KR20080058147A - Bonding device and suction method for circuit substrate in bonding device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다이 본더, 와이어 본더에 사용되는 히트 블록의 구조 및 히트 블록에서의 회로 기판의 흡착 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD This invention relates to the structure of the heat block used for a die bonder, a wire bonder, and the adsorption method of the circuit board in a heat block.
전기 회로가 인쇄된 회로 기판에 반도체 다이를 장착하는 다이 본더나 회로 기판 상에 장착된 반도체 다이와 회로 기판 사이를 와이어로 접속하는 와이어 본더는 반송되어 오는 리드 프레임을 흡착 스테이지의 상면에 진공 흡착 고정한 상태에서 본딩 공정 또는 디스펜싱 공정을 행한다. 한편, 최근의 박형화의 요구, 고기능 요구 및 제조 효율화의 요구로부터, 회로 기판의 박판화, 대형화가 진행함과 함께, 다이의 다층 장착, 소위 스태킹이 많이 이용되게 되었다. 이와 같이 얇은 회로 기판의 경우에는 회로 기판에 만곡 또는 휨이 발생하게 되어 흡착 스테이지로 회로 기판을 흡착하여 진공 고정할 수가 없어 반도체 다이의 장착, 디스펜싱 또는 와이어 본딩을 할 수 없게 되는 경우가 있었다. A die bonder for mounting a semiconductor die on a printed circuit board or a wire bonder for connecting a circuit between a semiconductor die mounted on a circuit board and a circuit board with wires is vacuum suction fixed to the upper surface of the suction stage. A bonding process or a dispensing process is performed at. On the other hand, from the recent demands for thinning, high functional demands, and production efficiency demands, thinner and larger circuit boards have progressed, and multilayer die mounting and so-called stacking of dies have become widely used. In the case of such a thin circuit board, curvature or warpage may occur in the circuit board, so that the circuit board may not be sucked and fixed in a vacuum by the adsorption stage, and thus the semiconductor die may not be mounted, dispensed, or wire bonded.
반도체 다이가 장착되어 만곡된 회로 기판을 흡착 스테이지에 확실하게 흡착 고정하는 방법으로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 흡착 스테이지(100)의 관통공(64) 에 상하 방향 실린더(70)에 의해 상하하는 지지 부재(68)에 부착된 주름 상자(bellow)형의 진공 그리퍼(62)를 관통시켜 이 진공 그리퍼(62)를 상하시키는 장치가 있다. 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술과 마찬가지로 회로 기판(12)이 반송되어 올 때까지는 진공 그리퍼(62)를 흡착 스테이지(100)의 하부에 격납하고, 회로 기판(12)이 흡착 스테이지(100)로 반송되어 오면 진공 그리퍼(62)를 만곡된 회로 기판(12)에 닿을 때까지 상하 방향 실린더(70)로 상승시킨다. 밸브(66)를 열어 진공 그리퍼(62)의 내부를 진공으로 만들어 대기압과의 차이압에 의해 진공 그리퍼(62)의 주름 상자를 압축시켜 회로 기판(12)을 기판 흡착면(15)으로 끌어들임과 동시에, 밸브(78)를 열어 진공으로 되어 있는 기판 흡착면(15)에 뚫린 복수의 진공 흡인공(76)으로 회로 기판(12)을 진공 흡인 고정하는 방법이 있다(예컨대 특허 문헌 1 참조). As a method of reliably sucking and fixing a curved circuit board on which a semiconductor die is mounted to a suction stage, as illustrated in FIG. 6, the
또한 도 7에 도시한 바와 같이 회로 기판을 흡착하는 흡착 스테이지(140)와 흡착 스테이지(140)를 상하동시키는 상하동 수단(141)을 구비하고, 흡착 스테이지(140)에 형성된 개구부(143)에 탄성재로 이루어지는 흡착 패드(144)를 그 상면을 흡착 스테이지의 상면보다 상방으로 돌출시켜 배열 설치하고, 흡착 패드(144)를 진공 흡인하는 진공 흡인 수단(147)을 설치한 회로 기판(101)의 흡착 스테이지(140)가 제안된 바 있다(예컨대 특허 문헌 2 참조). 이러한 흡착 스테이지(140)에 있어서 반송되어 온 회로 기판(101)을 흡착하는 경우에는, 흡착 패드(144)의 상면을 회로 기판(101)의 하면에 맞닿게 할 때까지 실린더(141)의 로드(142)를 돌출시켜 흡착 스테이지(140)를 상승시킨다. 따라서 진공 흡인 수단(147)을 구동하여 회로 기 판(101)을 진공 흡착하면, 흡착 패드(144)는 자신의 탄성에 의해 편평하게 변형하면서 회로 기판(101)을 흡착 스테이지(140)의 상면에 맞닿게 하고, 회로 기판(101)의 휨을 교정하여 회로 기판(101)을 흡착한다. 그리고, 회로 기판(101)에 대한 본드 도포나 칩의 탑재가 이루어진다. In addition, as shown in FIG. 7, an elastic material is provided in the
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2001-203222호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-203222
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평 11-17397호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-17397
회로 기판에 다이 본더에 의해 반도체 다이를 장착하는 경우에는 접착제를 고착시키기 위하여 회로 기판을 가열할 필요가 있는데, 종래에는 이 가열 공정은 본딩 공정과 별도의 공정이 되어, 상기한 특허 문헌 1, 2에 기재된 종래 기술은 이와 같이 본딩 공정과 가열 공정을 별도의 공정으로 하는 반도체 제조 장치에 대응하는 것이다. 그러나, 최근의 반도체 장치의 제조 효율화의 요구로부터 본딩과 가열을 동시에 행할 것이 요구되게 되었다. 그런데, 특허 문헌 1, 2에 개시한 종래 기술의 회로 기판의 흡착 기구는 본딩과 가열을 동시에 행할 수 없어 반도체 장치의 제조를 효율적으로 행하는 것에 대응할 수 없다는 문제가 있었다. When the semiconductor die is mounted on the circuit board by a die bonder, it is necessary to heat the circuit board in order to fix the adhesive. In the related art, the heating step is a step separate from the bonding step. The prior art described in the above corresponds to a semiconductor manufacturing apparatus in which the bonding step and the heating step are separate steps. However, in recent years, it has become demanded to perform bonding and heating at the same time because of the demand for increasing the production efficiency of semiconductor devices. By the way, the adsorption mechanism of the circuit board of the prior art disclosed by
따라서 본 발명은, 만곡된 회로 기판의 흡착 고정과 가열을 동시에 행하는 것을 목적으로 하는 한다. Therefore, an object of this invention is to perform adsorption | suction fixing and heating of a curved circuit board simultaneously.
본 발명의 본딩 장치는, 반송된 회로 기판을 기판 흡착면 상에 진공 흡착하는 진공 흡착공과 진공 흡착한 상기 회로 기판을 가열하는 히트 블록을 구비하는 본딩 장치에 있어서, 상기 히트 블록의 기판 흡착면으로부터 신축부의 흡인구가 돌출하도록 상기 히트 블록에 부착되며, 상기 히트 블록 상으로 반송된 만곡된 상기 회로 기판의 중앙부 영역을 진공 흡착함과 함께 대기압과의 압력차에 의해 상기 신축부가 압축되어 상기 회로 기판을 상기 기판 흡착면 상에 진공 흡인하는 신축이 자유로운 진공 흡인 패드를 포함하는 흡인 기구와, 상기 히트 블록 상으로 반송된 만곡된 상기 회로 기판을 향해 상기 히트 블록을 진퇴시키는 히트 블록 구동 기구를 갖는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 본딩 장치에 있어서, 상기 진공 흡인 패드의 신축부는 내열성 고무 재료로 구성되어 있도록 하여도 바람직하고, 상기 내열성 고무 재료는 테프론 고무 또는 실리콘 고무 또는 불소 고무인 것으로 하여도 바람직하다.The bonding apparatus of this invention is a bonding apparatus provided with the vacuum adsorption hole which vacuum-adsorbs a conveyed circuit board on a board | substrate adsorption surface, and the heat block which heats the said circuit board which vacuum-adsorbed, From the board | substrate adsorption surface of the said heat block It is attached to the heat block so that the suction port of the expansion and contraction portion is protruded, the central portion of the curved circuit board conveyed onto the heat block is sucked in a vacuum, and the expansion and contraction portion is compressed by a pressure difference from atmospheric pressure to the circuit board. And a heat block drive mechanism for advancing and retreating the heat block toward the curved circuit board conveyed onto the heat block. It features. In the bonding apparatus of the present invention, the expansion and contraction portion of the vacuum suction pad may be made of a heat resistant rubber material, and the heat resistant rubber material may be Teflon rubber, silicone rubber or fluorine rubber.
본 발명의 만곡된 회로 기판을 진공 흡착 고정하는 방법은, 흡인구가 있는 신축부를 갖는 진공 흡인 패드와 진공 흡인공을 구비하는 본딩 장치의 히트 블록 상으로 반송된 만곡된 회로 기판을 진공 흡착 고정하는 방법으로서, 상기 히트 블록 상으로 반송된 만곡된 상기 회로 기판을 향해 상기 히트 블록을 진출시키는 히트 블록 진출 공정과, 상기 진공 흡인 패드의 신축부 내부 및 상기 진공 흡인공을 진공으로 만들어 상기 회로 기판의 중앙부 영역을 진공 흡인함과 함께 상기 진공 흡인 패드의 신축부를 대기압과의 압력차로 압축시켜 상기 회로 기판을 상기 히트 블록의 기판 흡착면 상에 진공 흡착하는 진공 흡착 공정과, 상기 진공 흡인 패드 및 상기 진공 흡인공에 의해 상기 회로 기판을 상기 히트 블록의 기판 흡착면 상에 진공 고정하는 진공 고정 공정과, 상기 히트 블록에 의해 상기 히트 블록의 기판 흡착면 상에 진공 고정된 상기 회로 기판을 가열하는 가열 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 만곡된 회로 기판을 진공 흡착 고정하는 방법에 있어서, 상기 진공 고정 공정은 상기 진공 흡인 패드 및 상기 진공 흡인공에 의해 상기 회로 기판을 상기 히트 블록의 기판 흡착면 상에 진공 고정한 후, 상기 진공 흡인 패드의 진공을 개방하고, 상기 진공 흡인공에 의해 상기 회로 기판을 상기 히 트 블록의 기판 흡착면 상에 진공 고정 유지하도록 하여도 바람직하다. The method for vacuum suction fixing the curved circuit board of the present invention comprises vacuum suction fixing and fixing a curved circuit board conveyed onto a heat block of a bonding apparatus including a vacuum suction pad having a stretchable and stretched portion having a suction port and a vacuum suction hole. The method includes a heat block advancing step of advancing the heat block toward the curved circuit board conveyed onto the heat block, and making the vacuum suction hole inside the expansion and contraction portion of the vacuum suction pad and vacuuming the circuit board. A vacuum suction step of vacuum sucking the central region and compressing the stretchable portion of the vacuum suction pad with a pressure difference from atmospheric pressure to vacuum suction the circuit board onto the substrate suction surface of the heat block, the vacuum suction pad and the vacuum Vacuum fixing for vacuum fixing the circuit board on the substrate adsorption surface of the heat block by a suction hole And a heating step of heating the circuit board vacuum-fixed on the substrate adsorption surface of the heat block by the heat block. In the method of vacuum suction fixing the curved circuit board of the present invention, the vacuum fixing step may include vacuum fixing the circuit board on the substrate adsorption surface of the heat block by the vacuum suction pad and the vacuum suction hole, The vacuum of the vacuum suction pad may be opened and the circuit board may be held in vacuum on the substrate adsorption surface of the heat block by the vacuum suction hole.
본 발명은 만곡된 회로 기판의 흡착 고정과 가열을 동시에 행할 수 있다는 효과를 가져온다. The present invention brings the effect that the adsorption fixation and heating of the curved circuit board can be performed simultaneously.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시 형태에 대하여 도 1∼5를 참조하면서 설명한다. 도 1은 다이 본더의 히트 블록의 단면도이고, 도 2는 다이 본더의 히트 블록을 보인 평면도이고, 도 3은 진공 흡인 패드의 단면도이고, 도 4는 도 1, 2에 도시한 다이 본더의 진공 계통도이고, 도 5는 만곡된 회로 기판의 흡착 공정을 보인 도면이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment for implementing this invention is described, referring FIGS. 1 is a cross-sectional view of a heat block of a die bonder, FIG. 2 is a plan view showing a heat block of a die bonder, FIG. 3 is a cross-sectional view of a vacuum suction pad, and FIG. 4 is a vacuum system diagram of the die bonder shown in FIGS. 1 and 2. 5 is a diagram illustrating an adsorption process of a curved circuit board.
도 1에 도시한 바와 같이, 다이 본더는 회로 기판(12)의 양측을 반송 방향으로 가이드하는 평행한 2개의 반송 가이드(13)를 구비하고 있다. 반송 가이드(13) 사이에는 만곡된 회로 기판(12)이 반송되어 온다. 회로 기판(12)은 이전 공정에 있어서 회로 기판(12)의 상면에 반도체 다이(14)가 장착되어 있기 때문에 상향으로 만곡되어 있다. 반송 가이드(13) 사이에는 반송된 회로 기판(12)을 상면의 기판 흡착면(15)에 흡착 유지하고, 흡착한 회로 기판(12)을 가열하는 히트 블록(10)이 설치되어 있다. 히트 블록(10) 속에는 가열 장치(42)가 설치되어 있으며, 이에 의해 히트 블록(10) 전체를 가열하여, 흡착한 회로 기판(12)을 가열한다. As shown in FIG. 1, the die bonder is provided with two
히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)에는 구멍(19)이 설치되어 있으며, 그 속에 진공 흡인 패드(16)의 신축부인 진공 흡인 벨로스(18)가 배열 설치되고, 진공 흡인 벨로스(18)의 하부의 고정부(17)는 히트 블록(10)에 고정되어 있다. 진공 흡인 패드(16)의 고정부(17)에는 진공 배관(20)이 접속되고, 진공 배관(20)은 히트 블록(10)에 고정된 헤더(21)에 접속되며, 헤더(21)에는 진공 배관(22)이 접속되어 있다. The
도 3에 도시한 바와 같이, 진공 흡인 벨로스(18)는 상단에 회로 기판(12)을 진공 흡인하기 위한 흡인구(18a)를 갖는 주름관 구조로서 하부의 고정부(17)에 접속되어 있다. 진공 흡인 벨로스(18)는 히트 블록(10)의 가열을 견디도록 테프론 고무, 실리콘 고무, 불소 고무, 아크릴 고무 등의 얇은 내열성 고무로 3∼5단의 벨로스가 형성되어 있는 것으로 되어 있으나, 진공과 대기압과의 차이압에 의해 압축할 수 있는 것이면 가요성의 금속 재료로 구성할 수도 있다. 또한 회로 기판(12)의 만곡의 크기에 따라 벨로스의 단수를 많게 하거나 적게 하는 것도 바람직하다. 또한 진공 흡착 벨로스(18)는 축 방향으로 압축 변형될 수 있는 형상이면 주름관이 아니라 예컨대 원추 형상과 같은 것일 수도 있다. 이 진공 흡인 패드(16)는 조정 나사 등에 의해 높이의 미조정을 가능하게 하여 회로 기판(12)의 만곡의 정도에 따라 진공 흡인 벨로스(18)의 기판 흡착면(15)으로부터의 돌출 높이를 조정할 수 있도록 하여도 바람직하다. 이와 같이 진공 흡인 패드(16)는 하부의 고정부(17)가 히트 블록(10)에 고정되고, 상부의 신축부의 진공 흡인 벨로스(18)가 신축이 자유롭게 되어 있다. As shown in Fig. 3, the
히트 블록(10)의 하측에는 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)을 회로 기판(12)을 향해 진퇴시키는 히트 블록 구동 기구(30)가 설치되어 있다. 히트 블록 구동 기구(30)는 서보 모터에 의해 상하 방향의 이동과 그 위치 제어를 행하도록 구성할 수도 있고, 통상의 모터와 위치 센서에 의해 상하 방향의 구동 및 위치 제어를 행하도록 할 수도 있으며, 캠 등에 의해 상하 방향으로 구동하도록 구성할 수도 있다. 히트 블록 구동 기구(30)는 샤프트(32)에 의해 히트 블록(10)에 접속되어 히트 블록(10)을 구동할 수 있도록 구성되어 있다. The heat
도 2는 히트 블록의 평면도이며, 만곡된 회로 기판(12), 반도체 다이(14)는 2점 쇄선으로 도시되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 히트 블록(10)은 회로 기판(12)을 그 선 상에 흡착 고정하여 반도체 다이(14)의 본딩 동작을 행하는 본딩 중심선(34) 상에 회로 기판(12)과의 사이에서 캐비티를 형성하는 X형의 홈(11a)을 구비하며, 이 홈(11a)의 중심에는 진공 흡인공(11)이 뚫려 있다. 진공 흡인공(11)에 의해 홈(11a)이 진공이 되면 홈(11a)과 회로 기판(12) 사이의 캐비티가 진공이 되어 회로 기판(12)이 기판 흡착면(15)에 진공 고정된다. 도 2에 있어서, 진공 흡인 패드(16)는 반송 중심선(36)의 양측으로서 본딩 중심선(34)으로부터 반송 방향으로 반도체 다이(14)의 장착 피치의 1/2만큼 상류측에 배열 설치되어 있다. 이 위치는 회로 기판(12)을 진공 흡착 고정, 유지하는 홈(11a), 진공 흡인공(11)과 가까우며 게다가 간섭하지 않는 위치에서 진공 흡인 패드(16)에 의해 흡인한 회로 기판(12)을 원활하게 홈(11a)과 진공 흡인공(11)에 의해 형성되는 진공 캐비티로 흡인할 수 있는 위치이다. 또한 이 위치는 회로 기판(12)에 배선용 관통공이 그다지 배열 설치되지 않은 위치로서, 진공 흡인 패드(16)에 의해 회로 기판(12)을 효과적으로 흡인할 수 있는 위치이다. 물론, 상기와 같이 진공 흡인 패드(16)에 의해 효 과적으로 흡인할 수 있는 위치이면, 진공 흡인 패드(16)의 위치는 상기에서 설명한 실시 형태의 위치에 한정되지 않는다. FIG. 2 is a plan view of the heat block, wherein the
도 4에 본 실시 형태의 진공 배관 계통을 도시하였다. 도 4에 도시한 바와 같이, 진공 흡인 패드(16)의 진공 흡인 벨로스(18), 고정부(17)는 진공 배관(20, 22)을 경유하여 전자 밸브(electromagnetic valve; 26)에 접속되어 있다. 전자 밸브(26)는 진공 배관(28)에 의해 진공 장치(29)에 접속되어 있다. 한편, 히트 블록(10)의 진공 흡인공(11)은 진공관로(23)를 통하여 진공 배관(25)에 접속되며, 다른 전자 밸브(27)에 접속되어 있다. 다른 전자 밸브(27)는 전자 밸브(26)와 마찬가지로 진공 배관(28)을 통하여 진공 장치(29)에 접속되어 있다. 진공 장치(29)는 진공 펌프에 직접 접속되어 있을 수도 있고, 진공 펌프에 접속된 진공 탱크와 같은 것일 수도 있다. 전자 밸브(26, 27)가 열리면 공기는 진공 흡인 벨로스(18), 진공 흡인공(11)으로부터 공기가 빨려들어가고, 이에 따라 회로 기판(12)을 흡착한다. 본 실시 형태에서는 진공 흡인 벨로스(18)와 진공 흡인공(11)으로부터의 흡인을 각각 별도의 전자 밸브(26, 27)에 의해 개폐하도록 하였으나, 동일한 전자 밸브에 의해 개폐하도록 하는 것도 바람직하다. The vacuum piping system of this embodiment was shown in FIG. As shown in FIG. 4, the vacuum suction bellows 18 and the fixing
도 5를 참조하여 본 실시 형태의 동작에 대하여 설명한다. 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 반송 가이드(13)에 의해 이전 공정에서 반도체 다이(14)가 장착되어 만곡된 회로 기판(12)이 히트 블록(10) 상으로 반송되어 반도체 다이(14)의 중심 위치가 본딩 중심선(34)의 위치에 와서 정지해 있다. 회로 기판의 폭은 W이고, 중앙 영역의 만곡 높이는 D로 되어 있다. 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 흡인구(18a) 는 기판 흡착면(15)보다 높이(H1)만큼 돌출된 상태에서 히트 블록(10)은 기판 흡착면(15) 상에 돌출된 진공 흡착 벨로스(18) 상단의 흡인구(18a)의 위치가 반송 가이드(13)의 가이드면의 높이보다 H2만큼 낮아지도록 되어 있다. 여기서, 기판 흡착면(15)과 반송 가이드(13)의 가이드면과의 거리(A)는 H1보다 크며, H2=A-H1으로 되어 있다. 이와 같이 흡인구(18a)의 위치를 반송 가이드(13)의 가이드면보다 아래에 위치시키도록 함으로써 반송 가이드(13)에 의해 반송되는 회로 기판(12)의 만곡 높이에 관계 없이 진공 흡착 벨로스(18)와 반송중인 회로 기판(12)이 간섭하는 것을 방지할 수 있다. The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 5. As shown in FIG. 5A, the
다음 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 전자 밸브(26, 27)를 열어 진공 흡인 벨로스(18)와 진공 흡인공(11)의 공기를 진공 장치(29)에 흡인하기 시작한다. 최초의 히트 블록(10)의 위치에서는 흡인구(18a)와 회로 기판(12) 사이의 거리(L)는 L=D+A-H1이며, 진공 흡착 벨로스(18)와 진공 흡인공(11)의 공기를 진공 장치(29)로 흡인하여도 흡인구(18a)와 회로 기판(12) 사이의 틈새에서 흡인구(18a)로 공기가 흡인되게 되어 진공 흡착 벨로스(18)는 회로 기판(12)을 흡착할 수 없는 거리로 되어 있다. 진공 흡착 벨로스(18) 및 진공 흡인공(11)으로부터 공기를 흡인하면서 히트 블록 구동 기구(30)를 동작시키면 히트 블록(10)을 회로 기판(12)의 하면을 향해 상승시켜 간다. 히트 블록(10)이 회로 기판(12)을 향해 상승해 감과 함께, 히트 블록(10)에 부착된 진공 흡착 벨로스(18)의 흡인구(18a)는 회로 기판(12)의 하면으로 접근해 온다. Next, as shown in FIG. 5B, the
흡인구(18a)와 회로 기판(12) 하면과의 틈새가 적어지고, 흡인구(18a)로 빨려들어가는 공기 유속이 빨라지게 되면, 흡인구(18a)와 회로 기판(12) 하면 사이의 공기 압력이 저하하게 된다. 그리고, 회로 기판(12)의 상면에 가해져 있는 대기 압력과 흡인구(18a)에 대향해 있는 회로 기판(12) 하면의 압력의 차가 커지면, 회로 기판(12)의 상면은 대기압에 의해 회로 기판(12)의 하면 측에 있는 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)을 향해 밀리기 시작한다. 이 압력차에 의해 내리누르는 힘이 만곡된 회로 기판(12)의 만곡의 탄성력보다 커지면, 회로 기판(12)은 흡인구(18a)를 향해 하방으로 이동하기 시작한다. 회로 기판(12)이 흡인구(18a)를 향해 이동하기 시작하면, 회로 기판(12)과 흡인구(18a) 사이의 거리는 히트 블록(10)의 상승 동작과 회로 기판(12)의 히트 블록(10)을 향하는 하강에 의한 각 이동 거리의 합계분만큼 짧아진다. 이에 따라, 흡인구(18a)와 회로 기판(12)의 하면은 급속하게 접근하기 시작한다. 그리고, 이 흡인구(18a)와 회로 기판(12)의 급속 접근에 의해 흡인구(18a)와 회로 기판(12) 하면 사이의 공기 유속이 급속하게 상승, 압력의 급저하가 발생한다. 이 압력의 급저하에 의해 회로 기판(12)을 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)을 향해 내리누르는 힘이 급상승하여 회로 기판(12)은 진공 흡착 벨로스(18)의 흡인구(18a)에 흡착된다. 회로 기판(12)이 진공 흡착 벨로스(18)에 흡착되면, 히트 블록(10)의 상승 동작은 정지된다. When the clearance between the
도 5(c)에 도시한 바와 같이, 히트 블록(10)의 상승과 진공 흡인 벨로스(18)의 공기의 흡입에 의해 회로 기판(12)의 하면이 진공 흡인 벨로스(18)의 흡인구(18a)에 흡착되면, 진공 흡인 벨로스(18) 내부의 압력은 더 저하하여 진공 장치 의 흡인 진공 압력이 된다. 진공 흡인 벨로스(18)는 진공의 내부 압력과 대기압과의 압력차에 의해 외부로부터 압축력을 받는다. 도 3에 도시한 바와 같이, 진공 흡착 벨로스(18)는 직경 방향의 형상을 유지한 채 축 방향으로 압축을 받기 쉬운 구조로 되어 있으므로, 이 외부의 압축력에 의해 진공 흡인 벨로스(18)는 축 방향으로 압축되도록 변형한다. 진공 흡인 벨로스(18)의 하부는 고정부(17)에 접속, 고정되어 있으므로, 회로 기판(12)을 흡착한 흡인구(18a)는 압축에 의해 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)을 향해 강하해 온다. 회로 기판(12)이 기판 흡착면(15)의 부근까지 강하하여 회로 기판(12) 하면과 기판 흡착면(18)에 설치된 진공 흡인공(11) 및 홈(11a) 사이의 거리가 작아지게 되면, 진공 흡인공(11) 및 홈(11a) 주변의 압력이 저하하기 시작한다. 그러면, 회로 기판(12)은 상면에 가해지는 대기압과 진공 흡인공(11) 및 홈(11a)의 주변의 압력차에 의해 기판 흡착면(15)에 밀어붙여져 진공 흡인 벨로스(18) 및 홈(11a)에 의해 기판 흡착면(15)에 흡착 고정된다. As shown in Fig. 5 (c), the lower surface of the
이와 같이 히트 블록(10)의 상승 동작과 진공 흡인 벨로스(18) 및 진공 흡인공(11)으로부터의 공기의 흡인에 의해 만곡된 회로 기판(12)이 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)에 흡착 고정된다. 회로 기판(12)의 만곡 높이(D)가 큰 경우에는 히트 블록(10)을 보다 상승시켜 흡인구(18a)를 회로 기판(12)의 하면에 근접시킬 필요가 있으므로, 회로 기판(12)이 흡착될 때의 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)의 높이는 반송 가이드(13)의 가이드면보다 상측으로 되어 있다. Thus, the
이 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)의 가이드면으로부터의 상승량은 흡착에 의해 진공 흡착 벨로스(18)의 내면이 진공이 된 상태를 검출하여 히트 블록(10)의 상승 동작을 정지시킴으로써 결정되는 양으로 할 수도 있고, 미리 히트 블록(10) 상으로 반송된 만곡된 회로 기판(12)의 만곡 높이(D)를 측정하고, 그 만곡 높이에 대응한 소정량만큼 상승시키도록 할 수도 있다. 예컨대 만곡 높이(D)의 1/2만큼 가이드면으로부터 기판 흡착면(15)이 상측이 되도록 히트 블록(10)을 상승시키도록 하여도 바람직하다. 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)을 가이드면으로부터 상측으로 상승시켜 회로 기판(12)을 흡착시킨 경우에는, 회로 기판(12)을 흡착 고정한 상태에서 회로 기판(12)은 양측면에 있는 반송 가이드(13)의 가이드면으로부터 상측으로 떠오른 상태로 되어 있다. The rising amount from the guide surface of the
또한 회로 기판(12)의 만곡 높이(D)가 흡인구(18a)의 기판 흡착면(15)으로부터의 돌출 길이(H1)보다 작은 경우에는, 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)이 반송 가이드(13)의 가이드면보다 낮은 위치에 있어서 흡인구(18a)가 회로 기판(12)을 흡착할 수 있으므로, 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)의 높이는 반송 가이드(13)의 가이드면보다 하측으로 되어 있다. In addition, when the bending height D of the
이와 같이 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)의 높이와 반송 가이드(13)의 가이드면의 높이 사이에 차이가 생겨도 본딩은 히트 블록(10) 상에서 행해지므로 특별히 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 히트 블록(10)의 상승에 의한 기판 흡착면(15)의 높이는 반송 가이드(13)의 가이드면으로부터 조금 위로 돌출된 위치일 수도 있고, 반송 가이드(13)의 가이드면과 대략 동일면으로 되어 있을 수도 있으며, 가이드면보다 내려간 위치로 되어 있을 수도 있다. Thus, even if there is a difference between the height of the
일단 기판 흡착면(15)에 회로 기판(12)이 흡착 고정되면, 진공 흡인 벨로스(18) 중의 압력을 대기압으로 개방하여도 회로 기판(12)은 진공 흡인공(11) 및 홈(11a)에 의해 히트 블록(10)에 흡착 고정되므로, 전자 밸브(26)를 닫아 진공 흡착 벨로스(18)의 진공을 개방하도록 할 수도 있다. Once the
회로 기판(12)이 히트 블록(10)에 흡착 고정되면 회로 기판(12)은 히트 블록(10)에 의해 가열된다. 히트 블록(10)은 본딩 장치의 동작의 개시와 함께 가열이 개시되어 있으므로, 기판 흡착면(15)에 회로 기판(12)이 흡착됨과 동시에 온도가 상승하고 있는 히트 블록(10)의 기판 흡착면(15)에 의해 회로 기판(12)의 가열이 개시된다. 회로 기판(12)은 통상 수십 마이크론으로 매우 얇으므로 히트 블록(10)의 열 용량에 의해 매우 단시간에 소정의 온도까지의 가열을 할 수 있어, 곧바로 본딩 공정이 개시된다. When the
본딩 중심선(34)에 있는 회로 기판(12)의 각 반도체 다이(14) 장착 위치에의 반도체 다이(14)의 장착이 종료되면, 진공 흡착 벨로스(18), 진공 흡인공(11), 홈(11a)의 압력을 대기압으로 개방하고, 히트 블록(10)을 최초의 위치까지 강하시킨다. 그러면, 회로 기판(12)은 도 5(a)에 도시한 만곡 상태로 복귀하고, 진공 흡인 벨로스(18)의 흡인구(18a)도 기판 흡착면(15)으로부터 위로 돌출된 상태가 된다. 회로 기판(12)은 진공 흡인 벨로스 상단의 흡인구(18a)와 클리어런스를 가지고 있으므로, 회로 기판(12)을 진공 흡인 벨로스(18)와 간섭시키지 않고 반송할 수 있다. 그리고, 다음 열의 반도체 다이(14)의 중심이 본딩 중심선(34)에 올 때까지 회로 기판(12)을 도시하지 않은 반송 기구에 의해 반송한다. 이로써 다이 본더에 의한 만곡된 회로 기판(12)에의 반도체 다이(14)의 장착의 한 사이클이 종료한다. When the mounting of the semiconductor die 14 to each semiconductor die 14 mounting position of the
이와 같이 본 실시 형태의 다이 본더에 있어서는 진공 흡인 벨로스(18)가 부착된 히트 블록(10)을 회로 기판(18)을 향해 상승시키므로, 다양한 만곡 높이를 갖는 회로 기판(12)을 흡인, 흡착 고정할 수 있다. 그리고, 회로 기판(12)을 히트 블록(10)에 흡착 고정하므로, 회로 기판(12)을 흡착 고정과 동시에 가열할 수 있고, 다이 본더의 본딩 공정과 가열 공정을 동시에 행할 수 있어, 반도체 장치의 효율화를 도모할 수 있다는 효과를 가져온다. Thus, in the die bonder of this embodiment, since the
이상 본 발명의 실시 형태는 반도체 다이(14)가 장착되어 만곡되어 있는 회로 기판(12)을 흡착 고정하는 경우에 대하여 설명하였으나, 얇고 대형이며 처음부터 만곡이 있는 회로 기판(12)을 흡착 고정하는 데에도 이용할 수 있다. 또한 상기한 실시 형태는 다이 본더의 반도체 다이(14)를 장착하는 본딩 공정에서의 회로 기판(12)의 진공 흡착에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 다이 본더의 디스펜서 공정에 있어서 회로 기판(12)을 흡착 고정하는 경우에도 적용할 수 있고, 와이어 본더의 와이어 본딩 공정에 있어서 회로 기판(12)을 진공 흡착하는 경우에도 이용할 수 있다. As mentioned above, although embodiment of this invention demonstrated the case where the
도 1은 본 발명의 실시 형태인 다이 본더의 히트 블록의 단면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing of the heat block of the die bonder which is embodiment of this invention.
도 2는 본 발명의 실시 형태인 다이 본더의 히트 블록을 보인 평면도이다. 2 is a plan view showing a heat block of the die bonder according to the embodiment of the present invention.
도 3은 진공 흡인 패드의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of the vacuum suction pad.
도 4는 본 발명의 실시 형태인 다이 본더의 진공 계통도이다. It is a vacuum system diagram of the die bonder which is embodiment of this invention.
도 5는 만곡된 회로 기판의 흡착 공정을 보인 설명도이다. 5 is an explanatory diagram showing an adsorption process of a curved circuit board.
도 6은 종래 기술에 따른 주름 상자형 진공 그리퍼를 상하시키는 흡착 고정 장치를 보인 단면도이다. 6 is a cross-sectional view showing an adsorption fixing device for vertically lifting a pleated box-type vacuum gripper according to the prior art.
도 7은 종래 기술에 따른 흡착 스테이지를 상하시키는 흡착 고정 장치를 보인 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing an adsorption fixing device that vertically moves up and down an adsorption stage.
<부호의 설명><Description of the code>
10 : 히트 블록, 11 : 진공 흡인공, 10: heat block, 11: vacuum suction hole,
11a : 홈, 12, 101 : 회로 기판, 11a: groove, 12, 101: circuit board,
13 : 반송 가이드, 14 : 반도체 다이, 13: conveyance guide, 14: semiconductor die,
15 : 기판 흡착면, 16 : 진공 흡인 패드, 15: substrate suction surface, 16: vacuum suction pad,
17 : 고정부, 18 : 진공 흡인 벨로스, 17: fixed portion, 18: vacuum suction bellows,
18a : 흡인구, 19 : 구멍, 18a: suction port, 19: hole,
20, 22, 24, 25, 28 : 진공 배관, 21 : 프레임, 20, 22, 24, 25, 28: vacuum piping, 21: frame,
23 : 진공관로, 26, 27 : 전자 밸브, 23: vacuum tube, 26, 27: solenoid valve,
29 : 진공 장치, 30 : 히트 블록 구동 기구, 29: vacuum apparatus, 30: heat block drive mechanism,
32 : 샤프트, 34 : 본딩 중심선, 32: shaft, 34: bonding centerline,
36 : 반송 중심선, 42 : 가열 장치, 36: conveying center line, 42: heating device,
50 : 흡착통, 52 : 진공 흡인공, 50: adsorption vessel, 52: vacuum suction hole,
62 : 진공 그리퍼, 64 : 관통공, 62: vacuum gripper, 64: through hole,
66 : 밸브, 68 : 지지 부재, 66: valve, 68: support member,
70 : 상하 방향 실린더, 76 : 진공 흡인공, 70: up and down cylinder, 76: vacuum suction hole,
78 : 밸브, 100, 140 : 흡착 스테이지, 78: valve, 100, 140: adsorption stage,
141 : 실린더, 141 : 상하 이동 수단, 141: cylinder, 141: vertical movement means,
142 : 로드, 143 : 개구부, 142: rod, 143: opening,
144 : 흡착 패드, 147 : 진공 흡인 수단. 144: adsorption pad, 147: vacuum suction means.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |