KR102398994B1 - 실장 장치 - Google Patents

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KR102398994B1
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semiconductor chip
bonding
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코헤이 세야마
테츠야 우타노
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

실장 장치(10)는 본딩 스테이지(14)와, 기대(16)와, 반도체 칩(100)을 흡인 유지하여 피실장체에 가압착하는 가압착 처리와, 가압착된 반도체 칩(100)을 본압착하는 본압착 처리를 행하는 실장 헤드(12)와, 본딩 스테이지(14) 또는 기대(16)에 설치되는 필름 배치 기구(18)와, 실장 헤드(12) 및 필름 배치 기구(18)의 구동을 제어하는 제어부(20)를 구비하고, 필름 배치 기구(18)는 커버 필름(110)이 걸쳐진 한 쌍의 피드 롤러(28)를 가지고, 순차적으로 새로운 커버 필름(110)을 송출하는 필름 송출 기구(24)와, 커버 필름(110)을 기판(104)에 대하여 수평 방향으로 이동시키는 필름 이동 기구(30)를 구비한다.

Description

실장 장치
본 명세서는 반도체 칩을 접착 재료를 통하여 기판 또는 다른 반도체 칩인 피실장체에 실장하는 실장 장치를 개시한다.
종래부터, 반도체 칩을 와이어를 통하지 않고 기판 또는 다른 반도체 칩인 피실장체에 실장하는 플립 칩 본더 기술이 널리 알려져 있다. 이러한 플립 칩 본더에서는 피실장체에 미리 열경화성 수지로 이루어지는 접착 재료를 도포해두고, 이 접착 재료를 통하여 반도체 칩을 피실장체에 고착하는 일이 있다. 이 경우, 실장 헤드로 반도체 칩을 가열 및 가압할 때, 반도체 칩으로 압출된 접착 재료가 상방으로 기어올라, 실장 헤드에 부착되는 일이 있었다. 또 실장 헤드에 부착되지 않는 경우라도, 가열된 접착 재료로부터 생기는 흄 가스가 실장 헤드 내에 침입하는 일이 있었다.
특허문헌 1에는 이러한 접착 재료의 열 압착 툴(실장 헤드)로의 부착을 방지하기 위해서, 열 압착 툴의 바닥면을 필름 부재(커버 필름)로 덮은 실장 장치가 개시되어 있다. 즉, 특허문헌 1의 실장 장치에서는 본딩 헤드에 열 압착 툴과, 필름 부재를 순차적으로 피드하는 필름 부재 반송 기구를 설치하고 있다. 이러한 실장 장치에 의하면, 열 압착 툴로의 접착 재료의 부착이 효과적으로 방지된다.
일본 특개 2015-35493호 공보 일본 특개 2004-165536호 공보
그러나, 특허문헌 1 등의 종래 기술에 있어서, 반도체 칩은 열 압착 툴의 바닥면에서 흡인 유지되는데, 이 흡인면은 항상 필름 부재로 덮인다. 그리고, 필름 부재는 하나의 반도체 칩을 압착할 때마다 새로운 필름 부재로 교환된다. 그 결과, 종래 기술에서는 반도체 칩의 흡인에 앞서, 필름 부재에 흡인용의 구멍을 형성 할 필요가 있었다. 여기서, 반도체 칩을 가열 및 가압하여 피실장체에 본딩하는데 요하는 시간에 비해, 필름 부재의 구멍 뚫기나, 필름 부재의 피드에 요하는 시간은 수배~10배 정도 걸린다. 따라서, 특허문헌 1 등의 종래 기술에서는 택트 타임의 증가를 초래하고 있었다.
또한 특허문헌 2에는 수지 필름(커버 필름)을 접합 툴과는 분리하여 설치한 실장 장치가 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2의 실장 장치에 있어서, 수지 필름은 접합 툴의 진동으로부터 칩(반도체 칩)을 보호하기 위한 것이며, 접착 재료의 접합 툴로의 부착을 방지하기 위한 것이 아니다. 또 특허문헌 2의 접합 툴은 이미 가배치된 칩을 압압하지만, 가배치 전의 칩을 흡인 유지하여 가배치하는 것은 아니다. 따라서, 특허문헌 2의 기술은 하나의 실장 헤드로 반도체 칩의 가압착 및 본압착을 행하는 실장 장치에는 적용이 곤란했다.
그래서, 본 명세서에서는 하나의 실장 헤드로 가압착 처리 및 본압착 처리를 행하는 실장 장치로서, 택트 타임을 보다 단축할 수 있는 실장 장치를 개시한다.
본 명세서에서 개시하는 실장 장치는, 반도체 칩을 접착 재료를 통하여 기판 또는 다른 반도체 칩인 피실장체에 실장하는 실장 장치로서, 상기 기판이 재치되는 본딩 스테이지와, 상기 본딩 스테이지를 지탱하는 기대와, 상기 반도체 칩을 흡인 유지하여 상기 피실장체에 가압착하는 가압착 처리와, 상기 가압착된 반도체 칩을 본압착하는 본압착 처리를 행하는 실장 헤드와, 상기 본딩 스테이지 또는 상기 기대에 설치되고, 상기 본압착 처리시에, 상기 가압착된 반도체 칩과 상기 실장 헤드 사이에 커버 필름을 개재시키는 필름 배치 기구와, 상기 실장 헤드 및 상기 필름 배치 기구의 구동을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 필름 배치 기구는 상기 커버 필름이 걸쳐진 한 쌍의 롤러를 가지고, 순차적으로 새로운 커버 필름을 송출하는 필름 송출 기구와, 상기 커버 필름을 상기 기판에 대하여 수평 방향으로 이동시키는 필름 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성으로 한 경우, 커버 필름과 실장 헤드가 분리되어 있기 때문에, 커버 필름의 구멍 뚫기가 불필요하게 된다. 그 결과, 택트 타임을 저감하면서, 접착 재료에 의한 실장 헤드의 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제어부는 상기 커버 필름이 상기 가압착 처리시에는 상기 반도체 칩이 가압착되는 실장 구획으로부터 수평 방향으로 이간한 퇴피 위치에 위치하고, 상기 본압착 처리시에는 본압착 대상의 반도체 칩의 바로 위인 중개 위치에 위치하도록, 상기 필름 이동 기구를 제어해도 된다.
이러한 구성으로 함으로써, 가압착 처리시에는 커버 필름과 실장 헤드의 간섭이 방지되고, 본압착 처리시에는 커버 필름이 실장 헤드와 반도체 칩 사이에 개재하기 때문에, 접착 재료에 의한 실장 헤드의 오염이 효과적으로 방지된다.
또 상기 필름 송출 기구는 상기 중개 위치에 있어서 상기 커버 필름이 복수의 실장 구획의 상방을 덮도록 상기 커버 필름이 걸쳐져 있고, 상기 제어부는 상기 커버 필름이 덮는 상기 복수의 실장 구획 전부에 있어서 상기 반도체 칩의 본압착이 종료되면, 상기 필름 이동 기구를 구동하여 상기 커버 필름이 새로운 복수의 실장 구획의 상방을 덮는 위치로 이동시킴과 아울러, 상기 필름 송출 기구를 구동하여 상기 커버 필름을 상기 복수의 실장 구획에 따른 거리만큼 피드시켜도 된다.
이러한 구성으로 함으로써, 커버 필름의 피드 횟수를 저감시킬 수 있기 때문에, 택트 타임을 보다 저감할 수 있다.
이 경우, 상기 기판에는 반도체 칩을 실장하는 실장 구획이 이차원 어레이상으로 규정되어 있고, 상기 필름 송출 기구는 상기 이차원 어레이상의 실장 구획을 열 단위로 덮도록 상기 커버 필름을 걸쳐놓아도 된다.
커버 필름이 실장 구획을 열 단위로 덮음으로써, 커버 필름의 피드·이동 제어를 간이화할 수 있다.
또 상기 제어부는 상기 실장 헤드에 복수의 상기 실장 구획에 있어서 상기 반도체 칩의 가압착을 연속해서 실행시킨 후, 상기 가압착된 복수의 상기 반도체 칩의 본압착을 연속해서 실행시켜도 된다.
이러한 구성으로 함으로써, 필름 이동 기구에 의한 커버 필름의 이동 횟수를 저감시킬 수 있기 때문에, 택트 타임을 보다 저감할 수 있다.
또 상기 필름 배치 기구는 또한 상기 커버 필름을 상기 본딩 스테이지에 대하여 승강시키는 승강 기구를 구비해도 된다.
이러한 구성으로 함으로써, 커버 필름을 반도체 칩의 상면으로부터 보다 확실하게 이간시킬 수 있다. 또 반도체 칩을 적층 실장하는 경우, 당해 적층단수에 따라 커버 필름의 배치 높이를 변경할 수 있기 때문에, 실장 장치의 범용성이 향상된다.
또 상기 필름 송출 기구는 상기 실장 헤드에 의해 압압되어 하방으로 휜 상기 커버 필름의 일부와 간섭함으로써, 상기 휨의 해소를 지원하는 간섭 부재를 구비해도 된다.
이러한 구성으로 하면, 간이한 구성이면서, 커버 필름을 반도체 칩의 상면으로부터 보다 확실하게 이간시킬 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 실장 장치에 의하면, 커버 필름과 실장 헤드가 분리되어 있기 때문에, 커버 필름의 구멍 뚫기가 불필요하게 된다. 그 결과, 택트 타임을 저감하면서, 접착 재료에 의한 실장 헤드의 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 실장 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실장 장치의 개략 평면도이다.
도 3은 가압착의 모습을 나타내는 측면도이다.
도 4는 본압착의 모습을 나타내는 측면도이다.
도 5는 가압착의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 6은 가압착의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본압착의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본압착의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 9A는 본압착의 모습을 나타내는 측면도이다.
도 9B는 본압착의 모습을 나타내는 측면도이다.
도 10은 종래 기술과 본 예와의 처리 시간을 비교하는 도면이다.
도 11A는 다른 실장 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11B는 도 11A의 실장 장치의 다른 상태를 나타내는 도면이다.
도 12A는 다른 실장 장치에서 사용하는 간섭 부재의 사시도이다.
도 12B는 도 12A의 간섭 부재를 사용하는 실장 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 다른 실장 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 원형 기판을 사용한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 15는 반도체 칩을 적층 실장하는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 16은 다른 실장 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 종래의 실장 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 실장 장치(10)의 구성에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 실장 장치(10)의 구성을 나타내는 개략도이다. 또 도 2는 실장 장치(10)의 개략 평면도이다. 또 도 3은 가압착 처리의 모습을 나타내는 도면이며, 도 4는 본압착 처리의 모습을 나타내는 도면이다.
이 실장 장치(10)는 복수의 반도체 칩(100)을 기판(104) 또는 다른 반도체 칩(100)(이하, 양자를 구별하지 않는 경우는 「피실장체」라고 부른다)에 실장함으로써 반도체 장치를 제조하는 장치이다. 반도체 칩(100)은 플립 칩 본더 기술로 기판(104)에 실장된다. 구체적으로는 각 반도체 칩(100)의 바닥면에는 범프(102)라고 불리는 도전성 재료로 이루어지는 돌기가 형성되어 있고, 이 범프(102)를 기판(104)의 표면에 형성된 전극(105)에 접합함으로써, 반도체 칩(100)과 기판(104)이 전기적으로 접속된다.
기판(104)에는 반도체 칩(100)을 실장하는 실장 구획(106)이 이차원 어레이상으로 규정되어 있다. 도시예에서는 하나의 기판(104)에 15개의 실장 구획(106)이 3행 5열로 규정되어 있다. 각 실장 구획(106)의 표면에는 반도체 칩(100)의 범프(102)와 전기적으로 접속되는 전극(105)이 복수 형성되어 있다. 또 각 실장 구획(106)에는 미리 비도전성 페이스트(NCP) 또는 비도전성 필름(NCF)이라고 불리는 접착 재료(108)가 도포되어 있다. 접착 재료(108)는 절연성을 가짐과 아울러 열경화성을 가지는 열경화성 수지로 이루어진다. 이 접착 재료(108) 상에 반도체 칩(100)을 재치하여 기판(104)에 누름과 아울러 반도체 칩(100)을 가열함으로써, 접착 재료(108)가 경화하고, 반도체 칩(100)이 기판(104)에 기계적으로 접착, 고정된다. 또한 이와 같이 기판(104)에 미리 접착 재료(108)를 도포해두는 방식은 일반적으로 「선도포 방식」이라고 불린다.
실장 장치(10)는 각 반도체 칩(100)을 가압착한 후에 본압착함으로써, 기판(104)에 실장한다. 가압착은 반도체 칩(100)을 기판(104) 중 대응하는 실장 구획(106)(접착 재료(108))에 가배치하는 것이다. 또 본압착은 가압착된 반도체 칩(100)을 가열함과 아울러 가압함으로써, 반도체 칩(100)을 피실장체(기판(104) 또는 다른 반도체 칩(100))에 기계적·전기적으로 접속하는 것이다. 이 본압착시, 반도체 칩(100)은 접착 재료(108)의 경화 온도 이상 또한 범프(102)의 용융 온도 이상의 온도로 가열된다. 본 예에서는 복수의 실장 구획(106)에 있어서 반도체 칩(100)의 가압착을 연속해서 실행한 후, 이 가압착된 복수의 반도체 칩(100)의 본압착을 연속해서 실행한다.
실장 장치(10)는 상기 서술한 순서로 반도체 칩(100)을 기판(104)(피실장체)에 실장하기 위한 장치이다. 이 실장 장치(10)는 본딩 스테이지(14), 실장 헤드(12), 기대(16), 필름 배치 기구(18), 및 이들 각 부의 구동을 제어하는 제어부(20) 등을 가지고 있다.
본딩 스테이지(14)는 기판(104)이 재치되는 스테이지이다. 이 본딩 스테이지(14)에는 예를 들면 기판(104)을 흡인 유지하는 흡인 구멍(도시하지 않음)이나, 기판(104)을 가열하기 위한 히터(도시하지 않음) 등이 설치되어 있다. 이 본딩 스테이지(14)는 기대(16)에 의해 지탱되어 있다.
실장 헤드(12)는 본딩 스테이지(14)와 대향하여 설치되어 있고, 본딩 스테이지(14)에 대하여 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이 실장 헤드(12)는 가압착 처리와 본압착 처리를 행한다. 가압착 처리에서는 실장 헤드(12)는 도시하지 않는 칩 공급원으로부터 반도체 칩(100)을 수취하여 반송하고, 각 반도체 칩(100)을 대응하는 실장 구획(106)에 재치한 다음 가열 및 가압하여 가압착한다. 이 가압착시의 가열 온도는 접착 재료(108)가 연화 개시하는 온도 이상 또한 접착 재료(108)의 경화 온도 이하인 것이 바람직하다. 또 본압착 처리에서는 실장 헤드(12)는 기판(104)에 가압착된 반도체 칩(100)을 가압 및 가열하여 본압착한다. 이 본압착시의 가열 온도는 범프(102)의 용융 온도 이상 또한 접착 재료(108)의 경화 온도 이상인 것이 바람직하다. 또 본압착시의 가압력은 가압착시의 가압력보다 크다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 실장 헤드(12)의 바닥면에는 반도체 칩(100)을 흡인 유지하기 위한 흡인 구멍(22)이 형성되어 있다. 이 흡인 구멍(22)은 도시하지 않는 흡인 펌프에 연통되어 있고, 당해 흡인 펌프에 의해 발생하는 부압에 의해, 반도체 칩(100)이 실장 헤드(12)의 바닥면에 흡인 유지된다. 또 실장 헤드(12)에는 가압착 및 본압착시의 반도체 칩(100)을 가열하기 위해서 히터(도시하지 않음)가 내장되어 있다. 또한 본 예에서는 실장 헤드(12)가 수평 방향으로 이동하지만, 나중에 설명하는 바와 같이, 본딩 스테이지(14)가 수평 방향으로 이동하는 구성으로 해도 된다.
그런데, 상기 서술한 바와 같이, 본압착시, 실장 헤드(12)는 반도체 칩(100)을 기판(104)에 압압한다. 이 때, 도 4에 나타내는 바와 같이, 반도체 칩(100)에 의해 외측으로 압출된 접착 재료(108)의 일부가 밀려나와 기어오르는 일이 있다. 이 기어오른 접착 재료(108)가 실장 헤드(12)에 부착되면, 그 후의 실장 처리를 적절하게 행할 수 없을 우려가 있다. 또 실장 헤드(12)에 접착 재료(108)가 부착되지 않는 경우라도, 가열된 접착 재료(108)로부터 생기는 흄 가스가 실장 헤드(12)의 흡인 구멍(22)에 들어가, 이것에 의해 실장 헤드(12)가 오염되는 경우도 있었다.
그래서, 본 명세서에서 개시하는 실장 장치(10)에서는, 본압착시에 실장 헤드(12)와 반도체 칩(100) 사이에 커버 필름(110)을 개재시키고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 이러한 커버 필름(110)을 설치함으로써, 실장 헤드(12)로의 접착 재료(108)의 부착 및 실장 헤드(12)의 흡인 구멍(22)으로의 흄 가스의 침입이 효과적으로 방지된다.
실장 장치(10)의 기대(16)에는 본압착 처리시에 가압착된 반도체 칩(100)과 실장 헤드(12) 사이에 커버 필름(110)을 개재시키는 필름 배치 기구(18)가 설치되어 있다. 본 예에서는 일방향으로 긴 띠상의 커버 필름(110)을 사용하고 있다. 이 커버 필름(110)의 소재로서는 내열성이 우수하고, 접착 재료(108)의 박리성이 높은 소재가 적합하다. 따라서, 커버 필름(110)의 소재로서는 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA) 등의 불소 수지를 사용할 수 있다.
필름 배치 기구(18)는 띠상의 커버 필름(110)을 순차적으로 기판(104)의 상방으로 송출하는 필름 송출 기구(24)를 가지고 있다. 필름 송출 기구(24)는 본딩 스테이지(14)를 끼우고 양측에 설치된 송출 롤러(28a) 및 권취 롤러(28b)(이하, 송출/권취 롤러(28a, 28b)를 구별하지 않는 경우에는 간단히 「피드 롤러(28)」라고 부른다)를 가지고 있다. 커버 필름(110)은 이 한 쌍의 피드 롤러(28) 사이에 걸쳐져 있다. 송출 롤러(28a)가 소정의 송출 방향(도 1에 있어서의 화살표(A) 방향)으로 회전함으로써, 새로운 커버 필름(110)이 순차적으로 송출된다. 또 송출 롤러(28a)와 연동하여 권취 롤러(28b)가 송출 롤러(28a)와 동일 방향으로 회전함으로써, 사용이 끝난 커버 필름(110)이 권취 롤러(28b)에 권취되어 회수된다. 즉, 한 쌍의 피드 롤러(28)가 동일 방향으로 회전함으로써 커버 필름(110)이 피드된다.
여기서, 상기 서술한 바와 같이, 한 쌍의 피드 롤러(28)는 본딩 스테이지(14)의 양측에 배치되어 있기 때문에, 커버 필름(110)은 기판(104)을 일방향으로 횡단하게 된다. 또 커버 필름(110)은 실장 구획(106)의 폭보다 충분히 넓다. 따라서, 커버 필름(110)은 3행 5열로 늘어선 실장 구획(106) 중 그 1열분의 실장 구획(106), 즉 복수(도시예에서는 3개)의 실장 구획(106)의 상방을 덮을 수 있다.
권취 롤러(28b)는 모터 등의 구동원에 연결되어 있고, 당해 모터 등의 구동에 따라 회전하는 구동 롤러이다. 송출 롤러(28a)는 권취 롤러(28b)와 독립하여 회전할 수 있는 구동 롤러여도 되고, 권취 롤러(28b)의 회전에 따라 회전하는 종동 롤러여도 된다. 송출 롤러(28a)를 종동 롤러로 하는 경우, 걸쳐지는 커버 필름(110)에 적절한 텐션을 부여할 수 있도록, 송출 롤러(28a)를 송출 방향과 역방향으로 탄성가압할 수 있는 탄성가압 부재를 설치해두는 것이 바람직하다. 또 어느 형태라도 2개의 피드 롤러(28)의 적어도 일방의 근방에는 각 피드 롤러(28)에 감겨 있는 커버 필름(110)의 양을 센싱하는 센서를 설치하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 센서에서의 검지 결과에 따라, 커버 필름(110)의 교환 시기를 추정하거나, 피드 롤러(28)의 회전 속도를 조정하거나 해도 된다. 특히, 피드 롤러(28)의 1회전당의 커버 필름(110)의 송출/권취 거리(피드량)는 각 피드 롤러(28)에 감겨 있는 커버 필름(110)의 양(보다 정확하게는 각 피드 롤러(28)가 커버 필름(110)을 감아 이루어지는 필름 롤(110a)의 직경)에 따라 변화한다. 그 때문에 커버 필름(110)의 피드량, 커버 필름(110)의 텐션 등을 적절하게 제어하기 위해서, 각 피드 롤러(28)에 감겨 있는 커버 필름(110)의 양에 따라, 피드 롤러의 회전수를 조정하는 것이 바람직하다.
필름 배치 기구(18)는 또한 이 필름 송출 기구(24)마다, 커버 필름(110)을 수평 방향으로 이동시키는 필름 이동 기구(30)를 구비하고 있다. 필름 이동 기구(30)는 제1 방향(도시예에서는 장방형의 기판(104)의 길이 방향)으로 뻗는 한 쌍의 레일(32)과, 당해 레일(32)을 따라 슬라이드 이동하는 이동 블록(34)을 가지고 있다. 한 쌍의 레일(32)은 본딩 스테이지(14)를 끼우고 양측에 설치되어 있다. 이동 블록(34)에는 피드 롤러(28)가 설치되어 있고, 이동 블록(34)의 슬라이드 이동에 따라, 피드 롤러(28) 및 커버 필름(110)이 제1 방향으로 이동한다. 또한 2개의 레일(32)에 부착된 2개의 이동 블록(34)은 송출 롤러(28a)와 권취 롤러(28b)의 상대 위치가 항상 고정이 되도록 연동하여 움직인다. 필름 이동 기구(30)에 의해, 피드 롤러(28)가 제1 방향으로 이동함으로써, 커버 필름(110)으로 덮이는 실장 구획(106)(반도체 칩(100))이 순차적으로 변경된다. 또한 이동 블록(34)을 슬라이드 이동시키는 기구로서는 예를 들면 모터(회전 전기)와 볼 스플라인을 조합한 기구여도 되고, 유압 실린더나 리니어 모터 등의 직동식의 구동원을 사용한 기구여도 된다.
필름 배치 기구(18)는 또한 필름 송출 기구(24)마다, 커버 필름(110)을 승강시키는 필름 승강 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 필름 승강 기구는 피드 롤러(28)의 높이를 가변으로 할 수 있는 기구이면 특별하게 한정되지 않는다. 따라서, 필름 승강 기구로서는 예를 들면 피드 롤러(28)의 회전축과 맞닿으면서 회전하는 캠 부재 등을 가지고 있어도 된다. 또 다른 형태로서, 필름 승강 기구는 피드 롤러(28)의 회전축과 접속됨과 아울러, 모터나 유압 실린더 등의 구동원에 의해 수직 방향으로 이동 가능한 이동체를 가지는 구성으로 해도 된다. 결국 이 필름 승강 기구에 의해, 커버 필름(110)이 기판(104) 및 반도체 칩(100)에 대하여 높이 방향으로 위치 결정된다.
제어부(20)는 상기 서술한 실장 헤드(12)나 필름 배치 기구(18), 본딩 스테이지(14)의 구동을 제어한다. 제어부(20)는 예를 들면 각종 연산을 행하는 CPU와, 각종 데이터 및 프로그램을 기억하는 메모리를 구비하고 있다. 제어부(20)에는 각종 센서에서의 검지 결과가 입력되어 있고, 제어부(20)는 이 검지 결과에 따라 각 부의 구동 제어를 행한다. 보다 구체적으로는 제어부(20)는 실장 헤드(12)의 이동 제어나, 실장 헤드(12) 및 본딩 스테이지(14)의 히터의 온도 제어, 흡인 기구의 구동 제어 등을 행한다. 또 제어부(20)는 커버 필름(110)을 적절한 위치에 배치하기 위해, 필름 배치 기구(18)의 구동 제어도 행한다.
이어서, 이와 같은 실장 장치(10)에 의한 반도체 칩(100)의 실장의 흐름에 대해서 도 3~도 8을 참조하여 설명한다. 도 5~도 8은 실장 도중의 모습을 나타내는 개략 평면도이며, 도 5, 도 6은 가압착의 모습을, 도 7, 도 8은 본압착의 모습을 나타내고 있다. 반도체 칩(100)을 실장할 때는 본딩 스테이지(14)에 기판(104)이 재치된다. 이 기판(104)의 실장 구획(106)에는 미리 또는 본딩 스테이지(14)에 재치한 후에 접착 재료(108)가 도포된다.
제어부(20)는 실장 헤드(12)를 구동하여, 기판(104)의 각 실장 구획(106)에 반도체 칩(100)을 가압착시킨다. 구체적으로는 실장 헤드(12)는 도시하지 않는 칩 공급원으로 이동하고, 그 바닥면으로 새로운 반도체 칩을 흡인 유지한다. 계속해서, 실장 헤드(12)는 대응하는 실장 구획(106)의 바로 위로 이동한다. 그 후, 실장 헤드(12)는 도 3에 나타내는 바와 같이 기판(104)을 향하여 하강하고, 흡인 유지한 반도체 칩(100)을 대응하는 실장 구획(106)(나아가서는 접착 재료(108)) 상에 누름으로써 반도체 칩(100)을 가압착한다. 하나의 반도체 칩(100)이 가압착되면, 실장 헤드(12)는 당해 반도체 칩(100)의 흡인을 해제한 다음 상승한다. 그 후, 실장 헤드(12)는 마찬가지의 순서로 모든 반도체 칩(100)의 가압착을 순차적으로 행해간다. 도 5, 도 6에 있어서, 각 반도체 칩(100)에 붙여진 숫자는 가압착의 순번을 나타내고 있다. 도 5, 도 6으로부터 분명한 바와 같이, 도시예에서는 반도체 칩(100)은 좌하측 구석으로부터 가압착된다. 그리고, 1열마다 진행 방향을 반전하면서 지그재그상으로 반도체 칩(100)의 가압착이 행해진다.
여기서, 이 가압착 처리시, 제어부(20)는 필름 이동 기구(30)를 구동하여, 커버 필름(110)을 퇴피 위치로 이동시킨다. 퇴피 위치는 반도체 칩(100)이 가압착되는 실장 구획(106)으로부터 수평 방향으로 이간한 위치이다. 이 퇴피 위치는 특정의 고정 위치여도 되고, 가압착되는 실장 구획(106)의 변경에 따라 변경되는 가변 위치여도 된다. 예를 들면 커버 필름(110)을 기판(104)의 외측까지 이동시킬 수 있다면, 당해 기판(104)의 외측을 퇴피 위치로 해도 된다. 커버 필름(110)이 기판(104)의 외측에 위치하고 있으면, 어느 실장 구획(106)에 가압착한다고 해도, 커버 필름(110)은 가압착되는 실장 구획(106)으로부터 수평 방향으로 이간하게 된다. 따라서, 기판(104)의 외측은 위치 불변의 퇴피 위치가 된다.
한편, 실장 장치(10)의 사이즈 등의 제한에 따라, 커버 필름(110)을 기판(104)의 외측까지 이동시킬 수 없는 경우가 있다. 이 경우에는 현시점에서 가압착이 되어 있지 않은 실장 구획(106)의 바로 위 위치를 퇴피 위치로 하면 된다. 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판(104)의 실장 구획(106)을 편측 3열(도면 하측 3열)과, 반대측 2열(도면 상측 2열)로 분할하고, 편측 3열에 가압착을 행하고 있는 기간중에는 반대측 2열의 바로 위를 퇴피 위치로서 설정하고(도 5 참조), 반대측 2열에 가압착을 행하고 있는 기간중에는 편측 3열의 바로 위를 퇴피 위치로서 설정해도 된다(도 6 참조). 즉, 이 경우, 필름 이동 기구(30)는 편측 3열로의 가압착을 행하고 있는 기간중에는 커버 필름(110)을 반대측 2열의 바로 위로 이동시키고, 편측 3열로의 가압착이 끝나면, 이동 블록(34)을 슬라이드 이동시켜, 커버 필름(110)을 반대측 3열의 바로 위로 이동시킨다. 결국, 가압착 처리의 기간중, 커버 필름(110)을 가압착 대상의 실장 구획(106)으로부터 수평 방향으로 이간시킴으로써, 커버 필름(110)과 실장 헤드(12)의 간섭이 방지되어, 반도체 칩(100)을 적절하게 가압착할 수 있다.
모든 반도체 칩(100)이 가압착되면, 계속해서, 제어부(20)는 실장 헤드(12)에 본압착 처리를 실행시킨다. 구체적으로는 실장 헤드(12)는 가압착된 반도체 칩(100)을 순차적으로 기판(104)에 가압 및 가열하여 본압착한다. 도 7, 도 8에 있어서 각 반도체 칩(100)에 붙여진 숫자는 본압착의 순번을 나타내고 있다. 도시예에서는 본압착도 가압착과 마찬가지로 좌하측 구석으로부터 개시되고, 그 후, 1열마다 진행 방향을 반전하면서 지그재그상으로 진행된다.
여기서, 본압착 처리시, 제어부(20)는 필름 이동 기구(30)를 구동하여, 커버 필름(110)을 중개 위치로 이동시킨다. 중개 위치는 본압착 대상의 반도체 칩(100)의 바로 위로서, 당해 반도체 칩(100)과 실장 헤드(12)의 사이 위치이다. 이러한 위치에 커버 필름(110)을 배치함으로써, 본압착시, 도 4에 나타내는 바와 같이 커버 필름(110)이 반도체 칩(100)과 실장 헤드(12) 사이에 개재하게 된다. 그리고, 이것에 의해, 기어올라온 접착 재료(108)의 실장 헤드(12)로의 부착이나, 흄 가스의 실장 헤드(12)로의 침입을 효과적으로 방지할 수 있다.
여기서, 본압착 대상의 반도체 칩(100)은 순차적으로 바뀌어간다. 따라서, 커버 필름(110)의 위치도 본압착 처리의 진행 상황에 따라 순차적으로 변경해야한다. 단, 본 예에서는 커버 필름(110)은 1열분(3개)의 반도체 칩(100)(실장 구획(106))을 덮도록 걸쳐져 있다. 따라서, 필름 이동 기구(30)는 커버 필름(110)의 바로 아래에 위치하는 1열분(3개)의 반도체 칩(100)으로의 본압착이 종료할 때까지는 커버 필름(110)을 이동시키지 않고, 커버 필름(110)의 바로 아래에 위치하는 반도체 칩(100) 전부의 본압착이 종료되면, 커버 필름(110)을 인접하는 다음 열의 바로 위로 이동시킨다. 도 7, 도 8의 예에 의하면, 도면 위로부터 2열째의 반도체 칩(100)을 본압착할 때, 필름 이동 기구(30)는 도 7에 나타내는 바와 같이 커버 필름(110)을 당해 2열째의 실장 구획(106)의 바로 위에 위치시킨다. 또 2열째의 반도체 칩(100) 전부의 본압착이 종료되면, 필름 이동 기구(30)는 도 8에 나타내는 바와 같이 커버 필름(110)을 도면 위로부터 1열째의 실장 구획(106)의 바로 위에 위치시킨다.
또 이 필름 이동 기구(30)에 의한 커버 필름(110)의 수평 이동에 연동하여, 필름 송출 기구(24)는 커버 필름(110)을 피드한다. 구체적으로는 필름 송출 기구(24)는 1열분의 반도체 칩(100)의 본압착이 종료되면, 실장 구획(106) 1열에 대응하는 거리만큼 커버 필름(110)을 피드한다. 도 7의 예에 있어서는 커버 필름(110) 상의 위치(P1)가 실장 구획(106)의 열의 일단 근방에 위치하고, 커버 필름(110) 상의 위치(P2)가 당해 열의 타단 근방에 위치하고 있다. 이 위치(P1)로부터 위치(P2)까지의 거리가 1회의 피드 거리이다.
커버 필름(110)이 도면 위로부터 보아 2열째로부터 1열째로 이동할 때(도 7의 상태로부터 도 8의 상태로 변화할 때), 필름 송출 기구(24)는 도 8에 나타내는 바와 같이 커버 필름(110) 상의 위치(P2)가 실장 구획(106)의 열의 일단 근방이 되도록 커버 필름(110)을 피드한다.
또한 실장 헤드(12)로 커버 필름(110)을 개재시켜 반도체 칩(100)을 가열 가압한 경우, 도 4에 나타내는 바와 같이, 커버 필름(110)은 반도체 칩(100)의 상면에 밀착하고, 또 기어오른 접착 재료(108)의 일부가 커버 필름(110)에 접촉한다. 이 커버 필름(110)이 반도체 칩(100)의 상면에 밀착한 상태 그대로로는 커버 필름(110)을 적절하게 피드할 수 없다.
그래서, 필요에 따라, 필름 승강 기구에 의해 커버 필름(110)을 승강시켜도 된다. 구체적으로는 반도체 칩(100)을 본압착할 때는 도 9A에 나타내는 바와 같이 커버 필름(110)이 반도체 칩(100)의 상면과 거의 동일한 높이 위치가 되도록 필름 승강 기구로 커버 필름(110)을 하강시킨다. 또 커버 필름(110)을 피드시킬 때는 도 9B에 나타내는 바와 같이 커버 필름(110)이 반도체 칩(100)의 상면으로부터 이간하도록 필름 승강 기구로 커버 필름(110)을 상승시킨다.
즉, 본압착 처리에 있어서는 1열분의 실장 구획(106)에 대한 본압착이 완료될 때마다, 커버 필름(110)을 적절한 위치에 배치하는 처리가 필요하게 된다. 이 커버 필름(110)의 배치 처리는 커버 필름(110)의 상승, 커버 필름(110)의 피드, 커버 필름(110)의 수평 이동, 커버 필름(110)의 하강이 포함된다. 이들 처리 중, 커버 필름(110)의 피드와 수평 이동은 병행하여 행해도 된다.
그런데, 지금까지의 설명으로 분명한 바와 같이, 본 명세서에 개시된 실장 장치(10)에서는 필름 배치 기구(18)를 기대(16)에 설치하고 있다. 또 커버 필름(110)은 복수의 실장 구획(106)의 상방을 동시에 덮을 수 있도록 배치되어 있다. 이러한 구성으로 하는 이유에 대해서 종래 기술과 비교하여 설명한다.
실장 헤드(12)와 반도체 칩(100) 사이에 커버 필름(110)을 개재시키는 실장 장치(10)는 종래부터 몇가지 제안되어 있었다. 도 17은 그러한 종래의 실장 장치(10)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 종래의 실장 장치(10)의 대부분은 커버 필름(110)을 실장 헤드(12)에 설치하고 있었다. 즉, 실장 헤드(12)에 커버 필름(110)을 피드하기 위한 피드 롤러(28)를 부착하고 있었다. 이 경우, 고속 또한 고정밀도의 이동이 요구되는 실장 헤드(12)의 중량이 증가하여, 실장 헤드(12)를 이동시키는 이동 기구의 대형화, 고비용화라는 문제를 초래하고 있었다.
또 커버 필름(110)을 실장 헤드(12)에 부착하는 구성인 경우, 커버 필름(110)은 당해 실장 헤드(12)의 바닥면을 상시 덮게 된다. 이 경우, 실장 헤드(12)의 흡인 구멍(22)이 커버 필름(110)으로 덮이기 때문에, 당해 흡인 구멍(22)을 통하여 반도체 칩(100)을 흡인 유지할 수 없다. 그 때문에 종래의 실장 장치(10)에서는 반도체 칩(100)의 흡인 유지 전에, 커버 필름(110) 중 흡인 구멍(22)에 대응하는 개소에 침(70) 등을 사용하여 구멍을 형성하고 있었다. 또 커버 필름(110)을 실장 헤드(12)에 부착하는 구성인 경우, 하나의 반도체 칩(100)으로의 본압착이 끝날 때마다, 커버 필름(110)을 피드할 필요가 있다. 이와 같은 구멍 뚫기 처리, 피드 처리는 시간이 걸리기 때문에, 택트 타임의 증가를 초래하고 있었다. 예를 들면 1회의 본딩(가압착, 본압착)에 요하는 시간에 비해, 구멍 뚫기 처리 및 피드 처리에 요하는 시간은 수배~10배 정도 걸린다. 종래의 실장 장치(10)에서는 이러한 구멍 뚫기 처리가 발생하고, 또 피드 처리의 횟수가 많아지기 때문에, 반도체 장치 제조의 택트 타임의 증가를 초래하고 있었다.
한편, 본 명세서에서 개시하는 실장 장치(10)는 지금까지 설명한 바와 같이 필름 배치 기구(18)를 기대(16)에 설치하고 있다. 그 결과, 실장 헤드(12)를 경량화할 수 있어, 비교적 소형 또한 저렴한 이동 기구로도 실장 헤드(12)를 고속 또한 고정밀도로 이동시킬 수 있다.
또 필름 배치 기구(18)를 기대(16)에 설치함으로써, 커버 필름(110)과 실장 헤드(12)를 분리할 수 있다. 그 때문에 커버 필름(110)에 구멍을 뚫지 않아도, 실장 헤드(12)로 반도체 칩(100)을 흡인 유지할 수 있다. 결과적으로, 시간이 걸리는 구멍 뚫기 처리가 불필요하게 되어, 택트 타임을 대폭 저감할 수 있다. 또 구멍 뚫기를 위한 복잡한 기구를 없앨 수 있기 때문에, 실장 장치(10)의 가격도 저감할 수 있다.
또한, 본 예의 실장 장치(10)에서는 본압착 처리시 커버 필름(110)이 복수의 반도체 칩(100)을 덮는 구성으로 되어 있다. 그 때문에 커버 필름(110)의 피드의 횟수를 종래 기술에 비해 대폭 저감할 수 있고, 나아가서는 택트 타임을 대폭 저감할 수 있다.
이것에 대해서 구체예를 들어 설명한다. 도 10은 반도체 칩(100)을 3행 5열의 배열로 실장하는 경우의 타임 차트의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10에 있어서, 조건 1, 조건 2는 종래의 실장 장치(10)에서의 타임 차트를, 조건 3은 본 명세서에서 개시한 실장 장치(10)에서의 타임 차트를 나타내고 있다. 도 10의 예에서는 1개의 반도체 칩(100)의 본딩(가압착 또는 본압착)에 요하는 시간을 1초, 커버 필름(110)의 구멍 뚫기에 요하는 시간을 3초, 커버 필름(110)의 피드에 요하는 시간을 2초로 하고 있다. 또 도 10에 있어서, 가압착은 옅은 먹색, 본압착은 진한 먹색, 구멍 뚫기는 사선 해칭, 피드는 크로스 해칭으로 도시하고 있다.
종래의 실장 장치(10)로 반도체 칩(100)을 실장하는 순서로서는 크게 2가지가 생각된다. 하나는 실장 헤드(12)로 반도체 칩(100)을 기판(104) 상에 반송·재치한 후, 가압착하지 않고, 바로 본압착하는 순서이다. 도 10의 조건 1은 이 순서에 있어서의 타임 차트를 나타내고 있다. 이 경우, 하나의 반도체 칩(100)을 본압착할 때마다, 커버 필름(110)의 구멍 뚫기(사선 해칭)와 피드(크로스 해칭)를 행하지 않으면 안된다. 그 때문에 실장 처리 전체의 시간이 매우 길어진다.
다른 순서로서, 본 명세서에서 개시한 실장 장치(10)와 마찬가지로, 모든 반도체 칩(100)을 연속해서 가압착한 후에, 모든 반도체 칩(100)을 연속해서 본압착하는 순서가 있다. 도 10의 조건 2는 이 순서에 있어서의 타임 차트를 나타내고 있다. 이 경우, 커버 필름(110)의 구멍 뚫기는 1개째의 반도체 칩(100)을 가압착하기 전에 1회 행하기만 하면 되기 때문에, 1단째의 순서에 비해, 구멍 뚫기(사선 해칭)에 요하는 합계 시간을 대폭 저감할 수 있다. 그러나, 이 경우라도 하나의 반도체 칩(100)을 본압착할 때마다, 커버 필름(110)의 피드(크로스 해칭)가 필요하다. 바꾸어 말하면, 커버 필름(110)의 피드가 반도체 칩(100)의 개수와 동일한 횟수분 필요하게 된다. 그 결과, 실장 처리 전체의 시간을 대폭 저감할 수는 없다.
한편, 본 명세서에서 개시한 실장 장치(10)에서는, 지금까지 설명한 바와 같이, 커버 필름(110)의 구멍 뚫기(사선 해칭)가 완전히 불필요하게 된다. 또 커버 필름(110)은 복수개(본 예에서는 3개)의 실장 구획(106)을 동시에 덮고 있다. 그 때문에 커버 필름(110)의 피드(크로스 해칭)는 본압착이 3회 행해질 때마다 행하면 충분하다. 바꾸어 말하면, 본 예에 있어서, 커버 필름(110)이 동시에 덮는 실장 구획(106)의 개수를 N이라고 하는 경우, 커버 필름(110)의 피드 횟수는 (실장 구획(106)의 총수/N)이 된다. 즉, 본 예에 의하면, 커버 필름(110)의 피드 횟수를 종래 기술에 비해 대폭 저감할 수 있고, 나아가서는 실장 처리 전체의 시간을 대폭 저감할 수 있다. 또한 여기서는 설명을 용이하게 하기 위해서, 커버 필름(110)으로 덮는 실장 구획(106)의 개수(N), 즉, 기판(104)에 있어서 1열에 늘어서는 실장 구획(106)의 개수(N)를 3개로 하고 있다. 그러나, 실제로는 기판(104)에 있어서 1열에 늘어서는 실장 구획(106)의 개수(N)는 보다 다수인 것이 많다. 그리고, 이 개수(N)가 크면 클수록 피드 횟수가 저감되기 때문에, 대형이며 실장 구획(106)의 개수가 큰 기판(104)일수록, 택트 타임의 단축 효과가 높은 것을 알 수 있다.
또한 지금까지의 설명은 일례이며, 적어도 본딩 스테이지(14) 또는 당해 본딩 스테이지(14)를 지탱하는 기대(16)에, 필요에 따라 커버 필름(110)을 적절한 위치에 배치하는 필름 배치 기구(18)를 설치하는 것이면, 그 밖의 구성은 적절히 변경되어도 된다. 예를 들면 상기 서술한 설명에서는 커버 필름(110)과 반도체 칩(100)의 상면을 접촉/이간시키기 위해서, 커버 필름(110)을 승강시키는 필름 승강 기구를 설치하고 있었다. 그러나, 커버 필름(110)의 피드시에 커버 필름(110)과 반도체 칩(100)의 상면을 이간시킬 수 있는 것이면, 필름 승강 기구는 없어도 된다. 예를 들면 커버 필름(110)의 탄성을 이용하여, 커버 필름(110)을 반도체 칩(100)과 접촉한 상태로부터 이간한 상태로 복귀시키는 구성으로 해도 된다. 구체적으로는 도 11B에 나타내는 바와 같이 커버 필름(110)을 반도체 칩(100)의 상면으로부터 이간한 높이 위치에 걸쳐둔다. 그리고, 본압착시에는 도 11A에 나타내는 바와 같이 실장 헤드(12)로 압압됨으로써 커버 필름(110)이 휘어 반도체 칩(100)의 상면에 접촉된다. 이 때, 커버 필름(110)에 충분한 탄성(끈기)이 있고, 적절한 장력이 작용하고 있으면, 실장 헤드(12)에 의한 압압이 해제되면, 커버 필름(110)은 탄성 복원력에 의해 휘기 전의 상태 즉 반도체 칩(100)으로부터 이간한 상태로 자동적으로 되돌아간다. 그리고, 이 상태가 되면, 커버 필름(110)의 피드를 행하면 된다. 이러한 구성으로 하면, 피드할 때마다 커버 필름(110)을 승강시킬 필요가 없어, 실장 처리의 제어를 보다 간이화할 수 있다.
또 커버 필름(110)의 반도체 칩(100)으로부터의 이간을 보다 확실하게 발생시키기 위해서, 실장 헤드(12)에 압압됨으로써 하방으로 휘는 커버 필름(110)의 일부와 간섭하는 간섭 부재(40)를 설치해도 된다. 이 간섭 부재(40)는 하방으로 휘는 커버 필름(110)의 일부와 간섭하는 한편, 반도체 칩(100)을 향하여 하강하는 실장 헤드(12)와는 간섭하지 않는 것이 요구된다. 따라서, 간섭 부재(40)로서는 예를 들면 도 12A에 나타내는 바와 같이 실장 구획(106)의 배열설치 간격으로 실장 헤드(12)의 바닥면보다 큰 직사각형 구멍(42)이 형성된 대략 사다리상 부재를 사용할 수 있다. 이러한 간섭 부재(40)를 설치한 경우, 도 12B에 나타내는 바와 같이, 실장 헤드(12)에 압압된 커버 필름(110)은 간섭 부재(40)가 없는 경우에 비해 보다 급구배로 휘게 되고, 탄성 복원력이 보다 강하게 작용한다. 그 결과, 커버 필름(110)이 반도체 칩(100)으로부터 보다 확실하게 이간한다. 또한 도 12A, 도 12B에 나타낸 간섭 부재(40)의 형상은 일례이며, 당연히 다른 형상이어도 된다.
또 지금까지의 설명에서는 커버 필름(110)의 폭을 실장 구획(106) 1열분의 폭으로 하고 있지만, 커버 필름(110)의 폭은 보다 커도 된다. 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이 커버 필름(110)은 실장 구획(106) 2열분의 폭을 가지고 있어도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 커버 필름(110)으로 동시에 덮을 수 있는 실장 구획(106)의 개수가 증가하기 때문에, 피드 횟수를 보다 저감할 수 있고, 나아가서는 택트 타임을 보다 단축할 수 있다. 또한 커버 필름(110)의 배치 제어를 간이화하기 위해서는, 필름 송출 기구(24)는 커버 필름(110)이 이차원 어레이상의 실장 구획(106)을 열 단위로 덮도록 당해 커버 필름(110)을 걸쳐놓는 것이 바람직하다.
또 지금까지의 설명에서는 대략 직사각형의 기판(104)에 대한 실장만을 예시했지만, 기판(104)은 직사각형에 한정되지 않고, 다른 형상 예를 들면 원형 등이어도 된다. 따라서, 본 명세서에서 개시하는 실장 장치(10)는 대략 원형의 웨이퍼에 반도체 칩(100)을 본딩하는 CoW(Chip On Wafer)에 적용되어도 된다. 또한 원형 기판(104)의 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이, 커버 필름(110)의 수평 위치에 따라, 당해 커버 필름(110)을 동시에 덮을 수 있는 실장 구획(106)의 개수가 변화한다. 이 경우, 커버 필름(110)의 수평 위치(동시에 덮을 수 있는 실장 구획(106)의 개수)에 따라, 커버 필름(110)의 피드 거리를 변화시켜도 된다. 이러한 구성으로 하면, 커버 필름(110)의 로스를 저감할 수 있다. 또 다른 형태로서, 커버 필름(110)의 피드 거리를 최대값 즉 기판(104)의 직경 상당으로 고정해도 된다. 이 경우, 사용되지 않고 권취되는 커버 필름(110)이 늘어나지만, 커버 필름(110)의 피드 제어를 단순화할 수 있다.
또 지금까지는 기판(104) 상에 반도체 칩(100)을 1단씩 실장하는 형태만을 예시했지만, 도 15에 나타내는 바와 같이 2 이상의 반도체 칩(100)을 두께 방향으로 적층하여 실장해도 된다. 즉, 이 경우, 1단째의 반도체 칩(100)에 있어서는 기판(104)이 피실장체이며, 2단째의 반도체 칩(100)에 있어서는 1단째의 반도체 칩(100)이 피실장체가 된다.
이 경우, 가압착 처리에서는 우선 복수의 반도체 칩(100)을 두께 방향으로 가압착하면서 적층한 가적층체(120)를 각 실장 구획(106)에 형성한다. 그리고, 그 후, 본압착 처리에 있어서 가적층체(120)의 상면을 실장 헤드(12)로 가열 가압함으로써, 당해 가적층체(120)를 구성하는 복수의 반도체 칩(100)을 일괄적으로 본압착한다. 이 제조 형태에 있어서도 가압착 처리시에는 커버 필름(110)을 퇴피 위치로 퇴피시키고, 본압착 처리시에는 커버 필름(110)을 본압착 대상의 반도체 칩(100)과 실장 헤드(12) 사이인 중개 위치에 배치하면 된다.
또 지금까지는 실장 헤드(12)가 수평 방향으로 이동하는 구성을 예시했지만, 실장 헤드(12) 대신에 본딩 스테이지(14)가 수평 방향으로 이동하는 구성으로 해도 된다. 도 16은 본딩 스테이지(14)가 수평 이동하는 실장 장치(10)의 일례를 나타내는 도면이다. 이 예에서는 본딩 스테이지(14)는 제1 방향(기판(104)의 길이 방향)으로의 이동과, 제2 방향(기판(104)의 폭 방향)으로의 이동을 허용하는 XY 테이블(48)을 구비하고 있다. 이 경우, 제어부(20)는 가압착 및 본압착의 대상이 되는 실장 구획(106)이 실장 헤드(12)의 바로 아래에 위치하도록 XY 테이블(48)을 구동하여, 본딩 스테이지(14)를 수평 이동시킨다. 그리고, 실장 헤드(12)는 바로 아래로 하강함으로써 실장 구획(106)에 반도체 칩(100)을 가압착 또는 본압착한다. 또한 이 경우, 실장 헤드(12)는 승강만 행하고, 수평 이동하지 않기 때문에, 당해 실장 헤드(12)에 새로운 반도체 칩(100)을 공급하는 공급 기구(50) 등을 설치하는 것이 바람직하다. 또 이 경우, 필름 배치 기구(18)는 기판(104)과 연동하여 수평 이동할 수 있도록, 본딩 스테이지(14) 상에 설치되는 것이 바람직하다.
또 지금까지는 실장 구획(106)에 접착 재료(108)를 미리 도포하는 선도포 방식을 예시했지만, 본 명세서에서 개시하는 실장 장치(10)는 선도포 방식에 한정되지 않고, 접착 재료(108)를 개재시켜 반도체 칩(100)을 피실장체에 실장하는 것이면, 다른 본딩 방식에 적용해도 된다. 예를 들면 피실장체가 아니라, 반도체 칩(100)의 이면에 DAF(다이 어태치 필름)라고 불리는 접착제를 첩부해두고, 이 DAF를 가열 경화시켜 반도체 칩(100)을 피실장체에 실장해도 된다. 이 경우라도 반도체 칩(100)과 실장 헤드(12) 사이에 커버 필름(110)을 개재시킴으로써, 흄 가스의 실장 헤드(12)로의 침입을 효과적으로 방지할 수 있다.
10…실장 장치 12…실장 헤드
14…본딩 스테이지 16…기대
18…필름 배치 기구 20…제어부
22…흡인 구멍 24…필름 송출 기구
28a…송출 롤러 28b…권취 롤러
30…필름 이동 기구 40…간섭 부재
42…직사각형 구멍 48…XY 테이블
50…공급 기구 70…침
100…반도체 칩 102…범프
104…기판 105…전극
106…실장 구획 108…접착 재료
110…커버 필름 120…가적층체

Claims (7)

  1. 반도체 칩을 접착 재료를 통하여 기판 또는 다른 반도체 칩인 피실장체에 실장하는 실장 장치로서,
    상기 기판이 재치되는 본딩 스테이지와,
    상기 본딩 스테이지를 지탱하는 기대와,
    상기 반도체 칩을 흡인 유지하여 상기 피실장체에 가압착하는 가압착 처리와, 상기 가압착된 반도체 칩을 본압착하는 본압착 처리를 행하는 실장 헤드와,
    상기 본딩 스테이지 또는 상기 기대에 설치되고, 상기 본압착 처리시에, 상기 가압착된 반도체 칩과 상기 실장 헤드 사이에 커버 필름을 개재시키는 필름 배치 기구와,
    상기 실장 헤드 및 상기 필름 배치 기구의 구동을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 필름 배치 기구는
    상기 커버 필름이 걸쳐진 한 쌍의 롤러를 가지고, 순차적으로 새로운 커버 필름을 송출하는 필름 송출 기구와,
    상기 커버 필름을, 상기 커버 필름의 폭방향에 있어서 상기 기판에 대하여 수평 방향으로 이동시키는 필름 이동 기구
    를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 커버 필름이 상기 가압착 처리시에는 상기 반도체 칩이 가압착되는 실장 구획으로부터 수평 방향으로 이간한 퇴피 위치에 위치하고, 상기 본압착 처리시에는 본압착 대상의 반도체 칩의 바로 위인 중개 위치에 위치하도록, 상기 필름 이동 기구를 제어하고,
    상기 필름 송출 기구는 상기 중개 위치에 있어서 상기 커버 필름이 복수회의 본압착 처리로 나누어 본압착되는 복수의 실장 구획의 상방을 덮도록 상기 커버 필름을 걸쳐놓고 있고,
    상기 제어부는 상기 복수회의 본압착 처리가 종료될 때까지, 상기 커버 필름의 이동 및 피드의 어느 것도 실행하지 않고 당해 커버 필름을 상기 중개 위치에서 대기시키고, 상기 복수회의 본압착 처리가 종료되면, 상기 필름 이동 기구를 적어도 상기 커버 필름의 폭 이상의 거리만큼 구동하여 상기 커버 필름이 새로운 복수의 실장 구획의 상방을 덮는 위치로 이동시킴과 아울러, 상기 필름 송출 기구를 구동하여 상기 커버 필름을 상기 복수의 실장 구획에 따른 거리만큼 피드시키는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에는 반도체 칩을 실장하는 실장 구획이 이차원 어레이상으로 규정되어 있고,
    상기 필름 송출 기구는 상기 이차원 어레이상의 실장 구획을 열 단위로 덮도록 상기 커버 필름을 걸쳐놓고 있는
    것을 특징으로 하는 실장 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 실장 헤드에 복수의 상기 실장 구획에 있어서 상기 반도체 칩의 가압착을 연속해서 실행시킨 후, 상기 가압착된 복수의 상기 반도체 칩의 본압착을 연속해서 실행시키는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름 배치 기구는 또한 상기 커버 필름을 상기 본딩 스테이지에 대하여 승강시키는 승강 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필름 송출 기구는 상기 실장 헤드에 의해 압압되어 하방으로 휜 상기 커버 필름의 일부와 간섭함으로써 상기 휨의 해소를 지원하는 간섭 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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