KR20080095163A - 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법 및 프로그램 - Google Patents

다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법 및 프로그램 Download PDF

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요시후미 가타야마
유타카 오다카
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법으로서, 간편한 방법에 의해 만곡된 회로 기판을 필름 붙임용 스테이지 및 본딩 스테이지에 효과적으로 고정한다.
회로 기판(35)을 흡착하는 본딩 스테이지(24)의 기판 흡착면(24a)에 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)를 설치한다. 진공 장치에 의해 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 공기를 흡인하면서, 본딩 암(15)의 선단에 부착된 다이 부착용 콜릿(16)으로 회로 기판(35)을 누른다. 회로 기판(35)에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 상면을 밀봉시킴으로써 다른 진공 흡착 캐비티의 상면을 연쇄적으로 밀봉시켜, 모든 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 상면을 회로 기판(35)으로 밀봉하여 회로 기판(35)을 본딩 스테이지(24)에 흡착시킨다.
Figure P1020070125047
회로 기판, 기판 흡착면, 진공 흡착 캐비티, 본딩 스테이지, 반도체 다이, 다이 부착용 콜릿, 만곡 회로 기판 고정 방법,

Description

다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법 및 프로그램{FLEXIBLE CIRCUIT BOARD FIXING METHOD OF DIE BONDER AND PROGRAM THEREOF}
본 발명은 다이 본더에 있어서 만곡된 회로 기판을 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 흡착, 고정하는 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
회로 기판에 반도체 다이를 접합하는 다이 본더는 반송되어 오는 회로 기판을 본딩 스테이지의 상면에 진공 흡착 고정한 상태에서 반도체 다이의 본딩을 행한다. 한편, 최근의 반도체 패키지의 박형화의 요구, 고기능 요구 및 제조 효율화의 요구에서 회로 기판의 박판화, 대형화가 진행됨과 아울러, 다이의 다층 장착, 소위 스태킹이 많이 이용되게 되었다(예컨대 특허 문헌 1 참조). 회로 기판이 얇아지면 회로 기판 자체에 만곡 또는 휨이 발생하게 되어 본딩 스테이지로 회로 기판을 흡착하여 진공 고정할 수가 없어 다이 본딩을 할 수 없게 되는 경우가 있었다. 또한 최근 많이 이용되고 있는 다단 장착의 경우에는 반도체 다이를 접합함으로써 회로 기판에 휨이 발생하므로, 장착 단수가 많아질수록 회로 기판의 휨이 커져 본딩 스테이지에 흡착하기가 어려워 다이 본딩을 할 수 없게 되는 경우가 있었다.
또한 최근 반도체 다이를 회로 기판에 접합할 때 열압착 필름을 회로 기판에 붙인 후, 그 열압착 필름 상으로부터 반도체 다이를 압착, 가열하여 반도체 다이를 회로 기판에 접합하는 방법이 이용되고 있다(예컨대 특허 문헌 1 참조). 이 방법에 의해 반도체 다이를 다단 적층할 때에는 반도체 다이 상에 열압착 필름을 붙이고, 그 위로부터 다시 반도체 다이를 압착, 가열하도록 하여 다단 적층해 간다. 회로 기판 또는 하단의 반도체 다이 상에 반도체 다이를 밀착하여 접합시키기 위해서는 회로 기판 상 또는 반도체 다이 상에 얇은 열압착 필름을 균일하게 붙일 필요가 있다. 따라서 열압착 필름은 다이 본딩을 행하는 본딩 스테이지와 마찬가지로 회로 기판을 필름 붙임용 스테이지에 진공 흡착 고정한 상태에서 붙여진다. 반도체 다이를 다단 적층하는 경우에는 장착 단수가 많아짐에 따라 회로 기판의 만곡이 커지게 되므로 필름 붙임용 스테이지로도 회로 기판을 흡착할 수 없어 다이 본딩을 할 수 없게 되는 경우가 있었다.
이와 같이 만곡된 회로 기판 또는 반도체 다이가 장착되어 만곡된 회로 기판을 본딩 스테이지 등에 확실하게 흡착 고정하는 방법으로서, 내부에 진공 흡인공을 구비한 흡착통을 본딩 스테이지에 관통시켜 상하로 이동시키는 흡착 고정 장치가 있다. 이것은 반도체 다이가 장착되어 만곡된 회로 기판이 본딩 스테이지로 반송되어 오면 흡착통을 회로 기판에 닿게 하여 상승시켜, 내부의 진공 흡인공에 의해 회로 기판을 흡착하고, 이 흡착통을 하강시켜 기판 흡착면의 진공 흡인공으로 회로 기판을 흡착 고정하는 것이다(예컨대 특허 문헌 2 참조). 또한 본딩 스테이지의 관통공에 벨로형의 진공 그리퍼를 상하로 움직일 수 있게 부착하여 회로 기판을 기판 흡착면에 인입시키는 방법이 있다(예컨대 특허 문헌 3 참조).
한편, 회로 기판에 반도체 다이를 접합하는 경우나 회로 기판 상에 접합한 반도체 다이 상에 반도체 다이를 적층 접합하는 경우에 회로 기판 또는 회로 기판 상의 반도체 다이를 가열하는 것이 필요한 경우가 있다. 그런데, 특허 문헌 2, 3에 개시한 종래 기술의 회로 기판의 흡착 기구는 본딩 스테이지 하부에 흡착통이나 진공 그리퍼를 상하시키는 상하동 기구를 구비하고 있기 때문에 본딩 스테이지 하부에 가열 기구를 부착할 수 없어 본딩과 가열을 동시에 행하는 본딩 장치에는 이용할 수 없다는 문제가 있었다.
따라서 회로 기판을 본딩 스테이지 아래에서 본딩 스테이지 위로 인입시키지 않고 회로 기판의 상면에서 본딩 스테이지로 회로 기판을 누르는 방법이 제안된 바 있다. 예컨대 도 20에 도시되어 있는 바와 같이, 프레임 피더(17)를 따라 본딩 스테이지(24) 상으로 반송된 만곡된 회로 기판(35)에 회로 기판(35)의 상면에 배열 설치된 에어 노즐(71)로부터 공기를 분사하여 회로 기판(35)을 본딩 스테이지(24)의 기판 흡착면(24a)에 누르고 진공 흡인공(27)에 의해 회로 기판(35)을 흡착 고정하는 방법이 있다(예컨대 특허 문헌 2 참조). 또한 도 21에 도시되어 있는 바와 같이, 반도체 다이(25)가 장착된 회로 기판(35)의 양측을 그리퍼 엘리먼트(73a, 73b)로 집고 양측으로 잡아당겨 평평하게 함과 아울러, 회로 기판(35)을 본딩 스테이지(24)에 눌러붙이도록 그리퍼(73)를 아래로 이동시킨다. 그리고, 회로 기판(35)을 본딩 스테이지(24)의 기판 흡착면(24a)에 눌러붙여 진공 흡인공(27)에 의해 흡착 고정하는 방법이 있다(예컨대 특허 문헌 4 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2004-6599호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2000-138253호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 2001-203222호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 2001-176915호 공보
그러나, 도 20에 도시한 종래 기술에서는 공기를 상면으로부터 분사하면 이미 반도체 다이(25)와 회로 기판(35) 사이에 접속되어 있는 와이어(34)가 풍압으로 구부러지게 되어 와이어(34)끼리가 접촉되게 된다는 문제가 있었다. 또한 도 21에 도시한 종래 기술에서는 본딩 스테이지(24)의 하부에 그리퍼의 구동 기구를 배열 설치할 필요는 없지만, 본딩 스테이지(24) 옆에 커다란 구동 기구를 부착할 필요가 있으므로 장치가 대형, 복잡해진다는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은, 다이 본더에 있어서 간편한 방법에 의해 만곡된 회로 기판을 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 효과적으로 고정하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법은, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 본딩 스테이지와 반도체 다이를 본딩 대상에 부착하는 다이 부착용 콜릿을 구비하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법으로서, 회로 기판이 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 밀봉하도록 다이 부착용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지를 향하여 누르는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법은, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 본딩 스테이지와, 반도체 다이를 본딩 대상에 부착하는 다이 부착용 콜릿과, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 필름 붙임용 스테이지와, 반도체 다이 접합용 필름을 본딩 대상에 붙이는 필름 붙임용 콜릿을 구비하며, 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 반도체 다이를 본딩 대상에 접합하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법으로서, 회로 기판이 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 밀봉하도록 필름 붙임용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판을 필름 붙임용 스테이지를 향하여 누르는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법에 있어서, 필름 붙임용 콜릿의 선단면의 크기는 반도체 다이의 가장자리에 배치된 전극 패드 영역의 내측에 있는 중앙 영역보다 작으며, 회로 기판에 반도체 다이를 다단 적층 접합할 때, 필름 붙임용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판 상에 1단 또는 다단으로 부착되어 있는 반도체 다이의 최상단에 있는 반도체 다이의 중앙 영역을 통하여 만곡 회로 기판을 필름 붙임용 스테이지를 향하여 누르도록 하여도 바람직하고, 회로 기판에 반도체 다이를 다단 적층 접합할 때, 다이 부착용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판 상에 1단 또는 다단으로 부착되어 있는 반도체 다이의 최상단에 있는 반도체 다이 상에 붙여져 있는 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지를 향하여 누르도록 하여도 바람직하고, 다이 부착용 콜릿의 선단면의 크기는 반도체 다이의 가장자리에 배치된 전극 패드 영역의 내측에 있는 중앙 영역보다 작으며, 반도체 다이의 중앙 영역에 붙여진 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지를 향하여 누르도록 하여도 바람직하고, 본딩 스테이지 또는 필 름 붙임용 스테이지를 향하여 만곡 회로 기판을 누른 후, 회로 기판이 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 진공 흡착되어 있는지 여부를 확인하는 진공 흡착 상태 확인 공정과, 진공 흡착 상태 확인 공정에서 진공 흡착 상태를 확인할 수 없는 경우에 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 변경하고, 변경 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시킨 후, 다시 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 만곡 회로 기판을 누르는 재누름 공정을 갖도록 하여도 바람직하다.
본 발명의 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법은, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 본딩 스테이지와, 반도체 다이를 본딩 대상에 부착하는 다이 부착용 콜릿과, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 필름 붙임용 스테이지와, 반도체 다이 접합용 필름을 회로 기판에 붙이는 필름 붙임용 콜릿을 구비하며, 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 반도체 다이를 본딩 대상에 접합하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법으로서, 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지 상으로 반송된 만곡 회로 기판의 위치를 확인한 후, 각 스테이지에 접속되어 있는 진공 장치를 기동하는 회로 기판 세팅 공정과, 회로 기판 세팅 공정 이후, 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 설정하는 회로 기판 누름 위치 설정 공정과, 회로 기판 누름 위치 설정 공정에 의해 설정한 XY 방향의 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시키는 콜릿 이동 공정과, 회로 기판이 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 밀봉하도록 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿에 의해 만곡 회 로 기판을 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 누르는 누름 공정과, 누름 공정 이후, 회로 기판이 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 진공 흡착되어 있는지 여부를 확인하는 진공 흡착 상태 확인 공정과, 진공 흡착 상태 확인 공정에서 진공 흡착 상태를 확인할 수 없는 경우에 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 변경하고, 변경 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시킨 후, 다시 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 만곡 회로 기판을 누르는 재누름 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 프로그램은, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 본딩 스테이지와, 반도체 다이를 본딩 대상에 부착하는 다이 부착용 콜릿과, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 필름 붙임용 스테이지와, 반도체 다이 접합용 필름을 본딩 대상에 붙이는 필름 붙임용 콜릿과, 제어부를 포함하는 컴퓨터를 구비하며, 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 반도체 다이를 본딩 대상에 접합하는 다이 본더의 제어부에 실행시키는 만곡 회로 기판 고정 프로그램으로서, 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지 상으로 반송된 만곡 회로 기판의 위치를 확인한 후, 각 스테이지에 접속되어 있는 진공 장치를 기동하는 회로 기판 세팅 처리 순서와, 회로 기판 세팅 처리 순서 이후, 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 설정하는 회로 기판 누름 위치 설정 처리 순서와, 회로 기판 누름 위치 설정 처리 순서에 의해 설정한 XY 방향의 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시키는 콜릿 이동 처리 순서와, 회로 기판이 적어도 하나의 진 공 흡착 캐비티를 밀봉하도록 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 누르는 누름 처리 순서와, 누름 처리 순서 이후, 회로 기판이 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 진공 흡착되어 있는지 여부를 확인하는 진공 흡착 상태 확인 처리 순서와, 진공 흡착 상태 확인 처리 순서에서 진공 흡착 상태를 확인할 수 없는 경우에 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 변경하고, 변경 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시킨 후, 다시 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 만곡 회로 기판을 누르는 재누름 처리 순서를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다이 본더에 있어서, 간편한 방법에 의해 만곡된 회로 기판을 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 효과적으로 고정할 수 있다는 효과를 가져온다.
이하, 본 발명의 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다. 만곡 회로 기판 고정 방법의 실시 형태에 대하여 설명하기 전에, 다이 본더의 구성에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 다이 본더(10)는, 반도체 다이 접합용 열압착 필름의 붙임을 위하여 회로 기판(35)을 흡착 고정하는 필름 붙임용 스테이지(22)와, 회로 기판(35) 또는 이미 본딩된 반도체 다이(25) 상에 반도체 다이 접 합용 열압착 필름(23)을 붙이는 필름 붙임 헤드(11)와, 필름 붙임 헤드(11)를 XY 방향으로 구동하는 XY 테이블(41)과, 반도체 다이(25)의 부착을 위하여 회로 기판(35)을 흡착 고정하는 본딩 스테이지(24)와, 열압착 필름(23) 상으로부터 반도체 다이(25)를 열압착하는 본딩 헤드(14)와, 본딩 헤드(14)를 XY 방향으로 구동하는 XY 테이블(42)과, 회로 기판(35)을 필름 붙임용 스테이지(22)와 본딩 스테이지(24)로 공급하는 프레임 피더(17)와, 열압착 필름 테이프(59)를 절단하여 열압착 필름(23)으로 만드는 커터(60)와, 커터(60)로 열압착 필름 테이프(59)를 반송하는 열압착 필름 반송 장치(51)와, 다이싱한 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 홀더(18)를 구비하고 있다. 이하, 회로 기판(35)의 이송 방향을 X방향, 수평면 내에 있는 X방향과 직각 방향을 Y방향, 상하 방향을 Z방향으로 하여 설명한다.
필름 붙임 헤드(11)는 XY 평면 내에서 자유로이 이동할 수 있으며, 선단에 필름 붙임용 콜릿(13)이 부착된 필름 붙임 암(12)을 구비하고 있다. 또한 필름 붙임 헤드(11)의 내부에는 필름 붙임 암(12)의 선단을 Z방향으로 이동시키는 Z방향 모터를 구비하고 있다. 필름 붙임 암(12)의 선단의 필름 붙임용 콜릿(13)은 필름 붙임 헤드(11)의 XY 방향의 이동과 Z방향 모터에 의해 XYZ 방향으로 자유로이 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
본딩 헤드(14)도 필름 붙임 헤드(11)와 마찬가지로 XY 평면 내에서 자유로이 이동할 수 있으며, 선단에 다이 부착용 콜릿(16)이 부착된 본딩 암(15)을 구비하고 있다. 본딩 헤드(14)의 내부에는 본딩 암(15)의 선단을 Z방향으로 이동시키는 Z방향 모터를 구비하고 있다. 본딩 암(15)의 선단의 다이 부착용 콜릿(16)은 본딩 헤 드(14)의 XY 방향의 이동과 Z방향 모터에 의해 XYZ 방향으로 자유로이 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
프레임 피더(17)는 다이 본더(10)의 X방향으로 연장되어 대향하여 배치된 2개의 홈형의 가이드 레일과 도시하지 않은 리드 프레임 반송 장치를 구비하고 있다. 그리고 프레임 피더(17)의 일단에는 회로 기판(35)을 프레임 피더(17)로 공급하는 프레임 피더(20)를 구비하며, 다른 일단에는 다이 본딩이 종료한 회로 기판(35)을 프레임 피더(17)에서 꺼내는 프레임 언로더(21)를 구비하고 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 필름 붙임 헤드(11)의 Y방향 위치에는 프레임 피더(17)를 사이에 두고 열압착 필름 반송 장치(51)와 커터(60)가 구비되어 있다. 열압착 필름 반송 장치(51)는 열압착 필름 테이프(59)를 안내하는 가이드(53)와, 열압착 필름 테이프(59)를 흡착하여 인출하는 인출 암(56)과, 인출한 열압착 필름 테이프(59)를 흡착하여 지지하는 유지 기판(55)을 구비하고 있다. 또한 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 커터(60)는 가이드(53)와 유지 기판(55)의 필름 붙임 헤드(11)의 반대측에 설치되며, 가이드(53)와 유지 기판(55) 사이에서 열압착 필름 테이프(59)를 절단하여 열압착 필름(23)으로 만들도록 구성되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본딩 헤드(14)의 Y방향 위치에는 프레임 피더(17)를 사이에 두고 웨이퍼 홀더(18)가 설치되어 있다. 웨이퍼 홀더(18)에는 다이 밀어올림 유닛(19)이 구비되어 있다. 다이 밀어올림 유닛(19)은 웨이퍼 홀더(18)에 유지된 웨이퍼 중 하나의 반도체 다이(25)를 밀어올려 다른 반도체 다이(25)와의 사이에 높이차를 주어, 다이 부착용 콜릿(16)이 그 하나의 반도체 다 이(25)를 흡착할 수 있도록 하는 장치이다.
이와 같이 구성된 다이 본더(10)의 본딩 동작에 대하여 간단하게 설명한다. 열압착 필름 반송 장치(51)에 의해 가이드(53)에서 유지 기판(55) 상으로 인출된 열압착 필름 테이프(59)는 커터(60)에 의해 절단되어 유지 기판(55) 상에 열압착 필름(23)이 형성된다. 한편, 프레임 로더(20)로부터 공급된 회로 기판(35)은 프레임 피더(17)에 의해 필름 붙임용 스테이지(22)의 위치까지 X방향으로 이송되어 온다. 이송되어 온 회로 기판(35)은 필름 붙임용 스테이지(22)에 흡착 고정된다. 회로 기판(35)이 흡착 고정되면, 필름 붙임 헤드(11)는 필름 붙임 콜릿(13)을 XYZ 방향으로 동작시켜 열압착 필름(23)을 유지 기판(55) 상으로부터 픽업하여 회로 기판(35)의 소정 위치에 붙인다. 모든 위치에의 열압착 필름(23)의 붙임이 종료하면, 회로 기판(35)은 필름 붙임용 스테이지로부터 해방되고, 프레임 피더(17)에 의해 본딩 스테이지(24)의 위치까지 X방향으로 이송된다. 이송되어 온 회로 기판(35)은 본딩 스테이지(24)에 흡착 고정된다. 회로 기판(35)이 흡착 고정되면, 본딩 헤드(14)는 다이 부착용 콜릿(16)을 XYZ 방향으로 동작시켜 다이 밀어올림 유닛(19)에 의해 밀려올라간 반도체 다이(25)를 웨이퍼 홀더(18) 상의 웨이퍼로부터 픽업하여 회로 기판(35)의 열압착 필름(23) 상에 압착한다. 이 때, 회로 기판(35)은 가열되어 있으며 열압착 필름(23)의 접합용 수지가 녹아 반도체 다이(25)는 회로 기판(35) 상에 고정된다. 전술한 동작을 반복하여 회로 기판(35)에 탑재할 반도체 다이(25)를 모두 탑재한 후, 반도체 다이(25)가 고정된 회로 기판(35)은 프레임 피더(17)에 의해 프레임 언로더(21)로 반송되고 꺼내져서 다음 반도체 제조 공 정으로 이송된다.
이상 설명한 다이 본더(10)의 만곡 회로 기판 고정 방법에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는 각 도면에서의 XYZ 방향은 도 1, 도 2에서 설명한 XYZ의 방향과 동일한 방향이다. 또한 도 1, 도 2에서 설명한 것과 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 다이 본더(10)는 XY 테이블(41, 42) 상에 설치된 필름 붙임 헤드(11)와 본딩 헤드(14)를 구비하며, 필름 붙임 헤드(11)와 본딩 헤드(14)는 각각 필름 붙임 암(12), 본딩 암(15)을 구비하고 있다. 필름 붙임 암(12)의 선단에는 반도체 다이 접합용 열압착 필름(23)을 본딩 대상인 회로 기판(35) 또는 회로 기판(35) 상에 접합된 반도체 다이(25)에 붙이는 필름 붙임용 콜릿(13)이 부착되며, 본딩 암(15)의 선단에는 반도체 다이(25)를 본딩 대상인 회로 기판(35) 또는 회로 기판(35) 상에 접합된 반도체 다이(25)에 부착하는 다이 부착용 콜릿(16)이 부착되어 있다. 각 XY 테이블(41, 42)과 각 헤드(11, 14)는 각 이동 기구(43, 44)를 구성하며, 각 이동 기구(43, 44)는 각 XY 테이블(41, 42)에 의해 각 헤드(11, 14)를 수평면 내(XY면 내)에서 자유로운 위치로 이동할 수 있고, 여기에 부착된 필름 붙임 암(12), 본딩 암(15)을 Z방향으로 구동시킴으로써 필름 붙임 암(12), 본딩 암(15)의 선단에 부착된 각 콜릿(13, 16)을 XYZ의 방향으로 자유로이 이동시킬 수 있다. 각 XY 테이블(41, 42)에는 각 콜릿(13, 16)의 선단의 XY 방향의 위치를 검출하는 XY 위치 검출 수단(36)이 구비되어 있다. 이 XY 위치 검출 수단(36)은 필름 붙임 헤드(11), 본딩 헤드(14)의 소정 부위의 XY 좌표 위치 를 검출하고, 이 소정 부위와 각 콜릿(13, 16)의 선단과의 XY 방향의 거리를 보정 함으로써 각 콜릿(13, 16)의 선단의 XY 위치를 검출하는 것이다. XY 위치 검출 수단(36)은 전기식, 광학식 등의 비접촉식의 것일 수도 있고, 기계식의 접촉식일 수도 있다. 또한 XY 위치 검출 수단(36)은 각 콜릿(13, 16)의 선단의 XY 위치를 측정할 수 있으면, 필름 붙임 헤드(11), 본딩 헤드(14)의 소정 부위의 XY 위치의 측정값을 보정하지 않고 직접 각 콜릿(13, 16)의 선단 위치를 측정하는 XY 위치 센서일 수도 있다. 또한 XY 위치 검출 수단(36)은 리니어 스케일일 수도 있다. 필름 붙임 헤드(11), 본딩 헤드(14)에는 각 콜릿(13, 16)의 선단에 걸리는 하중을 검출하는 하중 센서(32)가 구비되어 있다. 또한 필름 붙임 헤드(11), 본딩 헤드(14)에는 각 콜릿(13, 16)과 반도체 다이(25)와 반도체 다이 접합용 열압착 필름(23)과 회로 기판(35)의 화상의 촬상을 행하는 촬상 수단(40)이 부착되어 있다.
회로 기판(35)을 흡착 고정하는 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)는 도시하지 않은 다이 본더 프레임에 부착되어 있다. 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)의 양측에는 회로 기판(35)을 가이드, 반송하는 프레임 피더(17)가 고정되어 있으며, 프레임 피더(17)의 근방에는 회로 기판(35)을 집어 소정의 위치로 이동시키는 회로 기판 위치 결정 클램프 기구(30)가 부착되어 있다. 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)에는 각각 회로 기판(35)에 의해 상면이 밀봉됨으로써 진공 상태가 되는 복수 개의 진공 흡착 캐비티(28)가 형성되며, 진공 흡착 캐비티(28)의 하부에는 진공 흡인공(27)이 뚫려 있다. 진공 흡인공(27)은 진공 배관(33)에 의해 진공 장치(26)에 접속되어 있다. 그리고, 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)의 근방에는 각각 진공 흡착 캐비티(28)의 압력을 검출하는 압력 센서(29)가 부착되어 있다. 압력 센서(29)는 연속적으로 측정 압력 신호를 출력하는 것일 수도 있고, 소정의 압력에 도달하였을 때 신호를 출력하는 압력 스위치일 수도 있다. 압력 센서(29)는 각 진공 흡착 캐비티(28)의 압력을 검출하도록 복수 개 부착할 수도 있고, 진공 흡착 캐비티(28) 아래의 진공 흡인공(27)에 부착할 수도 있으며, 진공 장치(26)와 진공 흡인공(27)을 접속하고 있는 진공 배관(33)의 한 곳 또는 여러 곳에 부착할 수도 있다. 또한 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)의 하부에는 진공 흡착한 반도체 다이(25)가 장착된 회로 기판(35)을 가열하는 히팅 블록(31)이 부착되어 있다.
각 이동 기구(43, 44)는 이동 기구 인터페이스(90)에 접속되고, 각 헤드(11, 14)에 설치된 각 XY 위치 검출 수단(36)은 XY 위치 검출 수단 인터페이스(91)에 접속되고, 각 헤드(11, 14)에 설치된 각 하중 센서(32)는 하중 센서 인터페이스(89)에 접속되고, 각 헤드(11, 14)에는 디지털 이미지 센서를 구비하는 각 촬상 수단(40)이 설치되고, 각 촬상 수단(40)은 촬상 수단 인터페이스(88)에 접속되고, 회로 기판 위치 결정 클램프 기구(30)는 회로 기판 위치 결정 클램프 기구 인터페이스(87)에 접속되고, 각 스테이지(22, 24)의 각 압력 센서(29)는 압력 센서 인터페이스(86)에 접속되고, 진공 장치(26)는 진공 장치 인터페이스(84)에 접속되고, 각 스테이지(22, 24)에 설치된 각 히팅 블록(31)은 히팅 블록 인터페이스(85)에 접속되어 있다. 그리고, 각 인터페이스는 데이터 버스(82)를 통하여 다이 본더(10)의 제어를 행하는 제어부(81)에 접속되어 있다. 제어부(81)는 내부에 제어용 CPU를 포함하며, 데이터 버스(82)에는 제어용 데이터를 기억하고 있는 기억부(83)가 접속되어 있다. 제어부(81)와, 각 인터페이스(84∼91)와, 기억부(83)와 데이터 버스(82)는 컴퓨터(80)를 구성한다. 상기한 각 인터페이스(84∼91)는 각 헤드(11, 14)에 하나씩 설치되어 있을 수도 있고, 각 헤드(11, 14)에 각각 공통의 인터페이스로 할 수도 있다. 또한 제어부(81)도 각 헤드(11, 14)에 공통으로 하나 설치되도록 구성할 수도 있으며, 각 헤드(11, 14)에 각각 설치되도록 구성할 수도 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면서 상기한 다이 본더(10)의 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24) 근처에 대하여 상세하게 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)는 프레임 피더(17) 사이에 배열 설치된 네모진 평판 블록이다. 그리고, 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)의 기판 흡착면(22a, 24a) 중앙의 Y방향 중심선(38) 상에 나란한 복수 개의 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)가 형성되어 있다. 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)는 Y방향 중심선(38)과 X방향 중심선(39)의 쌍방에 대하여 대략 45도의 경사를 가지고 교차한 X형의 사각 단면홈이며, 그 각 중심점에 진공 흡인공(27a∼27e)이 뚫려 있다. 상기한 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 X형의 홈의 길이는 회로 기판(35)에 장착되는 반도체 다이(25)의 대각선 길이보다 조금 짧은 길이로 되어 있다. 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 홈의 단면 형상은 사각에 한정되지 않으며, 반원형 등 다른 형상일 수도 있다. 또한 평면 형상은 회로 기판(35)을 효율적으로 흡착할 수 있도록 진공 흡인공(27a∼27e)의 중심으로부터 방사상으로 형성된 홈이면 X형에 한정되지 않으며 십자 형상이나 별모양 등일 수도 있다. 반도체 다이 접 합용 열압착 필름(23)의 붙임에 있어서는, 회로 기판(35)의 반도체 다이(25)의 부착 중심 위치가 필름 붙임용 스테이지(22)의 Y방향 중심선(38) 상에 오도록 회로 기판(35)의 위치가 세팅된다. 회로 기판(35)의 이 위치를 필름 붙임 위치라고 한다. 또한 반도체 다이(25)의 본딩에 있어서는 회로 기판(35)의 반도체 다이(25)의 부착 위치의 중심이 본딩 스테이지(24)의 Y방향 중심선(38) 상에 오도록 회로 기판(35)의 위치가 세팅된다. 회로 기판(35)의 이 위치를 본딩 위치라고 한다.
도 5는 도 4에 도시한 Y방향 중심선(38)을 따른 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)의 단면도로서, 진공 흡착 캐비티(28)는 홈의 길이 방향의 단면을 나타내고 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)는 베이스(37) 상에 고정된 히팅 블록(31) 상에 포개어 고정되어 있다. 각 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 중심의 각 진공 흡인공(27a∼27e)은 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)의 내부에서 집합관에 접속되어 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)에서 베이스(37)의 하부로 유도되어 있다. 그리고 베이스(37)의 하부에서 진공 배관(33)이 접속되어 있다. 각 진공 흡인공(27a∼27e)은 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)의 내부에서 집합관을 구성하지 않고 각각 필름 붙임용 스테이지(22) 또는 본딩 스테이지(24)의 하측에 관통하고, 각 관통부에 진공 배관(33)이 접속되고, 진공 배관(33)의 도중에 하나의 집합관으로 합쳐져서 진공 장치(26)에 접속되도록 구성되어 있을 수도 있다. 진공 장치(26)는 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)에서 공통으로 할 수도 있고, 각 스테이지(22, 24)에 대하여 하나씩 설치되어 있을 수도 있다.
도 6은 다이 부착용 콜릿(16)을 상세하게 도시한 도면으로서, 도 6(a)는 다이 부착용 콜릿(16)의 단면을 보인 평면도이고, 도 6(b)는 측단면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 다이 부착용 콜릿(16)은 선단에 반도체 다이(25)를 흡착 유지하기 위한 진공 흡인공(16a)과 진공 흡착 캐비티(16b)를 구비하고 있다. 진공 흡인공(16a)은 도시하지 않은 진공 장치에 접속되어 있다. 진공 흡착 캐비티(16b)는 대략 45도의 경사를 가지고 교차한 X형의 사각 단면홈이며, 그 각 중심점에 진공 흡인공(16a)이 뚫려 있다. 진공 흡착 캐비티(16b)의 홈의 단면 형상은 사각에 한정되지 않으며, 반원형 등 다른 형상일 수도 있다. 또한 평면 형상은 반도체 다이(25)를 효율적으로 흡착할 수 있도록 진공 흡인공(16a)의 중심으로부터 방사상으로 형성된 홈이면 X형에 한정되지 않으며 십자 형상이나 별모양 등일 수도 있다. 다이 부착용 콜릿(16)의 선단면의 크기는 반도체 다이(25)의 가장자리에 설치된 전극 패드(25a)가 있는 가장자리 영역(25b)의 내측에 있는 중앙 영역(25c)보다 작게 되어 있으며, 반도체 다이(25)를 회로 기판(35)에 다단 적층하는 경우에도 다이 부착용 콜릿(16)에 의해 먼저 회로 기판(35)에 접합한 반도체 다이(25)와 회로 기판(35) 사이를 접속하는 와이어를 손상하지 않도록 구성되어 있다. 또한 다이 부착용 콜릿(16)의 선단은 금속제로 할 수도 있고, 본딩 시에 탄성 변형하여 반도체 다이(25)를 회로 기판(35)에 눌러붙이도록 니트릴부틸 러버 등의 경질 러버에 의해 구성하도록 할 수도 있다.
도 7(a)는 필름 붙임용 콜릿(13)의 단면을 보인 평면도이고, 도 7(b)는 측단면도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 필름 붙임용 콜릿(13)도 다이 부착용 콜 릿(16)과 마찬가지로 선단에 진공 흡인공(13a)과 진공 흡착 캐비티(13b)를 구비하며, 그 선단면의 크기는 반도체 다이(25)의 중앙 영역(25c)보다 작게 되어 있다.
이하, 도 8∼도 18을 참조하면서 만곡 회로 기판 고정 방법, 프로그램의 동작에 대하여 설명한다. 도 8, 도 9는 본 실시 형태의 동작을 보인 흐름도이고, 도 8∼18은 동작 상태를 보인 설명도이다.
다이 본더(10)가 기동되면, 도 1에서 도시한 프레임 로더(20)로부터 공급된 회로 기판(35)은 프레임 피더(17)에 의해 필름 붙임용 스테이지(22)의 위치까지 X방향으로 반송되어 온다. 도 10에 도시한 바와 같이, 회로 기판(35)에는 첫 번째 단의 반도체 다이(25)가 열압착 필름(23)을 통하여 부착되어 있으며, 반도체 다이(25)와 회로 기판(35)는 와이어(34)에 의해 접속되어 있다. 회로 기판(35)은 얇은 기판인 것과, 이미 첫 번째 단의 반도체 다이(25)가 접합되어 있는 것에 의해 발생하는 휨 때문에 크게 만곡되며, 필름 붙임용 스테이지(22)의 기판 흡착면(22a)으로부터 크게 부상된 상태로 되어 있다. 선단에 필름 붙임용 콜릿(13)이 부착된 필름 붙임 암(12)은 회로 기판(35)의 프레임 피더(17)에 의해 구성되어 있는 반송 로에서 벗어난 대기 위치에 있으며, 선단의 필름 붙임 콜릿(13)을 상승 위치로 하여 대기하고 있다. 본 실시 형태에서는 필름 붙임 암(12)의 대기 위치는 선단의 필름 붙임 콜릿(13)이 프레임 피더(17)의 외측에 오는 위치로서 설명하는데, 이 대기 위치는 필름 붙임 콜릿(13)의 선단이 반송되어 오는 만곡된 회로 기판(35)과 간섭하지 않으면, 양측의 프레임 피더(17) 사이의 영역일 수도 있다. 또한 다이 본더(10)가 기동되면, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 히팅 블록 인터페이스(85)에 필름 붙임용 스테이지(22)의 히팅 블록 기동 커맨드를 출력하고, 이에 따라 히팅 블록 인터페이스(85)는 가열원(31a)을 기동하여 히팅 블록(31)의 가열을 시작한다. 히팅 블록(31)에 의해 필름 붙임용 스테이지는 예컨대 100∼120℃로 가열된다. 가열 온도는 사용되는 열압착 필름(23)의 접합 특성에 의해 변경된다.
컴퓨터(80)의 제어부(81)는 도 8에 도시한 회로 기판(35)을 필름 붙임용 스테이지(22)에 흡착 고정하는 프로그램의 동작을 시작한다. 도 8의 단계 S101에 도시한 바와 같이, 회로 기판 위치 결정 클램프 기구(30)에 의해 회로 기판(35)이 이동되고 있을 때에는, 회로 기판 위치 결정 클램프 기구(30)에 의해 회로 기판(35)의 위치가 소정의 위치에 와 있는지 여부가 검출되고, 그 검출 신호는 회로 기판 위치 결정 클램프 기구 인터페이스(87)에 의해 제어부(81)에 입력 가능한 신호로 변환되어 제어부(81)에 입력된다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 이 신호에 의해 도 11에 도시한 바와 같이 회로 기판(35)이 필름 붙임 위치에 와 있는지 여부를 촬상 수단(40)에 의해 촬상된 촬상 데이터를 촬상 수단 인터페이스(88)를 통하여 검출한다.
회로 기판(35)이 필름 붙임 위치에 도달하면 회로 기판 위치 결정 클램프 기구(30)로부터 필름 붙임 위치 도달 신호가 발신되고, 이 신호가 회로 기판 위치 결정 클램프 기구 인터페이스(87)에서 제어부(81)로 입력된다. 도 8의 단계 S102에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 상기 신호의 입력에 의해 회로 기판(35)이 소정의 필름 붙임 위치에 왔다고 판단하여, 반송 동작을 정지하는 커맨드를 도시하지 않은 반송 장치에 출력하고, 회로 기판(35)은 필름 붙임 위치에 정지 한다.
다음, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 도 8의 단계 S103에 도시한 바와 같이 진공 장치(26)를 기동한다. 필름 붙임 위치로 반송된 회로 기판(35)은 도 10에 도시한 바와 같이 기판 흡착면(22a)으로부터 크게 부상되어 있으므로, 진공 장치(26)에 의해 진공 흡인공(27a∼27e)의 공기를 흡인하여도 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 압력은 진공이 되지 않아 회로 기판(35)을 흡착 고정할 수는 없다. 따라서, 회로 기판(35)은 부상된 채이다.
도 8의 단계 S104에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 미리 기억부(83)에 입력된 회로 기판(35)의 데이터에 따라 최적의 회로 기판(35)의 XY 방향의 누름 위치를 설정한다. 본 실시 형태에서는 누름 위치는 회로 기판(35)의 중앙의 반도체 다이(25)의 중앙 위치에 설정되어 있다. 이는 회로 기판(35)의 중앙 위치는 회로 기판 전체를 균일하게 필름 붙임용 스테이지(22)에 누를 수 있고 또한 반도체 다이(25)의 중앙부에는 와이어(34)가 없으므로, 누름 동작에 의해 첫 번째 단의 반도체 다이(25)의 접속 와이어(34)를 손상시키지 않고, 또한 진공 흡착 캐비티(28c)의 중심을 향하여 똑바르게 회로 기판(35)을 누를 수 있는 위치이므로, 보다 효과적으로 회로 기판(35)의 흡착을 행할 수 있는 위치이기 때문이다. 누름 위치는 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 어느 하나를 밀봉 가능하다면 회로 기판(35)의 다른 위치에 있는 반도체 다이(25)의 중앙부의 위치로 할 수도 있다. 또한 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단의 크기는 도 6에서 설명한 반도체 다이(25)의 중앙 영역(25c)의 크기보다 작으므로, 필름 붙임용 콜릿(13)이 반도체 다이(25)의 중앙 영 역(25c)으로부터 비어져나오지 않으면 반도체 다이(25)의 중앙 위치에서 비켜난 위치일 수도 있으며, 각 반도체 다이(25)의 구조에 따른 최적의 위치로 설정할 수 있다.
회로 기판(35)의 누름 위치가 설정되면, 도 8의 단계 S105에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 그 설정한 XY 방향의 위치로 필름 붙임용 콜릿(13)의 위치를 이동시키는 커맨드를 이동 기구 인터페이스(90)에 출력한다. 도 3 및 도 11에 도시한 바와 같이, 이동 기구 인터페이스(90)는 이 커맨드에 따라 XY 테이블(41)을 구동하고, 필름 붙임 암(12)의 선단의 필름 붙임용 콜릿(13)의 위치가 설정된 XY 방향의 누름 위치에 오도록 필름 붙임 헤드(11)의 이동을 시작한다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 8의 단계 S106에 도시한 바와 같이, XY 위치 검출 수단(36)으로부터의 검출 신호를 XY 위치 검출 수단 인터페이스(91)로부터 취득하고, 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단 위치로 설정된 누름 위치와의 차이를 감시한다. 또한 촬상 수단(40)에 의해 필름 붙임용 콜릿(13)과 반도체 다이(25)와 회로 기판(35)의 화상을 촬상하고, 그 화상 데이터를 촬상 수단 인터페이스(88)에 의해 제어부(81)에 입력하고, 제어부(81)에서 화상 처리에 의해 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단 위치를 취득하고, 커맨드값과의 차이를 감시할 수도 있다. 그리고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 이 차이가 문턱값을 초과하였다고 판단하면, 도 8의 단계 S107에 도시한 바와 같이 이동 기구 인터페이스(90)에 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단 위치의 이동을 정지하는 커맨드를 출력한다. 이동 기구 인터페이스(90)는 이 커맨드에 의해 필름 붙임 헤드(11)의 이동을 정지하고, 필름 붙임용 콜릿(13)의 선 단 위치의 XY 방향의 이동을 정지한다. 필름 붙임용 콜릿(13)의 이동이 정지하였을 때에는, 도 11에 도시한 바와 같이 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단 위치는 회로 기판(35)의 중앙의 반도체 다이(25)의 중앙 위치에 와 있으며, 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단의 Z방향 위치는 회로 기판(35) 또는 반도체 다이(25)에서 벗어난 상승 위치로 되어 있다.
도 8의 단계 S108에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 이동 기구 인터페이스(90)에 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단을 아래로 이동시키는 커맨드를 출력한다. 이 커맨드에 따라 이동 기구 인터페이스(90)는 필름 붙임 헤드(11)에 구비되어 있는 필름 붙임 암(12)의 구동용 모터를 구동하고, 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단을 아래로 이동시키는 신호를 출력한다. 그리고, 필름 붙임 헤드(11)의 모터가 구동되어, 필름 붙임 암(12)이 아래로 이동하는 방향으로 회전을 시작한다. 하중 센서(32)의 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단의 하중 검출 신호는 하중 센서 인터페이스(89)에서 제어부(81)로 입력된다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 8의 단계 S109에 도시한 바와 같이, 이 신호와 소정의 필름 붙임용 콜릿(13)의 접지 하중과의 차이를 감시한다. 접지 하중은 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단이 접지되었을 때 검출되는 하중으로서, 통상의 다이 본딩 시의 반도체 다이의 압착 하중보다 작은 하중이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 필름 붙임 암(12)의 아래로의 이동에 의해 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단이 만곡된 회로 기판(35)을 향하여 내려가기 시작한다. 그리고, 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단이 반도체 다이(25)에 맞닿는다. 이 상태에서 는 회로 기판(35)은 기판 흡착면(22a)으로부터 크게 부상되어 있으며, 이 틈새를 진공 장치(26)를 향하여 공기가 흐르기 때문에 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)는 모두 밀봉되지 않아 회로 기판(35)을 진공 흡착할 수 없다.
컴퓨터(80)의 제어부(81)는 필름 붙임 암(12)의 아래로의 이동 중 하중 센서(32)로부터의 입력 신호에 의해 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단에 걸리는 하중이 소정의 접지 하중 이상으로 되어 있는지 여부의 감시를 계속한다. 그리고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 8의 단계 S109에 도시한 바와 같이, 하중 센서(32)로부터의 입력 신호와 접지 하중과의 차이가 문턱값을 초과한 경우에 필름 붙임용 콜릿(13)이 접지되었다고 판단하고, 도 8의 단계 S110에 도시한 바와 같이 이동 기구 인터페이스(90)에 필름 붙임용 콜릿(13)의 아래로의 이동 정지 커맨드를 출력한다. 이동 기구(43)는 이 커맨드에 따라 필름 붙임 헤드(11)의 모터를 정지시켜 필름 붙임 암(12)의 아래로의 이동을 정지하고, 필름 붙임용 콜릿(13)의 아래로의 이동을 정지한다.
이 때, 도 13에 도시한 바와 같이, 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단의 아래로의 이동에 의해 회로 기판(35)의 중앙부가 필름 붙임용 스테이지(22)의 기판 흡착면(22a)에 눌리고, 중앙의 반도체 다이(25)의 하면의 회로 기판(35)의 일부가 기판 흡착면(22a)에 맞닿음과 아울러, 회로 기판(35)이 진공 흡착 캐비티(28c) 상측의 면에 덮여져 있다. 이에 따라 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)에서 진공 장치(26)로의 공기 경로의 일부가 막혀 진공 장치(26)에의 공기 유량이 적어져 진공 흡착 캐비티(28a∼28e) 전체의 압력이 저하되게 된다. 그리고, 진공 흡착 캐비티(28a∼28e) 전체의 압력이 대기압보다 낮아지게 되면, 대기압에 의해 회로 기판(35)은 필름 붙임용 스테이지(22)에 눌려붙여지기 시작한다. 그러면, 회로 기판(35)의 하면과 기판 흡착면(22a)과의 틈새가 가장 작게 되어 있는 진공 흡착 캐비티(28c)의 주위에 회로 기판(35)의 하면이 밀착되어 진공 흡착 캐비티(28c)의 상면을 밀봉한다. 이에 따라, 회로 기판(35)의 중앙부는 기판 흡착면(22a)에 흡착된다. 도 13에 도시한 바와 같이, 진공 흡착 캐비티(28a, 28b, 28d, 28e) 상의 회로 기판(35)은 아직 기판 흡착면(22a)으로부터 부상되어 있는 상태이다. 그러나, 진공 흡착 캐비티(28c)가 밀봉됨으로써 진공 장치(26)에서 흡인되는 공기 유량이 더 적어져, 진공 흡착 캐비티(28a∼28e) 전체의 압력이 더 저하되게 된다. 이에 따라, 진공 흡착 캐비티(28a, 28b, 28d, 28e)의 상면에 있는 회로 기판(35)은 대기압에 의해 필름 붙임용 스테이지(22)에 더욱 세게 눌려붙여진다.
그리고, 회로 기판(35)이 진공 흡착 캐비티(28a, 28b, 28d, 28e)의 어느 하나의 상면을 밀봉하면 그 진공 흡착 캐비티에서 진공 장치(26)로 공기가 흐르지 않게 되므로, 진공 흡착 캐비티(28a∼28e) 전체의 압력이 더 저하되고, 대기압과의 압력차가 커진다. 그리고, 압력차가 커지면 회로 기판(35)을 아래로 눌러붙이는 힘도 커져, 연쇄적으로 주위의 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)가 회로 기판(35)에 의해 잇달아 밀봉된다. 그리고 모든 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)가 회로 기판(35)에 의해 밀봉되면, 회로 기판(35)이 흡착 스테이지에 완전히 진공 흡착된다. 이와 같이 하나의 진공 흡착 캐비티가 밀봉되면 진공 흡착 캐비티 전체의 압력이 연쇄적으로 저하하고, 대기압과의 압력차에 의해 단숨에 회로 기판(35)이 기판 흡착면(22a) 에 흡착된다. 모든 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)가 회로 기판(35)에 의해 밀봉되면, 도 14에 도시한 바와 같이 회로 기판(35)은 기판 흡착면(22a)에 흡착 고정되고, 각 진공 흡착 캐비티(28a∼28e), 각 진공 흡인공(27a∼27e) 및 진공 배관(33)의 압력은 대략 진공 상태가 된다. 본 실시 형태에서는 회로 기판(35)의 중앙을 필름 붙임용 콜릿(13)에 의해 눌렀으나, 회로 기판(35)의 중앙을 누르는 것이 아니라 회로 기판(35)의 끝의 진공 흡착 캐비티(28a) 상으로부터 순서대로 28b, 28c, 28d, 28e의 순서로 눌러도 바람직하다.
도 8의 단계 S111에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 압력 센서(29)의 검출 압력을 압력 센서 인터페이스(86)의 압력 신호로서 취득하고, 그 압력과 소정의 진공 압력과의 차이가 소정의 문턱값을 초과하였는지 판단한다. 그리고, 그 차이가 소정의 문턱값을 초과한 경우에는, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 각 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)는 모두 진공이고 회로 기판(35)은 필름 붙임용 스테이지(22) 상에 흡착 고정되었다고 판단한다.
컴퓨터(80)의 제어부(81)는 회로 기판(35)의 진공 흡착 상태를 확인하면, 이동 기구 인터페이스(90)로 필름 붙임용 콜릿(13)을 상승시켜 만곡 회로 기판 고정 프로그램을 종료한다.
한편, 상기한 압력차가 소정의 문턱값을 초과하지 않은 경우에는, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 어느 하나의 진공 흡착 캐비티가 밀봉되지 않아 공기를 흡인하고 있는 상태로 되어 있고, 회로 기판(35)은 완전히 흡착 고정되지 않았다고 판단한다. 그리고, 회로 기판(35)의 진공 흡착 상태를 확인할 수 없는 경우에는, 도 8의 단계 S111에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 다시 회로 기판(35)의 누름 동작을 행한다.
도 8의 단계 S112에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 먼저 소정의 횟수 재누름 동작을 행하고 있는지 여부를 판단한다. 소정의 횟수는 예컨대 1회 또는 2회와 같은 횟수이다. 그리고, 이미 소정의 횟수만큼 재누름 동작을 하고 있는 경우에는, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 만곡된 회로 기판(35)의 고정에 동작 에러가 발생한 것으로 판단하고, 도 8의 단계 S114에 도시한 바와 같이 에러 정지 처리를 행하여 다이 본더(10)를 정지시킨다.
도 8의 단계 S112에 있어서, 컴퓨터(80)의 제어부(81)가 예컨대 한 번도 재누름 동작을 하지 않은 경우와 같이 소정의 횟수의 재누름 동작을 하지 않은 경우에는, 도 8의 단계 S113에 도시한 바와 같이 이동 기구 인터페이스(90)에 필름 붙임용 콜릿(13)의 높이를 상승 위치까지 리셋하는 커맨드를 출력한다. 이동 기구 인터페이스(90)는 이 커맨드에 따라 필름 붙임 헤드(11)의 모터를 구동하고, 필름 붙임 암(12)을 상승시키고, 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단을 초기 상태의 상승 위치에 리셋한다. 그리고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 8의 단계 S104에 도시한 바와 같이, 회로 기판의 XY 방향의 누름 위치의 설정을 변경한다. 이는 이전 번의 누름 위치에 이웃하는 반도체 다이(25)의 중앙 위치에 설정하도록 할 수도 있다. 또한 각 진공 흡착 캐비티(28a∼28e) 각각에 압력 센서(29)를 부착해 놓고, 가장 압력이 높은 진공 흡착 캐비티 근방에 있는 반도체 다이(25)의 중앙 영역을 누르도록 설정할 수도 있다.
그리고, 누름 위치의 설정이 종료하면, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 8의 단계 S105에 도시한 바와 같이, 다시 이동 기구(43)에 의해 필름 붙임용 콜릿(13)의 선단 위치를 재설정된 누름 위치로 이동시켜, 도 8의 단계 S108 내지 단계 S110에 도시한 바와 같이 다시 누름 동작을 행한다. 그리고, 도 8의 단계 S111에 도시한 바와 같이, 진공 흡착 캐비티(28)의 진공 상태가 확인되면, 회로 기판(35)이 필름 붙임용 스테이지(22)에 흡착되었다고 판단하고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 도 8에 도시한 만곡 회로 기판 고정 프로그램을 종료한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 회로 기판(35)이 필름 붙임용 스테이지(22)에 흡착 고정되면, 회로 기판(35)과 반도체 다이(25)는 이미 가열 가능 온도까지 온도 상승되어 있는 하부의 히팅 블록(31)에 의해 가열되어, 열압착 필름(23)의 붙임이 가능한 상태가 된다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 다른 열압착 필름 붙임 프로그램을 기동시켜 필름 붙임용 콜릿(13)에 의해 열압착 필름(23)을 흡착하여 픽업하여 반도체 다이(25) 상에 붙여 간다. 그리고 회로 기판(35)의 열압착 필름(23)의 붙임이 필요한 모든 부분에 열압착 필름(23)의 붙임이 종료하면, 필름 붙임용 스테이지(22)의 진공을 해제한다. 진공이 해제되면, 회로 기판(35)은 다시 상방향을 따른 만곡 상태로 되돌아온다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 프레임 피더(17)에 의해 만곡된 회로 기판(35)을 본딩 스테이지(24)로 이동시킨다.
컴퓨터(80)의 제어부(81)는 회로 기판(35)의 본딩 스테이지(24)에의 이동을 시작함과 아울러, 도 9에 도시한 본딩 스테이지(24)에의 회로 기판(35)의 흡착 고정 프로그램의 동작을 시작한다. 도 9에서, 도 8에서 설명한 필름 붙임용 스테이 지(22)에의 회로 기판(35)의 고정 프로그램과 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략하기로 한다. 도 16에 도시한 바와 같이, 회로 기판(35)에는 첫 번째 단의 반도체 다이(25) 상에 두 번째 단의 반도체 다이(25) 접합용 열압착 필름(23)이 부착되어 있으므로, 회로 기판(35)의 휨은 앞에서 설명한 필름 붙임용 스테이지(22)로 이동해 온 상태보다 약간 크고, 회로 기판(35)은 본딩 스테이지(24)의 기판 흡착면(24a)으로부터 크게 부상된 상태로 되어 있다. 앞에서 설명한 바와 마찬가지로, 선단에 다이 부착용 콜릿(16)이 부착된 본딩 암(15)은 회로 기판(35)의 프레임 피더(17)로 구성되어 있는 반송 경로에서 벗어난 대기 위치에 있으며, 선단의 다이 부착용 콜릿(16)은 상승 위치로 되어 있다. 또한 히팅 블록(31)에 의해 본딩 스테이지(24)는 예컨대 250∼300℃로 가열된다. 가열 온도는 사용되는 열압착 필름(23)의 접합 특성에 따라 변경된다. 그러나, 만곡된 회로 기판(35)은 본딩 스테이지(24)로부터 부상된 상태이며, 거의 가열되지 않은 상태로 되어 있다.
도 9의 단계 S201에 도시한 바와 같이, 회로 기판 위치 결정 클램프 기구(30)에 의해 회로 기판(35)이 이동되고 있을 때에는, 회로 기판 위치 결정 클램프 기구(30)에 의해 회로 기판(35)의 위치가 소정의 위치에 와 있는지 여부가 검출되고, 그 검출 신호는 회로 기판 위치 결정 클램프 기구 인터페이스(87)에 의해 제어부(81)에 입력 가능한 신호로 변환되어 제어부(81)에 입력된다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 이 신호에 의해, 도 11에 도시한 바와 같이, 회로 기판(35)이 본딩 위치에 와 있는지 여부를 촬상 수단(40)에 의해 촬상된 촬상 데이터를 촬상 수단 인터페이스(88)를 통하여 검출한다.
회로 기판(35)이 본딩 위치에 도달하면 회로 기판 위치 결정 클램프 기구(30)로부터 본딩 위치 도달 신호가 발신되고, 이 신호가 회로 기판 위치 결정 클램프 기구 인터페이스(87)에서 제어부(81)로 입력된다. 도 9의 단계 S202에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 상기 신호의 입력에 의해 회로 기판(35)이 소정의 본딩 위치에 왔다고 판단하고, 반송 동작을 정지하는 커맨드를 도시하지 않은 반송 장치에 출력하고, 회로 기판(35)은 본딩 위치에 정지한다.
다음, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 9의 단계 S203에 도시한 바와 같이, 진공 장치(26)를 기동한다. 그리고, 도 9의 단계 S204에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 최적의 회로 기판(35)의 XY 방향의 누름 위치를 설정한다. 본 실시 형태에서는 보다 효과적으로 회로 기판(35)을 흡착 고정시킬 수 있도록 누름 위치는 회로 기판(35)의 중앙의 반도체 다이(25) 상에 붙여진 열압착 필름(23)의 중앙 위치로 설정되어 있다. 누름 위치는 진공 흡착 캐비티(28a∼28e)의 어느 하나를 밀봉 가능하다면, 회로 기판(35)의 다른 위치에 있는 반도체 다이(25)의 중앙 영역 상의 열압착 필름(23)의 위치로 할 수도 있다. 또한 다이 부착용 콜릿(16)의 선단의 크기는 도 6에서 설명한 반도체 다이(25)의 중앙 영역(25c)의 크기보다 작으므로, 다이 부착용 콜릿(16)이 반도체 다이(25)의 중앙 영역(25c)으로부터 비어져 나오지 않으면 반도체 다이(25)의 중앙 위치에서 벗어난 위치일 수도 있으며, 각 반도체 다이(25)의 구조에 따른 최적의 위치로 설정할 수 있다.
회로 기판(35)의 누름 위치가 설정되면, 도 9의 단계 S205에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 그 설정한 XY 방향의 위치로 다이 부착용 콜릿(16) 의 위치를 이동시키는 커맨드를 이동 기구 인터페이스(90)에 출력하고, XY 테이블(42)을 구동하고, 본딩 암(15)의 선단의 다이 부착용 콜릿(16)의 위치를 이동시킨다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 9의 단계 S206에 도시한 바와 같이, 다이 부착용 콜릿(16)의 선단 위치와 설정된 누름 위치와의 차이를 감시한다. 그리고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 이 차이가 문턱값을 초과하였다고 판단하면, 도 9의 단계 S207에 도시한 바와 같이, 다이 부착용 콜릿(16)의 선단 위치의 XY 방향의 이동을 정지한다. 다이 부착용 콜릿(16)의 이동이 정지하였을 때에는, 다이 부착용 콜릿(16)의 선단 위치는 회로 기판(35)의 중앙의 반도체 다이(25)의 중앙 위치에 와 있으며, 다이 부착용 콜릿(16)의 선단의 Z방향 위치는 회로 기판(35) 또는 반도체 다이(25)에서 벗어난 상승 위치로 되어 있다.
도 9의 단계 S208에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 다이 부착용 콜릿(16)의 아래로의 이동을 시작한다. 그리고, 하중 센서(32)의 다이 부착용 콜릿(16)의 선단의 하중 검출 신호는 하중 센서 인터페이스(89)에서 제어부(81)로 입력되고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 9의 단계 S209에 도시한 바와 같이, 이 신호와 소정의 다이 부착용 콜릿(16)의 접지 하중과의 차이를 감시한다. 접지 하중은 다이 부착용 콜릿(16)의 선단이 접지되었을 때 검출되는 하중이며, 통상의 다이 본딩 시의 반도체 다이(25)의 압착 하중보다 작은 하중이다. 또한 이 하중은 열압착 필름(23)을 붙일 때의 하중보다 작게 하여도 바람직하다. 열압착 필름(23)의 붙임 하중보다 적은 하중으로 함으로써 회로 기판(35)의 누름 시에 열압착 필름(23)이 다이 부착용 콜릿(16)에 부착되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
도 16에 도시한 바와 같이, 본딩 암(15)의 아래로의 이동에 의해 다이 부착용 콜릿(16)의 선단이 만곡된 회로 기판(35)을 향하여 내려가기 시작한다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 본딩 암(15)의 아래로의 이동 중 하중 센서(32)로부터의 입력 신호에 의해 다이 부착용 콜릿(16)의 선단에 걸리는 하중이 소정의 접지 하중 이상으로 되어 있는지 여부의 감시를 계속한다. 다이 부착용 콜릿(16)이 회로 기판(35)에 접합된 반도체 다이(25) 상의 열압착 필름(23)의 누름을 시작한 상태에서는, 회로 기판(35)은 본딩 스테이지(24)로부터 부상되어 있으므로 그 온도는 그다지 높지 않으며, 열압착 필름(23)에 다이 부착용 콜릿(16)을 눌려붙여도 열압착 필름(23)이 녹아 다이 부착용 콜릿(16)에 부착되지 않고 누름을 행할 수 있다. 그리고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는, 도 9의 단계 S209에 도시한 바와 같이, 하중 센서(32)로부터의 입력 신호와 접지 하중과의 차이가 문턱값을 초과한 경우에 필름 붙임용 콜릿(13)이 접지하였다고 판단하고, 도 9의 단계 S210에 도시한 바와 같이 다이 부착용 콜릿(16)의 아래로의 이동을 정지한다.
다이 부착용 콜릿(16)에 의해 회로 기판(35)이 기판 흡착면(24a)에 눌리고, 회로 기판(35)의 하면과 기판 흡착면(24a)과의 틈새가 가장 작게 되어 있는 진공 흡착 캐비티(28c)의 주위에 회로 기판(35)의 하면이 밀착되어 진공 흡착 캐비티(28c)의 상면을 밀봉하면, 계속하여 주위의 진공 흡착 캐비티(28a, 28b, 28d, 28e)가 회로 기판(35)에 의해 잇달아 밀봉되고, 도 17에 도시한 바와 같이 회로 기판(35)은 기판 흡착면(24a)에 흡착 고정되어, 각 진공 흡착 캐비티(28a∼28e), 각 진공 흡인공(27a∼27e) 및 진공 배관(33)의 압력은 대략 진공 상태가 된다. 본 실 시 형태에서는 회로 기판(35)의 중앙을 다이 부착용 콜릿(16)에 의해 눌렀으나, 회로 기판(35)의 중앙을 누르는 것이 아니라 회로 기판(35)의 끝의 진공 흡착 캐비티(28a) 상으로부터 순서대로 28b, 28c, 28d, 28e의 순서로 눌러도 바람직하다.
도 9의 단계 S211에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 회로 기판(35)의 진공 흡착 상태를 확인하면, 다이 부착용 콜릿(16)을 상승시켜 만곡 회로 기판의 고정 프로그램을 종료한다.
한편, 상기한 압력차가 소정의 문턱값을 초과하지 않은 경우에는, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 어느 하나의 진공 흡착 캐비티가 밀봉되지 않고 공기를 흡인하고 있는 상태로 되어 있으며, 회로 기판(35)은 완전히 흡착 고정되지 않았다고 판단한다. 그리고, 앞서 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 회로 기판(35)의 진공 흡착 상태를 확인할 수 없는 경우에는, 도 9의 단계 S211에 도시한 바와 같이 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 다시 회로 기판(35)의 누름 동작을 행한다.
도 9의 단계 S212에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 소정의 회수 재누름 동작을 행하고 있는지 여부를 판단한 후, 소정 횟수의 재누름 동작을 행하고 있지 않은 경우에는, 도 9의 단계 S213에 도시한 바와 같이 다이 부착용 콜릿(16)의 선단을 초기 상태의 상승 위치로 리셋한다. 그리고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 도 9의 단계 S204에 도시한 바와 같이, 회로 기판의 XY 방향의 누름 위치의 설정을 변경하고, 도 9의 단계 S205에 도시한 바와 같이, 다시 이동 기구(44)에 의해 다이 부착용 콜릿(16)의 선단 위치를 재설정된 누름 위치로 이동시키고, 도 9의 단계 S208 내지 단계 S210에 도시한 바와 같이, 다시 누름 동작을 행한다. 그 리고, 도 9의 단계 S211에 도시한 바와 같이, 진공 흡착 캐비티(28)의 진공 상태가 확인되면, 회로 기판(35)이 본딩 스테이지(24)에 흡착되었다고 판단하고, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 도 9에 도시한 만곡 회로 기판 고정 프로그램을 종료한다.
또한 도 9의 단계 S212에 도시한 바와 같이, 이미 소정 횟수의 재누름 동작을 행하고 있는 경우에는, 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 만곡된 회로 기판(35)의 고정의 동작 에러가 발생한 것으로 판단하고, 도 9의 단계 S214에 도시한 바와 같이 에러 정지 처리를 행하고, 다이 본더(10)를 정지시킨다.
도 18에 도시한 바와 같이, 회로 기판(35)이 본딩 스테이지(24)에 흡착 고정되면, 회로 기판(35)과 반도체 다이(25)는 이미 가열 가능 온도까지 온도 상승되어 있는 하부의 히팅 블록(31)에 의해 가열되어, 반도체 다이(25)의 접합이 가능한 상태가 된다. 컴퓨터(80)의 제어부(81)는 다른 본딩 프로그램을 기동시켜 다이 부착용 콜릿(16)에 의해 열압착 필름(23) 상에 반도체 다이(25)를 압착 접합해 간다. 그리고 회로 기판(35)의 반도체 다이(25)의 접합이 필요한 모든 부분에 반도체 다이(25)의 압착 접합이 종료하면, 본딩 스테이지(24)의 진공을 해제하고, 프레임 피더(17)에 의해 회로 기판(35)을 프레임 언로더(21)로 이동시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태는 통상의 다이 본더(10)에 특수한 구조를 부가하지 않고 제어 프로그램을 변경하는 것만으로 쉽게 만곡된 회로 기판(35)를 효과적으로 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)에 진공 흡착 고정할 수 있다는 효과를 가져온다. 또한 하부에 가동 기구를 배치할 필요가 없으므로 회로 기판의 흡착과 가열을 동시에 행할 수 있고, 본딩 효율의 향상을 도모할 수 있다는 효과를 가져온다.
본 실시 형태는 선단의 크기가 반도체 다이(25)의 중앙 영역(25c)보다 작은 필름 붙임용 콜릿(13) 또는 다이 부착용 콜릿(16)에 의해 만곡된 회로 기판(35)의 누름을 행하므로, 회로 기판(35)에 반도체 다이(25)를 다단 적층하는 경우에도 앞서 접합한 반도체 다이(25)와 회로 기판(35)을 접속하는 와이어(34)를 손상시키지 않고 회로 기판(35)을 필름 붙임용 스테이지(22) 또는 본딩 스테이지(24)에 흡착 고정할 수 있다는 효과를 가져온다.
본 실시 형태는 열압착 필름을 이용하여 반도체 다이(25)를 회로 기판(35)에 1단 또는 다단으로 접합하는 다이 본더에 있어서, 만곡된 회로 기판(35)의 이송에 따라 필름 붙임용 스테이지(22)와 본딩 스테이지(24)를 연속적으로 누를 수 있고, 회로 기판(35)을 효율적으로 고정할 수 있다는 효과를 가져온다. 또한 본 실시 형태에서는 회로 기판(35)이 가열되기 전에 다이 부착용 콜릿(16)에 의해 열압착 필름(23)의 면을 누르므로 열압착 필름(23)이 녹아 다이 부착용 콜릿(16)에 부착되지 않고 회로 기판(35)의 본딩 스테이지(24)에의 흡착 고정을 할 수 있다는 효과를 가져온다.
본 실시 형태에서는, 회로 기판(35)에 하단의 반도체 다이(25)보다 작은 크기의 반도체 다이(25)를 다단 적층하는 경우에 대하여 설명하였으나, 도 19에 도시한 바와 같이, 회로 기판(35) 상에 필름 스페이서(46)를 통하여 동일한 크기의 반도체 다이(25)를 적층해 가는 경우에도 본 실시 형태를 적용할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는 첫 번째 단의 반도체 다이(25)가 회로 기판(35)에 열압착 필 름(23)을 통하여 부착되어 있는 만곡된 회로 기판(35)을 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)에 흡착, 고정하는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 실시 형태는 반도체 다이(25)가 부착되지 않은 만곡된 회로 기판(35)을 필름 붙임용 스테이지(22) 및 본딩 스테이지(24)에 흡착, 고정하는 경우에도 적용할 수 있다.
도 1은 다이 본더의 구조를 보인 평면도이다.
도 2는 다이 본더의 구조를 보인 입면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서 만곡된 회로 기판의 고정 방법 및 프로그램을 실행하는 다이 본더의 계통 구성을 보인 도면이다.
도 4는 도 1에 도시한 다이 본더의 필름 붙임용 스테이지 및 본딩 스테이지 상면을 보인 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 다이 본더의 필름 붙임용 스테이지 및 본딩 스테이지의 단면을 보인 도면이다.
도 6은 도 1에 도시한 다이 본더의 다이 부착용 콜릿의 구성을 보인 설명도이다.
도 7은 도 1에 도시한 다이 본더의 필름 붙임용 콜릿의 구성을 보인 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 있어서 만곡된 회로 기판을 필름 붙임용 스테이지에 고정하는 프로그램의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 있어서 만곡된 회로 기판을 본딩 스테이지에 고정하는 프로그램의 흐름도이다.
도 10은 만곡 회로 기판이 필름 붙임용 스테이지에 세팅된 상태를 보인 설명도이다.
도 11은 만곡 회로 기판의 누름 위치로 필름 붙임용 콜릿을 이동시키는 상태 를 보인 설명도이다.
도 12는 필름 붙임용 콜릿이 만곡 회로 기판의 누름을 시작하는 상태를 보인 설명도이다.
도 13은 필름 붙임용 콜릿이 아래로의 이동 정지 위치에 도달하였을 때의 만곡 회로 기판의 상태를 보인 설명도이다.
도 14는 만곡 회로 기판이 필름 붙임용 스테이지에 흡착 고정된 상태를 보인 설명도이다.
도 15는 필름 붙임용 스테이지에 흡착 고정된 회로 기판에 접합되어 있는 반도체 다이 상에 반도체 접합용 열압착 필름을 붙이는 상태를 보인 설명도이다.
도 16은 다이 부착용 콜릿이 만곡 회로 기판의 누름을 시작하는 상태를 보인 설명도이다.
도 17은 만곡 회로 기판이 본딩 스테이지에 흡착 고정된 상태를 보인 설명도이다.
도 18은 본딩 스테이지에 흡착 고정된 회로 기판의 반도체 다이 상에 붙여진 열압착 테이프 상에 두 번째 단의 반도체 다이를 압착하는 상태를 보인 설명도이다.
도 19는 회로 기판 상에 필름 스페이서를 통하여 반도체 다이를 적층할 때의 회로 기판의 흡착 고정을 보인 설명도이다.
도 20은 종래 기술에 따른 회로 기판 고정 방법을 보인 도면이다.
도 21은 종래 기술에 따른 회로 기판 고정 방법을 보인 도면이다.
<부호의 설명>
10: 다이 본더, 11: 필름 붙임 헤드,
12: 필름 붙임 암, 13: 필름 붙임용 콜릿,
13b: 진공 흡착 캐비티, 13a: 진공 흡인공,
14: 본딩 헤드, 15: 본딩 암,
16: 다이 부착용 콜릿, 16a: 진공 흡인공,
16b: 진공 흡착 캐비티, 16: 다이 부착용 콜릿,
17: 프레임 피더, 18: 웨이퍼 홀더,
19: 다이 밀어올림 유닛, 20: 프레임 로더,
21: 프레임 언로더, 22: 필름 붙임용 스테이지,
22a, 24a: 기판 흡착면, 23: 열압착 필름,
24: 본딩 스테이지, 25: 반도체 다이,
25a: 전극 패드, 25b: 가장자리 영역,
25c: 중앙 영역, 26: 진공 장치,
27: 진공 흡인공, 27a∼27e: 진공 흡인공,
28: 진공 흡착 캐비티, 28a∼28e: 진공 흡착 캐비티,
29: 압력 센서, 30: 클램프 기구,
31: 히팅 블록, 31a: 가열원,
32: 하중 센서, 33: 진공 배관,
34: 와이어, 35: 회로 기판,
36: XY 위치 검출 수단, 37: 베이스,
38: Y방향 중심선, 39: X방향 중심선,
40: 촬상 수단, 41,42: XY 테이블,
43, 44: 이동 기구, 46: 필름 스페이서,
51: 열압착 필름 반송 장치, 53: 가이드,
55: 유지 기판, 56: 인출 암,
59: 열압착 필름 테이프, 60: 커터,
71: 에어 노즐, 73: 그리퍼,
73a, 73b: 그리퍼 엘리먼트, 80: 컴퓨터,
81: 제어부, 82: 데이터 버스,
83: 기억부, 84: 진공 장치 인터페이스,
85: 히팅 블록 인터페이스, 86: 압력 센서 인터페이스,
87: 회로 기판 위치 결정 클램프 기구 인터페이스,
88: 촬상 수단 인터페이스, 89: 하중 센서 인터페이스,
90: 이동 기구 인터페이스,
91: XY 위치 검출 수단 인터페이스

Claims (8)

  1. 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 본딩 스테이지와, 반도체 다이를 본딩 대상에 부착하는 다이 부착용 콜릿을 구비하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법으로서,
    회로 기판이 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 밀봉하도록, 다이 부착용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지를 향하여 누르는 것을 특징으로 하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법.
  2. 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 본딩 스테이지와, 반도체 다이를 본딩 대상에 부착하는 다이 부착용 콜릿과, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 필름 붙임용 스테이지와, 반도체 다이 접합용 필름을 본딩 대상에 붙이는 필름 붙임용 콜릿을 구비하며, 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 반도체 다이를 본딩 대상에 접합하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법으로서,
    회로 기판이 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 밀봉하도록, 필름 붙임용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판을 필름 붙임용 스테이지를 향하여 누르는 것을 특징으로 하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 필름 붙임용 콜릿의 선단면의 크기는 반도체 다이의 가장 자리에 배치된 전극 패드 영역의 내측에 있는 중앙 영역보다 작으며,
    회로 기판에 반도체 다이를 다단 적층 접합할 때, 필름 붙임용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판 상에 1단 또는 다단으로 부착되어 있는 반도체 다이의 최상단에 있는 반도체 다이의 중앙 영역을 통하여 만곡 회로 기판을 필름 붙임용 스테이지를 향하여 누르는 것을 특징으로 하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 회로 기판에 반도체 다이를 다단 적층 접합할 때, 다이 부착용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판 상에 1단 또는 다단으로 부착되어 있는 반도체 다이의 최상단에 있는 반도체 다이 상에 붙여져 있는 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지를 향하여 누르는 것을 특징으로 하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 다이 부착용 콜릿의 선단면의 크기는 반도체 다이의 가장자리에 배치된 전극 패드 영역의 내측에 있는 중앙 영역보다 작으며,
    반도체 다이의 중앙 영역에 붙여진 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지를 향하여 누르는 것을 특징으로 하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 만곡 회로 기판을 누른 후,
    회로 기판이 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 진공 흡착되어 있는지 여부를 확인하는 진공 흡착 상태 확인 공정과,
    진공 흡착 상태 확인 공정에서 진공 흡착 상태를 확인할 수 없는 경우에 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 변경하고, 변경 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시킨 후, 다시 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 만곡 회로 기판을 누르는 재누름 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법.
  7. 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 본딩 스테이지와, 반도체 다이를 본딩 대상에 부착하는 다이 부착용 콜릿과, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 필름 붙임용 스테이지와, 반도체 다이 접합용 필름을 회로 기판에 붙이는 필름 붙임용 콜릿을 구비하며, 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 반도체 다이를 본딩 대상에 접합하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법으로서,
    본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지 상으로 반송된 만곡 회로 기판의 위치를 확인한 후, 각 스테이지에 접속되어 있는 진공 장치를 기동하는 회로 기판 세팅 공정과,
    회로 기판 세팅 공정 이후, 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 설정하는 회로 기판 누름 위치 설정 공정과,
    회로 기판 누름 위치 설정 공정에 의해 설정한 XY 방향의 위치로 다이 부착 용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시키는 콜릿 이동 공정과,
    회로 기판이 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 밀봉하도록, 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 누르는 누름 공정과,
    누름 공정 이후, 회로 기판이 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 진공 흡착되어 있는지 여부를 확인하는 진공 흡착 상태 확인 공정과,
    진공 흡착 상태 확인 공정에서 진공 흡착 상태를 확인할 수 없는 경우에 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 변경하고, 변경 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시킨 후, 다시 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 만곡 회로 기판을 누르는 재누름 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 본더의 만곡 회로 기판 고정 방법.
  8. 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 본딩 스테이지와, 반도체 다이를 본딩 대상에 부착하는 다이 부착용 콜릿과, 회로 기판을 흡착하는 기판 흡착면에 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 갖는 필름 붙임용 스테이지와, 반도체 다이 접합용 필름을 본딩 대상에 붙이는 필름 붙임용 콜릿과, 제어부를 포함하는 컴퓨터를 구비하며, 반도체 다이 접합용 필름을 통하여 반도체 다이를 본딩 대상에 접합하는 다이 본더의 제어부에 실행시키는 만곡 회로 기판 고정 프로그램으로서,
    본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지 상으로 반송된 만곡 회로 기판의 위치를 확인한 후, 각 스테이지에 접속되어 있는 진공 장치를 기동하는 회로 기판 세팅 처리 순서와,
    회로 기판 세팅 처리 순서 이후, 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 설정하는 회로 기판 누름 위치 설정 처리 순서와,
    회로 기판 누름 위치 설정 처리 순서에 의해 설정한 XY 방향의 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시키는 콜릿 이동 처리 순서와,
    회로 기판이 적어도 하나의 진공 흡착 캐비티를 밀봉하도록, 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿에 의해 만곡 회로 기판을 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 누르는 누름 처리 순서와,
    누름 처리 순서 이후, 회로 기판이 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지에 진공 흡착되어 있는지 여부를 확인하는 진공 흡착 상태 확인 처리 순서와,
    진공 흡착 상태 확인 처리 순서에서, 진공 흡착 상태를 확인할 수 없는 경우에 만곡 회로 기판을 누를 XY 방향의 위치를 변경하고, 변경 위치로 다이 부착용 콜릿 또는 필름 붙임용 콜릿을 이동시킨 후, 다시 본딩 스테이지 또는 필름 붙임용 스테이지를 향하여 만곡 회로 기판을 누르는 재누름 처리 순서를 갖는 것을 특징으로 하는 만곡 회로 기판 고정 프로그램.
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