 11을 이용하여 설명한다. 콜릿 강하량 보정부(60)는, 콜릿의 높이의 변화를 측정하는 콜릿 높이 측정부(61)와, 콜릿 높이 측정부의 측정 결과에 기초하여 콜릿, 즉, 본딩 헤드(35)의 강하량을 보정하는 제어 장치(4)를 구비한다. 콜릿 높이 측정부(61)는, 발광 유닛(61h)과 수광 센서(61j)로 구성되는 시판품의 센서이다. 콜릿 높이 측정부(61)는, 콜릿 교환부(50)에 인접하여 다이 본더 구조부에 또는 콜릿 교환부에 고정하여 설치되어 있다. 발광 유닛(61h)은, 일정 폭의 밴드광(61b)을 수광 센서(61j)를 향해 발광하고, 수광 센서(61j)는, 수광부의 길이 H 또는 차광부의 길이를 ㎚ 단위로 측정할 수 있다.

이러한 콜릿 강하량 보정부(60)에 의한 콜릿 강하량 보정 방법을 설명한다. 콜릿(40)을 콜릿 강하량 보정부(60)의 일정 위치로 강하시킨다. 여기서, 콜릿 교환 전의 콜릿(40)의 수광부의 길이를 Hb로 하고, 콜릿 교환 후의 콜릿(40)의 수광부의 길이를 Ha로 하면, 콜릿(40)의 높이의 변화 ΔH는, 수학식 1로 된다.

이 콜릿(40)의 높이의 변화 ΔH만큼, 다이(D)의 픽업 혹은 기판 등에 장착할 때의 본딩 헤드(35)의 강하량 BH를 보정한다. 보정은, 전회의 강하량 BHb에 대하여 행해도 되고, 기준으로 하는 강하량 BH에 대하여 행해도 된다.

이상 설명한 제4 실시예에 따르면, 콜릿의 제작 시의 높이의 ㎚ 레벨의 변동을 보정할 수 있고, 최악의 경우로 파괴 등의 다이에의 악영향을 끼치는 일 없이, 다이를 픽업하고, 기판 등에 장착하는 실장을 행할 수 있다.

(제5 실시예)

다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 본딩 플로우를 도 12를 이용하여 설명한다.

우선, 제2 또는 제3 실시예에 나타낸 콜릿 장착 방법에 기초하여 콜릿(10)을 본딩 헤드에 장착한다(S1). 제1 실시예에 기초하여 콜릿(10)의 장착을 확인한다(S2). 확인할 수 없으면 다시 S1을 실시한다. 다음으로, 제4 실시예에 기초하여 콜릿의 강하량을 보정한다(S3). 그 후 다이(D)의 실장을 행한다(S4). 실장 중에 콜릿(10)의 교환 시기를 판단한다(S5). 교환이 필요하면, S1로 되돌아가 콜릿(10)을 교환하고, S2 이하의 처리를 계속한다. 마지막으로, 소정의 실장 처리가 종료되었는지를 판단하고 처리를 종료시킨다(S6).

상기한 플로우에 있어서, 장착을 확인하는 방법으로서, 제1 실시예의 방법이 아니더라도, 다이의 자세를 확인하는 등의 다이 본더에 설치된 광학적 수단을 이용해도 된다.

이상 설명한 제5 실시예에 따르면, 가동율이 높은 본딩 방법을 실현할 수 있다.

이상 설명한 제1 내지 제4 실시예에 따르면, 가동율이 높은 다이 본더 및 본딩 방법을 제공할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상술한 설명에 기초하여 당업자에 있어서 다양한 대체예, 수정 또는 변형이 가능하며, 본 발명은, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 전술한 다양한 대체예, 수정 또는 변형을 포함하는 것이다.

1 : 웨이퍼 공급부
2 : 워크 공급·반송부
3 : 다이 본딩부
4 : 제어 장치
10 : 다이 본더
11 : 웨이퍼 카세트 리프터
12 : 픽업 장치
32 : 본딩 헤드부
35 : 본딩 헤드
35s : 콜릿 생크
36 : XZθ 구동부
37 : Y 구동부
40 : 콜릿
40v : 콜릿의 흡착 구멍
41 : 콜릿 홀더
41c : 콜릿 홀더의 회피부
41j : 자석
41v : 콜릿 홀더의 흡착 구멍
50 : 콜릿 교환부
51 : 공급부
51b : 압축 스프링
51k : 개구부
51r : 스프링 격납부
51s : 콜릿 수납부
51t : 고정 갈고리
56 : 폐기부
56k : 개구부
56t : 고정 갈고리
60 : 콜릿 강하량 보정부
61 : 콜릿 높이 측정부
70 : 콜릿 장착 확인 수단
70o : 오리피스
70b : 확인 봉
70c : 압축 스프링
D : 다이(반도체 칩)

Claims

콜릿을 보유 지지하는 콜릿 홀더와,
선단에 그 콜릿 홀더를 구비하고, 상기 콜릿으로 다이를 흡착하고 기판에 상기 다이를 본딩하는 본딩 헤드와,
상부에 상기 콜릿과 결합하는 제1 결합부를 복수 구비하는 제1 개구부를 상부에 구비하고, 사용 완료된 상기 콜릿을 폐기하는 폐기부와, 제2 개구부를 상부에 구비하고, 복수의 미사용의 상기 콜릿을 중첩하여 설치하는 공급부와, 미사용의 상기 콜릿의 상기 제2 개구부로 이동시키는 이동 수단과, 미사용의 상기 콜릿의 상기 제2 개구부로부터의 튀어나옴을 방지하는 튀어나옴 방지 수단을 구비하는 공급부를 구비하는 콜릿 교환부와,
상기 콜릿 홀더를 상기 제1 개구부로부터 삽입하고, 상기 결합부와 상기 콜릿 홀더와의 결합을 제어하여 사용 완료된 상기 콜릿을 상기 폐기부에 폐기하고, 상기 콜릿 홀더를 상기 제2 개구부로부터 삽입하고, 상기 중첩된 복수의 미사용의 상기 콜릿을 취출하고, 상기 콜릿 홀더에 장착하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제1항에 있어서,
상기 제2 개구부는, 상기 제1 결합부와 동일한 구조를 구비하는 제2 결합부를 구비하고,
상기 튀어나옴 방지 수단은 상기 제2 결합부이며,
상기 제어 장치는, 상기 제2 결합부와 상기 콜릿 홀더와의 결합을 제어하여, 미사용의 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더에 장착하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제2항에 있어서,
상기 제1 결합부 및 상기 제2 결합부는, 상기 콜릿과 결합 가능하게 각각 상기 제1 개구부, 제2 개구부에 설치된 고정 갈고리이며,
상기 제어 장치는, 상기 제1 개구부, 제2 개구부에 대하여 평행하게 회전시켜 해당 고정 갈고리와 상기 결합을 제어하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제2항에 있어서,
상기 제1 결합부 및 상기 제2 결합부는, 상기 콜릿과 결합 가능하게 각각 상기 제1 개구부, 제2 개구부에 설치된 가동 갈고리이며,
상기 제어 장치는, 상기 제1 개구부, 제2 개구부에 대하여 해당 가동 갈고리를 제어하여 상기 결합을 제어하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 결합부 및 상기 제2 결합부는, 각각 상기 콜릿의 대각부와 결합하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 콜릿 홀더는, 상기 제1 결합부 및 상기 제2 결합부가 상기 콜릿과 결합할 수 있도록 회피부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제1항에 있어서,
상기 이동 수단은 상기 제2 개구부로 미사용의 상기 콜릿을 압박하는 압박 수단인 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제1항에 있어서,
상기 튀어나옴 방지 수단은, 상기 콜릿의 높이분만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제1항에 있어서,
상기 콜릿의 장착을 확인하는 장착 확인 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제9항에 있어서,
상기 장착 확인 수단은, 상기 콜릿 홀더를 포함시킨 상기 본딩 헤드의 흡착 구멍에 흐르는 유량 또는 차압의 변화에 기초하여 행하는 수단인 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제9항에 있어서,
상기 장착 확인 수단은, 상기 콜릿 홀더를 포함시킨 상기 본딩 헤드의 흡착 구멍에 설치된 오리피스와, 상기 콜릿 홀더가 상기 콜릿을 보유 지지할 때에는 해당 오리피스를 이동시키는 확인 봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제1항에 있어서,
상기 콜릿 홀더에 보유 지지된 상기 콜릿의 높이를 측정하는 콜릿 높이 측정부와, 그 콜릿 높이 측정부의 측정 결과에 기초하여, 상기 콜릿의 강하량을 보정하는 상기 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
제12항에 있어서,
상기 콜릿 높이 측정부는, 상기 콜릿의 높이 방향으로 밴드광을 출력하는 발광 유닛과, 상기 콜릿에 의한 수광부의 길이 또는 차광부의 길이를 측정하는 수광 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본더.
선단에 콜릿을 보유 지지하는 콜릿 홀더를 구비한 본딩 헤드의 그 콜릿으로 다이를 흡착하고 기판에 그 다이를 본딩하는 본딩 스텝과,
사용 완료된 상기 콜릿을 파지하는 상기 콜릿 홀더를 상면이 개구되는 제1 개구부로부터 삽입하고, 사용 완료된 상기 콜릿을 상기 제1 개구부에 설치된 제1 결합부에 결합시키고, 상기 콜릿 홀더를 상승시켜, 사용 완료된 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더로부터 제거하여 폐기하는 폐기 스텝과,
상기 콜릿 홀더를 상면이 개구되는 제2 개구부로부터 삽입하고, 중첩하여 설치된 공급부 내의 복수의 미사용의 상기 콜릿 중 최상부의 미사용의 상기 콜릿을 파지하고, 상기 제1 개구부로부터 취출하여 최상부의 미사용의 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더에 장착하는 장착 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
제14항에 있어서,
상기 장착 스텝은, 최상부의 미사용의 상기 콜릿과 상기 제2 개구부에 설치된 제2 결합부와의 결합을 제어하여 최상부의 미사용의 상기 콜릿을 취출하여 최상부의 미사용의 상기 콜릿을 상기 콜릿 홀더에 장착하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
제14항에 있어서,
상기 폐기 스텝은, 상기 제1 개구부와 평행한 면에서 사용 완료된 상기 콜릿을 회전시켜 사용 완료된 상기 콜릿을 제거하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
제15항에 있어서,
상기 장착 스텝은, 미사용의 상기 콜릿을 상기 제1 개구부와 평행한 면에서 회전시켜 그 콜릿의 상기 제1 결합부와의 결합을 해제하여 상기 콜릿 홀더에 미사용의 상기 콜릿을 장착하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
미사용의 상기 콜릿의 장착을 확인하는 장착 확인 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
제18항에 있어서,
상기 장착 확인 스텝은, 상기 콜릿 홀더를 포함시킨 상기 본딩 헤드의 흡착 구멍의 유량 또는 차압의 변화에 기초하여 행하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
제14항에 있어서,
상기 콜릿 홀더에 보유 지지된 상기 콜릿의 높이를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여, 상기 콜릿의 강하량을 보정하는 강하량 보정 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.