KR102122038B1 - Bonding tool, apparatus for bonding dies onto substrate having the same, and method of bonding dies onto substrate using the same - Google Patents

Bonding tool, apparatus for bonding dies onto substrate having the same, and method of bonding dies onto substrate using the same Download PDF

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Abstract

본딩 툴과 이를 포함하는 다이 본딩 장치 및 이를 이용하는 다이 본딩 방법이 개시된다. 상기 본딩 툴은 광투과성 물질로 이루어진 툴 베이스와, 상기 툴 베이스의 하부면 상에 배치되며 다이를 파지하기 위해 점착성을 갖는 광투과성 물질로 이루어진 콜릿을 포함하며, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 본딩 툴의 하부에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 기판 상에 상기 다이를 본딩하기 위하여 상기 본딩 툴을 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 툴 구동부와, 상기 본딩 툴의 상부에 배치되며 상기 기판 상의 본딩 영역을 검출하고 상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위한 상부 카메라 유닛을 포함한다. 특히, 상기 다이와 상기 본딩 영역 사이의 정렬은 상기 상부 카메라 유닛에 의해 획득된 상기 다이와 상기 본딩 영역 사이의 위치 정보에 기초하여 수행된다.Disclosed is a bonding tool, a die bonding apparatus including the same, and a die bonding method using the same. The bonding tool includes a tool base made of a light transmissive material, and a collet made of a light transmissive material disposed on a lower surface of the tool base and having adhesive properties to grip a die, wherein the die bonding device comprises: It is disposed on the lower portion of the substrate stage for supporting the substrate, and a tool driving unit for moving the bonding tool in the vertical and horizontal direction to bond the die on the substrate, and is disposed on the upper portion of the bonding tool on the substrate And an upper camera unit for detecting the bonding area and detecting the die gripped on the lower surface of the collet. In particular, the alignment between the die and the bonding area is performed based on the positional information between the die and the bonding area obtained by the upper camera unit.

Description

본딩 툴과 이를 포함하는 다이 본딩 장치 및 이를 이용하는 다이 본딩 방법{Bonding tool, apparatus for bonding dies onto substrate having the same, and method of bonding dies onto substrate using the same}Bonding tool, die bonding apparatus including the same, and die bonding method using same{Bonding tool, apparatus for bonding dies onto substrate having the same, and method of bonding dies onto substrate using the same}

본 발명의 실시예들은 본딩 툴과 이를 포함하는 다이 본딩 장치 및 이를 이용하는 다이 본딩 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다이를 픽업하여 기판의 본딩 영역 상에 본딩하기 위한 본딩 툴과 이를 포함하는 다이 본딩 장치 및 이를 이용하여 기판 상에 다이를 본딩하는 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relates to a bonding tool, a die bonding apparatus including the same, and a die bonding method using the same. More particularly, the present invention relates to a bonding tool for picking up a die and bonding it on a bonding area of a substrate, a die bonding apparatus including the same, and a method of bonding the die on the substrate using the same.

일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있으며, 상기와 같이 형성된 반도체 소자들은 다이싱 공정을 통해 분할될 수 있고, 이어서 다이 본딩 공정을 통해 기판 상에 본딩될 수 있다.In general, semiconductor devices can be formed on a silicon wafer used as a semiconductor substrate by repeatedly performing a series of manufacturing processes, and the semiconductor devices formed as above can be divided through a dicing process, followed by a die bonding process. Can be bonded onto the substrate.

상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위한 장치는 복수의 다이들로 분할된 웨이퍼를 지지하는 스테이지와 상기 스테이지에 인접하도록 위치된 본딩 스테이지 상으로 기판을 이송하기 위한 기판 이송 유닛과 상기 다이들을 레시피에 따라 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 유닛을 포함할 수 있다. 상기와 같은 다이 본딩 장치의 일 예는 대한민국 등록특허공보 제10-0929197호에 개시되어 있다.An apparatus for performing the die bonding process includes a stage supporting a wafer divided into a plurality of dies and a substrate transfer unit for transferring a substrate onto a bonding stage positioned adjacent to the stage, and picking up the dies according to a recipe Therefore, a bonding unit for bonding on the substrate may be included. An example of such a die bonding apparatus is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0929197.

일 예로서, 상기 본딩 유닛은 상기 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 툴을 포함할 수 있으며, 상기 본딩 툴에는 상기 다이를 진공 흡착하기 위한 진공홀들이 구비될 수 있다. 상기 본딩 툴은 본딩 헤드에 장착될 수 있으며, 상기 본딩 헤드에는 상기 진공홀들과 연결되는 진공 배관이 구비될 수 있다. 그러나, 일 예로서, 마이크로 LED(Micro Light Emitting Diode)와 같이 상대적으로 작은 크기의 초소형 반도체 다이를 기판 상에 본딩하는 경우 상기 본딩 툴을 이용하여 상기 다이를 픽업하기에 어려움이 있다. 특히, 상기 다이가 가로 세로 각각 100㎛ 이하의 크기를 갖기 때문에 상기 본딩 툴에 진공홀들을 형성하기가 매우 어려운 문제점이 있다. 아울러, 상기 다이의 크기가 상대적으로 작기 때문에 상기 다이의 정렬에 어려움이 있다.As an example, the bonding unit may include a bonding tool for picking up the die and bonding it on the substrate, and the bonding tool may be provided with vacuum holes for vacuum adsorbing the die. The bonding tool may be mounted on a bonding head, and the bonding head may be provided with a vacuum pipe connected to the vacuum holes. However, as an example, when bonding a relatively small sized micro semiconductor die such as a micro LED (Micro Light Emitting Diode) on a substrate, it is difficult to pick up the die using the bonding tool. In particular, it is very difficult to form vacuum holes in the bonding tool because the dies each have a size of 100 μm or less. In addition, alignment of the die is difficult because the size of the die is relatively small.

대한민국 등록특허공보 제10-0929197호 (등록일자 2009년 11월 23일)Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-0929197 (Registration date November 23, 2009)

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 상대적으로 작은 크기의 다이들을 픽업을 용이하게 수행할 수 있는 본딩 툴과, 이를 포함하는 다이 본딩 장치 및 이를 이용하는 다이 본딩 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY Embodiments of the present invention provide a bonding tool capable of easily picking up relatively small-sized dies, a die bonding apparatus including the same, and a die bonding method using the same to solve the above problems. There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 본딩 툴은, 광투과성 물질로 이루어진 툴 베이스와, 상기 툴 베이스의 하부면 상에 배치되며 다이를 파지하기 위해 점착성을 갖는 광투과성 물질로 이루어진 콜릿을 포함할 수 있다.A bonding tool according to an aspect of the present invention for achieving the above object, a tool base made of a light-transmitting material, and a collet made of a light-transmitting material disposed on a lower surface of the tool base and having adhesive properties to grip a die It may include.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 툴 베이스는 판상의 유리를 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the tool base may include plate-like glass.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 콜릿은 실리콘 수지로 이루어질 수 있다.According to embodiments of the present invention, the collet may be made of a silicone resin.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 콜릿은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane; PDMS) 수지로 이루어질 수 있다.According to embodiments of the present invention, the collet may be made of polydimethylsiloxane (PDMS) resin.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 툴 베이스 상에는 상기 다이의 위치를 검출하기 위한 적어도 하나의 피두셜 마크가 구비될 수 있다.According to embodiments of the present invention, at least one physical mark for detecting the position of the die may be provided on the tool base.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다이 본딩 장치는, 광투과성 물질로 이루어진 툴 베이스 및 상기 툴 베이스의 하부면 상에 배치되며 다이를 파지하기 위해 점착성을 갖는 광투과성 물질로 이루어진 콜릿을 포함하는 본딩 툴과, 상기 본딩 툴의 하부에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 기판 상에 상기 다이를 본딩하기 위하여 상기 본딩 툴을 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 툴 구동부와, 상기 본딩 툴의 상부에 배치되며 상기 기판 상의 본딩 영역을 검출하고 상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위한 상부 카메라 유닛을 포함할 수 있다.The die bonding apparatus according to another aspect of the present invention for achieving the above object is a collet made of a tool base made of a light-transmitting material and a light-transmitting material disposed on a lower surface of the tool base and having adhesion to grip the die. A bonding tool comprising: a substrate stage disposed below the bonding tool to support a substrate; a tool driving unit for moving the bonding tool in the vertical and horizontal directions to bond the die on the substrate; and An upper camera unit may be disposed on the bonding tool to detect the bonding area on the substrate and to detect the die gripped on the lower surface of the collet.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 툴 구동부는 상기 다이의 각도를 조절하기 위해 상기 본딩 툴을 회전시키는 회전 구동 유닛을 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the tool driving unit may include a rotation driving unit for rotating the bonding tool to adjust the angle of the die.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 본딩 영역과 상기 다이를 검출하기 위해 상기 상부 카메라 유닛을 수직 방향으로 이동시키는 카메라 구동부를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the die bonding apparatus may further include a camera driver to move the upper camera unit in a vertical direction to detect the bonding area and the die.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 본딩 툴의 하부에 배치되며 상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위한 하부 카메라 유닛을 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the die bonding apparatus may further include a lower camera unit for detecting the die that is disposed under the bonding tool and held on the lower surface of the collet.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 본딩 영역과 상기 다이 사이의 정렬을 위해 상기 툴 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the die bonding apparatus may further include a control unit that controls the operation of the tool driving unit for alignment between the bonding area and the die.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 본딩 영역과 상기 다이 사이의 정렬을 위해 상기 기판 스테이지를 수평 방향으로 이동시키는 스테이지 구동부를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the die bonding apparatus may further include a stage driver for horizontally moving the substrate stage for alignment between the bonding region and the die.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 툴 베이스 상에는 상기 다이의 위치를 검출하기 위한 적어도 하나의 피두셜 마크가 구비될 수 있다.According to embodiments of the present invention, at least one physical mark for detecting the position of the die may be provided on the tool base.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 광투과성 물질로 이루어진 툴 베이스 및 상기 툴 베이스의 하부면 상에 배치되며 다이를 파지하기 위해 점착성을 갖는 광투과성 물질로 이루어진 콜릿을 포함하는 본딩 툴을 이용하여 상기 다이를 기판 상에 본딩하는 다이 본딩 방법에 있어서, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 본딩 툴을 이용하여 상기 다이를 픽업하는 단계와, 상기 본딩 툴을 상기 기판의 상부로 이동시키는 단계와, 상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위해 상기 본딩 툴의 상부에 배치된 상부 카메라 유닛을 이용하여 상기 다이를 촬상하는 단계와, 상기 기판의 본딩 영역 상에 상기 다이를 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, comprising a tool base made of a light-transmitting material and a collet made of a light-transmitting material disposed on a lower surface of the tool base and having adhesive properties to grip a die. In a die bonding method of bonding the die onto a substrate using a bonding tool, the die bonding method includes picking up the die using the bonding tool and moving the bonding tool to the top of the substrate. And imaging the die using an upper camera unit disposed on top of the bonding tool to detect the die gripped on the lower surface of the collet, and bonding the die on the bonding area of the substrate. It may include the steps.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 기판의 본딩 영역을 검출하기 위해 상기 상부 카메라 유닛을 이용하여 상기 기판의 본딩 영역을 촬상하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the die bonding method may further include imaging the bonding area of the substrate using the upper camera unit to detect the bonding area of the substrate.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 기판의 본딩 영역과 상기 다이를 서로 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the die bonding method may further include aligning the die with the bonding area of the substrate.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 툴 베이스 상에는 상기 다이의 위치를 검출하기 위한 적어도 하나의 피두셜 마크가 구비될 수 있으며, 상기 상부 카메라 유닛에 의해 상기 다이와 상기 피두셜 마크를 포함하는 상부 이미지가 획득될 수 있다.According to embodiments of the present invention, at least one physical mark for detecting the position of the die may be provided on the tool base, and an upper image including the die and the physical mark by the upper camera unit Can be obtained.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이의 외부 접속 단자들이 위를 향하는 경우 상기 외부 접속 단자들의 위치 정보에 기초하여 상기 본딩하는 단계가 수행될 수 있다.According to embodiments of the present invention, when the external connection terminals of the die face upward, the bonding may be performed based on the location information of the external connection terminals.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 다이의 외부 접속 단자들이 아래를 향하는 경우 상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위해 상기 본딩 툴의 하부에 배치된 하부 카메라 유닛을 이용하여 상기 다이를 촬상하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the die bonding method comprises: a lower camera disposed under the bonding tool to detect the die gripped on the lower surface of the collet when the external connection terminals of the die face downward. The method may further include imaging the die using a unit.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 툴 베이스 상에는 상기 다이의 위치를 검출하기 위한 적어도 하나의 피두셜 마크가 구비될 수 있으며, 상기 하부 카메라 유닛에 의해 상기 피두셜 마크와 상기 다이를 포함하는 하부 이미지가 획득될 수 있다.According to embodiments of the present invention, at least one physical mark for detecting the position of the die may be provided on the tool base, and the lower portion including the physical mark and the die may be provided by the lower camera unit. An image can be obtained.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 피두셜 마크와 상기 다이의 외부 접속 단자들 사이의 상대적인 위치 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the die bonding method may further include obtaining relative position information between the physical mark and external connection terminals of the die.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 카메라 유닛에 의해 상기 다이와 상기 피두셜 마크를 포함하는 상부 이미지가 획득될 수 있으며, 상기 다이의 외부 접속 단자들과 상기 본딩 영역의 위치 정보에 기초하여 상기 본딩하는 단계가 수행될 수 있다.According to embodiments of the present invention, an upper image including the die and the fiducial mark may be obtained by the upper camera unit, based on location information of the external connection terminals of the die and the bonding area. Bonding may be performed.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 본딩 툴은 플레이트 형태의 툴 베이스와 상기 툴 베이스의 하부면 상에 배치되어 다이의 파지를 위해 점착성을 갖는 콜릿을 포함할 수 있다. 따라서, 종래 기술에서와 같이 본딩 툴에 진공홀들을 형성할 필요가 없으므로 상기 다이에 대한 픽업이 용이하게 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 본딩 툴의 상부에 배치되는 상부 카메라 유닛에 의해 상기 콜릿의 하부면에 파지된 다이의 검출이 가능하도록 상기 툴 베이스와 콜릿은 광투과성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 툴 베이스에는 상기 다이의 정렬을 위한 피두셜 마크가 구비될 수 있으며, 이에 따라 상기 다이와 기판 상의 본딩 영역 사이의 정렬이 보다 빠르고 정확하게 이루어질 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the bonding tool may include a plate-shaped tool base and collet which is disposed on the lower surface of the tool base and has adhesion for gripping the die. Therefore, as there is no need to form vacuum holes in the bonding tool as in the prior art, pick-up for the die can be made easily. In addition, the tool base and the collet may be made of a light-transmitting material so that a die gripped on the lower surface of the collet can be detected by an upper camera unit disposed on the bonding tool. In addition, the tool base may be provided with a fiducial mark for alignment of the die, so that alignment between the die and the bonding area on the substrate can be made faster and more accurately.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 툴 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본딩 툴을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본딩 툴을 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 본딩 툴에 파지된 다이를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 다이를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 본딩 툴에 파지된 다이의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 다이를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a bonding tool and a die bonding apparatus including the same according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic front view for explaining the bonding tool shown in FIG. 1.
3 is a schematic bottom view for describing the bonding tool shown in FIG. 2.
FIG. 4 is a schematic front view for explaining the die gripped by the bonding tool shown in FIG. 2.
5 is a schematic bottom view for describing the die shown in FIG. 4.
6 is a schematic front view for explaining another example of the die gripped by the bonding tool shown in FIG. 2.
7 is a schematic bottom view for explaining the die shown in FIG. 6.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention should not be configured as limited to the embodiments described below, but may be embodied in various other forms. The following examples are provided to sufficiently convey the scope of the present invention to those skilled in the art of the present invention rather than to provide the present invention to be completely completed.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.In the embodiments of the present invention, when one element is described as being disposed on or connected to another element, the element may be disposed or connected directly on the other element, and other elements are interposed between them. It may be. Alternatively, if it is described that one element is disposed or connected directly on the other element, there cannot be another element between them. Terms such as first, second, third, etc. may be used to describe various items such as various elements, compositions, regions, layers and/or parts, but the items are not limited by these terms. Would not.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.The terminology used in the embodiments of the present invention is used for the purpose of describing specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. In addition, unless otherwise limited, all terms including technical and scientific terms have the same meaning that can be understood by those of ordinary skill in the art. These terms, such as those defined in conventional dictionaries, will be construed to have meanings consistent with their meanings in the context of the description of the invention and the related art, ideally or excessively intuition, unless explicitly defined. It will not be interpreted.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.Embodiments of the present invention are described with reference to schematic illustrations of ideal embodiments of the present invention. Accordingly, variations from the shapes of the illustrations, for example, variations in manufacturing methods and/or tolerances, are those that can be expected sufficiently. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to specific shapes of regions described as illustrations, but include variations in shapes, and the elements described in the figures are entirely schematic and their shapes Is not intended to describe the exact shape of the elements nor is it intended to limit the scope of the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 툴 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본딩 툴을 설명하기 위한 개략적인 정면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 본딩 툴을 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.1 is a schematic configuration diagram for explaining a bonding tool and a die bonding apparatus including the same according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view for explaining the bonding tool shown in FIG. 1, FIG. 3 is a schematic bottom view for explaining the bonding tool shown in FIG. 2.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 툴(100)과 다이 본딩 장치(200)는 반도체 다이들(10; 도 4 참조)을 리드 프레임 또는 인쇄회로기판과 같은 본딩 대상 기판(20) 상에 본딩하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 상대적으로 크기가 작은 다이, 예를 들면, 가로 세로 각각 100㎛ 이하의 크기를 갖는 마이크로 다이를 대상으로 다이 본딩 공정을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 아울러, 가로 세로 각각 약 1mm 이하의 크기를 갖는 소형 반도체 다이를 대상으로 사용될 수도 있다. 그러나, 상기 다이(10)의 크기는 다양하게 변경 가능하므로 본 발명의 범위가 상기 다이(10)의 크기에 의해 제한되지는 않을 것이다.1 to 3, the bonding tool 100 and the die bonding apparatus 200 according to an embodiment of the present invention bond semiconductor dies 10 (see FIG. 4) such as a lead frame or a printed circuit board. It can be used to bond onto the target substrate 20. In particular, it may be used to perform a die bonding process on a relatively small die, for example, a micro die having a size of 100 µm or less, respectively. In addition, it may be used for small semiconductor dies having a size of about 1 mm or less each. However, since the size of the die 10 can be variously changed, the scope of the present invention will not be limited by the size of the die 10.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 툴(100)은 광투과성 물질로 이루어진 툴 베이스(110)와, 상기 툴 베이스(110)의 하부면 상에 배치되며 상기 다이(10)를 파지하기 위해 점착성을 갖는 광투과성 물질로 이루어지는 콜릿(120)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 콜릿(120)은 OCR(Optically Clear Resin)과 같은 투명 광학 접착제를 이용하여 상기 툴 베이스(110)의 하부면에 접착될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bonding tool 100 is disposed on a tool base 110 made of a light-transmitting material and a lower surface of the tool base 110 to grip the die 10 It may include a collet 120 made of a light-transmitting material having an adhesive property. As an example, the collet 120 may be adhered to the lower surface of the tool base 110 using a transparent optical adhesive such as OCR (Optically Clear Resin).

아울러, 상기 툴 베이스(110)는 판상의 유리를 포함할 수 있으며, 상기 콜릿(120)은 실리콘 수지, 예를 들면, 점착성을 갖는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane; PDMS) 수지로 이루어질 수 있다. 상기 툴 베이스(110)는 사각 형태 또는 디스크 형태를 가질 수 있으며, 상기 콜릿(120)은 사각 플레이트 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 툴 베이스(110)는 개구(212)를 갖는 툴 홀더(210)의 하부면에 베어링(214)을 통해 회전 가능하게 장착될 수 있으며 아울러 상기 개구(212)를 통해 상방으로 노출될 수 있다.In addition, the tool base 110 may include plate-like glass, and the collet 120 may be made of a silicone resin, for example, polydimethylsiloxane (PDMS) resin having adhesion. The tool base 110 may have a square shape or a disc shape, and the collet 120 may have a square plate shape. In addition, the tool base 110 may be rotatably mounted through the bearing 214 on the lower surface of the tool holder 210 having the opening 212 and may be exposed upward through the opening 212. have.

상기 다이(10)는 상기 콜릿(120)의 하부면에 파지될 수 있다. 즉, 상기 다이(10)는 종래 기술과는 다르게 진공에 의해 흡착이 아니라 상기 콜릿(120)의 점착력에 의해 상기 콜릿(120)의 하부면 상에 부착될 수 있다.The die 10 may be gripped on the lower surface of the collet 120. That is, unlike the prior art, the die 10 may be attached on the lower surface of the collet 120 by adsorption force of the collet 120 rather than adsorption by vacuum.

도시되지는 않았으나, 상기 다이 본딩 장치(200)는 복수의 다이들(10)을 포함하는 웨이퍼(미도시)가 놓여지는 웨이퍼 스테이지(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 웨이퍼는 다이싱 테이프와 마운트 프레임에 의해 지지된 상태에서 상기 웨이퍼 스테이지 상으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 다이들(10)은 다이싱 테이프에 부착될 수 있으며, 상기 다이싱 테이프는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임에 장착될 수 있다. 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 다이싱 테이프의 가장자리 부위를 지지하기 위한 확장 링과 상기 마운트 프레임을 하강시킴으로써 상기 다이싱 테이프를 확장시키기 위한 클램프를 구비할 수 있다. 아울러, 상기 웨이퍼 스테이지의 하부에는 상기 다이들(10)을 선택적으로 상기 다이싱 테이프로부터 분리시키기 위한 다이 이젝터가 배치될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게, 상기 다이 본딩 장치(200)는 복수의 다이들(10)이 수납된 트레이를 이용하여 상기 다이들(10)을 공급할 수도 있다.Although not shown, the die bonding apparatus 200 may include a wafer stage (not shown) on which a wafer (not shown) including a plurality of dies 10 is placed, and the wafer is provided with a dicing tape. It can be provided on the wafer stage in a state supported by a mount frame. For example, the plurality of dies 10 may be attached to a dicing tape, and the dicing tape may be mounted on an approximately circular ring-shaped mount frame. The wafer stage may include an extension ring for supporting an edge portion of the dicing tape and a clamp for expanding the dicing tape by lowering the mount frame. In addition, a die ejector for selectively separating the dies 10 from the dicing tape may be disposed under the wafer stage. However, unlike the above, the die bonding apparatus 200 may supply the dies 10 using a tray in which a plurality of dies 10 are stored.

상기 다이 본딩 장치(200)는, 상기 본딩 툴(100)의 하부에 배치되며 리드 프레임 또는 인쇄회로기판과 같은 기판(20)을 지지하기 위한 기판 스테이지(220)와, 상기 기판(20) 상에 상기 다이(10)를 본딩하기 위하여 상기 본딩 툴(100)을 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 툴 구동부(230)와, 상기 툴 구동부(230)의 상부에 배치되며 상기 기판(20) 상의 본딩 영역(미도시)과 상기 콜릿(120)의 하부면에 파지된 상기 다이(10)를 검출하기 위한 상부 카메라 유닛(240)을 포함할 수 있다.The die bonding apparatus 200 is disposed on the lower portion of the bonding tool 100 and a substrate stage 220 for supporting a substrate 20 such as a lead frame or a printed circuit board, and on the substrate 20 In order to bond the die 10, a tool driving unit 230 for moving the bonding tool 100 in a vertical and horizontal direction, and a bonding region on the substrate 20 disposed on the tool driving unit 230 ( And an upper camera unit 240 for detecting the die 10 gripped on the lower surface of the collet 120.

상기 툴 구동부(230)는 상기 다이(10)를 이송하기 위하여 상기 본딩 툴(100)을 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동 유닛(232)과, 상기 다이(10)를 픽업하고 상기 기판(10) 상에 본딩하기 위하여 상기 본딩 툴(100)을 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동 유닛(234)을 포함할 수 있다. 아울러, 상기 툴 구동부(230)는 상기 본딩 툴(100)에 파지된 다이(10)의 각도를 조절하기 위해 상기 본딩 툴(100)을 회전시키는 회전 구동 유닛(236)을 포함할 수 있다.The tool driving unit 230 is a horizontal driving unit 232 for moving the bonding tool 100 in the horizontal direction to transfer the die 10, and picks up the die 10 and on the substrate 10 It may include a vertical drive unit 234 for moving the bonding tool 100 in the vertical direction in order to bond to. In addition, the tool driving unit 230 may include a rotation driving unit 236 that rotates the bonding tool 100 to adjust the angle of the die 10 held by the bonding tool 100.

예를 들면, 상기 수평 구동 유닛(232)과 상기 수직 구동 유닛(234)은 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 상기 본딩 툴(100)을 이동시킬 수 있으며, 또한 리니어 모션 가이드를 이용하여 상기 본딩 툴(100)의 이동을 안내할 수 있다. 상기 회전 구동 유닛(236)은 상기 툴 홀더(210)의 하부면 상에 배치되어 상기 툴 베이스(110)와 연결된 모터를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 수평 및 수직 구동 유닛들(232, 234)과 상기 회전 구동 유닛(236)의 세부 구성은 다양하게 변경 가능하므로 상기 수평 및 수직 구동 유닛들(232, 234)과 상기 회전 구동 유닛(236)의 구성에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.For example, the horizontal driving unit 232 and the vertical driving unit 234 may move the bonding tool 100 using a motor, a ball screw, a ball nut, etc., and also use a linear motion guide. It may guide the movement of the bonding tool (100). The rotation drive unit 236 may include a motor disposed on a lower surface of the tool holder 210 and connected to the tool base 110. However, since the detailed configurations of the horizontal and vertical drive units 232 and 234 and the rotation drive unit 236 can be variously changed, the horizontal and vertical drive units 232 and 234 and the rotation drive unit 236 ) Will not limit the scope of the present invention.

상기 기판 스테이지(220)는 상기 기판(20)을 파지하기 위한 진공홀들(미도시)을 구비할 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 기판(20)을 기 설정된 공정 온도로 가열하기 위한 히터를 내장할 수 있다. 아울러, 상기 기판 스테이지(220)는 스테이지 구동부(222)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 또한 상기 기판(20)의 정렬을 위해 회전 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 도시되지는 않았으나, 상기 수평 구동 유닛(232)은 상기 본딩 툴(100)을 제1 수평 방향, 예를 들면, X축 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 스테이지 구동부(222)는 상기 제1 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향, 예를 들면, Y축 방향으로 상기 기판 스테이지(220)를 이동시킬 수 있다.The substrate stage 220 may be provided with vacuum holes (not shown) for holding the substrate 20, although not shown, a heater for heating the substrate 20 to a predetermined process temperature It can be built. In addition, the substrate stage 220 may be configured to be movable in the horizontal direction by the stage driver 222, and may also be configured to be rotatable for alignment of the substrate 20. For example, although not shown, the horizontal driving unit 232 may move the bonding tool 100 in a first horizontal direction, for example, in the X-axis direction, and the stage driving unit 222 may The substrate stage 220 may be moved in a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction, for example, in the Y-axis direction.

도시되지는 않았으나, 상기 기판(20) 상에는 복수의 열과 행을 갖도록 복수의 본딩 영역들이 구비될 수 있으며, 상기 수평 구동 유닛(232)과 상기 스테이지 구동부(222)는 상기 본딩 영역들에 기 설정된 순서로 복수의 다이들(10)을 본딩하기 위해 상기 본딩 툴(100)과 상기 기판(20)의 위치들을 서로 정렬할 수 있다. 아울러, 상기 스테이지 구동부(222)는 상기 상부 카메라 유닛(240)에 의해 획득된 기판 이미지에 기초하여 상기 기판(20)이 놓여진 각도를 조절할 수 있다. 즉, 상기 스테이지 구동부(222)는 상기 기판(20)이 기 설정된 방향 및 각도로 위치되도록 상기 기판 스테이지(220)를 회전시킬 수 있다.Although not shown, a plurality of bonding regions may be provided on the substrate 20 to have a plurality of columns and rows, and the horizontal driving unit 232 and the stage driving unit 222 may be preset in the bonding regions. In order to bond the plurality of dies 10, positions of the bonding tool 100 and the substrate 20 may be aligned with each other. In addition, the stage driving unit 222 may adjust the angle at which the substrate 20 is placed based on the substrate image obtained by the upper camera unit 240. That is, the stage driver 222 may rotate the substrate stage 220 such that the substrate 20 is positioned in a predetermined direction and angle.

상기 상부 카메라 유닛(240)은 상기 콜릿(120)의 하부면에 파지된 다이(10)와 상기 기판(20) 상의 본딩 영역을 검출하기 위해 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 카메라 유닛(240)은 카메라 구동부(242)에 의해 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 상기 카메라 구동부(242)는 상기 기판(20)의 본딩 영역을 촬상하기 위해 상기 상부 카메라 유닛(240)을 하강시킬 수 있고, 아울러 상기 다이(10)를 촬상하기 위해 상기 상부 카메라 유닛(240)을 상승시킬 수 있다. 즉, 상기 카메라 구동부(242)는 상기 기판(20)에 대한 포커싱을 위해 상기 상부 카메라 유닛(240)을 적정 위치로 하강시킬 수 있고, 아울러 상기 다이(10)에 대한 포커싱을 위해 상기 상부 카메라 유닛(240)을 적정 위치로 상승시킬 수 있다.The upper camera unit 240 may be configured to be movable in a vertical direction to detect a bonding area on the substrate 20 and the die 10 gripped on the lower surface of the collet 120. For example, the upper camera unit 240 may be configured to be movable in a vertical direction by the camera driver 242, and the camera driver 242 may be used to image the bonding area of the substrate 20. The upper camera unit 240 may be lowered, and the upper camera unit 240 may be raised to image the die 10. That is, the camera driver 242 may lower the upper camera unit 240 to an appropriate position for focusing on the substrate 20, and also the upper camera unit for focusing on the die 10 (240) can be raised to an appropriate position.

또한, 상기 카메라 구동부(242)는 상기 기판(20) 상의 본딩 영역들을 검출하기 위하여 제1 수평 방향, 예를 들면, X축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 카메라 구동부(242)는 상기 상부 카메라 유닛(240)을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동 유닛(244)과, 상기 상부 카메라 유닛(240)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동 유닛(246)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 수평 구동 유닛(244)과 상기 수직 구동 유닛(246)은 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 상기 상부 카메라 유닛(240)을 이동시킬 수 있으며, 또한 리니어 모션 가이드를 이용하여 상기 상부 카메라 유닛(240)의 이동을 안내할 수 있다. 그러나, 상기 수평 및 수직 구동 유닛들(244, 246)의 세부 구성은 다양하게 변경 가능하므로 상기 수평 및 수직 구동 유닛들(244, 246)의 구성에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.In addition, the camera driver 242 may be configured to be movable in a first horizontal direction, for example, an X-axis direction, to detect bonding regions on the substrate 20. For example, the camera driving unit 242 includes a horizontal driving unit 244 for moving the upper camera unit 240 in the horizontal direction, and a vertical driving unit for moving the upper camera unit 240 in the vertical direction. (246). For example, the horizontal driving unit 244 and the vertical driving unit 246 may move the upper camera unit 240 using a motor, a ball screw, a ball nut, etc., and also use a linear motion guide. By doing so, it is possible to guide the movement of the upper camera unit 240. However, since the detailed configuration of the horizontal and vertical driving units 244 and 246 can be variously changed, the scope of the present invention will not be limited by the configuration of the horizontal and vertical driving units 244 and 246.

또한, 상기 다이 본딩 장치(200)는, 상기 본딩 툴(100)의 하부에 배치되며 상기 콜릿(120)의 하부면에 파지된 상기 다이(10)를 검출하기 위한 하부 카메라 유닛(250)과, 도시되지는 않았으나, 상기 기판(20)의 본딩 영역과 상기 다이(10) 사이의 정렬을 위해 상기 툴 구동부(230)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 제어부는 상기 툴 구동부(230)뿐만 아니라 상기 기판(20)의 본딩 영역과 상기 다이(10) 사이의 정렬을 위해 상기 스테이지 구동부(222)와 상기 카메라 구동부(242)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, the die bonding apparatus 200 is disposed under the bonding tool 100 and the lower camera unit 250 for detecting the die 10 gripped on the lower surface of the collet 120, Although not illustrated, a control unit (not shown) that controls the operation of the tool driving unit 230 may be included for alignment between the bonding region of the substrate 20 and the die 10. In particular, the control unit may control the operation of the stage driving unit 222 and the camera driving unit 242 for alignment between the tool driving unit 230 as well as the bonding area of the substrate 20 and the die 10. Can be.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 툴 베이스(110) 상에는 상기 다이(10)의 위치를 검출하기 위한 적어도 하나의 피두셜 마크(Fiducial Mark; 130)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 툴 베이스(110)의 하부면에는 상기 콜릿(120)의 모서리들과 대응하도록 4개의 피두셜 마크들(130)이 구비될 수 있으며, 상기 피두셜 마크들(130)은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 피두셜 마크들(130)은 구리로 이루어질 수 있으며 전해 도금 공정을 통해 형성될 수 있다. 아울러, 도시된 바에 의하면 상기 피두셜 마크들(130)이 사각 패드 형태를 갖고 있으나, 상기 피두셜 마크들(130)의 형상 및 개수는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, on the tool base 110, at least one fiducial mark 130 for detecting the position of the die 10 may be provided. Can be. For example, four physical marks 130 may be provided on the lower surface of the tool base 110 to correspond to the corners of the collet 120, and the fiducial marks 130 are metal It can be made of material. As an example, the physical marks 130 may be made of copper and may be formed through an electrolytic plating process. In addition, as shown, the physical marks 130 have a rectangular pad shape, but the shape and number of the physical marks 130 can be variously changed, thereby limiting the scope of the present invention. Will not.

도 4는 도 2에 도시된 본딩 툴에 파지된 다이를 설명하기 위한 개략적인 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 다이를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.FIG. 4 is a schematic front view for explaining the die held by the bonding tool shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a schematic bottom view for explaining the die shown in FIG. 4.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 다이(10)는 상기 콜릿(120)의 점착력에 의해 상기 콜릿(120)의 하부면에 파지될 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이 다이(10)의 외부 접속 단자들(12), 예를 들면, 본딩 패드들 또는 솔더 범프들이 아래를 향하는 경우 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)은 상기 하부 카메라 유닛(250)에 의해 검출될 수 있다. 즉, 상기 하부 카메라 유닛(250)은 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)과 상기 피두셜 마크들(130)을 포함하는 하부 이미지를 획득할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 하부 이미지를 이용하여 상기 피두셜 마크들(130)과 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12) 사이의 상대적인 위치 정보를 산출할 수 있다.4 and 5, the die 10 may be gripped on the lower surface of the collet 120 by the adhesive force of the collet 120. In particular, as shown, the external connection terminals 12 of the die 10, for example, when the bonding pads or solder bumps face down, the external connection terminals 12 of the die 10 are lower It can be detected by the camera unit 250. That is, the lower camera unit 250 may acquire a lower image including the external connection terminals 12 and the physical marks 130 of the die 10, and the control unit receives the lower image. Using it, relative position information between the physical marks 130 and the external connection terminals 12 of the die 10 may be calculated.

한편, 상기와 같이 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 아래를 향하는 경우 상기 다이 본딩 장치(200)는 상기 다이(10)를 반전시키기 위한 플리퍼(Flipper) 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 플리퍼 유닛은 상기 웨이퍼 또는 트레이로부터 다이(10)를 픽업하여 반전시킬 수 있으며, 상기 반전된 다이(10)는 상기 본딩 툴(100)에 의해 픽업될 수 있다. 이때, 상기 플리퍼 유닛 또한 상기 본딩 툴(100)과 동일한 구성을 갖는 픽업 툴을 구비할 수 있다.Meanwhile, as described above, when the external connection terminals 12 of the die 10 face down, the die bonding apparatus 200 further includes a flipper unit (not shown) for inverting the die 10. It can contain. That is, the flipper unit may pick up and reverse the die 10 from the wafer or tray, and the inverted die 10 may be picked up by the bonding tool 100. At this time, the flipper unit may also include a pickup tool having the same configuration as the bonding tool 100.

도 6은 도 2에 도시된 본딩 툴에 파지된 다이의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 정면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 다이를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.FIG. 6 is a schematic front view for explaining another example of the die gripped by the bonding tool shown in FIG. 2, and FIG. 7 is a schematic bottom view for explaining the die shown in FIG. 6.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 위를 향하는 경우 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)은 상부 하부 카메라 유닛(250)에 의해 검출될 수 없다. 그러나, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)은 상기 상부 카메라 유닛(240)에 의해 도 4에 도시된 바와 유사한 형태로 검출될 수 있다. 즉, 상기 상부 카메라 유닛(240)에 의해 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)과 상기 피두셜 마크들(130)을 포함하는 상부 이미지가 획득될 수 있다. 따라서, 상기와 같이 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 위를 향하는 경우 상기 하부 카메라 유닛(250)에 의한 촬상 단계는 생략될 수 있다.6 and 7, when the external connection terminals 12 of the die 10 face upwards, the external connection terminals 12 of the die 10 are controlled by the upper and lower camera unit 250. Cannot be detected. However, the external connection terminals 12 of the die 10 may be detected by the upper camera unit 240 in a form similar to that shown in FIG. 4. That is, the upper image including the external connection terminals 12 and the physical marks 130 of the die 10 may be obtained by the upper camera unit 240. Therefore, when the external connection terminals 12 of the die 10 face upwards as described above, the imaging step by the lower camera unit 250 may be omitted.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a die bonding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 상기 툴 구동부(230)는 상기 본딩 툴(100)을 상기 웨이퍼 또는 트레이의 상부로 이동시킬 수 있으며, 상기 웨이퍼 또는 트레이로부터 상기 다이(10)를 픽업하기 위하여 상기 본딩 툴(100)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 다이(10)는 상기 콜릿(120)의 점착력에 의해 상기 콜릿(120)의 하부면에 부착될 수 있다.First, the tool driving unit 230 may move the bonding tool 100 to an upper portion of the wafer or tray, and vertically align the bonding tool 100 to pick up the die 10 from the wafer or tray. You can move it in the direction. At this time, the die 10 may be attached to the lower surface of the collet 120 by the adhesive force of the collet 120.

상기 다이(10)가 픽업된 후 상기 툴 구동부(230)는 상기 본딩 툴(100)을 상기 기판(20)의 상부로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 툴 구동부(230)는 상기 기판(20)의 본딩 영역들 중 하나의 상부로 상기 다이(10)를 이동시키기 위해 상기 본딩 툴(100)을 X축 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 스테이지 구동부(222)는 상기 다이(10)와 상기 본딩 영역들 중 하나가 서로 마주하도록 상기 기판 스테이지(220)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다.After the die 10 is picked up, the tool driver 230 may move the bonding tool 100 to an upper portion of the substrate 20. For example, the tool driving unit 230 may move the bonding tool 100 in the X-axis direction to move the die 10 to one of the bonding regions of the substrate 20, The stage driver 222 may move the substrate stage 220 in the Y-axis direction so that the die 10 and one of the bonding regions face each other.

한편, 상기 다이(10)를 수평 이동시키는 동안 상기 하부 카메라 유닛(250)의 위를 통과할 수 있으며, 상기 하부 카메라 유닛(250)은 상기 다이(10)와 상기 툴 베이스(110) 상의 피두셜 마크들(130)을 포함하는 하부 이미지를 획득할 수 있다. 이를 위하여 상기 본딩 툴(100)은 상기 하부 카메라 유닛(250)의 상부에서 잠시 멈출 수 있다. 특히, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(120)이 아래를 향하는 경우 상기 하부 이미지에는 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)과 상기 피두셜 마크들(130)이 포함될 수 있으며, 상기 제어부는 상기 하부 이미지를 이용하여 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)과 상기 피두셜 마크들(130) 사이의 상대적인 위치 정보를 산출할 수 있다. 그러나, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 위를 향하는 경우 상기 하부 카메라 유닛(250)에 의한 상기 하부 이미지 획득 단계는 생략될 수 있다.Meanwhile, while the die 10 is horizontally moved, it may pass over the lower camera unit 250, and the lower camera unit 250 may be fed to the die 10 and the tool base 110. A lower image including marks 130 may be obtained. To this end, the bonding tool 100 may be temporarily stopped at the upper portion of the lower camera unit 250. In particular, when the external connection terminals 120 of the die 10 face down, the lower image may include external connection terminals 12 of the die 10 and the physical marks 130, The controller may calculate relative position information between the external connection terminals 12 of the die 10 and the physical marks 130 using the lower image. However, when the external connection terminals 12 of the die 10 face upward, the step of acquiring the lower image by the lower camera unit 250 may be omitted.

또 한편으로, 상기 상부 카메라 유닛(240)은 상기 다이(10)가 본딩될 본딩 영역을 검출할 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 카메라 유닛(240)은 상기 본딩 영역에 대한 포커싱을 위해 상기 카메라 구동부(242)에 의해 적정 위치로 하강될 수 있으며, 이어서 상기 본딩 영역을 포함하는 기판 이미지가 획득될 수 있다. 상기 제어부는 상기 기판 이미지를 이용하여 상기 본딩 영역의 위치 정보를 획득할 수 있으며, 상기 본딩 영역이 기 설정된 위치에 정렬되도록 상기 본딩 영역의 위치 정보에 기초하여 상기 스테이지 구동부(242)를 동작시킬 수 있다.On the other hand, the upper camera unit 240 may detect a bonding area to which the die 10 is to be bonded. For example, the upper camera unit 240 may be lowered to an appropriate position by the camera driver 242 for focusing on the bonding area, and then a substrate image including the bonding area may be obtained. . The control unit may acquire the location information of the bonding region using the substrate image, and operate the stage driving unit 242 based on the location information of the bonding region so that the bonding region is aligned to a predetermined location. have.

상기 본딩 툴(100)이 상기 기판(20)의 본딩 영역의 상부에 위치된 후 상기 상부 카메라 유닛(240)은 상기 다이(10)와 상기 피두셜 마크들(130)을 포함하는 상부 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 카메라 유닛(240)은 상기 카메라 구동부(242)에 의해 적정 위치로 상승될 수 있으며, 상기 다이(10)에 대한 포커싱이 이루어진 후 상기 상부 이미지를 획득할 수 있다. 한편, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 아래를 향하는 경우 상기 상부 이미지에는 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 포함되지 않으며, 이와 반대로, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 위를 향하는 경우 상기 상부 이미지에는 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 포함될 수 있다.After the bonding tool 100 is positioned above the bonding area of the substrate 20, the upper camera unit 240 acquires an upper image including the die 10 and the physical marks 130. can do. For example, the upper camera unit 240 may be raised to an appropriate position by the camera driving unit 242, and after the focusing of the die 10 is achieved, the upper image may be obtained. On the other hand, when the external connection terminals 12 of the die 10 face down, the upper image does not include the external connection terminals 12 of the die 10, on the contrary, the die 10 When the external connection terminals 12 of the top are facing up, the upper image may include external connection terminals 12 of the die 10.

상기 상부 이미지가 획득된 후 상기 제어부는 상기 상부 이미지로부터 상기 피두셜 마크들(130)의 위치 정보를 획득할 수 있으며, 상기 하부 이미지로부터 산출된 상기 피두셜 마크들(130)과 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12) 사이의 상대적인 위치 정보에 기초하여 상기 다이(10)를 상기 본딩 영역에 정렬할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 다이(10)와 상기 본딩 영역 사이의 정렬을 위해 상기 툴 구동부(230)와 상기 스테이지 구동부(222)를 동작시킬 수 있다.After the upper image is obtained, the control unit may acquire location information of the physical marks 130 from the upper image, and the physical marks 130 and the die 10 calculated from the lower image ), the die 10 may be aligned with the bonding area based on the relative position information between the external connection terminals 12. That is, the control unit may operate the tool driving unit 230 and the stage driving unit 222 for alignment between the die 10 and the bonding region.

한편, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 위를 향하는 경우, 상기 제어부는 상기 상부 이미지로부터 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)의 위치 정보를 획득할 수 있으며, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)의 위치 정보와 상기 본딩 영역의 위치 정보에 기초하여 상기 다이(10)와 상기 본딩 영역 사이의 정렬을 수행할 수 있다.On the other hand, when the external connection terminals 12 of the die 10 face upward, the control unit may acquire location information of the external connection terminals 12 of the die 10 from the upper image, Alignment between the die 10 and the bonding region may be performed based on the location information of the external connection terminals 12 of the die 10 and the location information of the bonding region.

상기와 같이 다이(10)와 본딩 영역 사이의 정렬이 이루어진 후 상기 툴 구동부(230)는 상기 본딩 툴(100)을 하강시킴으로써 상기 다이(10)를 상기 본딩 영역에 본딩할 수 있다. 이때, 상기 다이(10)의 하부면에는 다이 어태치 필름(Die Attach Film; DAF)이 구비될 수 있으며, 상기 다이 어태치 필름에 의해 상기 다이(10)가 상기 본딩 영역 상에 본딩될 수 있다. 상기와 다르게, 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)이 아래를 향하는 경우 상기 본딩 영역에는 상기 다이(10)의 외부 접속 단자들(12)에 대응하는 접속 단자들이 구비될 수 있다.After the alignment between the die 10 and the bonding region is made as described above, the tool driving unit 230 may bond the die 10 to the bonding region by lowering the bonding tool 100. At this time, a die attach film (DAF) may be provided on the lower surface of the die 10, and the die 10 may be bonded onto the bonding area by the die attach film. . Unlike the above, when the external connection terminals 12 of the die 10 face downward, connection terminals corresponding to the external connection terminals 12 of the die 10 may be provided in the bonding region.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 본딩 툴(100)은 플레이트 형태의 툴 베이스(110)와 상기 툴 베이스(110)의 하부면 상에 배치되어 다이(10)의 파지를 위해 점착성을 갖는 콜릿(120)을 포함할 수 있다. 따라서, 종래 기술에서와 같이 본딩 툴에 진공홀들을 형성할 필요가 없으므로 상기 다이(10)에 대한 픽업이 용이하게 이루어질 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the bonding tool 100 is disposed on the tool base 110 in the form of a plate and the lower surface of the tool base 110 to be adhesive for gripping the die 10 It may include a collet (120). Therefore, it is not necessary to form vacuum holes in the bonding tool as in the prior art, so that the pick-up for the die 10 can be made easily.

아울러, 상기 본딩 툴(100)의 상부에 배치되는 상부 카메라 유닛(240)에 의해 상기 콜릿(120)의 하부면에 파지된 다이(10)의 검출이 가능하도록 상기 툴 베이스(110)와 콜릿(120)은 광투과성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 툴 베이스(110)에는 상기 다이(10)의 정렬을 위한 피두셜 마크(130)가 구비될 수 있으며, 이에 따라 상기 다이(10)와 기판(20) 상의 본딩 영역 사이의 정렬이 보다 빠르고 정확하게 이루어질 수 있다.In addition, the tool base 110 and the collet () to enable the detection of the die 10 gripped on the lower surface of the collet 120 by the upper camera unit 240 disposed on the upper portion of the bonding tool 100 120) may be made of a light transmissive material. In addition, the tool base 110 may be provided with a fiducial mark 130 for alignment of the die 10, so that alignment between the die 10 and the bonding area on the substrate 20 is more It can be done quickly and accurately.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that there is.

10 : 다이 12 : 외부 접속 단자
20 : 기판 100 : 본딩 툴
110 : 툴 베이스 120 : 콜릿
130 : 피두셜 마크 200 : 다이 본딩 장치
210 : 툴 홀더 212 : 개구
220 : 기판 스테이지 222 : 스테이지 구동부
230 : 툴 구동부 240 : 상부 카메라 유닛
250 : 하부 카메라 유닛10: die 12: external connection terminal
20: substrate 100: bonding tool
110: tool base 120: collet
130: fiducial mark 200: die bonding device
210: tool holder 212: opening
220: substrate stage 222: stage driver
230: tool driving unit 240: upper camera unit
250: lower camera unit

Claims (21)

광투과성 물질로 이루어진 툴 베이스 및 상기 툴 베이스의 하부면 상에 투명 광학 접착제를 이용하여 부착되며 다이를 파지하기 위해 점착성을 갖는 광투과성 물질로 이루어진 콜릿을 포함하는 본딩 툴;
상기 본딩 툴의 하부에 배치되며 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지;
상기 기판 상에 상기 다이를 본딩하기 위하여 상기 본딩 툴을 수직 및 수평 방향으로 이동시키고 상기 다이의 각도를 조절하기 위해 상기 본딩 툴을 회전시키는 툴 구동부; 및
상기 본딩 툴의 상부에 배치되며 상기 기판 상의 본딩 영역을 검출하고 상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위한 상부 카메라 유닛을 포함하되,
상기 툴 구동부는 상기 본딩 툴이 장착되는 툴 홀더를 포함하며, 상기 본딩 툴은 베어링을 통해 상기 툴 홀더의 하부면에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 툴 홀더는 상기 본딩 툴을 상방으로 노출시키기 위한 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.A bonding tool comprising a tool base made of a light transmissive material and a collet made of a light transmissive material attached to the bottom surface of the tool base using a transparent optical adhesive and having tack to grip the die;
A substrate stage disposed under the bonding tool and supporting a substrate;
A tool driving unit for moving the bonding tool in the vertical and horizontal directions to bond the die on the substrate and rotating the bonding tool to adjust the angle of the die; And
An upper camera unit disposed on the bonding tool to detect the bonding area on the substrate and to detect the die gripped on the lower surface of the collet,
The tool driving part includes a tool holder to which the bonding tool is mounted, the bonding tool is rotatably mounted to a lower surface of the tool holder through a bearing, and the tool holder is an opening for exposing the bonding tool upwards Die bonding apparatus comprising a. 제1항에 있어서, 상기 툴 베이스는 판상의 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus according to claim 1, wherein the tool base comprises plate-like glass. 제1항에 있어서, 상기 콜릿은 실리콘 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus according to claim 1, wherein the collet is made of silicone resin. 제1항에 있어서, 상기 콜릿은 폴리디메틸실록산을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die-bonding apparatus according to claim 1, wherein the collet comprises polydimethylsiloxane. 제1항에 있어서, 상기 툴 베이스 상에는 상기 다이의 위치를 검출하기 위한 적어도 하나의 피두셜 마크가 구비되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus according to claim 1, wherein at least one physical mark for detecting the position of the die is provided on the tool base. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 본딩 영역과 상기 다이를 검출하기 위해 상기 상부 카메라 유닛을 수직 방향으로 이동시키는 카메라 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus according to claim 1, further comprising a camera driver for vertically moving the upper camera unit to detect the bonding area and the die. 제1항에 있어서, 상기 본딩 툴의 하부에 배치되며 상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위한 하부 카메라 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus according to claim 1, further comprising a lower camera unit which is disposed under the bonding tool and detects the die gripped on a lower surface of the collet. 제1항에 있어서, 상기 본딩 영역과 상기 다이 사이의 정렬을 위해 상기 툴 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus according to claim 1, further comprising a control unit controlling an operation of the tool driving unit for alignment between the bonding area and the die. 제1항에 있어서, 상기 본딩 영역과 상기 다이 사이의 정렬을 위해 상기 기판 스테이지를 수평 방향으로 이동시키는 스테이지 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus according to claim 1, further comprising a stage driver for moving the substrate stage in a horizontal direction for alignment between the bonding region and the die. 삭제delete 광투과성 물질로 이루어진 툴 베이스 및 상기 툴 베이스의 하부면 상에 투명 광학 접착제를 이용하여 부착되며 다이를 파지하기 위해 점착성을 갖는 광투과성 물질로 이루어진 콜릿을 포함하는 본딩 툴을 이용하여 상기 다이를 기판 상에 본딩하는 다이 본딩 방법에 있어서,
상기 본딩 툴을 이용하여 상기 다이를 픽업하는 단계;
상기 본딩 툴을 상기 기판의 상부로 이동시키는 단계;
상기 기판의 본딩 영역을 검출하기 위하여 상기 본딩 툴과 상기 기판의 상부에 배치되는 상부 카메라 유닛을 이용하여 상기 기판의 본딩 영역을 촬상하는 단계;
상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위해 상기 상부 카메라 유닛을 이용하여 상기 다이를 촬상하는 단계;
상기 기판의 본딩 영역과 상기 다이를 서로 정렬하기 위하여 상기 상부 카메라 유닛에 의해 획득된 상기 기판의 본딩 영역 이미지와 상기 다이의 상부 이미지에 기초하여 상기 다이의 위치 및 각도를 조절하는 단계; 및
상기 기판의 본딩 영역 상에 상기 다이를 본딩하는 단계를 포함하되,
상기 본딩 툴은 상기 다이의 각도 조절을 위해 톨 홀더의 하부면에 베어링을 통해 회전 가능하도록 장착되고, 상기 툴 홀더는 상기 상부 카메라에 의한 상기 다이의 촬상을 위해 상기 본딩 툴을 상방으로 노출시키는 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.The die is substrated using a bonding tool comprising a tool base made of a light transmissive material and a collet made of a light transmissive material attached to the bottom surface of the tool base using a transparent optical adhesive and having a tack to grip the die. In the die bonding method of bonding on,
Picking up the die using the bonding tool;
Moving the bonding tool to the top of the substrate;
Imaging the bonding area of the substrate using the bonding tool and an upper camera unit disposed on the substrate to detect the bonding area of the substrate;
Imaging the die using the upper camera unit to detect the die gripped on the lower surface of the collet;
Adjusting the position and angle of the die based on the bonding region image of the substrate and the upper image of the die acquired by the upper camera unit to align the bonding region of the substrate with the die; And
Bonding the die on the bonding region of the substrate,
The bonding tool is rotatably mounted on a lower surface of the toll holder to adjust the angle of the die through a bearing, and the tool holder is opened to expose the bonding tool upward for imaging of the die by the upper camera Die bonding method characterized in that it has a. 삭제delete 삭제delete 제13항에 있어서, 상기 툴 베이스 상에는 상기 다이의 위치를 검출하기 위한 적어도 하나의 피두셜 마크가 구비되며,
상기 상부 이미지에는 상기 다이와 함께 상기 피두셜 마크가 포함되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.14. The method of claim 13, wherein the tool base is provided with at least one physical mark for detecting the position of the die,
A die bonding method according to claim 1, wherein the upper image includes the physical mark together with the die. 제16항에 있어서, 상기 다이의 외부 접속 단자들이 위를 향하는 경우 상기 외부 접속 단자들의 위치 정보에 기초하여 상기 본딩하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.17. The die bonding method of claim 16, wherein the bonding is performed based on the location information of the external connection terminals when the external connection terminals of the die face upward. 제13항에 있어서, 상기 다이의 외부 접속 단자들이 아래를 향하는 경우 상기 콜릿의 하부면에 파지된 상기 다이를 검출하기 위해 상기 본딩 툴의 하부에 배치된 하부 카메라 유닛을 이용하여 상기 다이를 촬상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.14. The method of claim 13, wherein when the external connection terminals of the die face down, imaging the die by using a lower camera unit disposed under the bonding tool to detect the die gripped on the lower surface of the collet. The die bonding method further comprising the step. 제18항에 있어서, 상기 툴 베이스 상에는 상기 다이의 위치를 검출하기 위한 적어도 하나의 피두셜 마크가 구비되며,
상기 하부 카메라 유닛에 의해 상기 피두셜 마크와 상기 다이를 포함하는 하부 이미지가 획득되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.19. The method of claim 18, wherein the tool base is provided with at least one physical mark for detecting the position of the die,
A die bonding method, characterized in that a lower image including the physical mark and the die is obtained by the lower camera unit. 제19항에 있어서, 상기 피두셜 마크와 상기 다이의 외부 접속 단자들 사이의 상대적인 위치 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.20. The method of claim 19, further comprising obtaining relative position information between the physical mark and external connection terminals of the die. 제20항에 있어서, 상기 상부 이미지에는 상기 다이와 함께 상기 피두셜 마크가 포함되며,
상기 다이의 외부 접속 단자들과 상기 본딩 영역의 위치 정보에 기초하여 상기 본딩하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.21. The method of claim 20, The upper image includes the physical mark together with the die,
The bonding step is performed on the basis of the location information of the bonding area and the external connection terminals of the die.
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