KR20060112621A - Flip chip bonding apparatus - Google Patents

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KR20060112621A
KR20060112621A KR1020050034028A KR20050034028A KR20060112621A KR 20060112621 A KR20060112621 A KR 20060112621A KR 1020050034028 A KR1020050034028 A KR 1020050034028A KR 20050034028 A KR20050034028 A KR 20050034028A KR 20060112621 A KR20060112621 A KR 20060112621A
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flip chip
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김홍식
남원준
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삼성테크윈 주식회사
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Abstract

A flip chip bonding apparatus is provided to guarantee a bonding quality between a carrier substrate and a flip chip by attaching the carrier substrate against a bonding stage. A flip chip bonding apparatus bonds flip chips on a carrier substrate(140), which moves in a predetermined direction. The flip chip bonding apparatus includes a conveyor roller(161), a bonding stage(150), a bonding head(110), and an attaching unit(180). The conveyor roller moves the carrier substrate. The carrier substrate is mounted on the bonding stage. The bonding head picks up the flip chip and attaches the flip chip on the carrier substrate. The attaching unit applies a predetermined bend on a transfer path of the carrier substrate, such that the carrier substrate is attached to the bonding stage.

Description

플립칩 본딩 장치{Flip chip bonding apparatus}Flip chip bonding apparatus

도 1은 종래기술에 의한 플립칩 본딩 장치의 일 형태를 도시한 도면,   1 is a view showing one embodiment of a flip chip bonding apparatus according to the prior art;

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플립칩 본딩 장치를 도시한 도면,2 illustrates a flip chip bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플립칩 본딩 장치를 도시한 도면,3 illustrates a flip chip bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플립칩 본딩 장치를 도시한 도면,4 illustrates a flip chip bonding apparatus according to a third embodiment of the present invention;

도 5는 도 4에 도시된 클램프 치구를 도시한 사시도.5 is a perspective view of the clamp jig shown in FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110,210,310 : 본딩 헤드 130,230,330 : 플립칩110,210,310: bonding head 130,230,330: flip chip

135,235,335 : 전도성 범프 140,240,340 : 캐리어 기판 135,235,335 Conductive bumps 140,240,340 Carrier substrate

150,250,350 : 본딩 스테이지 161,261,361 : 이송 수단150,250,350: bonding stages 161,261,361: transfer means

151,251,351 : 흡착 유로 180 : 가압 롤러151,251,351: adsorption flow path 180: pressure roller

280 : 가이드 슬롯 380 : 클램프 치구280: guide slot 380: clamp jig

본 발명은 플립칩 본딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상호 대향 접합되는 플립칩 및 캐리어 기판 사이의 정렬 불량이 방지되는 개선된 구조의 플립칩 본딩 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a flip chip bonding device, and more particularly, to a flip chip bonding device of an improved structure in which misalignment between a flip chip bonded to each other and a carrier substrate is prevented.

플립칩 본딩 장치는 캐리어 기판의 단자군에 플립칩의 전극군을 대향시키고 양자를 압접하여 본딩하는 것이다. 플립칩 본딩 장치는 기본적으로, 캐리어 기판을 소정 방향으로 이송시키는 컨베이어 등의 이송 수단, 이송된 캐리어 기판이 안착되어서 본딩이 수행되는 본딩 스테이지 및 상기 본딩 스테이지에 안착된 캐리어 기판상으로 플립칩을 압착하는 본딩 헤드를 포함하며, 이외에도 예비 가열을 위한 다수의 가열 장치 등을 더 포함할 수도 있다. In a flip chip bonding apparatus, an electrode group of flip chips is opposed to a terminal group of a carrier substrate, and both of them are bonded by bonding. The flip chip bonding apparatus is basically a conveying means such as a conveyor for transporting a carrier substrate in a predetermined direction, a bonding stage on which the transferred carrier substrate is seated and bonding is performed, and a flip chip is pressed onto the carrier substrate seated on the bonding stage. It includes a bonding head, and may further include a plurality of heating devices for preheating.

도 1은 종래기술에 의한 플립칩 본딩 장치의 일 형태를 보여준다. 도면을 참조하면, 캐리어 기판(40)을 사이에 끼고 구동되는 이송 롤러(61) 쌍에 의해 캐리어 기판(40)은 순차적으로 본딩 스테이지(50)로 이송된다. 본딩 스테이지(50)는 이송된 캐리어 기판(40)을 수취하여서 그 상면에 고정시키는데, 이를 위하여, 본딩 스테이지(50)의 상면에는 캐리어 기판(40)을 진공 흡착하여 위치 고정하는 흡착 유로(51)들이 이송 방향으로 수개 형성되어 있고, 이들 흡착 유로(51)의 일단에는 흡인력을 제공하는 진공 펌프(55)가 연결되어 있다. 상기 본딩 스테이지(50)는 흡착 유로(51)를 통하여 발생되는 진공 흡인력에 의해 그 상면에 안착된 캐리어 기판(40)을 이동하지 못하도록 고정하는 기능을 수행한다. 또한 본딩 스테이지(50)에는 히터(53)가 장착되어서 상면에 지지된 캐리어 기판(40)을 소정의 온도로 가열할 수 있다.1 shows one form of a flip chip bonding apparatus according to the prior art. Referring to the drawings, the carrier substrate 40 is sequentially transferred to the bonding stage 50 by a pair of transport rollers 61 driven with the carrier substrate 40 interposed therebetween. The bonding stage 50 receives the transferred carrier substrate 40 and fixes it to an upper surface thereof. For this purpose, the upper surface of the bonding stage 50 adsorbs the suction substrate 51 on the upper surface of the bonding substrate 50 to fix and position the carrier substrate 40. Several are formed in the conveyance direction, and one end of these suction flow paths 51 is connected with a vacuum pump 55 that provides a suction force. The bonding stage 50 performs a function of preventing the carrier substrate 40 seated on the upper surface thereof from being moved by the vacuum suction force generated through the suction channel 51. In addition, the heater 53 is attached to the bonding stage 50 to heat the carrier substrate 40 supported on the upper surface to a predetermined temperature.

상기 본딩 스테이지(50)에 의해 고정된 캐리어 기판(40)상에는 플립칩(30)이 안착, 압접되는데, 보다 구체적으로, 상기 플립칩(30)은 본딩 헤드(10)에 흡착된 상태로 캐리어 기판(40)상으로 이동하며, 본딩 헤드(10)의 하강에 의해 그 전극(31)에 부착된 전도성 범프(35)와 캐리어 기판(40)의 단자(41) 사이에 본딩이 이루어진다. 이때, 각 본딩 헤드(10) 및 본딩 스테이지(50)에 마련된 히터들(13,53) 의해 상하방향으로 가열된 상태로 본딩이 진행되며, 본딩 헤드(10)는 본딩 스테이지(50)에 대해 적당한 가압력을 작용하여 플립칩(30)을 캐리어 기판(40)상에 압접한다. 도시되지는 않았으나, 본딩 스테이지(50)의 상측에는 플립칩(30)과 캐리어 기판(40)을 상호 정렬된 상태로 유지하도록 비젼 시스템(vision system)이 설치되어 있으며, 상기 비젼 시스템에 의해 측정된 위치 정보는 피드백을 통하여 플립칩(30)과 캐리어 기판(40)사이의 위치 편차가 보정되게 한다.The flip chip 30 is seated and pressed on the carrier substrate 40 fixed by the bonding stage 50. More specifically, the flip chip 30 is adsorbed by the bonding head 10. Moving above (40), bonding is performed between the conductive bumps 35 attached to the electrodes 31 and the terminals 41 of the carrier substrate 40 by the lowering of the bonding head 10. At this time, the bonding proceeds in the state heated up and down by the heaters 13 and 53 provided in the bonding head 10 and the bonding stage 50, and the bonding head 10 is suitable for the bonding stage 50. The pressing force is applied to press the flip chip 30 onto the carrier substrate 40. Although not shown, a vision system is installed on the upper side of the bonding stage 50 to maintain the flip chip 30 and the carrier substrate 40 in a mutually aligned state, and is measured by the vision system. The positional information allows the positional deviation between the flip chip 30 and the carrier substrate 40 to be corrected through the feedback.

한편, 이송 방향으로 상기 본딩 스테이지(50)의 전방 및 후방에는 각각 쌍을 이루는 롤러들(61,63)이 배치되는데, 전방의 롤러(61)는 캐리어 기판(40)에 구동력을 제공하는 이송 롤러이며, 후방의 롤러는 이러한 구동력에 반하는 방향으로 소정의 장력을 제공하는 텐션 롤러(63)이다. 이러한 텐션 롤러(63)에 의해 캐리어 기판(40)은 팽팽하게 유지된 상태로 이송된다.Meanwhile, pairs of rollers 61 and 63 are disposed at the front and the rear of the bonding stage 50 in the conveying direction, respectively. The roller 61 in front of the conveying roller provides a driving force to the carrier substrate 40. The rear roller is a tension roller 63 that provides a predetermined tension in the direction against such driving force. By the tension roller 63, the carrier substrate 40 is conveyed in a state of being kept taut.

상기 캐리어 기판(40)이 COF(Chip On Film), FPC(Flexible Printed Circuit) 등과 같이 유연성을 갖는 필름 형태의 기판인 경우, 이송 과정중에 어느 정도의 휨 변형(warpage)을 수반할 수 있다. 캐리어 기판(40)의 휨 변형으로 인하여 본딩 스테이지(50)의 흡착율이 저하되면 캐리어 기판(40)의 미소 이동으로 인한 기판(40)과 플립칩(30) 사이의 정렬 불량(misalign) 문제가 발생된다.When the carrier substrate 40 is a film type substrate having flexibility such as a chip on film (COF), a flexible printed circuit (FPC), or the like, the carrier substrate 40 may have some warpage during the transfer process. When the adsorption rate of the bonding stage 50 decreases due to the bending deformation of the carrier substrate 40, a misalignment problem between the substrate 40 and the flip chip 30 may occur due to the small movement of the carrier substrate 40. do.

또한, 비평판면에서는 본딩 스테이지(50)의 흡착 유로(51)가 캐리어 기판 (40)에 의해 막히지 못하고 오픈되어서 이들로 유입되는 공기의 유동로가 형성되며, 그 결과, 저온의 공기에 의해 캐리어 기판(40)이 냉각된다. 이는 캐리어 기판(40)이 국부적으로 서로 다른 열 팽창율을 갖게 됨을 의미하며, 플립칩(30)과 캐리어 기판(40) 사이의 또 다른 정렬 불량의 원인이 되는 것이다.In addition, on the non-planar surface, the adsorption flow path 51 of the bonding stage 50 is not blocked by the carrier substrate 40 and is opened, thereby forming a flow path of air flowing therein. As a result, the carrier substrate is formed by low temperature air. 40 is cooled. This means that the carrier substrate 40 has a locally different thermal expansion rate, which is another cause of misalignment between the flip chip 30 and the carrier substrate 40.

상기와 같은 문제점 및 그 밖의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 본딩이 수행되는 플립칩과 캐리어 기판 사이의 정렬 불량이 방지되는 개선된 구조의 플립칩 본딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems and other problems, it is an object of the present invention to provide a flip-chip bonding apparatus of the improved structure that prevents misalignment between the flip chip and the carrier substrate is performed bonding.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명의 플립칩 본딩 장치는,Flip chip bonding apparatus of the present invention for achieving the above object,

소정 방향으로 이송되는 캐리어 기판상에 플립칩을 본딩하는 플립칩 본딩 장치에 있어서,In a flip chip bonding apparatus for bonding a flip chip on a carrier substrate transported in a predetermined direction,

상기 캐리어 기판을 이송하는 이송 롤러;A conveying roller for conveying the carrier substrate;

이송된 캐리어 기판이 안착되는 본딩 스테이지;A bonding stage on which the transferred carrier substrate is seated;

상기 플립칩을 픽업하여 상기 캐리어 기판상에 열압착하는 본딩 헤드; 및A bonding head which picks up the flip chip and thermocompresses the carrier substrate; And

상기 캐리어 기판의 이송 경로에 소정의 굴곡을 가하여 상기 캐리어 기판을 상기 본딩 스테이지 상에 밀착시키는 밀착 수단;을 포함한 것을 특징으로 한다. And contacting means for contacting the carrier substrate on the bonding stage by applying a predetermined curvature to the transfer path of the carrier substrate.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 본딩 스테이지는, 상기 플립칩이 본딩되는 면에서 최상면을 갖고 이송 방향의 전후로 가면서 하향 경사를 가지며, 상기 밀착 수단은 상기 캐리어 기판에 면접하면서 상기 캐리어 기판을 상기 하향 경사부에 대 해 가압 밀착시키는 적어도 하나 이상의 가압 롤러를 포함하여 이루어진다. In one embodiment of the present invention, the bonding stage has a top slope at the surface on which the flip chip is bonded and has a downward inclination while moving forward and backward in a transport direction, and the contact means interviews the carrier substrate and downwardly faces the carrier substrate. It comprises at least one pressure roller for pressing close contact with the inclined portion.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 밀착 수단은, 상기 본딩 스테이지 내부에 형성되어 상기 캐리어 기판을 안내하는 것으로, 이송 방향으로 가면서 소정의 간격을 두고 상승 경사 및 하강 경사를 갖는 가이드 슬롯이 된다. 이 때, 바람직하게, 상기 캐리어 기판은 상기 상승 경사를 따라서 본딩 스테이지의 내부로부터 외부로 노출되어서 플립칩 본딩이 수행되고, 상기 하강 경사를 따라서 다시 본딩 스테이지의 내부로 안내된다. In another embodiment of the present invention, the contact means is formed in the bonding stage to guide the carrier substrate, which is a guide slot having a rising slope and a falling slope at a predetermined interval while going in a conveying direction. At this time, preferably, the carrier substrate is exposed to the outside from the inside of the bonding stage along the rising slope to perform flip chip bonding, and guided back into the bonding stage along the falling slope.

본 발명의 또 다른 실시에에서, 상기 밀착 수단은, 상기 본딩 스테이지 상에 배치되어서, 상기 캐리어 기판이 상승-유지-하강하는 경사를 갖도록 이송 경로를 한정하는 클램프 치구가 된다. 이 때, 바람직하게, 상기 클램프 치구에는 캐리어 기판이 상승하면서 유입되는 유입구, 캐리어 기판이 최상의 레벨로 유지되는 평탄한 본딩면, 및 캐리어 기판이 하강하면서 유출되는 유출구가 이송 방향을 따라서 순차로 형성된다.In yet another embodiment of the present invention, the contact means is disposed on the bonding stage to become a clamp jig defining a conveying path such that the carrier substrate has a rising-holding-falling slope. At this time, preferably, the clamp jig is formed in the inlet inlet, while the carrier substrate is raised, a flat bonding surface on which the carrier substrate is maintained at the best level, and the outlet outlet, which is discharged while the carrier substrate is lowered in sequence along the conveying direction.

또한, 바람직하게, 상기 클램프 치구의 본딩면 상에는 다수의 통공들이 형성되고, 상기 통공들은 본딩 스테이지의 진공 펌프와 연통된다. Further, preferably, a plurality of holes are formed on the bonding surface of the clamp jig, and the holes communicate with the vacuum pump of the bonding stage.

한편, 상기 플립칩 본딩 장치는, 상기 이송 방향과 반대되는 방향으로 장력을 부여하는 텐션 롤러를 더 구비하는 것이 바람직하다. On the other hand, the flip chip bonding device preferably further comprises a tension roller for imparting tension in a direction opposite to the conveying direction.

이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플립칩 본딩 장치 가 도시되어 있다. 도시된 플립칩 본딩 장치는 캐리어 기판(140)을 소정의 방향으로 이송하는 이송 수단(161), 상기 이송 수단(161)에 의해 반송되는 캐리어 기판(140)이 순차적으로 안착되는 본딩 스테이지(150) 및 본딩 스테이지(150)에 의해 고정된 캐리어 기판(140)상에 흡착된 플립칩(130)을 압접하는 본딩 헤드(110)를 포함하여 이루어진다. Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 illustrates a flip chip bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention. The illustrated flip chip bonding apparatus includes a transfer means 161 for transferring the carrier substrate 140 in a predetermined direction, and a bonding stage 150 in which the carrier substrate 140 conveyed by the transfer means 161 is sequentially seated. And a bonding head 110 for press-contacting the flip chip 130 adsorbed on the carrier substrate 140 fixed by the bonding stage 150.

상기 본딩 스테이지(150)에는 상면으로 관통된 수개의 제1 흡착 유로(151)들이 병렬적으로 형성되는데, 이들 흡착 유로(151)들의 일단에는 진공 펌프(155)가 배치된다. 상기 본딩 스테이지(150)는 흡착 유로(151)를 통하여 발생된 흡착력을 이용하여 이송된 캐리어 기판(140)을 이동하지 못하도록 고정한다. 한편, 상기 본딩 스테이지(150)에는 제1 히터(153)가 구비되어 있는데, 제1 히터(153)는 그 상면에 고정된 캐리어 기판(140)을 소정의 온도로 예열하여 택트 타임이 단축되도록 한다. 한편, 상기 본딩 스테이지(150)는 중앙의 본딩면(150a)을 사이에 두고 그 양측으로는 하향 경사부(150b)가 형성되며, 이들(150b)에 대응되게 그 상측으로는 가압 롤러(180)가 형성된다. 이에 대해서는 후에 상술하기로 한다. A plurality of first suction flow paths 151 penetrating to the upper surface are formed in parallel in the bonding stage 150, and a vacuum pump 155 is disposed at one end of the suction flow paths 151. The bonding stage 150 fixes the carrier substrate 140 transferred using the adsorption force generated through the adsorption flow path 151. On the other hand, the bonding stage 150 is provided with a first heater 153, the first heater 153 preheats the carrier substrate 140 fixed on the upper surface to a predetermined temperature to shorten the tact time. . On the other hand, the bonding stage 150 has a downward inclined portion (150b) is formed on both sides thereof with a bonding surface (150a) in the center, the pressure roller 180 on the upper side corresponding to these (150b) Is formed. This will be described later.

본딩 스테이지(150)의 상측에는 승하강 운동을 행하며 캐리어 기판(140) 상에 플립칩(130)을 압착하는 본딩 헤드(110)가 배치되는데, 본딩 헤드(110)에는 플립칩(130)을 진공 흡착하는 제2 흡착 유로(111)가 형성되어 있다. 상기 플립칩(130) 하면, 보다 구체적으로 플립칩(130)의 전극(131) 하면에는 전도성 범프(135)가 형성되어 있는데, 상기 전도성 범프(135)는 플립칩(130)의 전극(131)과 캐리어 기판(140)에 형성된 단자(141) 사이에서 융착되어서 양자 사이의 결합을 매개한다. 상기 본딩 헤드(110)에는 플립칩(130)을 소정의 온도로 가열하는 제2 히터(113)가 내장되어 있는데, 이는 플립칩(130)에 형성된 전도성 범프(135)들을 소정의 온도로 가열함으로써, 가열 압접에 대비하기 위함이다. A bonding head 110 is disposed above the bonding stage 150 to compress the flip chip 130 on the carrier substrate 140, and the flip chip 130 is vacuumed on the bonding head 110. The 2nd adsorption flow path 111 which adsorbs is formed. A lower surface of the flip chip 130, more specifically, a conductive bump 135 is formed on a lower surface of the electrode 131 of the flip chip 130, and the conductive bump 135 is an electrode 131 of the flip chip 130. And fusion between the terminal 141 formed on the carrier substrate 140 to mediate the coupling between the two. The bonding head 110 includes a second heater 113 for heating the flip chip 130 to a predetermined temperature, by heating the conductive bumps 135 formed on the flip chip 130 to a predetermined temperature. This is to prepare for heat welding.

상기 이송 수단(161)은 쌍을 이루어 서로 역방향으로 회전하는 이송 롤러들로 이루어질 수 있는데, 캐리어 기판(140)은 이들 사이를 통과하면서 소정의 이송력(F)을 부여받는다. 상기 본딩 스테이지(150)를 사이에 두고 이송 수단(161)의 반대 방향으로는 텐션 롤러(163)가 배치되는데, 이들은 이송 방향과 반대 방향으로 장력(f)을 부여함으로써, 유연성의 캐리어 기판(140)이 팽팽한 상태로 유지되도록 한다. The conveying means 161 may be composed of conveying rollers rotating in opposite directions in pairs, and the carrier substrate 140 receives a predetermined conveying force F while passing therebetween. Tension rollers 163 are disposed in the opposite direction of the conveying means 161 with the bonding stage 150 interposed therebetween, and by applying tension f in the opposite direction to the conveying direction, the flexible carrier substrate 140 is provided. ) To remain taut.

특히, 본 발명에 있어서, 상기 본딩 스테이지(150)는 대략 중앙에 형성된 본딩면(150a)에서 최상면을 갖고 그 양측으로는 하측으로 경사진 하향 경사부(150b)가 형성된다. 또한, 상기 하향 경사부(150b)에 대응되는 위치에는 경사부(150b)를 향하여 캐리어 기판(140)을 가압하는 (동 도면에서 PL은가압력을 나타낸다.) 가압 롤러(180)가 배치된다. 여기서, 상기 가압 롤러(180)는, 특히 COF(Chip On Film), FPC(Flexible Printed Circuit) 등에 적용되는 가요성의 캐리어 기판(140)을 평탄하게 유지하고 본딩 스테이지(150)에 밀착시키는 밀착 수단으로서의 기능을 수행한다. 즉, 캐리어 기판(140)의 이송 경로 상에 소정의 굴곡을 부여하여 캐리어 기판(140)이 평탄하게 유지되고, 본딩 스테이지(150)에 밀착되도록 한다. 보다 구체적으로는, 본딩 스테이지(150)의 단면 구조는 본딩면(150a)에서 최고의 레벨(level) 을 갖도록 이송 방향으로 가면서 상승-유지-하강의 경사를 갖게 되고, 본딩면(150a) 양측으로 캐리어 기판(140)을 가압하는 가압 롤러(180)가 배치됨으로 인하여 전체적으로 캐리어 기판(140)에 소정의 굴곡을 부여하고, 캐리어 기판(140)이 본딩 스테이지(150) 상에 밀착되게 하는 것이다. In particular, in the present invention, the bonding stage 150 has a top surface at a bonding surface 150a formed at a substantially center and downward slopes 150b inclined downward on both sides thereof. In addition, a pressure roller 180 is disposed at a position corresponding to the downwardly inclined portion 150b (in the drawing, P L represents a pressing force) for pressing the carrier substrate 140 toward the inclined portion 150b. Here, the pressure roller 180 is used as an adhesion means for keeping the flexible carrier substrate 140 applied to a chip on film (COF), flexible printed circuit (FPC), or the like flat and closely contacting the bonding stage 150. Perform the function. That is, a predetermined curvature is provided on the transfer path of the carrier substrate 140 so that the carrier substrate 140 is kept flat and in close contact with the bonding stage 150. More specifically, the cross-sectional structure of the bonding stage 150 has an inclination of rising-keeping-falling in the conveying direction to have the highest level at the bonding surface 150a, and the carriers on both sides of the bonding surface 150a. Since the pressing roller 180 pressurizing the substrate 140 is disposed, a predetermined curvature is applied to the carrier substrate 140 as a whole, and the carrier substrate 140 is brought into close contact with the bonding stage 150.

도 3에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플립칩 본딩 장치가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 실시예의 플립칩 본딩 장치도 캐리어 기판(240)을 일 방향으로 이송하는 이송 수단(261), 상기 이송 수단(261)에 의해 반송된 캐리어 기판(240)을 수취하여 이를 그 상면에 흡착 고정하는 본딩 스테이지(250), 및 고정된 캐리어 기판(240)상에 플립칩(230)을 열 압착하는 본딩 헤드(210)를 포함하여 이루어진다. 3 illustrates a flip chip bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the flip chip bonding apparatus of the present embodiment also receives a carrier means 261 for conveying the carrier substrate 240 in one direction, and a carrier substrate 240 conveyed by the conveying means 261, and the same. And a bonding head 210 for thermocompression bonding the flip chip 230 onto the fixed carrier substrate 240.

상기 본딩 스테이지(250)에는 소정의 굴곡을 갖는 가이드 슬롯(280)이 형성되고, 이러한 가이드 슬롯(280)을 따라서 캐리어 기판(240)이 이송된다. 보다 구체적으로 상기 가이드 슬롯(280)은 이송 방향으로 가면서 상승하여 외부와 연통되고, 본딩면(250a)을 지나서는 다시 하강하는 경사를 갖는다. 이에 따라 이를 경유하는 캐리어 기판(240)에도 소정의 굴곡이 형성되는데, 보다 구체적으로, 가이드 슬롯(280)의 안내를 받아서 상승하다가 외부로 노출되어서 최상의 레벨(level)로 유지되며, 다시 가이드 슬롯(280)을 따라 하강하는 경사를 갖는다. 본 실시예에서도 캐리어 기판(230)이 그 이송 경로 상에서 소정의 굴곡 형상을 갖도록 하고, 이로써, 캐리어 기판(230)을 평탄화하고 본딩 스테이지(250)에 밀착되도록 하는 것이다. A guide slot 280 having a predetermined curvature is formed in the bonding stage 250, and the carrier substrate 240 is transferred along the guide slot 280. More specifically, the guide slot 280 is inclined to rise in the conveying direction and communicate with the outside, and to descend again beyond the bonding surface 250a. Accordingly, a predetermined curvature is also formed in the carrier substrate 240 passing therethrough, and more specifically, the guide slot 280 is raised by being guided and exposed to the outside to be maintained at the best level. 280 has a slope that descends. In this embodiment as well, the carrier substrate 230 has a predetermined curved shape on its transfer path, thereby flattening the carrier substrate 230 and bringing it into close contact with the bonding stage 250.

본딩 스테이지(250)에는 일단에 진공 펌프(255)가 연결된 수개의 흡착 유로 (251)들이 형성되어서 캐리어 기판(240)을 고정하는 기능을 수행하고, 제1 히터(253)가 배설되어서 캐리어 기판(240)을 고온 상태로 유지한다. 한편, 본딩 스테이지(250) 상측에는 캐리어 기판(240)상에 플립칩(230)을 압착하는 본딩 헤드(210)가 배치되고, 상기 본딩 헤드(210)는 제2 흡착 유로(211)를 통하여 플립칩(230)을 픽업한 상태로 제2 히터(213)에 의해 플립칩(230)을 소정 온도로 예열한다. 본딩 과정에서는 플립칩 전극(231)에 형성된 전도성 범프(235)와 캐리어 기판(240)상의 단자(241)가 상호 융착된다. 동 도면에서 미설명된 도면부호 263은 이송 방향과 반대 방향으로 캐리어 기판(240)을 잡아 당기는 텐션 롤러를 나타낸다. In the bonding stage 250, several suction flow paths 251 connected to the vacuum pump 255 are formed at one end thereof to fix the carrier substrate 240, and the first heater 253 is disposed to provide a carrier substrate ( 240) is maintained at a high temperature. On the other hand, a bonding head 210 for pressing the flip chip 230 is disposed on the carrier substrate 240 on the bonding stage 250, and the bonding head 210 is flipped through the second adsorption flow path 211. The flip chip 230 is preheated to a predetermined temperature by the second heater 213 while the chip 230 is picked up. In the bonding process, the conductive bumps 235 formed on the flip chip electrodes 231 and the terminals 241 on the carrier substrate 240 are fused to each other. Reference numeral 263, which is not described in the drawing, denotes a tension roller that pulls the carrier substrate 240 in a direction opposite to the conveying direction.

도 4에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플립칩 본딩 장치가 도시되어 있다. 본 실시예의 플립칩 본딩 장치도 캐리어 기판(340)을 일 방향으로 강제하는 이송 수단(361), 이송 수단(361)에 의해 안착된 캐리어 기판(340)을 고정하고 소정의 온도로 가열하는 본딩 스테이지(350), 및 고정된 캐리어 기판(340) 상으로 플립칩(330)을 열 압착하는 본딩 헤드(310)를 포함하여 이루어진다. 특히 본 실시예에 있어서는, 본딩 스테이지(350) 상에 별도의 클램프 치구(380)가 배치된다. 상기 클램프 치구(380)는 이를 통과하는 캐리어 기판(340)이 소정의 굴곡, 예를 들어, 이송 방향으로 상승-유지-하강하는 경사를 갖도록 형성된다. 도 5에는 상기 클램프 치구(380)의 사시도가 도시되어 있다. 클램프 치구(380)에는 대략 중앙에 본딩면(380a)이 형성되고, 상기 본딩면(380a)의 양측으로는 대략 장방형의 유입구(381) 및 유출구(385)가 형성된다. 중앙의 본딩면(380a)에는 본딩 스테이지(350)의 흡착 유로(351)와 연결되어 흡착력이 발휘되는 통공(383)들이 형성된다. 이송 수단(361)에 의해 강제되는 캐리어 기판(340)은 클램프 치구(380)에 형성된 유입구(381)를 통하여 상승하는 경사로 본딩면(380a)상으로 이송되고, 여기서 통공(383)에 의한 흡착력에 의해 고정된 상태로 유지되어서 플립칩(330)과의 본딩이 이루어지며, 다시 이송 수단(361)에 의해 유출구(385)를 통하여 하강하는 강사로 클램프 치구(380)를 빠져나가게 된다. 이리한 이송 과정을 통하여 캐리어 기판(340)은 상승-유지-하강의 경사를 갖게 되며, 이로써, 캐리어 기판(340)은 팽팽한 형상을 유지하면서 본딩면(380a) 상에 밀착된다.4 illustrates a flip chip bonding apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the flip chip bonding apparatus of the present embodiment, a bonding stage which fixes the carrier substrate 340 seated by the transfer means 361 and the transfer means 361 forcing the carrier substrate 340 in one direction and heats it to a predetermined temperature. 350, and a bonding head 310 for thermocompressing the flip chip 330 onto the fixed carrier substrate 340. In particular, in this embodiment, a separate clamp jig 380 is disposed on the bonding stage 350. The clamp jig 380 is formed such that the carrier substrate 340 passing through the clamp jig 380 has a predetermined bend, for example, an incline rising-holding-down in the conveying direction. 5 is a perspective view of the clamp fixture 380. The clamp jig 380 has a bonding surface 380a formed at an approximately center thereof, and substantially rectangular inlets 381 and outlets 385 are formed at both sides of the bonding surface 380a. In the center bonding surface 380a, through holes 383 connected to the adsorption flow path 351 of the bonding stage 350 to exert an adsorption force are formed. The carrier substrate 340 forced by the conveying means 361 is conveyed onto the inclined bonding surface 380a ascending through the inlet 381 formed in the clamp jig 380, where the absorption force by the through hole 383 is applied. It is held in a fixed state by the bonding with the flip chip 330 is made, and the clamp jig 380 with the instructor descending through the outlet 385 by the transfer means 361 again exits. Through such a transfer process, the carrier substrate 340 has an incline-hold-down inclination, whereby the carrier substrate 340 is in close contact with the bonding surface 380a while maintaining a taut shape.

한편, 도 4에서 볼 수 있듯이, 상기 본딩 스테이지(350)에는 이송 방향을 따라 병렬적으로 수개의 흡착 유로(351)들이 형성되며, 이들은 클램프 치구(380)의 통공(383)들과 연통되고, 그 일단은 진공 범프(355)와 연결되어서 흡인력이 발휘된다. 이와 함께, 본딩 스테이지(350)에는 상측에 고정된 캐리어 기판(340)을 가열하는 히터(353)가 설치되며, 이러한 열원에 의해 가열된 상태에서 플립칩 전극(331)에 고정된 전도성 범프(335)와 기판(340) 상의 단자(341)가 상호 융착된다. 본딩 스테이지(350)에 선행하는 텐션 롤러(363)는 캐리어 기판(340)에 소정의 장력을 부여한다. On the other hand, as shown in Figure 4, the bonding stage 350 is formed with a plurality of suction flow paths 351 in parallel along the conveying direction, they are in communication with the through holes 383 of the clamp jig 380, One end thereof is connected to the vacuum bump 355 to exert a suction force. In addition, the bonding stage 350 is provided with a heater 353 for heating the carrier substrate 340 fixed on the upper side, the conductive bump 335 fixed to the flip chip electrode 331 in the state heated by such a heat source. ) And the terminal 341 on the substrate 340 are fused to each other. The tension roller 363 preceding the bonding stage 350 imparts a predetermined tension to the carrier substrate 340.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 플립칩 본딩 장치에 의하면, 이송 수단에 의해 반송된 캐리어 기판이 본딩 스테이지에 밀착되어 평탄면을 형성하도록 함으로써, 열팽창율의 편차 등으로 인한 캐리어 기판과 플립칩 사이의 정렬 불량 문제를 해소한다. As described above, according to the flip chip bonding apparatus according to the present invention, the carrier substrate conveyed by the conveying means is brought into close contact with the bonding stage to form a flat surface, whereby the carrier substrate and the flip chip due to variations in thermal expansion rate or the like. Eliminate the misalignment between.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined by the appended claims.

Claims (5)

소정 방향으로 이송되는 캐리어 기판상에 플립칩을 본딩하는 플립칩 본딩 장치에 있어서,In a flip chip bonding apparatus for bonding a flip chip on a carrier substrate transported in a predetermined direction, 상기 캐리어 기판을 이송하는 이송 롤러;A conveying roller for conveying the carrier substrate; 이송된 캐리어 기판이 안착되는 본딩 스테이지;A bonding stage on which the transferred carrier substrate is seated; 상기 플립칩을 픽업하여 상기 캐리어 기판상에 부착하는 본딩 헤드; 및A bonding head picking up the flip chip and attaching the flip chip to the carrier substrate; And 상기 캐리어 기판의 이송 경로에 소정의 굴곡을 가하여 상기 캐리어 기판을 상기 본딩 스테이지 상에 밀착시키는 밀착 수단;을 포함한 것을 특징으로 하는 플립칩 본딩 장치.And contacting means for applying a predetermined curvature to the transfer path of the carrier substrate to bring the carrier substrate into close contact with the bonding stage. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 본딩 스테이지는, 상기 플립칩이 본딩되는 면에서 최상면을 갖고 이송 방향의 전후로 가면서 하향 경사를 가지며, The bonding stage has a top slope at a surface on which the flip chip is bonded and has a downward slope while going back and forth in a conveying direction, 상기 밀착 수단은 상기 캐리어 기판에 면접하면서 상기 캐리어 기판을 상기 하향 경사부에 대해 가압 밀착시키는 적어도 하나 이상의 가압 롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플립칩 본딩 장치.And said contact means comprises at least one pressure roller which press-contacts said carrier substrate with respect to said downwardly inclined portion while interviewing said carrier substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀착 수단은, 상기 본딩 스테이지 내부에 형성되어 상기 캐리어 기판을 안내하는 것으로, 이송 방향으로 가면서 소정의 간격을 두고 상승 경사 및 하강 경사를 갖는 가이드 슬롯인 것을 특징으로 하는 플립칩 본딩 장치. The contact means is formed in the bonding stage to guide the carrier substrate, the flip chip bonding device, characterized in that the guide slot having a rising slope and a falling slope at a predetermined interval while going in the transport direction. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 밀착 수단은, 상기 본딩 스테이지 상에 배치되어서, 상기 캐리어 기판이 상승-유지-하강하는 경사를 갖도록 이송 경로를 가지고 적어도 하나의 평탄한 본딩면이 형성된 클램프 치구인 것을 특징으로 하는 플립칩 본딩 장치.And the close contact means is a clamp jig disposed on the bonding stage, the clamp jig having at least one flat bonding surface formed thereon with a transfer path such that the carrier substrate has a rising-holding-falling slope. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 클램프 치구의 본딩면 상에는 다수의 통공들이 형성되고, 상기 통공들은 본딩 스테이지의 진공 펌프와 연통되는 것을 특징으로 하는 플립칩 본딩 장치.A plurality of through holes are formed on the bonding surface of the clamp jig, and the through holes are in communication with the vacuum pump of the bonding stage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170140479A (en) * 2016-06-10 2017-12-21 크루셜머신즈 주식회사 Reel to reel laser reflow method

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