KR20070047575A - Die bonding apparatus - Google Patents

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KR20070047575A
KR20070047575A KR1020050104456A KR20050104456A KR20070047575A KR 20070047575 A KR20070047575 A KR 20070047575A KR 1020050104456 A KR1020050104456 A KR 1020050104456A KR 20050104456 A KR20050104456 A KR 20050104456A KR 20070047575 A KR20070047575 A KR 20070047575A
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semiconductor chip
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die bonding
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KR1020050104456A
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이정웅
이준영
김중현
김민정
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 비전 카메라가 픽커에 내장된 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 종래의 다이 본딩 장치는 반도체 칩의 휨으로 인하여 정확한 영상 획득이 어려워 반도체 칩의 박형화에 대응하기가 어려웠다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 비전 카메라가 픽커 내부에서 콜레트 상부에 설치되고, 콜레트가 투명한 재질로 이루어진 다이 본딩 장치를 제공한다. 콜레트가 정상 상태의 반도체 칩 위치까지 하강하여 휨이 발생된 반도체 칩을 평평한 상태로 만들어준 상태에서 비전 카메라가 콜레트를 투과하는 반도체 칩의 영상 정보를 획득한다. 본 발명에 따르면, 휨이 발생된 반도체 칩에 대한 정확한 영상 획득 및 그에 따른 위치 정렬에 의해 정확한 위치에 다이 본딩을 하는 것이 가능하다. 따라서 반도체 칩의 박형화에 대응할 수 있다. 또한, 웨이퍼 홀더를 고정 설치하고 픽커 구동 수단을 수평과 수직 및 회전 구동하도록 함으로써, 웨이퍼 홀더의 수평 및 회전 구동이 필요 없기 때문에 설비의 크기를 감소할 수 있고 설비 복잡화를 방지할 수 있다.The present invention relates to a die bonding apparatus in which a vision camera is embedded in a picker. In the conventional die bonding apparatus, accurate image acquisition is difficult due to the bending of the semiconductor chip, which makes it difficult to cope with thinning of the semiconductor chip. In order to solve this problem, the present invention provides a die bonding apparatus in which a vision camera is installed on an upper collet inside a picker, and the collet is made of a transparent material. The vision camera acquires image information of the semiconductor chip penetrating the collet in a state where the collet is lowered to the position of the semiconductor chip in a normal state to make the semiconductor chip which is warped flat. According to the present invention, it is possible to die-bond to the correct position by accurate image acquisition and consequent alignment of the warped semiconductor chip. Therefore, the semiconductor chip can be thinned. In addition, by fixing the wafer holder and driving the picker driving means horizontally, vertically and rotationally, the size of the equipment can be reduced and the equipment complexity can be prevented because the horizontal and rotational driving of the wafer holder is not necessary.

다이 본딩, 다이 어태치, 칩 부착, 반도체, 픽커, 비전 카메라 Die Bonding, Die Attach, Chip Attached, Semiconductor, Picker, Vision Camera

Description

다이 본딩 장치{Die Bonding Apparatus}Die Bonding Apparatus

도 1은 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치의 부분 개략 구성도,1 is a partial schematic configuration diagram of a die bonding apparatus according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치에 의해 획득된 칩 영상을 보여주는 사진,2 is a photograph showing a chip image obtained by a die bonding apparatus according to the prior art,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 개략 구성도,3 is a schematic structural diagram of a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 칩 영상 획득에 대한 동작 상태도, 및4A and 4B are operational state diagrams for chip image acquisition of a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, and

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 칩 이송 동작에 대한 동작 메커니즘을 보여주는 개략 구성도이다.5 is a schematic structural diagram showing an operation mechanism for a chip transfer operation of a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10; 다이 본딩 장치 11; 웨이퍼 홀더10; Die bonding apparatus 11; Wafer holder

21; 픽커 23; 픽커 몸체21; Picker 23; Picker body

23a; 픽커 몸체 바닥판 25; 콜레트(collet)23a; Picker body bottom plate 25; Collet

31; 픽커 구동 수단 33; 수직 구동 수단31; Picker drive means 33; Vertical drive means

35; X축 수평 구동 수단 37; Y축 수평 구동 수단35; X-axis horizontal drive means 37; Y axis horizontal drive means

39; 회전 구동 수단 41; 로드 셀(road cell)39; Rotary drive means 41; Load cell

51; 비전 카메라 61; 공급 레일51; Vision camera 61; Supply rail

100; 웨이퍼 101; 반도체 칩100; Wafer 101; Semiconductor chip

103; 소잉 테이프 105; 칩 실장 프레임103; Sawing tape 105; Chip mount frame

107; 접착제107; glue

본 발명은 반도체 칩 패키지 조립에 사용되는 다이 본딩 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 칩의 박형화 추세에 대응할 수 있는 반도체 칩 부착용 다이 본딩 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a die bonding apparatus used for assembling a semiconductor chip package, and more particularly, to a die bonding apparatus for attaching a semiconductor chip that can cope with the trend of thinning of semiconductor chips.

반도체 칩 패키지의 경박단소화에 따라 반도체 칩이 두께가 갈수록 감소되는 추세이다. 이에 따라 반도체 칩의 휨 문제가 반도체 칩의 두께 감소에 대응하여 해결되어야 할 중요한 과제로 떠오르고 있다.As the thickness of the semiconductor chip package is reduced, the thickness of the semiconductor chip is decreasing. Accordingly, the warpage problem of the semiconductor chip has emerged as an important problem to be solved in response to the reduction of the thickness of the semiconductor chip.

통상적으로 반도체 칩의 두께 감소는 집적회로가 형성되지 않은 웨이퍼의 이면을 깎아내는 이면 연마(back grinding) 공정에 의해 이루어진다. 반도체 칩의 휨은 주로 이면 연마 후에 금속배선과 실리콘 기판 사이의 열팽창계수 차이로 인하여 발생된다. 반도체 칩의 휨은 반도체 칩의 두께가 얇을수록 많이 발생된다. 특히 금속 배선층이 많은 디램(DRAM) 반도체 칩의 경우 휨이 심하게 나타난다.Typically, the reduction of the thickness of the semiconductor chip is achieved by a back grinding process that scrapes off the back side of the wafer on which the integrated circuit is not formed. The deflection of the semiconductor chip is mainly caused by the difference in coefficient of thermal expansion between the metallization and the silicon substrate after backside polishing. The warpage of the semiconductor chip is more likely to occur as the thickness of the semiconductor chip becomes thinner. In particular, in the case of a DRAM semiconductor chip having many metal wiring layers, warpage is severe.

반도체 칩의 박형화로 인한 반도체 칩의 휨은 패키지 조립 과정에서 많은 문제를 발생시키기 때문이다. 예를 들어, 웨이퍼 소잉 후 다이 본딩 시 반도체 칩의 이젝팅(ejecting)을 쉽게 하기 위하여 소잉 테이프에 자외선을 조사하여 접착력을 감소시키게 된다. 그런데, 이때 소잉이 이루어진 반도체 칩은 휨 발생으로 인하여 칩 가장자리 부분이 소잉 테이프에서 떨어지는 현상이 발생된다. 반도체 칩의 휨은 다이 본딩 불량을 발생시킨다.This is because the bending of the semiconductor chip due to the thinning of the semiconductor chip causes many problems in the package assembly process. For example, in order to facilitate ejecting of the semiconductor chip during die bonding after wafer sawing, ultraviolet rays are irradiated onto the sawing tape to reduce adhesion. However, in this case, the sawing occurs in the semiconductor chip due to the bending occurs the phenomenon that the chip edge portion falling off the sawing tape. Warpage of the semiconductor chip causes die bonding failure.

도 1은 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치의 부분적인 개략 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치에 의해 획득된 칩 영상을 보여주는 사진이다.1 is a partial schematic configuration diagram of a die bonding apparatus according to the prior art, Figure 2 is a photograph showing a chip image obtained by the die bonding apparatus according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래의 다이 본딩 장치(310)는 칩 영상을 획득하여 반도체 칩(101)의 좌표 설정을 하고 칩 위치 정렬 후에 반도체 칩(101)의 부착이 이루어지는 구조이다. 반도체 칩(101)을 비전 카메라(vision camera; 351)로 형상 인식하여 반도체 칩(101)의 X,Y 좌표가 설정된다. 그리고 반도체 칩(101)의 좌표값과 미리 인식된 칩 실장 프레임(도시안됨)의 실장 목표 좌표 X',Y'와 비교하여 반도체 칩(101)의 각도 보상과 위치 정렬이 이루어진다. 이러한 각도 보상 및 위치 정렬은 웨이퍼 홀더(wafer holder; 311)에 의해 이루어진다. 각도 보상 및 위치 정렬이 완료된 상태에서 콜레트(collet; 325)가 반도체 칩(101)을 진공 흡착하여 칩 실장 프레임(도시안됨)에 부착시킨다.Referring to FIG. 1, the conventional die bonding apparatus 310 obtains a chip image, sets coordinates of the semiconductor chip 101, and attaches the semiconductor chip 101 after chip position alignment. The shape of the semiconductor chip 101 is recognized by a vision camera 351 to set the X and Y coordinates of the semiconductor chip 101. The angle compensation and position alignment of the semiconductor chip 101 are performed by comparing the coordinate values of the semiconductor chip 101 with the mounting target coordinates X 'and Y' of the chip mounting frame (not shown) recognized in advance. This angular compensation and position alignment is made by a wafer holder 311. In the state where the angle compensation and the position alignment are completed, the collet 325 vacuum-adsorbs the semiconductor chip 101 and attaches it to the chip mounting frame (not shown).

이러한 종래의 다이 본딩 장치(310)는 비전 카메라(351)에 의한 칩 영상 획득 과정에서 휨이 발생된 반도체 칩(101)에 대한 정확한 형상을 획득하기 어렵다. 반도체 칩(101)의 가장자리에서 반사되는 광량이 감소되어 도 2의 사진에 나타난 바와 같이 정확한 형상이 획득되지 못한다. 또한 정확한 형상이 획득되지 못함으로 인해서 비전 카메라(351)가 인식하는 반도체 칩(101)의 X,Y 좌표값이 정확한 위치에서 벗어나는 문제가 발생한다. 이에 따라 다이 본딩 시 위치 정렬 불량이 발생된 다. 통상적으로 휨이 발생된 반도체 칩(101)은 가장자리 부분의 광량이 부족하여 영상의 인식률이 60%이하로 떨어지며 그에 따른 인식 오류가 발생된다.In the conventional die bonding apparatus 310, it is difficult to obtain an accurate shape of the semiconductor chip 101 in which warpage occurs in the chip image acquisition process by the vision camera 351. As the amount of light reflected from the edge of the semiconductor chip 101 is reduced, the exact shape may not be obtained as shown in the photograph of FIG. 2. In addition, since the correct shape is not obtained, a problem occurs that the X and Y coordinate values of the semiconductor chip 101 recognized by the vision camera 351 deviate from the correct position. As a result, misalignment occurs during die bonding. In general, the semiconductor chip 101 in which warpage is generated is insufficient in the amount of light at the edge portion, so that the recognition rate of the image falls below 60%, and a recognition error occurs accordingly.

칩 가장자리 부분의 광량을 늘리기 위하여 추가로 보조 조명(355)을 반도체 칩(101)의 측방에 설치할 수 있다. 그러나, 이 경우 일그러진 반도체 칩(101)의 형상으로 인하여 X,Y 좌표값이 정상적인 반도체 칩일 경우의 X',Y' 좌표값과 차이가 발생된다. 이에 따라 반도체 칩(101)의 본딩 정확도에는 오차가 발생된다.In order to increase the amount of light at the chip edge portion, the auxiliary light 355 may be further provided on the side of the semiconductor chip 101. However, in this case, the shape of the distorted semiconductor chip 101 causes a difference from the X 'and Y' coordinate values when the X and Y coordinate values are normal semiconductor chips. As a result, an error occurs in the bonding accuracy of the semiconductor chip 101.

비전 카메라(351)의 인식률을 낮추어 인식을 하더라도 정확한 사각형의 반도체 칩 형상이 아니다. 그러므로 반도체 칩(101)의 중심에 해당하는 X,Y 좌표가 정위치에서 벗어난다. 그리고 정위치에서 벗어난 좌표값만큼 반도체 칩(101)을 부착할 때 칩 위치가 칩 실장 프레임에서 벗어난다.Even if the recognition rate is lowered by the vision camera 351, the shape of the vision camera 351 is not an accurate rectangular semiconductor chip shape. Therefore, the X and Y coordinates corresponding to the center of the semiconductor chip 101 are out of position. When the semiconductor chip 101 is attached by the coordinate value out of the fixed position, the chip position deviates from the chip mounting frame.

또한 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치(310)는 X축으로만 움직이는 픽커(321), 고정된 비전 카메라(351), X축과 Y축으로 움직이는 웨이퍼 홀더(311)로 인하여 설비 크기가 커진다는 문제와, 웨이퍼 홀더(311)의 X축, Y축 이동으로 인하여 설비가 복잡해진다는 문제가 발생된다.In addition, the die bonding apparatus 310 according to the related art has a problem that the size of the installation increases due to the picker 321 moving only in the X axis, the fixed vision camera 351, and the wafer holder 311 moving in the X and Y axes. A problem arises in that the equipment becomes complicated due to the X-axis and the Y-axis movement of the wafer holder 311.

본 발명의 목적은 반도체 칩의 박형화에 따른 휨 발생 반도체 칩의 영상을 정확히 인식하여 반도체 칩을 부착 위치에 정확하게 부착시킬 수 있는 다이 본딩 장치를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a die bonding apparatus capable of accurately recognizing an image of a warpage-generating semiconductor chip due to a thinning of a semiconductor chip and accurately attaching the semiconductor chip to an attachment position.

본 발명의 다른 목적은, 설비의 크기가 증가 및 설비 복잡화를 방지할 수 있는 다이 본딩 장치를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a die bonding apparatus capable of preventing an increase in size of equipment and complexity of equipment.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 비전 카메라가 콜레트 상부에 위치하고, 콜레트가 반도체 칩과 접촉된 상태에서 콜레트를 투과하는 반도체 칩의 영상 정보를 획득하는 다이 본딩 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a die bonding apparatus for acquiring image information of a semiconductor chip passing through a collet in a state where a vision camera is positioned on the collet and the collet is in contact with the semiconductor chip.

본 발명에 따른 다이 본딩 장치는, 복수의 집적회로 칩이 형성된 웨이퍼에서 집적회로 칩을 픽업하여 칩 실장 프레임에 부착하는 다이 본딩 장치로서, 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 홀더; 광 투과성 재질로 이루어지고, 반도체 칩과 접촉되는 면이 반도체 칩의 면과 크기가 같거나 크게 형성되며, 반도체 칩과 접촉되어 진공압이 인가되는 콜레트를 포함하는 픽커; 그 픽커에 내장 설치되며, 콜레트를 투과하여 반도체 칩의 영상 정보를 획득하는 비전 카메라; 및 콜레트를 반도체 칩의 정상 상태에서의 실질적인 상면 위치까지 하강하고, 콜레트를 웨이퍼 홀더에서 칩 부착 위치까지 이송시키는 픽커 구동 수단;을 포함한다.A die bonding apparatus according to the present invention is a die bonding apparatus for picking up an integrated circuit chip from a wafer having a plurality of integrated circuit chips and attaching the integrated circuit chip to a chip mounting frame, comprising: a wafer holder on which a wafer is mounted; A picker made of a light-transmitting material, the surface of which is in contact with the semiconductor chip having the same or larger size as the surface of the semiconductor chip, and including a collet that is in contact with the semiconductor chip to apply vacuum pressure; A vision camera installed in the picker and transmitting the collet to obtain image information of the semiconductor chip; And picker driving means for lowering the collet to a substantially upper surface position in the steady state of the semiconductor chip and transferring the collet from the wafer holder to the chip attaching position.

본 발명에 따른 다이 본딩 장치에 있어서, 웨이퍼 홀더가 고정되고 이송 수단이 픽커를 수직과 수평 및 회전 운동시키는 것이 바람직하다.In the die bonding apparatus according to the invention, it is preferable that the wafer holder is fixed and the conveying means moves the picker vertically, horizontally and rotationally.

본 발명에 따른 다이 본딩 장치에 있어서, 이송 수단은 픽커 수직 구동 수단과, 픽커 수평 구동 수단 및 픽커 회전 운동 수단으로 이루어진 것이 바람직하다.In the die bonding apparatus according to the present invention, the conveying means is preferably composed of a picker vertical drive means, a picker horizontal drive means and a picker rotational motion means.

본 발명에 따른 다이 본딩 장치에 있어서, 픽커는 반도체 칩과 접촉되는 콜레트와 콜레트가 고정되는 픽커 몸체를 포함하며, 비전 카메라가 픽커 몸체에 내장 설치되고 픽커 몸체와 콜레트를 투과하는 반도체 칩의 영상 정보를 획득하는 것이 바람직하다.In the die bonding apparatus according to the present invention, the picker includes a collet in contact with the semiconductor chip and a picker body to which the collet is fixed, and a vision camera is embedded in the picker body and image information of the semiconductor chip passing through the picker body and the collet. It is desirable to obtain.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 실시예를 설명하고자 한다.Hereinafter, an embodiment of a die bonding apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 개략 구성도이다.3 is a schematic structural diagram of a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 다이 본딩 장치(10)는 비전 카메라(51)가 픽커(21) 내에 설치되어 콜레트(25)에 투과된 반도체 칩(101)의 영상 정보를 획득하며 웨이퍼 홀더(11)가 고정 설치되고 픽커(21)가 수직과 수평 및 회전 운동하는 구조이다.Referring to FIG. 3, in the die bonding apparatus 10 of the present exemplary embodiment, a vision camera 51 is installed in the picker 21 to acquire image information of the semiconductor chip 101 transmitted through the collet 25, and the wafer holder ( 11) is fixedly installed and the picker 21 is a structure that moves vertically, horizontally and rotationally.

웨이퍼 홀더(11)는 웨이퍼(100)가 탑재 및 고정되는 부분이다. 웨이퍼 홀더(11)는 고정 설치된다. 종래와 달리 수평 방향의 구동, 즉 X축과 Y축 구동 및 회전 구동이 이루어지지 않는다. 따라서, 웨이퍼 홀더(11)의 수평 구동을 위한 이동 공간의 확보될 필요는 없다. 이에 의해 종래에 비하여 설비 크기의 감소가 이루어질 수 있다. 여기서, 웨이퍼 홀더(11)는 회전 운동 가능하도록 구성될 수 있다.The wafer holder 11 is a portion on which the wafer 100 is mounted and fixed. The wafer holder 11 is fixedly installed. Unlike the conventional drive in the horizontal direction, that is, the X-axis and Y-axis drive and rotational drive is not made. Therefore, it is not necessary to secure a moving space for horizontal driving of the wafer holder 11. This can reduce the size of the installation compared to the prior art. Here, the wafer holder 11 may be configured to be rotatable.

픽커(21)는 반도체 칩(101)과 접촉되어 진공압에 의해 웨이퍼(100)를 흡착하는 부분이다. 픽커(21)는 콜레트(25)와 픽커 몸체(23)로 이루어진다. 콜레트(25)는 픽커 몸체(23)의 하부에 설치된다. 픽커(21)에는 하강 시 반도체 칩(101)에 가해지는 힘과 시간을 제어하는 로드 셀(road cell; 41)이 결합된다. 여기서, 콜레트(25)는 픽커(21)의 하강 시에 반도체 칩(101)의 가장자리를 누를 수 있도록 반도체 칩(101)과 접촉되는 면이 반도체 칩(101)의 면과 크기가 같거나 크게 형성된다. 콜레트(25)는 칩 영상 획득을 위한 광 투과가 가능하도록 투명한 재질로 이루어진다. 그리고 픽커 몸체(23)는 상부에서 반도체 칩(101)의 형상 확보가 가능하게 픽커 몸 체 바닥판(23a)이 투명한 재질로 이루어지거나 개방될 수 있다.The picker 21 is in contact with the semiconductor chip 101 to adsorb the wafer 100 by vacuum pressure. The picker 21 consists of a collet 25 and a picker body 23. The collet 25 is installed below the picker body 23. The picker 21 is coupled with a load cell 41 which controls the force and time applied to the semiconductor chip 101 when descending. Here, the collet 25 is formed to have the same size as or larger than the surface of the semiconductor chip 101 so that the contact surface of the semiconductor chip 101 can press the edge of the semiconductor chip 101 when the picker 21 is lowered. do. The collet 25 is made of a transparent material to enable light transmission for chip image acquisition. In addition, the picker body 23 may be made of a transparent material or the picker body bottom plate 23a so as to secure the shape of the semiconductor chip 101 at the top.

픽커 구동 수단(31)은 콜레트(25)를 칩 픽업 위치에서 칩 실장 위치로의 이송 및 위치 정렬 기능을 수행하는 부분이다. 수직 구동 수단(33)과 수평 구동 수단(35,37) 및 회전 구동 수단(39)을 포함한다. 수직 구동 수단은 픽커(21)를 수직 방향, 즉 Z축 방향으로 이동시키는 기능을 수행한다. 수평 구동 수단(35,37)은 X축 수평 구동 수단(35)과 Y축 수평 구동 수단(37)으로 이루어진다. 수평 구동 수단(35,37)은 픽커(21)를 수평 방향, 즉 X축과 Y축 방향으로 이동시키는 기능을 수행한다. 수평 구동 수단(35,37)에 의해 반도체 칩(101)이 웨이퍼 홀더(11)에서 칩 실장 프레임(105)이 놓여지는 공급 레일(61)까지 픽커(21)의 이동이 이루어진다. 회전 구동 수단(39)은 픽커(21)를 소정 각도로 회전시키는 기능을 수행한다. 회전 구동 수단(39)에 의해 반도체 칩(101)의 위치 정렬이나 각도 보상에 필요한 회전 운동이 확보된다.The picker drive means 31 is a part that performs the function of transferring and positioning the collet 25 from the chip pick-up position to the chip mounting position. Vertical drive means 33, horizontal drive means 35, 37 and rotation drive means 39; The vertical drive means performs the function of moving the picker 21 in the vertical direction, that is, in the Z-axis direction. The horizontal drive means 35 and 37 consist of the X-axis horizontal drive means 35 and the Y-axis horizontal drive means 37. The horizontal driving means 35 and 37 perform the function of moving the picker 21 in the horizontal direction, that is, in the X-axis and Y-axis directions. The horizontal drive means 35 and 37 cause the picker 21 to move from the wafer holder 11 to the supply rail 61 on which the chip mounting frame 105 is placed. The rotation drive means 39 performs a function of rotating the picker 21 at a predetermined angle. The rotational drive means 39 ensures the rotational motion necessary for position alignment and angle compensation of the semiconductor chip 101.

여기서, 수직 구동 수단(33)은 서버 모터(surbo motor), 공압 실린더 등 다양한 수단으로서 구현이 가능하다. 스크루 축(screw shaft)을 포함하여 수평 구동 및 수직 구동이 이루어지는 것도 가능하다. 수평 구동 수단(35,37)은 공지의 XY 로봇이 적용될 수 있다.Here, the vertical driving means 33 can be implemented as various means such as a server motor (surbo motor), a pneumatic cylinder. It is also possible for horizontal and vertical driving to take place, including a screw shaft. As the horizontal drive means 35 and 37, a known XY robot can be applied.

비전 카메라(51)는 반도체 칩(101)에 대한 영상 정보를 획득하는 부분이다. 비전 카메라(51)는 픽커(21)에 내장 설치된다. 단, 비전 카메라(51)는 콜레트(25)를 투과하여 반도체 칩(101)의 영상을 획득할 수 있는 위치와 크기를 갖는다. 획득된 영상 정보를 기초로 하여 반도체 칩(101)의 정확한 픽업 위치 정보가 결정된다. 또한 반도체 칩(101)의 실장을 위한 반도체 칩(101)의 위치 정렬 오차에 대한 보상 정보가 제공된다.The vision camera 51 is a part which acquires image information about the semiconductor chip 101. The vision camera 51 is built in the picker 21. However, the vision camera 51 has a position and a size at which the image of the semiconductor chip 101 can be obtained by passing through the collet 25. Accurate pick-up position information of the semiconductor chip 101 is determined based on the obtained image information. In addition, compensation information for the alignment error of the semiconductor chip 101 for mounting the semiconductor chip 101 is provided.

공급 레일(61)은 칩 실장 프레임(105), 예를 들어 리드프레임이나 서브스트레이트(substrate)가 공급되는 부분이다. 공급 레일(61) 상에서 칩 실장 프레임(105)의 이동이 이루어진다. 도시되지 않은 접착제 도포 유닛이나 접착 테이프 부착 유닛이 공급 레일 주변에 설치되어 반도체 칩(101)의 부착을 위한 접착제 또는 접착 테이프 부착 기능을 수행한다.The supply rail 61 is a portion to which the chip mounting frame 105, for example, a lead frame or a substrate, is supplied. The chip mounting frame 105 is moved on the supply rail 61. An adhesive applying unit or an adhesive tape attaching unit (not shown) is installed around the supply rail to perform an adhesive or adhesive tape attaching function for attaching the semiconductor chip 101.

도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 칩 영상 획득에 대한 동작 상태도이다.4A and 4B are operational state diagrams for chip image acquisition of the die bonding apparatus according to the embodiment of the present invention.

동작을 설명하면, 다이 본딩을 위하여 도 4a와 같이 먼저 픽커(21)가 X축과 Y축으로 움직여 반도체 칩(101) 상부로 이동된다. 수직 구동 수단(33)에 의해 픽커(21)가 하강되면서 콜레트(25)가 반도체 칩(101)에 밀착된다. 이때 휨 발생 반도체 칩(101)의 경우 칩 가장자리 부분이 눌려진다. 이에 따라 휨 발생된 반도체 칩(101)의 경우 평평하게 펴진 상태가 된다.Referring to the operation, as shown in FIG. 4A, the picker 21 is first moved in the X and Y axes to move the upper portion of the semiconductor chip 101 for die bonding. The collet 25 comes into close contact with the semiconductor chip 101 while the picker 21 is lowered by the vertical driving means 33. At this time, in the case of the warpage generating semiconductor chip 101, the chip edge portion is pressed. Accordingly, in the case of the semiconductor chip 101 which is warped, the flat state is flattened.

이 상태에서 도 4b와 같이 픽커(21)에 내장된 비전 카메라(51)에 의해 반도체 칩(101)의 영상이 획득된다. 비전 카메라(51)가 픽커 몸체(23a)와 콜레트(25)를 투과하여 칩 영상 정보를 획득한다. 휨 발생 반도체 칩(101)의 경우에도 콜레트(25)에 의해 눌려져 평평한 상태이기 때문에 완전한 사각형의 반도체 칩(101)으로 인식될 수 있다. 이에 따라, 반도체 칩(101)의 중심에 대응되는 X,Y 좌표가 얻어지고, 회전 보상 각도, 위치 보상값 등이 산출된다.In this state, an image of the semiconductor chip 101 is obtained by the vision camera 51 embedded in the picker 21 as shown in FIG. 4B. The vision camera 51 passes through the picker body 23a and the collet 25 to obtain chip image information. In the case of the warpage generating semiconductor chip 101, because it is pressed by the collet 25 and is in a flat state, the semiconductor chip 101 can be recognized as a perfect quadrangle. As a result, X and Y coordinates corresponding to the center of the semiconductor chip 101 are obtained, and the rotation compensation angle, the position compensation value, and the like are calculated.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치의 칩 이송 동작에 대한 동작 메커니즘을 보여주는 개략 구성도이다.5 is a schematic structural diagram showing an operation mechanism for a chip transfer operation of a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 이어서 콜레트(25)가 반도체 칩(101)을 흡착한 후에 공급 레일(61)로 이송되기 전에 픽커(21)가 수평 구동 수단(35,37) 및 회전 구동 수단(39)의 동작에 따른 X축과 Y축 및 회전에 의해 반도체 칩(101)의 정렬 위치 보상이 이루어진다. 그리고, 공급 레일(61)에서 대기 중인 칩 실장 프레임(105)의 접착제(105)가 도포된 칩 실장 위치에 반도체 칩(101)을 부착시킨다.Referring to FIG. 5, after the collet 25 sucks the semiconductor chip 101 and before the picker 21 is transported to the supply rail 61, the picker 21 is horizontal drive means 35, 37 and rotation drive means 39. The alignment position compensation of the semiconductor chip 101 is performed by the X-axis, the Y-axis, and the rotation according to the operation. Then, the semiconductor chip 101 is attached to the chip mounting position to which the adhesive 105 of the chip mounting frame 105 waiting on the supply rail 61 is applied.

전술한 실시예에서와 같이 본 발명에 따른 다이 본딩 장치는 픽커가 하강하면서 콜레트에 의해 휨 부분이 펴지고, 투명 콜레트를 통해 비전 카메라가 휨이 펴진 반도체 칩의 형상을 정확하게 인식한다. 그리고 비전 카메라가 내장된 픽커가 웨이퍼 홀더의 목표 반도체 칩으로 이동한다. 콜레트가 반도체 칩을 픽업하기 직전에 비전 카메라가 반도체 칩의 형상을 인식한다. 그리고 픽커가 X축과 Y축 및 회전에 의해 반도체 칩의 정렬 위치 보상이 이루어진다. 그리고 픽커가 반도체 칩을 칩 실장 프레임에 부착한다.As in the above-described embodiment, the die bonding apparatus according to the present invention accurately recognizes the shape of the semiconductor chip in which the bent portion is bent by the collet while the picker is lowered, and the vision camera is bent by the transparent collet. The picker with the vision camera moves to the target semiconductor chip in the wafer holder. Just before the collet picks up the semiconductor chip, the vision camera recognizes the shape of the semiconductor chip. In addition, the picker compensates for the alignment position of the semiconductor chip by the X axis, the Y axis, and the rotation. The picker attaches the semiconductor chip to the chip mounting frame.

한편 본 발명에 따른 다이 본딩 장치는 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.Meanwhile, the die bonding apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. It will be readily apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

이상과 같은 본 발명의 다이 본딩 장치에 따르면, 휨이 발생된 반도체 칩에 대한 정확한 영상 획득 및 그에 따른 위치 정렬에 의해 정확한 위치에 다이 본딩을 하는 것이 가능하다. 따라서 반도체 칩의 박형화에 대응할 수 있다. 또한, 웨이퍼 홀더를 고정 설치하고 픽커 구동 수단을 수평과 수직 및 회전 구동하도록 함으로써, 웨이퍼 홀더의 수평 및 회전 구동이 필요 없기 때문에 설비의 크기를 감소할 수 있고 설비 복잡화를 방지할 수 있다.According to the die bonding apparatus of the present invention as described above, it is possible to die-bond at the correct position by the accurate image acquisition and the position alignment according to the warpage occurs. Therefore, the semiconductor chip can be thinned. In addition, by fixing the wafer holder and driving the picker driving means horizontally, vertically and rotationally, the size of the equipment can be reduced and the equipment complexity can be prevented because the horizontal and rotational driving of the wafer holder is not necessary.

Claims (4)

복수의 집적회로 칩이 형성된 웨이퍼에서 집적회로 칩을 픽업하여 칩 실장 프레임에 부착하는 다이 본딩 장치로서, A die bonding apparatus for picking up an integrated circuit chip from a wafer having a plurality of integrated circuit chips and attaching the integrated circuit chip to a chip mounting frame. 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 홀더; A wafer holder on which the wafer is mounted; 투명 재질로 이루어지고, 상기 반도체 칩과 접촉되는 면이 상기 반도체 칩의 면과 크기가 같거나 크게 형성되며, 상기 반도체 칩과 접촉되어 진공압이 인가되는 콜레트를 포함하는 픽커; Pickers made of a transparent material, the surface in contact with the semiconductor chip is the same size or larger than the surface of the semiconductor chip, the picker comprising a collet in contact with the semiconductor chip is applied vacuum pressure; 상기 픽커에 내장 설치되며, 상기 콜레트를 투과하여 상기 반도체 칩의 영상 정보를 획득하는 비전 카메라; 및 A vision camera embedded in the picker and transmitting the collet to obtain image information of the semiconductor chip; And 상기 콜레트를 반도체 칩의 정상 상태에서의 실질적인 상면 위치까지 하강하고, 상기 콜레트를 상기 웨이퍼 홀더에서 칩 부착 위치까지 이송시키는 픽커 구동 수단;Picker driving means for lowering the collet to a substantially upper surface position in a steady state of the semiconductor chip and transferring the collet from the wafer holder to the chip attaching position; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.Die bonding apparatus comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 웨이퍼 홀더가 고정되고 상기 픽커 구동 수단이 상기 픽커를 수직과 수평 및 회전 운동시키는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.And the picker drive means moves the picker vertically, horizontally and rotationally. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 픽커 구동 수단은 수직 구동 수단과, 수평 구동 수단 및 회전 운동 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.And said picker drive means comprises a vertical drive means, a horizontal drive means and a rotary motion means. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 픽커는 상기 반도체 칩과 접촉되는 콜레트와 상기 콜레트가 고정되는 픽커 몸체를 포함하며, 상기 비전 카메라가 상기 픽커 몸체에 내장 설치된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.And the picker includes a collet in contact with the semiconductor chip and a picker body to which the collet is fixed, and the vision camera is embedded in the picker body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100967222B1 (en) * 2008-06-16 2010-07-05 정진황 Transfer chamber and transfer method using the same
KR20180021535A (en) * 2016-08-22 2018-03-05 세메스 주식회사 Apparatus for transferring semiconductor devices
KR20220150743A (en) * 2021-05-04 2022-11-11 정라파엘 Bonding apparatus

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