KR102488379B1 - 모터 제어 장치, 다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

모터 제어 장치, 다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

다른 명령계의 모터의 동기 동작이 가능한 장치를 제공하는 데 있다.
모터 제어 장치는, (a) 제1 이상 파형 생성부와, (b) 제2 이상 파형 생성부와, (c) 제2 이상 파형 생성부로부터 이상적인 파형을 판독하고, 제2 모터로부터 출력되는 제2 인코더 신호에 의한 실제 위치와 위치의 이상적인 명령 파형인 목표 명령 위치에 기초하여, 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 명령 파형을 재생성하고, 재생성된 속도의 명령 파형을 출력하는 명령 파형 생성부와, (d) 제1 이상 파형 생성부에 의해 생성된 명령 파형에 기초하여 펄스열을 생성하는 제1 출력 회로와, (e) 재생성된 속도의 명령 파형을 아날로그 데이터로 변환하는 제2 출력 회로를 갖는 모션 컨트롤러를 구비한다.

Description

모터 제어 장치, 다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 {MOTOR CONTROL APPARATUS, DIE BONDING APPARATUS, AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR APPARATUS}
본 개시는 모터 제어 장치에 관한 것으로, 예를 들어 복수의 모터로 구동하는 장치를 구비하는 다이 본더에 적용 가능하다.
일반적으로 다이라고 불리는 반도체 칩을, 예를 들어 배선 기판이나 리드 프레임 등(이하, 총칭하여 기판이라고 함)의 표면에 탑재하는 다이 본더에 있어서는, 일반적으로 콜릿 등의 흡착 노즐을 사용하여 다이를 기판 상으로 반송하고, 압박력을 부여함과 함께 접합재를 가열함으로써 본딩을 행한다고 하는 동작(작업)이 반복하여 행해진다.
다이 본더 등의 반도체 제조 장치에 의한 다이 본딩 공정 중에는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)로부터 분할된 다이를 박리하는 박리 공정이 있다. 박리 공정에서는 다이싱 테이프 이면으로부터 밀어올림 유닛에 의해 다이를 밀어올려, 다이 공급부에 보유 지지된 다이싱 테이프로부터 1개씩 박리하고, 콜릿 등의 흡착 노즐을 사용하여 기판 상으로 반송한다. 콜릿은 본딩 헤드의 선단에 설치된다.
본딩 헤드는, 예를 들어 전압 명령의 속도/토크 제어계의 모터인 서보 모터에 의해 승강 동작이 행해진다. 밀어올림 유닛의 블록은, 예를 들어 펄스 명령계의 모터인 스텝 모터에 의해 승강 동작이 행해진다.
일본 특허 공개 제2012-175768호 공보
펄스 명령계의 모터와 전압 명령의 속도/토크 제어계의 모터를 혼재시켜 모터 동기 동작시키는 것은 곤란하다.
본 개시의 과제는 다른 명령계의 모터의 동기 동작이 가능한 장치를 제공하는 데 있다.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.
즉, 모터 제어 장치는 (a) 제1 이상 파형 생성부와, (b) 제2 이상 파형 생성부와, (c) 제2 이상 파형 생성부로부터 이상적인 파형을 판독하고, 제2 모터로부터 출력되는 제2 인코더 신호에 의한 실제 위치와 위치의 이상적인 명령 파형인 목표 명령 위치에 기초하여, 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 명령 파형을 재생성하고, 재생성된 속도의 명령 파형을 출력하는 명령 파형 생성부와, (d) 제1 이상 파형 생성부에 의해 생성된 명령 파형에 기초하여 펄스열을 생성하는 제1 출력 회로와, (e) 재생성된 속도의 명령 파형을 아날로그 데이터로 변환하는 제2 출력 회로를 갖는 모션 컨트롤러를 구비한다.
본 개시에 따르면, 다른 명령계의 모터의 동기 동작을 하는 것이 가능하다.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 이상 파형 생성부에 있어서의 명령 파형의 생성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 명령 파형 생성부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 제2 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 제3 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 실시예에 있어서의 다이 본더의 구성을 도시하는 개략 상면도이다.
도 7은 도 6의 다이 본더의 개략 구성과 그 동작을 설명하는 도면이다.
도 8은 도 6의 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9는 도 6의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
도 10은 도 6의 밀어올림유닛과 픽업 헤드 중 콜릿부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 11은 도 6의 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 밀어올림유닛의 블록 및 콜릿의 동작 타이밍의 일례를 도시하는 도면이다.
이하, 실시 형태 및 실시예에 대하여 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제의 양태에 비하여 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례로서, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
<제1 실시 형태>
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
모터 제어 장치(100)는 모션 컨트롤러(110)와 제1 모터 드라이버(120a)와 제2 모터 드라이버(120b)를 구비하며, 제1 모터(130a)와 제2 모터(130b)를 제어한다. 모션 컨트롤러(110)는, 이상적인 명령 파형의 생성 처리를 행하는 제1 이상 파형 생성부(111a)와, 제2 이상 파형 생성부(111b)와, 명령 파형 생성부(112)와, 제1 출력 회로로서의 펄스 발생기(113a), 제2 출력 회로로서의 디지털/아날로그 변환기(DAC(Digital to Analog Converter))(113b)를 구비한다. 제1 모터 드라이버(120a)는 위치 루프 제어부(121)와 속도 루프 제어부(122a)를 구비한다. 제2 모터 드라이버(120b)는 속도 루프 제어부(122b)를 구비한다.
모터 제어 장치(100)는, 제1 모터(130a)에 대해서는 모션 컨트롤러(110)로부터 보면 오픈 제어로 되어 있으며, 현재의 명령 위치와, 제1 모터(130a)로부터 얻어지는 실제 위치 및 실제 속도를 사용하여, 제1 모터 드라이버(120a)(속도 루프 제어부(122a) 및 위치 루프 제어부(121))에서만 위치와 속도의 보상을 행하고 있다. 즉, 목표 위치, 목표 속도, 목표 가속도 및 목표 가가속도가 모션 컨트롤러(110)에 부여되면, 제1 이상 파형 생성부(111a)는 위치 명령값을 출력하고, 명령 펄스열 생성부로서의 펄스 발생기(113a)는 위치 명령값을 명령 펄스열로서 순번대로 제1 모터 드라이버(120a)에 출력한다. 제1 모터 드라이버(120a)는, 입력된 위치 명령값에 응답하여, 위치 루프 제어부(121) 및 속도 루프 제어부(122a)가 제1 모터(130a)에 제어 신호를 출력한다. 즉, 제어 신호에 따라 제1 모터(130a)가 회전하고, 회전에 따라 실제 위치 및 실제 속도가 위치 루프 제어부(121) 및 속도 루프 제어부(122a)에 귀환되어, 귀환 제어가 행해진다.
모터 제어 장치(100)는, 제2 모터(130b)에 대해서는 모션 컨트롤러(110)로부터 보면 클로즈드 루프 제어로 되어 있다. 따라서, 모션 컨트롤러(110)는, 현재의 명령 위치와, 제2 모터(130b)로부터 얻어지는 실제 위치를 사용하여 속도 제어를 행한다. 단, 그 속도 제어를, 모션 컨트롤러(110)가 제2 모터(130b)로부터의 실제 위치를 얻어 가가속도를 제한하면서, 명령 파형을 재생성함으로써 행하고 있다.
또한, 제1 이상 파형 생성부(111a), 제2 이상 파형 생성부(111b) 및 명령 파형 생성부(112)는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit)와 CPU가 실행하는 프로그램을 저장하는 메모리로 구성된다. 즉, 모션 컨트롤러(110)는, 예를 들어 CPU, 메모리, 펄스 발생기(113a) 및 DAC(113b)를 구비하는 마이크로 컨트롤러로 구성되며, 제1 모터(130a)의 명령값과 제2 모터(130b)의 명령값을 동기하여 생성한다.
예를 들어, 도 1에 있어서, 제1 이상 파형 생성부(111a) 및 제2 이상 파형 생성부(111b)에는 상위 제어 장치로부터 목표 위치, 목표 속도, 목표 가속도 및 목표 가가속도가 부여된다. 그리고, 명령 파형 생성부(112)에는, 제2 모터(130b)로부터 실제 위치가 인코더 신호로서 축차 입력된다.
모션 컨트롤러(110)의 제1 이상 파형 생성부(111a) 및 제2 이상 파형 생성부(111b)는, 상위 제어 장치로부터 입력된 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 목표값으로부터, (a) 명령 가가속도 파형, (b) 명령 가속도 파형, (c) 명령 속도 파형, (d) 명령 위치 파형을 각각 생성한다. 제1 이상 파형 생성부(111a)는 (d) 명령 위치 파형을 펄스 발생기(113a)에 출력한다. 제2 이상 파형 생성부(111b)는 (a) 명령 가가속도 파형, (b) 명령 가속도 파형, (c) 명령 속도 파형, (d) 명령 위치 파형을 명령 파형 생성부(112)에 출력한다.
명령 파형 생성부(112)는, 제2 이상 파형 생성부(111b)로부터 출력되는 출력 신호 파형(이상적인 위치의 명령 파형으로부터 얻어지는 현재의 명령 위치)과, 제2 모터(130b)로부터 입력되는 인코더 신호(실제 위치)에 기초하여, 가가속도를 제한하면서, 금후의 명령 속도 파형을 축차 재생성하여, DAC(113b)에 축차 출력한다. 예를 들어, 명령 파형 생성부(112)는, (1) 명령 파형 입출력 처리, (2) 인코더 신호 카운트 처리 및 (3) 명령 파형 재생 처리를 행한다.
펄스 발생기(113a)는, 입력된 디지털의 명령값에 기초하여 펄스열을 생성하고, 제1 모터 드라이버(120a)의 위치 루프 제어부(121)에 출력한다. DAC(113b)는, 입력된 디지털의 명령값을 아날로그 신호의 속도 명령값으로 변환하여, 제2 모터 드라이버(120b)의 속도 루프 제어부(122b)에 출력한다. 또한, 인코더 신호는, 인코더 시그널 카운터(후술하는 도 3 참조)에서 위치 편차량을 펄스로서 축적한다.
제1 모터 드라이버(120a)의 위치 루프 제어부(121) 및 속도 루프 제어부(122a)는, 모션 컨트롤러(110)로부터 입력되는 위치 명령과, 제1 모터(130a)로부터 입력되는 인코더 신호에 따라, 구동 전류를 조절하여 제1 모터(130a)의 회전 속도를 제어한다. 제2 모터 드라이버(120b)의 속도 루프 제어부(122b)는, 모션 컨트롤러(110)로부터 입력되는 속도 명령과, 제2 모터(130b)로부터 입력되는 인코더 신호에 따라, 구동 전류를 조절하여 제2 모터(130b)의 회전 속도를 제어한다.
제1 모터(130a)는, 제1 모터 드라이버(120a)로부터 입력되는 구동 전류에 따른 회전 속도로 회전하고, 실제 위치 및 실제 속도를 인코더 신호로서 각각 제1 모터 드라이버(120a)의 위치 루프 제어부(121) 및 속도 루프 제어부(122a)에 출력한다. 제2 모터(130b)는, 제2 모터 드라이버(120b)로부터 입력되는 구동 전류에 따른 회전 속도로 회전하고, 실제 위치 및 실제 속도를 인코더 신호로서 각각 모션 컨트롤러(110)의 명령 파형 생성부(112) 및 제2 모터 드라이버(120b)의 속도 루프 제어부(122b)에 출력한다.
또한, 도 1의 실시 형태에서는, 제1 모터(130a) 및 제2 모터(130b)의 카운트값(회전 횟수 및 회전 각도)으로부터 피구동체의 실제 위치를 산출하고, 산출된 실제 위치를 바탕으로 실제 속도를 산출하고 있다. 그러나, 피구동체의 위치를 직접 검출하는 위치 검출 장치를 구비하고, 당해 위치 검출 장치가 검출한 위치를 실제 위치로 하도록 해도 된다.
이하, 제1 이상 파형 생성부 및 제2 이상 파형 생성부에 대하여 도 2를 사용하여 상세하게 설명한다. 도 2는 도 1의 이상 파형 생성부에 있어서의 명령 파형의 생성을 설명하는 도면이다.
상위 제어 장치로부터 모션 컨트롤러(110)의 제1 이상 파형 생성부(111a) 및 제2 이상 파형 생성부(111b)에 각각의 목표 가가속도(Jobj), 목표 가속도(Aobj), 목표 속도(Vobj) 및 목표 위치(Pobj)가 부여된다. 제1 이상 파형 생성부(111a) 및 제2 이상 파형 생성부(111b)는 각각의 목표 가가속도(Jobj)로부터 명령 가가속도 파형(JD)을 생성하고, 각각의 목표 가속도(Aobj)와 명령 가가속도 파형(JD)의 적분으로부터 명령 가속도 파형(AD)을 생성하고, 각각의 목표 속도(Vobj)와 명령 가속도 파형(AD)의 적분으로부터 명령 속도 파형(VD)을 생성하고, 각각의 목표 위치(Pobj)와 명령 속도 파형(VD)의 적분으로부터 명령 위치 파형(PD)을 생성한다.
도 2에 있어서, n은 1펄스의 명령 파형을 출력하는 명령 출력 주기의 횟수이며, 8의 배수이다. 피이동체를 구동하는 제1 모터(130a) 및 제2 모터(130b)는, 이동 개시로부터 최초의 기간(T1)에는 서서히 가속되고, 중앙부의 기간(T2)에는 정속도로, 최종 이동 위치에 접근하는 기간(T3)에는 서서히 감속하여 정지하도록 가가속도 제어된다.
이하, 명령 파형 생성부에 대하여 도 3을 사용하여 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1의 명령 파형 생성부의 구성을 도시하는 도면이다.
명령 파형 생성부(112)는, 명령 파형 입출력부(410)와 명령 파형 재생성 처리부(420)와 인코더 시그널 카운터(430)를 구비한다. 명령 파형 생성부(112)는 명령 출력 처리 및 명령 파형 재생성 처리를 행한다. 이때, 명령 파형(예를 들어, 가가속도의 명령 파형)에 편차량을 가미한 가가속도 가산 파형을 가산하도록 하여 명령 파형 재생성 처리가 행해진다.
제2 이상 파형 생성부(111b)로부터 명령 가가속도 파형(JD), 명령 가속도 파형(AD), 명령 속도 파형(VD) 및 명령 위치 파형(PD)의 펄스가 각각 이상적인 명령 파형으로서, 명령 파형 생성부(112)의 명령 파형 입출력부(410)에 출력된다.
또한, 명령 파형 입출력부(410)는, 전회의 명령 출력 타이밍에 재생성된 명령 가가속도 파형(JD'1 내지 JD'n)과, 전회의 명령 출력 타이밍에 재생성된 명령 파형 중에서 명령 출력 주기 1회분 앞에서부터의 명령 가속도 파형(AD'0 내지 AD'n), 명령 속도 파형(VD'0 내지 VD'n) 및 명령 위치 파형(PD'0 내지 PD'n)을 보존하고 있다.
명령 파형 입출력부(410)는, 명령 파형 재생성 처리부(420)의 편차량 산출부(421)에 목표 명령 위치(PD'0)를 출력한다. 명령 파형 입출력부(410)는, 명령 파형 재생성부(423)에 각각 전회의 타이밍에 재생성된 명령 가가속도 파형(JD'1 내지 JD'n), 명령 출력 주기 1회분 앞에서부터의 명령 가속도 파형(AD'0 내지 AD'n-1), 명령 출력 주기 1회분 앞에서부터의 명령 속도 파형(VD'0 내지 VD'n-1) 및 명령 출력 주기 1회분 앞에서부터의 명령 위치 파형(PD'0 내지 PD'n-1)을 출력한다.
이때, 인코더 시그널 카운터(430)는, 제2 모터(130b)의 인코더 카운트값으로부터 각각의 현재의 실제 위치(PA0)를 취득하고, 편차량 산출부(421)에 출력한다.
편차량 산출부(421)는, 현재의 목표 명령 위치(PD'0)로부터 현재의 실제 위치(PA0)를 감하여 편차량(Perr)을 산출하고, 가가속도 가산 파형 생성부(422)에 출력한다.
가가속도 가산 파형 생성부(422)는, 명령 출력 주기 n회로 편차량(Perr)이 장래적으로 '0'으로 되는 가가속도 가산 파형(C1 내지 Cn)을 생성한다. 다음에, 가가속도 가산 파형 생성부(422)는, 가가속도 가산 파형(C1 내지 Cn)을 명령 파형 재생성부(423)에 출력한다.
명령 파형 재생성부(423)는, 가가속도 가산 파형(C1 내지 Cn)과 전회의 타이밍에 생성된 명령 가가속도 파형(JD'1 내지 JD'n)을 가산하여, 명령 출력 주기 n회분의 모든 명령 가가속도 파형(JD"1 내지 JD"n)을 재생성한다. 예를 들어, 재생성된 명령 가가속도 파형은 JD"1=JD'1+C1, JD"2=JD'2+C2, JD"3=JD'3+C3, ~, JD"n=JD'n+Cn으로 된다.
명령 파형 재생성부(423)는, 재생성된 명령 가가속도 파형(JD"1 내지 JD"n)과 전회의 타이밍에 생성된 명령 출력 주기 1회분 앞에서부터의 명령 가속도 파형(AD'0 내지 AD'n-1)을 가산하여, 명령 출력 주기 n회분의 모든 명령 가속도 파형(AD"1 내지 AD"n)을 재생성한다. 예를 들어, 재생성된 명령 가속도 파형은 AD"1=AD'0+JD"1, AD"2=AD'1+JD"2, AD"3=AD'2+JD"3, ~, AD"n=AD'(n-1)+JD"n으로 된다.
명령 파형 재생성부(423)는, 재생성된 명령 가속도 파형(AD"1 내지 AD"n)과 전회의 타이밍에 생성된 명령 출력 주기 1회분 앞에서부터의 명령 속도 파형(VD'0 내지 VD'n-1)을 가산하여, 명령 출력 주기 n회분의 모든 명령 가속도 파형(VD"1 내지 VD"n)을 재생성한다. 예를 들어, 재생성된 명령 속도 파형은 VD"1=VD'0+AD"1, VD"2=VD'1+AD"2, VD"3=VD'2+AD"3, ~, VD"n=VD'(n-1)+AD"n으로 된다.
명령 파형 재생성부(423)는, 재생성된 명령 속도 파형(VD"1 내지 VD"n)과 전회의 타이밍에 생성된 명령 출력 주기 1회분 앞에서부터의 명령 위치 파형(PD'0 내지 PD'n-1)을 가산하여, 명령 출력 주기 n회분의 모든 명령 위치 파형(PD"1 내지 PD"n)을 재생성한다. 예를 들어, 재생성된 명령 위치 파형은 PD"1=PD'0+VD"1, PD"2=PD'1+VD"2, PD"3=PD'2+VD"3, ~, PD"n=PD'(n-1)+VD"n으로 된다.
가가속도 제한부(427)는, 재생성된 명령 가가속도 파형(JD"1 내지 JD"n)이 상한(또는 하한)을 초과하지 않는지 여부를 확인한다. 가가속도 상한(Jmax) 및 가가속도 하한(-Jmax)은 미리 정해져 있다. 명령 파형 재생성부(423)에서는, 전회의 타이밍에 생성된 명령 가가속도 파형(JD'1 내지 JD'n)에, 가산 파형 펄스(C1 내지 Cn)가 가가속도 파형에 가산되어 있다(명령 가가속도 파형 JD"1 내지 JD"n).
이 경우, 가가속도 제한부(427)는, 현재 시각에서의 펄스 파형(C1 내지 Cn)이 상한(Jmax)과 하한(-Jmax)의 사이에 있는지 여부를 검출하여, 재생성이 가능(OK)한지 여부(NG)를 판정한다. 예를 들어, 현재 시각에서 펄스 파형(C1 내지 Cn)이 상한(Jmax) 미만인지 여부를 검출한다(JD"1 내지 JD"n<Jmax). 그리고 NG라면, 명령 파형 복원부(424)에 NG 정보를 출력한다. 또한 OK라면, 현재 시각에서의 펄스 파형(C1 내지 Cn)이 하한(Jmax) 초과인지 여부를 검출한다(-Jmax<JD"1 내지 JD"n). 그리고 NG라면, 명령 파형 복원부(424)에 NG 정보를 출력한다. 또한 OK라면, 가속도 제한부(428)에 명령 가가속도 파형(JD"1 내지 JD"n), 명령 가속도 파형(AD"1 내지 AD"n), 명령 속도 파형(VD"1 내지 VD"n) 및 명령 위치 파형(PD"1 내지 PD"n)을 출력한다.
다음에, 가속도 제한부(428)는, 가가속도 제한부(427)와 마찬가지로, 현재 시각에서의 가속도 파형이 상한(Amax) 미만인지 여부를 검출한다(AD"1 내지 AD"n<Amax). 그리고 NG라면, 명령 파형 복원부(424)에 NG 정보를 출력한다. 또한 OK라면, 현재 시각에서의 가속도 파형이 하한(Amax) 초과인지 여부를 검출한다(-Amax<AD"1 내지 AD"n). 그리고 NG라면, 명령 파형 복원부(424)에 NG 정보를 출력한다. 또한 OK라면, 속도 제한부(429)에 명령 가가속도 파형(JD"1 내지 JD"n), 명령 가속도 파형(AD"1 내지 AD"n), 명령 속도 파형(VD"1 내지 VD"n) 및 명령 위치 파형(PD"1 내지 PD"n)을 출력한다.
또한, 속도 제한부(429)는, 가가속도 제한부(427)와 마찬가지로, 현재 시각에서의 속도 파형이 상한(Vmax) 미만인지 여부를 검출한다(VD"1 내지 VD"n<Vmax). 그리고 NG라면, 명령 파형 복원부(424)에 NG 정보를 출력한다. 또한 OK라면, 현재 시각에서의 속도 파형이 하한(Vmax)을 초과하는지 여부를 검출한다(-Vmax<VD"1 내지 VD"n). 그리고 NG라면, 명령 파형 복원부(424)에 NG 정보를 출력한다. 또한 OK라면, 명령 파형 입출력부(410)에 명령 가가속도 파형(JD"1 내지 JD"n), 명령 가속도 파형(AD"1 내지 AD"n), 명령 속도 파형(VD"1 내지 VD"n) 및 명령 위치 파형(PD"1 내지 PD"n)을 출력한다.
명령 파형 복원부(424)는, NG 정보가 가가속도 제한부(427), 가속도 제한부(428) 또는 속도 제한부(429) 중 어느 것으로부터 입력된 경우에는, 전회의 명령 파형(JD'1 내지 JD'n, AD'1 내지 AD'n, VD'1 내지 VD'n 및 PD'1 내지 PD'n)을 복원하고, 전체 편차량의 보정을 차회 명령 출력 시까지 미룬다(상한과 하한의 확인 처리). 즉, 복원한 전회의 명령 파형을 명령 파형 입출력부(410)에 출력한다.
또한, 상기 실시 형태에서는 명령 파형 복원부(424)가 전회의 명령 파형을 복원하였지만, NG 정보를 출력하고, 명령 파형 입출력부(410)가 NG 정보에 따라, 보존하고 있던 전회의 명령 파형을 현재의 명령 파형으로 하도록 해도 된다.
이후, 재생성된 명령 파형(JD"1 내지 JD"n, AD"1 내지 AD"n, VD"1 내지 VD"n 및 PD"1 내지 PD"n)을 새로운 명령 파형으로서 보존한다.
명령 파형의 속도 명령값인 명령 속도 파형(VD"1)은, 명령 파형 입출력부(410)로부터 DAC(113b)에 출력되고, DAC(113b)는, 입력된 명령 속도 파형(VD"1)을 아날로그값으로 변환하여 제2 모터 드라이버(120b)에 출력한다. 제2 모터 드라이버(120b)는, 입력된 아날로그 데이터에 따라 제2 모터(130b)를 회전 구동하며, 또한 제2 모터(130b)로부터 출력된 회전 위치(및 회전 속도)를 인코더 신호로서, 명령 파형 생성부(112)의 인코더 시그널 카운터(430)에 출력한다.
제2 모터 드라이버(120b)는, 입력된 속도 명령값(VD"1)에 따라 제2 모터(130b)를 제어한다.
실시 형태에 따르면, 이하 중 하나 또는 복수의 효과를 갖는다.
(a) 모터 제어 장치는 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 이상적인 명령 파형을 생성하는 이상 파형 생성부를 모터에 대응하여 복수 갖고, 각각의 이상 파형 생성부로부터 이상적인 파형을 판독하고, 이상적인 파형에 기초하여 펄스열, 속도 명령 등 별개의 명령값을 출력한다. 이에 의해, 명령 출력 방식이 다른 모터의 제어가 가능하게 된다.
(b) 복수의 이상 파형 생성부에 있어서의 이상 파형의 생성을 동기하여 행함으로써, 명령 출력 방식이 다른 모터의 동기 제어가 가능하게 된다.
<제2 실시 형태>
도 4는 제2 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
제1 실시 형태에서는, 제1 모터(130a)는 제1 모터 드라이버(120a)의 속도 루프 제어부(122a)로부터 입력되는 회전 속도의 제어에 따른 회전 속도로 회전하고, 실제 위치 및 실제 속도를 인코더 신호로서 제1 모터 드라이버(120a)의 위치 루프 제어부(121) 및 속도 루프 제어부(122a)에 출력하고 있다. 제2 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치(200)에서는, 제1 모터(130a)는 실제 위치를 추가로 모션 컨트롤러(210)에 출력하여, 위치의 보정을 행하도록 하고 있다.
모션 컨트롤러(210)는, 모션 컨트롤러(110)에 대하여, 추가로 제1 이상 파형 생성부(111a)로부터의 명령 위치 파형을 실제 위치의 인코드 신호에 기초하여 보정하는 명령 위치 보정부(212)를 갖는다. 제1 모터(130a)로부터 출력된 인코더 신호는, 명령 위치 보정부(212)의 인코더 시그널 카운터(도시하지 않음)에 입력된다. 인코더 시그널 카운터는, 소정의 사이클로 카운트하여 카운트값으로부터 현재의 실제 위치(PA0)를 취득한다. 명령 위치 보정부(212)는, 현재의 목표 명령 위치(PD0)와 현재의 실제 위치(PA0)의 차분인 편차량을 산출하고, 편차량에 기초하여 명령 위치 파형을 보정하고, 펄스 변환기(113d)에 의해 속도 명령값을 단위 시간당 펄스 수로 변환하여 펄스 발생기(113a)에 출력한다. 여기서, 명령 위치 보정부(212)는 명령 파형 생성부(112)와 마찬가지의 구성이다.
<제3 실시 형태>
도 5는 제3 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
모터 제어 장치(300)는 모션 컨트롤러(310)와 제1 모터 드라이버(120a)와 제2 모터 드라이버(120b)와 제3 모터 드라이버(120c)를 구비하며, 제1 모터(130a), 제2 모터(130b) 및 제3 모터(130c)를 제어한다. 모션 컨트롤러(310)는, 이상적인 명령 파형의 생성 처리를 행하는 제1 이상 파형 생성부(111a), 제2 이상 파형 생성부(111b) 및 제3 이상 파형 생성부(111c)와, 명령 파형 생성부(112)와, 펄스 발생기(113a)와, DAC(113b)와, 제3 출력 회로로서의 DAC(113c)를 구비한다. 제3 이상 파형 생성부(111c)는 제1 이상 파형 생성부(111a) 및 제2 이상 파형 생성부(111b)와 마찬가지의 구성이다. DAC(113c)는 DAC(113b)와 마찬가지의 구성이다.
모터 제어 장치(300)는, 모션 컨트롤러(310)와, 제1 모터 드라이버(120a), 제2 모터 드라이버(120b) 및 제3 모터 드라이버(120c)가 각각 클로즈드 루프 제어로 되어 있다. 따라서, 모션 컨트롤러(310)는, 현재의 명령 위치와, 제1 모터(130a), 제2 모터(130b) 및 제3 모터(130c)로부터 얻어지는 실제 위치를 사용하여 위치 제어, 속도 제어 또는 토크 제어를 행한다. 단, 그 위치 제어, 속도 제어 또는 토크 제어를, 모션 컨트롤러(310)가 제1 모터(130a), 제2 모터(130b) 및 제3 모터(130c)로부터의 실제 위치를 얻어 가가속도를 제한하면서, 명령 파형을 재생성함으로써 행하고 있다. 또한, 제3 이상 파형 생성부(111c)는, 제1 이상 파형 생성부(111a) 및 제2 이상 파형 생성부(111b)와 마찬가지로, 예를 들어 CPU와 CPU가 실행하는 프로그램을 저장하는 메모리로 구성된다. 즉, 모션 컨트롤러(310)는, 예를 들어 CPU, 메모리, 펄스 발생기(113a) 및 DAC(113b, 113c)를 구비하는 마이크로 컨트롤러로 구성되며, 제1 모터(130a)의 명령값과 제2 모터(130b)의 명령값과 제3 모터(130c)의 명령값을 동기하여 생성한다.
제1 이상 파형 생성부(111a), 제2 이상 파형 생성부(111b) 및 제3 이상 파형 생성부(111c)에는 상위 제어 장치로부터 목표 위치, 목표 속도, 목표 가속도 및 목표 가가속도가 부여된다. 그리고, 명령 파형 생성부(112)에는, 제1 모터(130a), 제2 모터(130b) 및 제3 모터(130c)로부터 각각의 실제 위치가 인코더 신호로서 축차 입력된다.
명령 파형 생성부(112)는, 제1 이상 파형 생성부(111a), 제2 이상 파형 생성부(111b) 및 제3 이상 파형 생성부(111c)로부터 출력되는 출력 신호 파형(이상적인 위치의 명령 파형으로부터 얻어지는 현재의 명령 위치)과, 제1 모터(130a), 제2 모터(130b) 및 제3 모터(130c)로부터 입력되는 인코더 신호(실제 위치)에 기초하여, 가가속도를 제한하면서, 금후의 명령 위치 파형, 명령 속도 파형, 명령 가속도 파형을 축차 재생성하여, 펄스 발생기(113a) 및 DAC(113b, 113c)에 축차 출력한다. 예를 들어, 명령 파형 생성부(112)는, 제1 모터(130a), 제2 모터(130b) 및 제3 모터(130c)에 대한 (1) 명령 파형 입출력 처리, (2) 인코더 신호 카운트 처리 및 (3) 명령 파형 재생 처리를 제1 실시 형태와 마찬가지로 행한다.
명령 파형의 위치 명령값인 명령 위치 파형(PD"1)은, 명령 파형 입출력부(410)로부터 펄스 발생기(113a)에 출력되고, 펄스 발생기(113a)는, 입력된 명령 위치 파형(PD"1)에 기초하여 펄스열을 생성하고, 제1 모터 드라이버(120a)의 위치 루프 제어부(121)에 출력한다. 제1 모터 드라이버(120a)의 위치 루프 제어부(121) 및 속도 루프 제어부(122a)는, 모션 컨트롤러(310)로부터 입력되는 위치 명령값과, 제1 모터(130a)로부터 입력되는 인코더 신호에 따라, 구동 전류를 조절하여 제1 모터(130a)의 회전 속도 및 정지 위치를 제어한다.
명령 파형의 속도 명령값인 명령 속도 파형(VD"1)은, 명령 파형 입출력부(410)로부터 DAC(113b)에 출력되고, DAC(113b)는, 입력된 디지털 신호의 명령 위치 파형(VD"1)을 아날로그 신호의 속도 명령값으로 변환하여 제2 모터 드라이버(120b)의 속도 루프 제어부(122b)에 출력한다. 제2 모터 드라이버(120b)의 속도 루프 제어부(122b)는, 모션 컨트롤러(310)로부터 입력되는 속도 명령과, 제2 모터(130b)로부터 입력되는 인코더 신호에 따라, 구동 전류를 조절하여 제2 모터(130b)의 회전 속도를 제어한다.
명령 파형의 가속도 명령값인 명령 가속도 파형(AD"1)은, 명령 파형 입출력부(410)로부터 DAC(113c)에 출력되고, DAC(113c)는, 입력된 디지털 신호의 명령 가속도 파형(AD"1)을 아날로그 신호의 가속도 명령값으로 변환하여 제3 모터 드라이버(120c)에 출력한다. 제3 모터 드라이버(120c)는, 모션 컨트롤러(310)로부터 입력되는 토크 명령과, 제3 모터(130c)를 구동 전류에 따라, 제3 모터(130c)의 토크를 제어한다. 제3 모터(130c)는, 제3 모터 드라이버(120c)로부터 입력되는 구동 전류에 따른 회전 속도로 회전하고, 실제 위치를 인코더 신호로서 명령 파형 생성부(112)에 출력한다.
제3 실시 형태에 따르면, 이하 중 하나 또는 복수의 효과를 갖는다.
(a) 모터 제어 장치는, 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 이상적인 명령 파형 및 목표 명령 위치에 기초하여, 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 명령 파형을 재생성하고, 재생성된 명령 파형에 기초하여, 펄스열, 속도 명령, 토크 명령 등 별개의 명령값을 출력한다. 이에 의해, 명령 출력 방식이 다른 모터의 제어가 가능하게 된다.
(b) 모터 제어 장치는, 일정 주기마다의 명령값을 각 모터축의 설정에 맞춘 방식으로 출력함과 함께 인코더값으로부터 산출한 편차를 명령값에 피드백한다. 이에 의해 명령 출력 방식이 다른 모터끼리의 편차를 일정하게 억제한 상태에서의 동기 동작이 가능하게 된다.
[실시예]
도 6은 실시예에 관한 다이 본더의 개략을 도시하는 상면도이다. 도 7은 도 6에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때, 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.
다이 본더(10)는, 크게 구별하여 기판(S)에 실장하는 다이(D)를 공급하는 다이 공급부(1)와, 픽업부(2)와, 중간 스테이지부(3)와, 본딩부(4)와, 반송부(5)와, 기판 공급부(6)와, 기판 반출부(7)와, 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 제어부(8)를 갖는다. Y축 방향이 다이 본더(10)의 전후 방향이고, X축 방향이 좌우 방향이다. 다이 공급부(1)가 다이 본더(10)의 전방측에 배치되고, 본딩부(4)가 안측에 배치된다. 여기서, 기판(S)은 최종 1패키지로 되는, 1개 또는 복수의 제품 에어리어(이하, 패키지 에어리어(P)라고 함)가 프린트되어 있다.
우선, 다이 공급부(1)는 기판(S)의 패키지 에어리어(P)에 실장할 다이(D)를 공급한다. 다이 공급부(1)는, 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 밀어올리는 점선으로 나타내는 밀어올림유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY 방향으로 이동하여, 픽업할 다이(D)를 밀어올림유닛(13)의 위치로 이동시킨다.
픽업부(2)는, 다이(D)를 픽업하는 픽업 헤드(21)와, 픽업 헤드(21)를 Y 방향으로 이동시키는 픽업 헤드의 Y 구동부(23)와, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다. 픽업 헤드(21)는 밀어올려진 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(22)(도 7도 참조)을 가지며, 다이 공급부(1)로부터 다이(D)를 픽업하여 중간 스테이지(31)에 적재한다. 픽업 헤드(21)는, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다.
중간 스테이지부(3)는, 다이(D)를 일시적으로 적재하는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(32)를 갖는다.
본딩부(4)는, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하여, 반송되어 오는 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본딩하거나, 또는 이미 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본딩된 다이 상에 적층하는 형태로 본딩한다. 본딩부(4)는, 픽업 헤드(21)와 마찬가지로 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(42)(도 7도 참조)을 구비하는 본딩 헤드(41)와, 본딩 헤드(41)를 Y 방향으로 이동시키는 Y 구동부(43)와, 기판(S)의 패키지 에어리어(P)의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하고, 본딩 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)를 갖는다. 이러한 구성에 의해, 본딩 헤드(41)는 스테이지 인식 카메라(32)의 촬상 데이터에 기초하여 픽업 위치ㆍ자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하고, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판에 다이(D)를 본딩한다.
반송부(5)는, 기판(S)을 파지하여 반송하는 기판 반송 갈고리(51)와, 기판(S)이 이동하는 반송 레인(52)을 갖는다. 기판(S)은, 반송 레인(52)에 마련된 기판 반송 갈고리(51)의 도시하지 않은 너트를 반송 레인(52)을 따라 마련된 도시하지 않은 볼 나사로 구동함으로써 이동한다. 이러한 구성에 의해, 기판(S)은 기판 공급부(6)로부터 반송 레인(52)을 따라 본딩 위치까지 이동하고, 본딩 후, 기판 반출부(7)까지 이동하여 기판 반출부(7)에 기판(S)을 전달한다.
다이 본더(10)는, 웨이퍼(11) 상의 다이(D)의 자세를 인식하는 웨이퍼 인식 카메라(24)와, 중간 스테이지(31)에 적재된 다이(D)의 자세를 인식하는 스테이지 인식 카메라(32)와, 본딩 스테이지(BS) 상의 실장 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)를 갖는다. 인식 카메라간의 자세 어긋남을 보정해야만 하는 것은, 본딩 헤드(41)에 의한 픽업에 관여하는 스테이지 인식 카메라(32)와, 본딩 헤드(41)에 의한 실장 위치로의 본딩에 관여하는 기판 인식 카메라(44)이다.
다음에, 제어부(8)에 대하여 도 8을 사용하여 설명한다. 도 8은 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도이다. 제어계(80)는 제어부(8)와 구동부(86)와 신호부(87)와 광학계(88)를 구비한다. 제어부(8)는, 크게 구별하여 주로 CPU(Central Processor Unit)로 구성되는 제어ㆍ연산 장치(81)와, 기억 장치(82)와, 입출력 장치(83)와, 버스 라인(84)과, 전원부(85)를 갖는다. 기억 장치(82)는, 처리 프로그램 등을 기억하고 있는 RAM으로 구성되어 있는 주기억 장치(82a)와, 제어에 필요한 제어 데이터나 화상 데이터 등을 기억하고 있는 HDD로 구성되어 있는 보조 기억 장치(82b)를 갖는다. 입출력 장치(83)는, 장치 상태나 정보 등을 표시하는 모니터(83a)와, 오퍼레이터의 지시를 입력하는 터치 패널(83b)과, 모니터를 조작하는 마우스(83c)와, 광학계(88)로부터의 화상 데이터를 도입하는 화상 도입 장치(83d)를 갖는다. 또한, 입출력 장치(83)는, 다이 공급부(1)의 XY 테이블(도시하지 않음)이나 본딩 헤드 테이블의 ZY 구동축 등의 구동부(86)를 제어하는 모터 제어 장치(83e)와, 여러 가지 센서 신호나 조명 장치 등의 스위치 등의 신호부(87)로부터 신호를 도입 또는 제어하는 I/O 신호 제어 장치(83f)를 갖는다. 광학계(88)에는 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32), 기판 인식 카메라(44)가 포함된다. 제어ㆍ연산 장치(81)는 버스 라인(84)을 통하여 필요한 데이터를 도입, 연산하고, 픽업 헤드(21) 등의 제어나 모니터(83a) 등에 정보를 보낸다.
제어부(8)는 화상 도입 장치(83d)를 통하여 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)로 촬상한 화상 데이터를 기억 장치(82)에 보존한다. 보존한 화상 데이터에 기초하여 프로그램한 소프트웨어에 의해, 제어ㆍ연산 장치(81)를 사용하여 다이(D) 및 기판(S)의 패키지 에어리어(P)의 위치 결정, 그리고 다이(D) 및 기판(S)의 표면 검사를 행한다. 제어ㆍ연산 장치(81)가 산출한 다이(D) 및 기판(S)의 패키지 에어리어(P)의 위치에 기초하여 소프트웨어에 의해 모터 제어 장치(83e)를 통하여 구동부(86)를 움직인다. 이 프로세스에 의해 웨이퍼 상의 다이의 위치 결정을 행하고, 픽업부(2) 및 본딩부(4)의 구동부에서 동작시켜 다이(D)를 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본딩한다. 사용하는 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)는 그레이 스케일, 컬러 카메라 등이며, 광 강도를 수치화한다.
다음에, 다이 공급부(1)의 구성에 대하여 도 9를 사용하여 설명한다. 도 9는 도 6의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
다이 공급부(1)는, 수평 방향(XY축 방향)으로 이동하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 상하 방향으로 이동하는 밀어올림유닛(13)을 구비한다. 웨이퍼 보유 지지대(12)는, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하는 익스팬드 링(15)과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되고 복수의 다이(D)가 접착된 다이싱 테이프(16)를 수평으로 위치 결정하는 지지 링(17)을 갖는다. 밀어올림유닛(13)은 지지 링(17)의 내측에 배치된다.
다이 공급부(1)는, 다이(D)의 밀어올림 시에, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하고 있는 익스팬드 링(15)을 하강시킨다. 그 결과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되어 있는 다이싱 테이프(16)가 잡아 늘여져 다이(D)의 간격이 확대되고, 밀어올림유닛(13)에 의해 다이(D) 하방으로부터 다이(D)를 밀어올려 다이(D)의 픽업성을 향상시키고 있다. 또한, 다이를 기판에 접착하는 접착제는 액상으로부터 필름상으로 되고, 웨이퍼(11)와 다이싱 테이프(16) 사이에 다이 어태치 필름(DAF)(18)이라고 불리는 필름상의 접착 재료를 첩부하고 있다. 다이 어태치 필름(18)을 갖는 웨이퍼(11)에서는, 다이싱은 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)에 대하여 행해진다. 따라서, 박리 공정에서는 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)을 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다. 또한, 이후에서는 다이 어태치 필름(18)의 존재를 무시하고, 박리 공정을 설명한다.
다음에, 밀어올림유닛과 콜릿의 관계에 대하여 도 10, 도 11을 사용하여 설명한다. 도 10은 실시예에 관한 밀어올림유닛과 픽업 헤드 중 콜릿부의 구성을 도시한 도면이다. 도 11은 밀어올림유닛의 블록 및 콜릿의 동작 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 10에 도시하는 바와 같이 콜릿부(20)는, 콜릿(22)과, 콜릿(22)을 보유 지지하는 콜릿 홀더(25)와, 각각에 마련되고 다이(D)를 흡착하기 위한 흡인 구멍(22v, 25v)을 갖는다. 콜릿(22)의 다이를 흡착하는 흡착면은 다이(D)와 대략 동일한 크기이다.
밀어올림유닛(13)은 블록(A1 내지 A4)을 갖는 블록부(13a1)와, 복수의 흡착 구멍을 갖는 돔 헤드(13a2)와, 흡인 구멍(13a3)과, 돔 흡착의 흡인 구멍(13a4)을 갖는다. 밀어올림유닛(13)은 상면 주변부에 돔 헤드(13a2)를 갖는다. 돔 헤드(13a2)는 복수의 흡착 구멍(HL)과 공동부(CV)를 갖고, 흡인 구멍(13a3)으로부터 흡인하여, 콜릿(22)으로 픽업되는 다이(D)의 주변의 다이(Dd)를 다이싱 테이프(16)를 통하여 흡인한다. 도 10에서는 블록부(13a1)의 주위에 흡착 구멍(HL)을 1열만 도시하고 있지만, 픽업 대상이 아닌 다이(Dd)를 안정되게 보유 지지하기 위해 복수열 마련하고 있다. 동심 사각상의 블록(A1 내지 A4)의 각 블록간의 간극(A1v, A2v, A3v) 및 돔 내의 공동부를 통하여 돔 흡착의 흡인 구멍(13a4)으로부터 흡인하여, 콜릿(22)으로 픽업되는 다이(D)를 다이싱 테이프(16)를 통하여 흡인한다. 흡인 구멍(13a3)으로부터의 흡인과 흡인 구멍(13a4)으로부터의 흡인은 독립적으로 행할 수 있다.
밀어올림 유닛(13)은, 주변부에 4개의 모터를 구비하고, 중앙부에는 모터의 회전을 캠 또는 링크에 의해 상하 이동으로 변환하는 4개의 플런저 기구를 구비한다. 4개의 플런저 기구의 각각은 블록(A1 내지 A4)에 상하 이동을 부여한다. 4개의 블록(A1 내지 A4)의 밀어올림 속도, 밀어올림 양을 프로그래머블하게 설정 가능하다. 제어부(8)는 이들 설정에 기초하여 4개의 모터를 제어하여 블록(A1 내지 A4)에 독립적으로 상하 운동을 부여한다. 모터 제어 장치(83e)는, 예를 들어 제1 실시 형태의 모션 컨트롤러(110)와 마찬가지로 구성되고, 4개의 모터는 예를 들어 제1 모터(130a)로 구성되어 있다.
픽업 헤드(21)의 콜릿(22)은 밀어올림유닛(13)의 블록(A1 내지 A4)에 연동하여 동작한다. 픽업 헤드(21)를 구동하는 모터는 예를 들어 제2 모터(130b)로 구성되며, 제1 실시 형태의 모션 컨트롤러(110)와 마찬가지의 구성의 모터 제어 장치(83e)에 의해 제어된다.
픽업 동작의 일례에 대하여 도 11을 사용하여 설명한다.
제어부(8)는 다이싱 테이프(16) 상의 목적으로 하는 다이(D)를 밀어올림유닛(13)과 콜릿(22)에 위치 결정하는 것으로부터 개시한다. 위치 결정이 완료되면, 제어부(8)는 밀어올림 유닛(13)의 흡인 구멍(13a4)이나 간극(A1v, A2v, A3v)을 통하여 진공화함으로써, 다이싱 테이프(16)가 밀어올림유닛(13)의 상면에 흡착된다(제0 스텝(STP0)). 이때, 블록(A1 내지 A4)의 상면은 돔 헤드(13a2)의 상면과 동일한 높이(초기 위치)에 있다. 그 상태에서, 제어부(8)는 진공 공급원으로부터 진공을 공급하고, 콜릿(22)을 다이(D)의 디바이스면을 향하여 진공화하면서 소정 속도로 강하시키고(제1 스텝(STP1a)), 감속한 소정 속도로 착지시킨다(제2 스텝(STP2a)).
그 후, 제어부(8)의 모터 제어 장치(83e)는 블록(A1 내지 A4)을 동시에 소정의 높이까지 각각 일정한 속도로 상승시킨다(제1 스텝(STP1)). 여기서, 콜릿(22)의 밀어올림 속도는 블록(A1), 블록(A2), 블록(A3), 블록(A4)의 순으로 느리게 되어 있다. 모터 제어 장치(83e)는 밀어올림 속도가 가장 빠른 최외주의 블록(A1)의 밀어올림 동작에 연동하여 콜릿(22)을 상승시킨다(제3 스텝(STP3a)). 모터 제어 장치(83e)는 블록(A1 내지 A4)의 1단째의 밀어올림 동작 후 소정 시간 경과하고 진공 흡인에 의해 다이싱 테이프(16)의 흡착을 행한다.
그 후, 모터 제어 장치(83e)는, 블록(A1 내지 A4)을 동시에 소정의 높이까지 각각 일정한 속도로 3회 상승시킨다(제2 스텝(STP2), 제3 스텝(STP3), 제4 스텝(STP4)). 이때, 모터 제어 장치(83e)는 밀어올림 속도가 가장 빠른 최외주의 블록(A1)의 밀어올림 동작에 연동하여 콜릿(22)을 상승시킨다(제4 스텝(STP4a), 제5 스텝(STP5a), 제6 스텝(STP6a)).
제어부(8)는, 블록(A1 내지 A4)의 4단째의 밀어올림 동작 후 소정 시간 경과하여 진공 흡인을 정지함과 함께 에어의 분출을 개시한다(제4 스텝(STP4)). 그 후, 모터 제어 장치(83e)는 콜릿(22)을 상승시켜 다이(D) 전체를 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다. 그 후, 모터 제어 장치(83e)는 블록(A1 내지 A4)을 초기 위치로 되돌린다(제5 스텝(STP5)). 제어부(8)는 콜릿을 초기 위치로 되돌리는 타이밍에 에어의 분출을 정지한다. 콜릿(22)이 다이(D)를 픽업하여 상승하고 에어의 분출에 의해 다이싱 테이프(16)는 밀어올림유닛(13)으로부터의 이탈이 가능하게 된다.
다음에, 실시예에 관한 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 도 12를 사용하여 설명한다. 도 12는 반도체 장치의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
(웨이퍼ㆍ기판 반입 공정: 스텝 S11)
웨이퍼(11)로부터 분할된 다이(D)가 첩부된 다이싱 테이프(16)를 보유 지지한 웨이퍼 링(14)을 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)에 격납하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 웨이퍼 링(14)이 충전된 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼 링(14)을 다이 공급부(1)에 공급한다. 또한, 기판(S)을 준비하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 기판 공급부(6)에서 기판(S)을 기판 반송 갈고리(51)에 설치한다.
(픽업 공정: 스텝 S12)
제어부(8)는, 도 11을 사용하여 설명한 바와 같이 분할한 다이를 웨이퍼로부터 픽업한다.
(본딩 공정: 스텝 S13)
제어부(8)는, 픽업한 다이를 기판(S) 상에 탑재 또는 이미 본딩한 다이 상에 적층한다. 제어부(8)는 웨이퍼(11)로부터 픽업한 다이(D)를 중간 스테이지(31)에 적재하고, 본딩 헤드(41)로 중간 스테이지(31)로부터 다시 다이(D)를 픽업하여, 반송되어 온 기판(S)에 본딩한다.
(기판 반출 공정: 스텝 S14)
제어부(8)는 기판 반출부(7)에서 기판 반송 갈고리(51)로부터 다이(D)가 본딩된 기판(S)을 취출한다. 다이 본더(10)로부터 기판(S)을 반출한다.
실시예에 따르면, 이하 중 하나 또는 복수의 효과를 갖는다.
(a) 다이 본딩 장치는, 다이싱 테이프와 접촉하는 복수의 블록을 갖는 밀어올림유닛과, 다이를 흡착하는 콜릿을 갖고, 상하 이동이 가능한 헤드와, 복수의 블록 및 헤드를 구동하는 모터를 제어하는 실시 형태의 모터 제어 장치를 구비한다. 이에 의해, 모터 제어 장치는 모터축마다 펄스열, 속도, 토크 등이 다른 명령 출력 방식을 설정할 수 있고, 일정 주기 간격마다의 모터축의 명령값을, 각 모터의 설정에 맞춘 방식으로 출력하는 것이 가능하다.
(b) 복수의 블록을 구동하는 복수의 모터와, 복수의 블록과 연동하여 동작하는 콜릿의 상하 이동을 부여하는 모터를 별개의 명령 출력 방식(예를 들어, 펄스 모터, 서보 모터 등)으로 제어하는 경우라도, 일정 주기마다의 명령값을 각 모터축의 설정에 맞춘 방식으로 출력함과 동시에 인코더값으로부터 산출한 편차를 명령값에 피드백함으로써, 명령 출력 방식이 다른 모터끼리의 편차를 일정하게 억제한 상태에서의 동기 동작이 가능하게 된다.
(c) 복수의 블록을 구동하는 동일한 명령 방식의 복수의 모터끼리의 편차를 일정하게 억제한 상태에서의 동기 동작이 가능하게 되고, 복수의 모터로 복수의 블록을 밀어올리는 다축 밀어올리기의 최적화된 동작의 재현성을 향상시키는 것이 가능하다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 모터 제어 장치는 펄스열 및 속도의 각각으로 모터를 제어하는 예에 대하여 설명하였지만, 펄스열 및 가속도의 각각으로 모터를 제어하도록 해도 된다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 모터 제어 장치는 펄스열, 속도 및 가속도의 각각으로 모터를 제어하는 예에 대하여 설명하였지만, 펄스열 및 속도의 각각으로 모터를 제어하도록 해도 되고, 펄스열 및 가속도의 각각으로 모터를 제어하도록 해도 되고, 속도 및 가속도의 각각으로 모터를 제어하도록 해도 된다.
또한, 실시예의 모터 제어 장치(83e)는, 제1 실시 형태의 모션 컨트롤러(110)와 마찬가지로 구성되고, 밀어올림유닛의 4개의 모터는 예를 들어 제1 모터(130a)로 구성되고, 픽업 헤드(21)를 구동하는 모터는 제2 모터(130b)로 구성되어 있는 예에 대하여 설명하였지만, 모터 제어 장치(83e)는, 제2 실시 형태의 모션 컨트롤러(210)와 마찬가지로 구성되고, 4개의 모터는 예를 들어 제1 모터(130a)로 구성되고, 픽업 헤드(21)를 구동하는 모터는 제2 모터(130b)로 구성되어도 된다.
또한, 모터 제어 장치(83e)는, 제3 실시 형태의 모션 컨트롤러(310)와 마찬가지로 구성되고, 4개의 모터는 예를 들어 제3 모터(130c)로 구성되고, 픽업 헤드(21)를 구동하는 모터는 제2 모터(130b)로 구성되어도 된다. 이에 의해, 밀어올림 동작 중의 토크의 측정 및 그 측정값의 피드백이 가능하게 된다.
또한, 실시예에서는 픽업 헤드 및 본딩 헤드를 각각 1개 구비하고 있지만, 각각 2개 이상이어도 된다. 또한, 실시예에서는 중간 스테이지를 구비하고 있지만, 중간 스테이지가 없어도 된다. 이 경우, 픽업 헤드와 본딩 헤드는 겸용해도 된다.
또한, 실시예에서는 다이의 표면을 위로 하여 본딩되지만, 다이를 픽업 후 다이의 표리를 반전시켜 다이의 이면을 위로 하여 본딩해도 된다. 이 경우, 중간 스테이지는 마련하지 않아도 된다. 이 장치는 플립 칩 본더라고 한다.
100: 모터 제어 장치
110: 모션 컨트롤러
111a: 제1 이상 파형 생성부
111b: 제2 이상 파형 생성부
112: 명령 파형 생성부
113a: 펄스 발생기(제1 출력 회로)
113b: DAC(제2 출력 회로)
120a: 제1 모터 드라이버
120b: 제2 모터 드라이버
130a: 제1 모터
130b: 제2 모터

Claims (15)

  1. 그 실제 위치를 제1 인코더 신호로서 출력하는 제1 모터 및 그 실제 위치를 제2 인코더 신호로서 출력하는 제2 모터로 피구동체를 구동하여 제어하는 모터 제어 장치이며,
    (a) 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 이상적인 명령 파형을 생성하는 제1 이상 파형 생성부와,
    (b) 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 이상적인 명령 파형을 생성하는 제2 이상 파형 생성부와,
    (c) 상기 제2 이상 파형 생성부로부터 상기 이상적인 파형을 판독하고, 상기 제2 인코더 신호에 의한 실제 위치와 상기 위치의 이상적인 명령 파형인 목표 명령 위치에 기초하여, 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 명령 파형을 재생성하고, 재생성된 속도의 명령 파형을 출력하는 명령 파형 생성부와,
    (d) 상기 제1 이상 파형 생성부에 의해 생성된 상기 명령 파형에 기초하여 펄스열을 생성하는 제1 출력 회로와,
    (e) 상기 재생성된 속도의 명령 파형을 아날로그 데이터로 변환하는 제2 출력 회로를 갖는 모션 컨트롤러와,
    상기 펄스열에 기초하여 상기 제1 모터를 구동하는 제1 모터 드라이버와,
    상기 아날로그 데이터에 기초하여 상기 제2 모터를 구동하는 제2 모터 드라이버를 구비하는, 모터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모션 컨트롤러는 상기 제1 인코더 신호를 수취하도록 구성되는, 모터 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 추가로 그 실제 위치를 제3 인코더 신호로서 출력하는 제3 모터로 피구동체를 구동하여 제어하고,
    상기 모션 컨트롤러는,
    (f) 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 이상적인 명령 파형을 생성하는 제3 이상 파형 생성부와,
    (g) 재생성된 가속도의 명령 파형을 아날로그 데이터로 변환하는 제3 출력 회로를 더 갖고,
    상기 명령 파형 생성부는,
    상기 제1 이상 파형 생성부로부터 상기 이상적인 파형을 판독하고, 상기 제1 인코더 신호에 의한 실제 위치와 상기 위치의 이상적인 명령 파형인 목표 명령 위치에 기초하여, 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 명령 파형을 재생성하고, 재생성된 위치의 명령 파형을 출력하고,
    상기 제3 이상 파형 생성부로부터 상기 이상적인 파형을 판독하고, 상기 제3 인코더 신호에 의한 실제 위치와 상기 위치의 이상적인 명령 파형인 목표 명령 위치에 기초하여, 가가속도, 가속도, 속도 및 위치의 명령 파형을 재생성하고, 재생성된 상기 가속도의 명령 파형을 출력하도록 구성되는, 모터 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 이상 파형 생성부는 목표 가가속도, 목표 가속도, 목표 속도 및 목표 위치에 기초하여, 상기 가가속도, 상기 가속도, 상기 속도 및 상기 위치의 이상적인 명령 파형을 생성하도록 구성되고,
    상기 제2 이상 파형 생성부는 목표 가가속도, 목표 가속도, 목표 속도 및 목표 위치에 기초하여, 상기 가가속도, 상기 가속도, 상기 속도 및 상기 위치의 이상적인 명령 파형을 생성하도록 구성되는, 모터 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제3 이상 파형 생성부는 목표 가가속도, 목표 가속도, 목표 속도 및 목표 위치에 기초하여, 상기 가가속도, 상기 가속도, 상기 속도 및 상기 위치의 이상적인 명령 파형을 생성하도록 구성되는, 모터 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 명령 파형 생성부는,
    상기 제2 인코더 신호에 의한 실제 위치와 상기 목표 명령 위치에 기초하여 가가속도 가산 파형을 생성하고, 생성된 상기 가가속도 가산 파형을 전회의 명령 가가속도 파형에 가산하여 가가속도 명령 파형을 재생성하고, 또한 명령 가속도 파형, 명령 속도 파형 및 명령 위치 파형을 재생성하는 명령 파형 재생성 처리부와,
    상기 생성된 이상적인 명령 파형과, 상기 재생성된 가가속도 명령 파형, 상기 재생성된 명령 가속도 파형, 상기 재생성된 명령 속도 파형 및 상기 재생성된 명령 위치 파형을 보존하는 명령 파형 입출력부를 구비하는, 모터 제어 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 명령 파형 생성부는,
    상기 제1 인코더 신호 또는 상기 제2 인코더 신호 또는 상기 제3 인코더 신호에 의한 실제 위치와 상기 목표 명령 위치에 기초하여 가가속도 가산 파형을 생성하고, 생성된 상기 가가속도 가산 파형을 전회의 명령 가가속도 파형에 가산하여 가가속도 명령 파형을 재생성하고, 또한 명령 가속도 파형, 명령 속도 파형 및 명령 위치 파형을 재생성하는 명령 파형 재생성 처리부와,
    상기 생성된 이상적인 명령 파형과, 상기 재생성된 가가속도 명령 파형, 상기 재생성된 명령 가속도 파형, 상기 재생성된 명령 속도 파형 및 상기 재생성된 명령 위치 파형을 보존하는 명령 파형 입출력부를 구비하는, 모터 제어 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 모터 드라이버는, 상기 제1 모터로부터 상기 제1 인코더 신호로서 상기 실제 위치와 실제 속도를 수취하도록 구성되고,
    상기 제2 모터 드라이버는, 상기 제2 모터로부터 상기 제2 인코더 신호로서 상기 실제 위치와 실제 속도를 수취하도록 구성되는, 모터 제어 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 아날로그 데이터에 기초하여 상기 제3 모터를 구동하고, 상기 제3 모터로부터 상기 제3 인코더 신호로서 상기 실제 위치와 실제 속도를 수취하도록 구성되는 제3 모터 드라이버를 더 구비하는, 모터 제어 장치.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 모터 제어 장치와,
    다이싱 테이프와 접촉하는 복수의 블록과, 해당 복수의 블록의 외측에 마련되고, 상기 다이싱 테이프가 흡착 가능한 돔 헤드를 갖고, 상기 복수의 블록에 의해 다이를 상기 다이싱 테이프의 밑에서 밀어올리는 밀어올림 유닛과,
    상기 다이를 흡착하는 콜릿을 갖고, 상하 이동이 가능한 헤드를 구비하고,
    상기 모터 제어 장치는 상기 블록 및 상기 헤드를 구동하도록 구성되는, 다이 본딩 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 모터는 상기 블록을 구동하고,
    상기 제2 모터는 상기 헤드를 구동하는, 다이 본딩 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 헤드는 픽업 헤드이고,
    상기 픽업 헤드로 픽업되는 다이를 적재하는 중간 스테이지와,
    상기 중간 스테이지에 적재되는 다이를 기판 또는 이미 본딩되어 있는 다이 상에 본딩하는 본딩 헤드를 더 구비하는, 다이 본딩 장치.
  13. (a) 제10항에 기재된 다이 본딩 장치에, 상기 다이싱 테이프를 보유 지지하는 웨이퍼 링을 반입하는 공정과,
    (b) 상기 밀어올림 유닛으로 상기 다이를 밀어올리고 상기 콜릿으로 상기 다이를 픽업하는 공정
    을 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    (c) 상기 다이를 기판 또는 이미 본딩되어 있는 다이 상에 본딩하는 공정을 더 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 (b) 공정은 상기 픽업한 다이를 중간 스테이지에 적재하는 공정을 더 갖고,
    상기 (c) 공정은 상기 중간 스테이지로부터 상기 다이를 픽업하는 공정을 더 갖는, 반도체 장치의 제조 방법.
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