KR102039769B1 - 본딩 툴 냉각 장치 및 본딩 툴 냉각 방법 - Google Patents

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Abstract

본딩 툴을 효율적으로 냉각할 수 있고 어태치먼트 툴의 온도 불균일이나 어태치먼트 툴의 빠짐이나 어긋남이 발생하는 일이 없는, 본딩 툴 냉각 장치 및 본딩 툴 냉각 방법을 제공하는 것. 구체적으로는, 피접합물을 흡착 유지하는 어태치먼트 툴과, 어태치먼트 툴을 가열하는 히터와, 어태치먼트 툴을 히터에 흡착 유지하는 흡착 기구를 구비하는 본딩 툴을 냉각하는 본딩 툴 냉각 장치이며, 본딩 툴의 외주에 위치하고, 어태치먼트 툴의 흡착 해제 후에 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 어태치먼트 홀더와, 어태치먼트 툴과 히터 사이에 냉각 에어를 공급하는 냉각 블로우용 노즐을 구비하는 본딩 툴 냉각 장치 및 본딩 툴 냉각 방법을 제공한다.

Description

본딩 툴 냉각 장치 및 본딩 툴 냉각 방법 {BONDING TOOL COOLING APPARATUS AND BONDING TOOL COOLING METHOD}
본 발명은 플립 칩 등의 땜납 범프가 구비된 칩을 기판에 열압착하는 본딩 툴 냉각 장치 및 본딩 툴 냉각 방법에 관한 것이다.
플립 칩 등의 땜납 범프가 구비된 칩을 기판에 열압착하는 경우, 기판에 형성된 얼라인먼트 마크와 칩에 형성된 얼라인먼트 마크를 화상 인식 수단으로 인식하고, 기판을 보유 지지하는 본딩 툴인 기판 스테이지 또는, 칩을 보유 지지하는 본딩 툴인 칩 본딩 툴을 XY 방향(수평 방향) 및 θ 방향(회전 방향)으로 위치 정렬하고, 칩을 기판의 소정 위치에 압박 및 가열하고 있다.
도 8에 칩 본딩 툴(1)의 개략 측면도를 나타낸다. 칩 본딩 툴(1)은 홀더부(10)와, 히터 베이스(11), 단열 블록(12), 히터(13), 칩 어태치먼트 툴(14)로 구성되어 있다.
이 열압착 공법에서는, 히터(13)를 고속으로 승온하고, 강온하는 세라믹제의 히터가 사용되고 있다. 열압착 공법의 예로서, 땜납 공법 등의 경우에는, 히터(13)를 땜납 용융 온도까지 승온시키고, 다음으로, 고상 온도 이하로 될 때까지 냉각시킬 필요가 있다. 종래의 칩 본딩 툴(1)의 구조에서는, 승온·강온 효율을 높이기 위해, 히터(13)와 히터(13)를 고정하는 단열 블록(12) 사이에 공극을 형성하여 히터(13)의 접촉 면적을 적게 하고, 히터(13)의 강온 시에는, 그 공극에 압공을 공급하여 히터(13)의 이면에 에어를 분사함으로써 냉각하고 있다. 냉각 에어는 공극으로부터 외부로 블로바이하고 있다.
또한, 히터(13)에는 칩마다 흡착 홈 형상이나, 돌기 사이즈를 전용화한 칩 어태치먼트 툴(14)이 흡착 고정되어 있고, 자동으로 교환할 수 있게 되어 있다.
도 9에 이들 열압착 공법의 동작 흐름도를 나타낸다. 칩 본딩 툴(1)이 칩을 픽업하면(ST01), 칩 및 기판에 형성된 얼라인먼트 마크를 인식하고(ST02), 칩과 기판의 얼라인먼트가 행해진다(ST03). 그 후, 칩 본딩 툴(1)이 하강하고(ST04), 히터(13)의 승온이 행해진다(ST05). 본딩이 완료되면, 칩 본딩 툴(1)이 상승하고(ST06), 히터(13)의 냉각이 개시된다(ST07). 히터(13)가 적온까지 강온될 때까지 기다린 후(ST08), 칩 본딩 툴(1)이 칩을 픽업하고(ST09), ST02로부터의 스텝을 속행하고 있다.
이들 동작에 있어서, 칩 본딩 툴(1)이 칩을 수취할 때에, 히터(13)가 고온인 상태에서 수취하면, 칩의 범프 선단부의 땜납의 용융 또는 연화가 발생하고 범프가 변형되거나 한다. 또한, 칩의 회로면에 라미네이트된 수지 필름 등이 반응하여 경화가 진행되거나 해 버린다.
땜납이 용융이나 연화에 의해 변형되면, 칩과 기판의 접합 시에 범프가 균 등하게 접촉하지 않고 접촉 불량을 일으켜 버린다. 또한, 수지 필름의 경화가 촉진되면, 칩의 범프와 기판의 전극 사이로부터 압출되는 수지가, 경화로 인해 제거되지 않고 남고, 나아가서는 범프와 전극의 접촉 불량의 원인으로 될 우려가 있다.
그로 인해, 히터(13)는 칩과 기판의 접합성에 영향이 없는 온도까지 충분히 냉각시킬 필요가 있다. 그러나, 히터(13)의 이면을 냉각시키는 것만으로는, 칩 어태치먼트 툴(14)의 열용량이 크기 때문에 냉각에 시간이 걸려 택트 타임이 길어지는 것과 같은 문제가 있었다(전술한 ST08의 대기 시간이 길어지는 문제가 있었음).
또한 칩과 기판의 접합 시에 수지 필름이나 수지 페이스트가 연화되어, 칩의 범프와 기판의 전극 사이로부터 압출되는 수지가 칩 어태치먼트 툴(14)의 칩 흡착면측에 부착되지 않도록, 칩 어태치먼트 툴(14)의 흡착면은 칩의 외형 사이즈보다도 약간 작아지도록 만들어져 있다.
칩 어태치먼트 툴(14)은 히터(13)에 흡착 고정되어 있을 뿐이므로, 실장을 반복하는 중에 열팽창의 신축 등으로 서서히 어긋나, 압출된 수지가 칩 어태치먼트 툴(14)의 칩 흡착면에 부착되면, 경화되어 고화된 수지가 칩 어태치먼트 툴(14)의 흡착면과 칩 사이에 끼워 넣어져 접합 불량을 일으켜 버린다.
그로 인해 칩 어태치먼트 툴(14)의 어긋남량을 측정하여, 허용값 이상의 어긋남이 있었던 경우에는 칩 어태치먼트 툴(14)을 제거하여 다시 흡착해야 하고, 이 동작 때마다 택트 타임이 길어지는 것과 같은 문제도 있었다.
한편, 기판을 흡착 유지하는 기판 어태치먼트 툴과 기판 히터와 기판 어태치먼트 툴을 기판 히터에 흡착 유지하는 흡착 기구로 이루어지는, 기판측의 본딩 툴인 기판 스테이지에서도 칩을 열압착할 때마다, 칩 본딩 툴로부터의 열이 전해져, 온도 상승하는 경향이 있다. 이 경우, 온도 상승은 완만하지만, 적정 온도 범위를 초과하는 것은 바람직하지 않다. 예를 들어, 수지가 미리 기판에 도포되어 있는 경우에 있어서는, 적정 온도를 상회하는 온도로 되면 수지 중의 경화 성분이 기화되어 버려, 열압착 시에 수지가 경화되기 어려워진다고 하는 문제가 발생한다. 따라서, 기판 스테이지도 적절히 냉각할 필요가 있지만, 열용량이 크고, 냉각에 시간을 필요로 한다고 하는 문제가 있다.
또한 실장하는 칩수가 많은 경우에는, 기판 전면을 흡착 유지한 경우에 기판에 미리 도포된 수지는, 칩이 실장될 때까지의 시간은 가열되고, 장시간 가열됨으로써 수지의 점도가 증대되고 열압착 시에 유동성이 나빠져 접합 불량이 발생하는 문제가 발생한다. 이 경우에도 기판 스테이지를, 기판이 장시간 가열되는 영역의 온도를 낮추어 둘 필요가 있지만, 열용량이 크고, 냉각에 시간을 필요로 한다고 하는 문제도 있다.
또한, COC(Chip on Chip)와 같이 칩 본딩 툴와 기판 스테이지의 각각의 히터로 승온시켜, 땜납 범프를 용융시켜 열압착하는 공법에 있어서는, 기판 스테이지측의 온도도 기판을 흡착 유지시킨 상태에서는 열압착 전에 땜납이 용융되지 않도록, 온도를 낮추어 둘 필요가 있지만, 열용량이 크고, 냉각에 시간을 필요로 한다고 하는 문제가 있다.
일본 특허 제3809125호 공보
칩 본딩 툴에서의 히터의 냉각 시간을 빨리 하는 방법으로서 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 칩 어태치먼트 툴(14)의 히터(13)측의 흡착면에 냉각 홈을 가공하여, 냉각 에어를 칩 어태치먼트 툴(14)면과 히터(13)면의 양쪽을 냉각시킴으로써, 냉각 효율을 높이는 방법이 있다.
그러나 이러한 방법에서는, 흡착 홈의 부분이 히터(13)부에 접촉하지 않으므로 열전달이 나빠지고, 온도 불균일이 생기는 문제가 있다. 또한, 칩 어태치먼트 툴(14)은 히터(13)면에 흡착 유지되어 있으므로, 냉각 홈에 세차게 압축 공기를 유입시키면, 냉각 홈 내의 압력이 급격하게 높아지고 칩 어태치먼트 툴(14)을 박리하는 방향으로 힘이 가해지므로, 칩 어태치먼트 툴(14)이 빠지거나, 어긋나는 문제도 발생한다.
또한, 기판 스테이지의 냉각에 관해서는, 열용량의 크기로부터, 단시간에 냉각하는 것이 곤란하였다.
따라서, 본 발명의 과제는, 본딩 툴을 효율적으로 냉각할 수 있고 어태치먼트 툴의 온도 불균일이나 어태치먼트 툴의 빠짐이나 어긋남이 발생하는 일이 없는, 본딩 툴 냉각 장치 및 본딩 툴 냉각 방법을 제공하는 것으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은,
피접합물을 흡착 유지하는 어태치먼트 툴과, 어태치먼트 툴을 가열하는 히터와, 어태치먼트 툴을 히터에 흡착 유지하는 흡착 기구를 구비하는 본딩 툴을 냉각하는 본딩 툴 냉각 장치이며,
본딩 툴의 외주에 위치하고, 어태치먼트 툴의 흡착 해제 후에 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 어태치먼트 홀더와,
어태치먼트 툴과 히터 사이에 냉각 에어를 공급하는 냉각 블로우용 노즐을 구비하는 본딩 툴 냉각 장치이다.
청구항 2에 기재된 발명은,
상기 피접합물이 칩인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 본딩 툴 냉각 장치이다.
청구항 3에 기재된 발명은,
상기 어태치먼트 홀더가,
수평 방향으로 신축 가능한 이동 수단과,
어태치먼트 홀더의 하단부에 설치되고, 어태치먼트 툴의 측면을 파지하는 어태치먼트 홀더 갈고리를 구비하는 청구항 2에 기재된 본딩 툴 냉각 장치이다.
청구항 4에 기재된 발명은,
상기 피접합물이 기판이며,
상기 어태치먼트 홀더가, 어태치먼트 툴을 끼워 넣는 기능과, 어태치먼트 툴을 승강시키는 기능을 갖는 청구항 1에 기재된 본딩 툴 냉각 장치이다.
청구항 5에 기재된 발명은,
상기 어태치먼트 홀더의 어태치먼트 툴을 끼워 넣는 어태치먼트 홀더 갈고리가, 어태치먼트 툴의 서로 직교하는 X 방향과 Y 방향의 양 방향의 위치가 유지 가능한 형상인, 청구항 4에 기재된 본딩 툴 냉각 장치이다.
청구항 6에 기재된 발명은,
피접합물을 흡착 유지하는 어태치먼트 툴과, 어태치먼트 툴을 가열하는 히터와, 어태치먼트 툴을 히터에 흡착 유지하는 흡착 기구를 구비하는 본딩 툴을 냉각하는 본딩 툴 냉각 방법이며,
어태치먼트 툴의 흡착을 해제하는 공정과,
본딩 툴의 외주에 위치하고 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 신축 가능한 어태치먼트 홀더로, 어태치먼트 툴을 히터로부터 괴리된 상태에서 보유 지지하는 공정과
냉각 블로우 노즐로, 어태치먼트 툴과 히터 사이에 냉각 에어를 공급하는 공정을 갖는 본딩 툴 냉각 방법이다.
청구항 7에 기재된 발명은,
상기 피접합물이 칩이며,
어태치먼트 툴의 흡착을 해제하기 전 또는 후에, 어태치먼트 홀더를, 어태치먼트 툴측에 연장시키는 공정을 갖는, 청구항 6에 기재된 본딩 툴 냉각 방법이다.
청구항 8에 기재된 발명은,
어태치먼트 홀더로 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 공정이,
어태치먼트 홀더의 하단부에 설치되고, 어태치먼트 툴의 측면을 파지하는 어태치먼트 홀더 갈고리로 행해지는 공정인, 청구항 7에 기재된 본딩 툴 냉각 방법이다.
청구항 9에 기재된 발명은,
피접합물이 기판이며,
어태치먼트 툴의 흡착을 해제한 후에, 어태치먼트 홀더로, 어태치먼트 툴을 히터로부터 괴리시키는 공정을 갖는, 청구항 6에 기재된 본딩 툴 냉각 방법이다.
본 발명에 따르면, 본딩 툴의 외주에 어태치먼트 툴의 흡착 해제 후에 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 어태치먼트 홀더를 설치하고, 어태치먼트 툴과 히터 사이의 간극을 향해 냉각 에어를 분사하는 냉각 블로우용 노즐을 구비하고 있으므로, 어태치먼트 툴 및 히터의 냉각 효율을 높일 수 있다. 그로 인해, 본딩 툴을 효율적으로 냉각할 수 있어 택트 타임을 단축할 수 있다.
또한, 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 어태치먼트 홀더 갈고리가, 어태치먼트 툴의 위치 수정을 행함으로써, 어태치먼트의 어긋남을 캔슬할 수 있다.
도 1은 본 발명의 냉각 장치를 구비한 칩 본딩 툴의 개략 측면도이다.
도 2는 본 발명의 냉각 방법의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 어태치먼트 툴을 파지하는 다른 형태를 설명하는 개략 측면도이다.
도 4는 어태치먼트 툴과 어태치먼트 홀더 갈고리의 위치 관계를 설명하는 개략 평면도이다.
도 5는 본 발명의 냉각 방법과 종래의 냉각 방법의 냉각 시간을 비교하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 냉각 장치를 구비한 기판 스테이지(기판측 본딩 툴)의 개략 측면도이다.
도 7은 기판측의 어태치먼트 홀더 갈고리의 형상을 설명하는 개략 평면도이다.
도 8은 종래의 칩 본딩 툴의 개략 측면도이다.
도 9는 종래의 냉각 방법의 동작을 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 냉각 장치를 구비한 칩 본딩 툴(1)의 측면도이다. 도 1에 있어서, 칩 본딩 툴(1)을 향해 좌우 방향을 X축, 전후 방향을 Y축, X축과 Y축으로 구성되는 XY 평면에 직교하는 축을 Z축(상하 방향), Z축 둘레를 θ축으로 한다. 도 8의 종래의 칩 본딩 툴(1)과 동일한 부재는 동일 부호로 나타냈다.
칩 본딩 툴(1)은, 홀더부(10)와, 히터 베이스(11), 단열 블록(12), 히터(13), 칩 어태치먼트 툴(14)과, 냉각 장치(30)로 구성되어 있다.
홀더부(10)는, 본딩 장치 본체의 본딩 헤드 본체(40)에 접속되어 있고, 도시하고 있지 않은 슬라이드 레일을 따라, Z축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 홀더부(10)의 하측에는, 히터 베이스(11)가 장착되어 있다. 히터 베이스(11)의 하측에는, 단열 블록(12)이 장착되어 있다. 단열 블록(12)의 하측에는, 칩 어태치먼트 툴(14)이 흡착 유지되어 있다.
냉각 장치(30)는, 슬라이드 베이스(31)와, 어태치먼트 홀더부(32)와, 어태치먼트 홀더 갈고리(33)와, 냉각 블로우용 노즐(34)로 구성되어 있다. 슬라이드 베이스(31)는, 본딩 헤드 본체(40)에, 전술한 홀더부(10)를 중심으로 좌우로 1세트씩 장착되어 있다.
슬라이드 베이스(31)에는, 어태치먼트 홀더부(32)가 수평 이동이 가능하도록 좌우로 1세트씩 장착되어 있다. 어태치먼트 홀더부(32)가 수평 이동함으로써, 어태치먼트 홀더부(32)의 하단부에 장착된 어태치먼트 홀더 갈고리(33)가, 칩 어태치먼트 툴(14)을 끼워 넣도록 되어 있다. 칩 어태치먼트 툴(14)은 본딩하는 칩의 종류에 따라 교환 가능하게 되어 있고, 어태치먼트 홀더 갈고리(33)가 수평 이동하여 칩 어태치먼트 툴(14)의 제거가 가능하도록 되어 있다. 어태치먼트 홀더 갈고리(33)의 선단(33a)은, 칩 어태치먼트 툴(14)에 형성된 오목부(14a)와 끼워 넣는 방향으로 근소한 간극으로 끼워 맞추어지도록 구성되어 있다.
어태치먼트 홀더 갈고리(33)의 상측에는 냉각 블로우용 노즐(34)이 좌우로 1세트씩 장착되어 있다. 냉각 블로우용 노즐(34)의 분출구(34a)의 높이는 다음과 같이 설정되어 있다. 우선, 히터(13)에 흡착 유지되어 있는 칩 어태치먼트 툴(14)의 하방에 어태치먼트 홀더 갈고리(33)를 배치한다. 다음으로, 칩 어태치먼트 툴(14)의 흡착을 해제하고, 칩 어태치먼트 툴(14)을 낙하시켜 어태치먼트 홀더 갈고리(33)의 선단(33a)에서 칩 어태치먼트 툴(14)의 오목부(14a)를 받아낸다. 칩 어태치먼트 툴(14)의 상면(14b)과, 히터(13)의 하면(13a)으로 형성되는 간극에 냉각 블로우용 노즐(34)의 분출구(34a)의 높이가 일치하도록 높이 설정된다. 오목부(14a)와 선단(33a)은 상기한 간극과 동일해지도록 상하로 간극 조정되어 있다. 오목부(14a)와 선단(33a)은 도시하는 바와 같이 오목부를 형성한 끼워 맞춤부라면 높이 방향에서 얇아지므로 바람직하지만, 오목부(14a)가 없는 구조여도 된다. 예를 들어, 도 3에 도시하는 바와 같은 칩 어태치먼트 툴(14)의 측면(14c)을 선단(33a)이 파지하도록 해도 된다.
도 4에 칩 어태치먼트 툴(14)과, 어태치먼트 홀더 갈고리(33)의 위치 관계를 설명하는 개략 평면도를 나타낸다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 칩 어태치먼트 툴(14)의 대각을 어태치먼트 홀더 갈고리(33)가 파지하도록 되어 있다. 어태치먼트 홀더 갈고리(33)는, 연결되어 있는 어태치먼트 홀더부(32)의 수평 이동에 의해 도 4에 도시하는 점선의 궤적과 같이 이동하고, 위치 정렬을 할 수 있도록 되어 있다.
이와 같이, 칩 어태치먼트 툴(14)과 히터(13) 사이의 간극을 향해, 냉각 에어를 분사함으로써, 칩 어태치먼트 툴(14) 및 히터(13)의 냉각 효율을 높일 수 있어, 택트 타임을 단축할 수 있다.
다음으로, 냉각 장치(30)의 동작을 도 2의 동작 흐름도에 따라 설명한다. 칩 본딩 툴(1)이 칩을 픽업하면(ST11), 칩 및 기판에 형성된 얼라인먼트 마크를 인식하고(ST12), 칩과 기판의 얼라인먼트가 행해진다(ST13). 그 후, 칩 본딩 툴(1)이 하강하고(ST14), 히터(13)의 승온이 행해진다(ST15). 본딩이 완료되면, 칩 본딩 툴(1)이 상승(ST16)한다. 냉각 장치(30)의 어태치먼트 홀더부(32)가 수평 이동하고, 칩 본딩 툴(1)을 둘러싼다(ST17). 이때 어태치먼트 홀더 갈고리(33)의 선단(33a)과 칩 어태치먼트 툴(14)의 오목부(14a) 사이의 끼움 방향의 근소한 간극 내에서 칩 어태치먼트 툴(14)의 위치 정렬을 행한다. 어태치먼트 흡착용 유로(15)로부터의 흡인이 정지하고 흡착 파괴가 행해지고 히터(13)로부터 칩 어태치먼트 툴(14)이 낙하한다(ST18). 냉각 블로우용 노즐(34)로부터, 칩 어태치먼트 툴(14)과 히터(13) 사이의 간극에 냉각 에어가 공급된다(ST19). 히터(13)가 적온까지 낮아지는 것을 기다리고 냉각 에어를 정지한다(ST20). 어태치먼트 흡착용 유로(15)로부터의 흡인을 개시하고 칩 어태치먼트 툴(14)을 히터(13)에 흡착 유지한다(ST21). 어태치먼트 홀더부(32)가 수평 이동하고, 칩 본딩 툴(1)로부터 이격된다(ST22). 칩 본딩 툴(1)이 칩을 픽업하고(ST23), ST12로부터의 스텝을 속행한다.
히터(13)와 칩 어태치먼트 툴(14)의 간극은 흡착 가능한 간극으로 할 필요가 있고, 0.3㎜ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 히터(13)의 승온에 영향이 없는 범위라면, 본딩 동작 중에는 어태치먼트 홀더 갈고리(33)가 상시 수평 이동한 상태에서 어태치먼트(14)를 파지한 상태여도 되고, 이 경우에는 택트 타임을 짧게 할 수 있다.
이와 같이, 칩 어태치먼트 툴(14)을 파지하는 어태치먼트 홀더 갈고리(33)가, 칩 어태치먼트 툴(14)의 위치를 수정함으로써 칩 어태치먼트 툴(14)의 위치 어긋남을 캔슬할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 냉각 장치(30)가 본딩 헤드 본체(40)에 장착되어 일체로 되어 동작하므로 승강 동작 중이라도 냉각 동작을 행할 수 있지만, 냉각 장치(30)를 본딩 헤드 본체(40)가 장착되어 있는 본딩 장치 본체측에 장착해도 된다.
도 5에 본 발명의 냉각 장치를 사용한 경우의 냉각 시간의 그래프와, 종래의 냉각 방법에서의 냉각 시간의 그래프를 나타낸다. 히터의 온도는 300℃ 내지 200℃로 냉각하고 있다. #1은 종래 방법이며, #2는 본 발명의 냉각 방법이다. #1의 냉각 시간은 3.0sec이며, #2의 냉각 시간은 2.2sec로 되었다. 이와 같이, 본 발명의 냉각 방법을 이용함으로써 대폭으로 히터의 냉각 시간을 단축할 수 있다.
지금까지의 설명은, 칩 본딩 툴의 냉각에 관한 실시 형태에 관한 것이지만, 이하에, 기판측의 본딩 툴인 기판 스테이지의 냉각에 관한 실시 형태를, 도 6을 사용하여 설명한다.
도 6의 (a)에 있어서, 기판 스테이지(101)는, 스테이지 베이스(111), 스테이지 블록(112), 스테이지 히터(113), 기판 어태치먼트 툴(114)과, 냉각 장치(130)로 구성되어 있고, 기판 어태치먼트 툴(114)은, 스테이지 히터(113)에 흡착 유지되어 있다.
냉각 장치(130)는, 슬라이드 베이스(131A), 슬라이드 기구(131B), 어태치먼트 홀더부(132), 어태치먼트 홀더 갈고리(133), 냉각 블로우 유로(134)로 구성되어 있다. 슬라이드 베이스(131B)는, 스테이지 베이스(111)에 장착되어 있지만, 도면의 좌우 방향으로, 스테이지 베이스(111) 상을 이동하는 기능을 구비하고 있어도 된다. 어태치먼트 홀더부(132)를 보유 지지한 슬라이드 기구(131S)는, 슬라이드 베이스(131B)를 따라 상하로 슬라이드하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 슬라이드 베이스(131B)의 좌우의 위치를 조정함으로써, 어태치먼트 홀더부(132)가, 기판 어태치먼트 툴(114)을 끼워 넣는 것도 가능하다. 또한, 냉각 블로우 유로(134)에는 도시하지 않은 송풍원과 배관으로 연결되어 있다.
이상의 기구에서의, 기판 스테이지의 냉각에 대해 이하에 기재한다. 우선, 스테이지 히터(113)의 가열을 오프로 한 후, 스테이지 히터(113)에의 기판 어태치먼트 툴(114)의 흡착을 해제한다. 다음으로, 어태치먼트 홀더부(132)가, 기판 어태치먼트 툴(114)을 끼워 넣은 상태에서, 슬라이드 기구(131S)와 함께 상승하고, 어태치먼트 홀더 갈고리(133)로 파지된 기판 어태치먼트 툴(114)도 상승한다. 이 상태를 나타낸 것이 도 6의 (b)이며, 스테이지 히터(113)와 기판 어태치먼트 툴(114) 사이에 공극이 발생하고 있다. 따라서, 이 공극에 냉각 블로우 유로(134)로부터 냉각 에어를 분출함으로써, 기판 어태치먼트 툴(114) 및 스테이지 히터(113)의 냉각 효율을 높일 수 있다. 또한, 도 6에 있어서, 냉각 블로우 유로(134)가, 어태치먼트 홀더부(132)에 형성된 구멍으로 하고 있지만, 기판 어태치먼트 툴(114)과 스테이지 히터(113)의 공극에 냉각 에어를 분출할 수 있는 것이라면, 이것에 한정되지 않는다.
어태치먼트 홀더 갈고리의 형상은, 도 7에 도시하는 바와 같이 어태치먼트 툴의 볼록부의 2개소의 코너부를 끼워 넣는 형상으로 함으로써, 어태치먼트 툴의 서로 직교하는 X 방향, Y 방향의 양 방향의 위치가 어긋나지 않도록 유지하는 것이 가능해진다.
이러한 형상으로 함으로써, 도 7에 도시하는 바와 같이 기판 스테이지(101)를 밀착하여 배열하는 것이 가능해져, 스페이스를 절약할 수 있다.
1 : 칩 본딩 툴
10 : 홀더부
11 : 히터 베이스
12 : 블록
13 : 히터
14 : 어태치먼트 툴
30 : 냉각 장치
31 : 슬라이드 베이스
32 : 어태치먼트 홀더부
33 : 어태치먼트 홀더 갈고리
34 : 냉각 블로우용 노즐
40 : 본딩 헤드 본체
13a : 히터(13)의 하면
14a : 칩 어태치먼트 툴(14)의 오목부
14b : 칩 어태치먼트 툴(14)의 상면
14c : 칩 어태치먼트 툴(14)의 측면
33a : 어태치먼트 홀더 갈고리(33)의 선단
34a : 냉각 블로우용 노즐(34)의 분출구
101 : 기판 스테이지(기판측 본딩 툴)
111 : 스테이지 베이스
112 : 스테이지 블록
113 : 스테이지 히터
114 : 기판 어태치먼트 툴
130 : 냉각 장치
131A : 슬라이드 베이스
131B : 슬라이드 기구
132 : 어태치먼트 홀더부
133 : 어태치먼트 홀더 갈고리
134 : 냉각 블로우용 유로

Claims (9)

  1. 피접합물을 흡착 유지하는 어태치먼트 툴과, 어태치먼트 툴을 가열하는 히터와, 어태치먼트 툴을 히터에 흡착 유지하는 흡착 기구를 구비하는 본딩 툴을 냉각하는 본딩 툴 냉각 장치이며,
    본딩 툴의 외주에 위치하고, 어태치먼트 툴의 흡착 해제 후에 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 어태치먼트 홀더와,
    어태치먼트 툴과 히터 사이에 냉각 에어를 공급하는 냉각 블로우용 노즐을 구비하는, 본딩 툴 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피접합물이 칩인 것을 특징으로 하는, 본딩 툴 냉각 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 어태치먼트 홀더가,
    수평 방향으로 신축 가능한 이동 수단과,
    어태치먼트 홀더의 하단부에 설치되고, 어태치먼트 툴의 측면을 파지하는 어태치먼트 홀더 갈고리를 구비하는, 본딩 툴 냉각 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피접합물이 기판이며,
    상기 어태치먼트 홀더가, 어태치먼트 툴을 끼워 넣는 기능과, 어태치먼트 툴을 승강시키는 기능을 갖는, 본딩 툴 냉각 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 어태치먼트 홀더의 어태치먼트 툴을 끼워 넣는 어태치먼트 홀더 갈고리가, 어태치먼트 툴의 서로 직교하는 X 방향과 Y 방향의 양 방향의 위치가 유지 가능한 형상인, 본딩 툴 냉각 장치.
  6. 피접합물을 흡착 유지하는 어태치먼트 툴과, 어태치먼트 툴을 가열하는 히터와, 어태치먼트 툴을 히터에 흡착 유지하는 흡착 기구를 구비하는 본딩 툴을 냉각하는 본딩 툴 냉각 방법이며,
    어태치먼트 툴의 흡착을 해제하는 공정과,
    본딩 툴의 외주에 위치하고 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 신축 가능한 어태치먼트 홀더로, 어태치먼트 툴을 히터로부터 괴리된 상태에서 보유 지지하는 공정과
    냉각 블로우 노즐로, 어태치먼트 툴과 히터 사이에 냉각 에어를 공급하는 공정을 갖는, 본딩 툴 냉각 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 피접합물이 칩이며,
    어태치먼트 툴의 흡착을 해제하기 전 또는 후에, 어태치먼트 홀더를, 어태치먼트 툴측에 연장시키는 공정을 갖는, 본딩 툴 냉각 방법.
  8. 제7항에 있어서, 어태치먼트 홀더로 어태치먼트 툴을 보유 지지하는 공정이,
    어태치먼트 홀더의 하단부에 설치되고, 어태치먼트 툴의 측면을 파지하는 어태치먼트 홀더 갈고리로 행해지는 공정인, 본딩 툴 냉각 방법.
  9. 제6항에 있어서, 피접합물이 기판이며,
    어태치먼트 툴의 흡착을 해제한 후에, 어태치먼트 홀더로, 어태치먼트 툴을 히터로부터 괴리시키는 공정을 갖는, 본딩 툴 냉각 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102670383B1 (ko) * 2019-03-29 2024-05-28 삼성전자주식회사 칩 본딩 장비, 본딩 툴 어셈블리 교체 시스템 및 칩 본딩 장비를 이용한 반도체 장치 제조 방법
KR102498914B1 (ko) * 2020-12-08 2023-02-13 주식회사 미코세라믹스 본딩 헤드 및 이를 갖는 본딩 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012165313A1 (ja) 2011-05-27 2012-12-06 東レエンジニアリング株式会社 実装方法および実装装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017532A (ja) * 2001-04-25 2003-01-17 Sumitomo Electric Ind Ltd ボンディングツール並びにボンディングステージ及びボンディングツール用先端部並びにボンディングステージ用ステージ部
JP3809125B2 (ja) 2002-04-11 2006-08-16 新光電気工業株式会社 半導体チップボンディング用ヘッドおよび半導体チップボンディング方法
JP4631796B2 (ja) * 2006-05-22 2011-02-16 パナソニック株式会社 電子部品の熱圧着装置
JP2012129300A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Shibaura Mechatronics Corp 電子部品の実装装置及び実装方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012165313A1 (ja) 2011-05-27 2012-12-06 東レエンジニアリング株式会社 実装方法および実装装置

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