KR20200093177A - Die bonding apparatus - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a die bonding device capable of reducing time required for bonding dies on a substrate. The die bonding device comprises: a substrate stage supporting a substrate; a wafer stage disposed on top of the substrate stage and supporting the wafer so that a front surface of the wafer faces down; and a bonding unit disposed between the substrate stage and the wafer stage and configured to pick up a die from the wafer and bond the die onto the substrate.

Description

다이 본딩 장치{DIE BONDING APPARATUS}Die bonding device {DIE BONDING APPARATUS}

본 발명의 실시예들은 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 유리 기판 상에 LED(Light Emitting Diode) 칩들과 같은 다이들을 본딩하기 위한 다이 본딩 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a die bonding device. More particularly, it relates to a die bonding apparatus for bonding dies, such as LED (Light Emitting Diode) chips, on a glass substrate.

LED 칩들과 같은 발광 소자들은 성막, 포토리소그래피, 식각, 등과 같은 일련의 제조 공정들을 통해 웨이퍼 상에 형성될 수 있다. 상기와 같이 형성된 발광 소자들은 다이싱 공정에 의해 개별화될 수 있으며, 다이싱 테이프 상에 부착된 상태로 다이 본딩 공정으로 제공될 수 있다.Light emitting devices such as LED chips can be formed on a wafer through a series of manufacturing processes such as film formation, photolithography, etching, and the like. The light-emitting elements formed as described above may be individualized by a dicing process, and may be provided as a die bonding process attached to the dicing tape.

상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위한 장치는 일반적으로 본딩 대상 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지와, 상기 웨이퍼로부터 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 유닛을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 본딩 대상 기판이 리드 프레임 또는 인쇄회로기판과 같이 상대적으로 작은 크기를 갖는 경우와는 다르게, 디스플레이 장치의 제조를 위한 유리 기판과 같이 상대적으로 넓은 면적을 갖는 기판의 경우, 상기 본딩 유닛이 다이 즉 LED 칩을 픽업하는 위치와 상기 다이가 본딩될 위치 사이의 거리가 상대적으로 길기 때문에 상기 LED 칩들과 같은 발광 소자들에 대한 본딩 공정에는 상기 기판의 크기에 따라 소요 시간이 크게 증가될 수 있다.An apparatus for performing the die bonding process generally includes a substrate stage for supporting a substrate to be bonded, a wafer stage for supporting the wafer, and a bonding unit for picking up dies from the wafer and bonding them on the substrate. It can contain. However, unlike the case where the substrate to be bonded has a relatively small size, such as a lead frame or a printed circuit board, in the case of a substrate having a relatively large area, such as a glass substrate for manufacturing a display device, the bonding unit Since the distance between the die pickup position of the LED chip and the position where the die will be bonded is relatively long, the time required for the bonding process for the light emitting devices such as the LED chips can be significantly increased depending on the size of the substrate. .

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0042955호 (공개일자 2017년 04월 20일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0042955 (published on April 20, 2017)

본 발명의 실시예들은 LED 칩들과 같은 다이들을 기판 상에 본딩하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 새로운 형태의 다이 본딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a new type of die bonding apparatus capable of reducing the time required to bond dies such as LED chips on a substrate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다이 본딩 장치는, 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지의 상부에 배치되며 웨이퍼의 전면이 아래를 향하도록 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와, 상기 기판 스테이지와 상기 웨이퍼 스테이지 사이에 배치되며 상기 웨이퍼로부터 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 유닛을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a die bonding apparatus includes a substrate stage for supporting a substrate, a wafer stage disposed above the substrate stage and supporting the wafer such that the front side of the wafer faces downward, and the substrate It may be disposed between the stage and the wafer stage, and may include a bonding unit for picking up dies from the wafer and bonding them on the substrate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 유닛은, 진공압을 이용하여 상기 다이를 파지하기 위한 본딩 헤드와, 상기 다이를 상기 웨이퍼로부터 픽업하기 위하여 상기 본딩 헤드가 상기 웨이퍼를 향하도록 회전시키고 상기 다이를 상기 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 본딩 헤드가 상기 기판을 향하도록 회전시키는 회전 구동부와, 상기 다이를 픽업하고 본딩하기 위해 상기 본딩 헤드를 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bonding unit includes a bonding head for gripping the die using vacuum pressure, and rotating the bonding head toward the wafer to pick up the die from the wafer, and It may include a rotation driving unit for rotating the bonding head toward the substrate to bond the die on the substrate, and a vertical driving unit for moving the bonding head in the vertical direction to pick up and bond the die.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 유닛은, 상기 회전 구동부의 회전 중심축에 대하여 원주 방향으로 기 설정된 각도로 배치된 복수의 제2 본딩 헤드들과, 상기 제2 본딩 헤드들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 수직 구동부들을 더 포함할 수 있으며, 상기 회전 구동부는, 상기 본딩 헤드와 상기 제2 본딩 헤드들에 각각 연결되며 수평 방향으로 연장하는 복수의 연결 로드들과, 상기 회전 중심축과 상기 연결 로드들 사이를 연결하는 복수의 스포크들을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bonding unit, the plurality of second bonding heads arranged at a predetermined angle in a circumferential direction with respect to the rotational central axis of the rotation driving unit, and the second bonding heads in the vertical direction A second vertical driving unit for moving may be further included, and the rotation driving unit includes a plurality of connecting rods connected to the bonding head and the second bonding heads and extending in a horizontal direction, and the rotation central axis. It may include a plurality of spokes connecting between the connecting rods.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 웨이퍼 상의 상기 다이를 검출하기 위한 제1 검출 카메라와, 상기 다이가 본딩될 상기 기판 상의 본딩 영역을 검출하기 위한 제2 검출 카메라를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the die bonding apparatus further includes a first detection camera for detecting the die on the wafer, and a second detection camera for detecting a bonding area on the substrate to which the die is to be bonded. It can contain.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼는 복수의 다이들이 부착된 다이싱 테이프와 상기 다이싱 테이프가 장착되는 마운트 프레임을 포함하며, 상기 웨이퍼 스테이지는, 상기 마운트 프레임을 파지하기 위한 복수의 클램프들과, 상기 복수의 클램프들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 클램프 구동부와, 상기 클램프 구동부에 의한 상기 클램프들의 수직 방향 이동에 의해 상기 다이싱 테이프가 확장되도록 상기 다이싱 테이프의 가장자리 부위를 지지하는 확장 링을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer includes a dicing tape to which a plurality of dies are attached and a mount frame to which the dicing tape is mounted, wherein the wafer stage comprises a plurality of clamps for holding the mount frame. And, a clamp drive unit for moving the plurality of clamps in the vertical direction, and an extension ring supporting an edge portion of the dicing tape so that the dicing tape is extended by vertical movement of the clamps by the clamp driving unit It may include.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 웨이퍼 스테이지의 상부에 배치되며 상기 웨이퍼로부터 상기 다이를 분리시키기 위한 다이 이젝터를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the die bonding apparatus may be further disposed on an upper portion of the wafer stage and further include a die ejector for separating the die from the wafer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 다이의 본딩 위치를 조절하기 위해 상기 본딩 유닛을 수평 방향으로 이동시키는 제1 수평 구동부와, 상기 본딩 유닛에 대한 상기 웨이퍼의 상대 위치를 조절하기 위해 상기 웨이퍼 스테이지를 수평 방향으로 이동시키는 제2 수평 구동부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the die bonding apparatus includes: a first horizontal driving unit that moves the bonding unit in a horizontal direction to adjust the bonding position of the die; and a relative position of the wafer with respect to the bonding unit. A second horizontal driving unit for moving the wafer stage in the horizontal direction may be further included to adjust.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 기판 스테이지의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 본딩 유닛은 상기 웨이퍼 스테이지와 상기 기판 스테이지 사이에서 상기 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩할 수 있다. 따라서, 상기 다이의 픽업과 본딩에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있으며, 아울러 상기 웨이퍼 스테이지와 상기 본딩 유닛을 상기 기판 스테이지의 상부에 배치함으로써 상기 다이 본딩 장치의 크기를 감소시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the wafer stage may be disposed on the substrate stage, and the bonding unit picks up the die between the wafer stage and the substrate stage and on the substrate. Bonding is possible. Therefore, the time required for picking up and bonding the die can be greatly shortened, and the size of the die bonding apparatus can be reduced by arranging the wafer stage and the bonding unit on the substrate stage.

또한, 상기 웨이퍼 스테이지와 상기 본딩 유닛을 갠트리 유닛을 이용하여 수평 방향으로 이동 가능하게 구성함으로써 상대적으로 넓은 면적을 갖는 기판에 대한 다이 본딩 공정을 보다 빠르게 수행할 수 있다. 특히, 상기 기판의 크기에 따라 갠트리 유닛의 개수를 조절할 수 있으며, 이에 따라 8세대 이상의 대면적 기판에 대하여도 보다 빠르게 다이 본딩 공정을 수행할 수 있다.In addition, the wafer stage and the bonding unit are configured to be movable in a horizontal direction using a gantry unit, so that a die bonding process for a substrate having a relatively large area can be performed more quickly. In particular, the number of gantry units can be adjusted according to the size of the substrate, and accordingly, a die bonding process can be performed more quickly for a large-area substrate of 8th generation or more.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 웨이퍼 스테이지와 본딩 유닛을 설명하기 위한 확대 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 본딩 유닛을 설명하기 위한 개략적인 확대 측면도이다.1 is a schematic configuration diagram for explaining a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the die bonding apparatus shown in FIG. 1.
3 is an enlarged configuration diagram for explaining the wafer stage and the bonding unit shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a schematic enlarged side view for explaining the bonding unit shown in FIG. 3.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention should not be configured as limited to the embodiments described below, but may be embodied in various other forms. The following examples are provided to fully convey the scope of the present invention to those skilled in the art of the present invention rather than to provide the present invention to be completely completed.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.In the embodiments of the present invention, when one element is described as being disposed on or connected to another element, the element may be disposed or connected directly on the other element, and other elements are interposed between them. It may be. Alternatively, if one element is described as being disposed or connected directly on the other element, there can be no other element between them. Terms such as first, second, third, etc. may be used to describe various items such as various elements, compositions, regions, layers and/or parts, but the items are not limited by these terms. Would not.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.The terminology used in the embodiments of the present invention is used for the purpose of describing specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. In addition, unless otherwise limited, all terms including technical and scientific terms have the same meaning that can be understood by those of ordinary skill in the art. These terms, such as those defined in conventional dictionaries, will be construed to have meanings consistent with their meanings in the context of the description of the invention and the related art, ideally or excessively intuition, unless explicitly defined. It will not be interpreted.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.Embodiments of the invention are described with reference to schematic illustrations of ideal embodiments of the invention. Accordingly, changes from the shapes of the illustrations, for example, changes in manufacturing methods and/or tolerances, are those that can be expected sufficiently. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to specific shapes of regions described as illustrations, but include variations in shapes, and the elements described in the figures are entirely schematic and their shapes Is not intended to describe the exact shape of the elements nor is it intended to limit the scope of the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view illustrating the die bonding apparatus illustrated in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)는 기판(10) 상에 다이들(22)을 본딩하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 상기 다이 본딩 장치(100)는 디스플레이 장치를 위한 유리 기판과 같이 상대적으로 넓은 면적을 갖는 기판(10) 상에 LED 칩들과 같은 발광 소자들(22)을 본딩하기 위해 사용될 수 있다.1 and 2, the die bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be used to bond dies 22 on a substrate 10. In particular, the die bonding device 100 may be used to bond light emitting elements 22 such as LED chips on a substrate 10 having a relatively large area, such as a glass substrate for a display device.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 기판(10)을 지지하기 위한 기판 스테이지(110)와, 상기 기판 스테이지(110)의 상부에 배치되며 웨이퍼(20)의 전면이 아래를 향하도록 상기 웨이퍼(20)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(120)와, 상기 기판 스테이지(110)와 상기 웨이퍼 스테이지(120) 사이에 배치되며 상기 웨이퍼(20)로부터 다이(22), 예를 들면, LED 칩을 픽업하여 상기 기판(10) 상에 본딩하기 위한 본딩 유닛(130)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the die bonding apparatus 100 includes a substrate stage 110 for supporting the substrate 10 and an upper surface of the wafer 20 disposed on the substrate stage 110. The wafer stage 120 supporting the wafer 20 so that it faces downward, and is disposed between the substrate stage 110 and the wafer stage 120 and die 22 from the wafer 20, for example For example, a bonding unit 130 for picking up an LED chip and bonding it on the substrate 10 may be included.

상세히 도시되지는 않았으나, 상기 기판 스테이지(110)는 상기 기판(10)을 파지하기 위한 진공홀들을 가질 수 있으며, 상기 기판(10) 상에는 상기 다이들(22)과의 전기적인 연결을 위한 본딩 패드들(미도시)이 구비될 수 있다.Although not shown in detail, the substrate stage 110 may have vacuum holes for gripping the substrate 10, and a bonding pad for electrical connection with the dies 22 on the substrate 10 Fields (not shown) may be provided.

상기 웨이퍼 스테이지(120)와 상기 본딩 유닛(130)은 상기 기판 스테이지(110)의 상부에서 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 도시된 바에 의하면, 각각 4개의 웨이퍼 스테이지들(120)과 4개의 본딩 유닛들(130)이 상기 기판 스테이지(110)의 상부에 배치되고 있으나, 상기 웨이퍼 스테이지(120)와 본딩 유닛(130)의 개수는 상기 기판(10)의 크기에 따라 조절 가능하므로 본 발명의 범위가 상기 웨이퍼 스테이지(120)와 상기 본딩 유닛(130)의 개수에 의해 제한되지는 않을 것이다.The wafer stage 120 and the bonding unit 130 may be configured to be movable in a horizontal direction from the top of the substrate stage 110. As illustrated, four wafer stages 120 and four bonding units 130 are respectively disposed on the substrate stage 110, but the wafer stage 120 and the bonding unit 130 are Since the number is adjustable according to the size of the substrate 10, the scope of the present invention will not be limited by the number of the wafer stage 120 and the bonding unit 130.

상기 웨이퍼 스테이지(120)와 상기 본딩 유닛(130)은 상기 기판 스테이지(110)의 상부에서 제1 수평 방향, 예를 들면, X축 방향으로 이동 가능하게 구성되는 갠트리 유닛(102)에 장착될 수 있으며, 상기 갠트리 유닛(102) 상에서 제2 수평 방향, 예를 들면, Y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 갠트리 유닛(102)은 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성되는 가동 부재(104)를 포함할 수 있으며, 상기 웨이퍼 스테이지(120)와 상기 본딩 유닛(130)은 상기 가동 부재(104)의 일측면에 장착될 수 있다.The wafer stage 120 and the bonding unit 130 may be mounted on a gantry unit 102 configured to be movable in a first horizontal direction, for example, an X-axis direction, from the top of the substrate stage 110. In addition, on the gantry unit 102, a second horizontal direction, for example, may be configured to be movable in the Y-axis direction. For example, the gantry unit 102 may include a movable member 104 configured to be movable in the Y-axis direction, and the wafer stage 120 and the bonding unit 130 are movable members 104 ) Can be mounted on one side.

도 3은 도 1에 도시된 웨이퍼 스테이지와 본딩 유닛을 설명하기 위한 확대 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본딩 유닛을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.FIG. 3 is an enlarged configuration diagram for describing the wafer stage and bonding unit illustrated in FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic side view for illustrating the bonding unit illustrated in FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 웨이퍼(20)는 복수의 다이들(22)과 상기 다이들(22)이 부착된 다이싱 테이프(24) 및 상기 다이싱 테이프(24)가 장착되는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(26)을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼(20)는 상기 웨이퍼(20)를 반전시키기 위한 반전 유닛을 구비하는 별도의 이송 장치(미도시)에 의해 상기 웨이퍼 스테이지(120) 상으로 로드될 수 있다. 구체적으로, 상기 웨이퍼 스테이지(120)는 상기 웨이퍼(20)의 다이들(22)이 상기 기판 스테이지(110)를 향하도록 즉 아래를 향하도록 상기 웨이퍼(20)를 지지할 수 있으며, 상기 본딩 유닛(130)은 상기 웨이퍼(20)로부터 다이(22)를 픽업하여 상기 기판(10) 상에 본딩할 수 있다.3 and 4, the wafer 20 is a plurality of dies 22 and the dicing tape 24 to which the dies 22 are attached and the dicing tape 24 are mounted approximately. A circular ring-shaped mount frame 26 may be included. The wafer 20 may be loaded onto the wafer stage 120 by a separate transfer device (not shown) having an inversion unit for inverting the wafer 20. Specifically, the wafer stage 120 may support the wafer 20 such that the dies 22 of the wafer 20 face the substrate stage 110, that is, face down, and the bonding unit The 130 may pick up the die 22 from the wafer 20 and bond it on the substrate 10.

상기 본딩 유닛(130)은, 진공압을 이용하여 상기 다이(22)를 파지하기 위한 본딩 헤드(132)와, 상기 다이(22)를 상기 웨이퍼(20)로부터 픽업하기 위하여 상기 본딩 헤드(132)가 상기 웨이퍼(20)를 향하도록 회전시키고 이어서 상기 다이(22)를 상기 기판(10) 상에 본딩하기 위하여 상기 본딩 헤드(132)가 상기 기판(10)을 향하도록 회전시키는 회전 구동부(134)와, 상기 다이(22)를 상기 웨이퍼(20)로부터 픽업하고 상기 기판(10) 상에 본딩하기 위하여 상기 본딩 헤드(132)를 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동부(136)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본딩하고자 하는 다이(22)의 아래에 상기 본딩 헤드(132)가 위치된 후 상기 본딩 헤드(132)와 상기 수직 구동부(136)에 의해 상기 다이(22)가 상기 웨이퍼(20)로부터 픽업될 수 있으며, 이어서 상기 회전 구동부(134)는 상기 픽업된 다이(22)가 상기 기판(10)의 본딩 영역 상부에 위치되도록 상기 본딩 헤드(132)를 회전시킬 수 있다. 계속해서 상기 수직 구동부(136)는 상기 본딩 헤드(132)를 하강시킴으로써 상기 다이(22)를 상기 기판(10) 상에 본딩할 수 있다.The bonding unit 130 includes a bonding head 132 for gripping the die 22 using vacuum pressure, and the bonding head 132 for picking up the die 22 from the wafer 20. Rotation drive unit 134 for rotating so that the bonding head 132 faces the substrate 10 to rotate toward the wafer 20 and then to bond the die 22 on the substrate 10. And, it may include a vertical driving unit 136 for picking up the die 22 from the wafer 20 and moving the bonding head 132 in the vertical direction to bond on the substrate 10. Specifically, after the bonding head 132 is positioned under the die 22 to be bonded, the die 22 is moved from the wafer 20 by the bonding head 132 and the vertical driving unit 136. It may be picked up, and then the rotation driver 134 may rotate the bonding head 132 such that the picked up die 22 is positioned above the bonding area of the substrate 10. Subsequently, the vertical driving unit 136 may bond the die 22 on the substrate 10 by lowering the bonding head 132.

상세히 도시되지는 않았으나, 상기 기판(10) 상에는 본딩 영역들(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 본딩 영역들에 상기 다이들(22)이 본딩될 수 있다. 특히, 상기 다이들(22)은 상기 기판(10)과의 전기적인 연결을 위한 범프 패드들을 구비할 수 있으며, 상기 본딩 영역들 각각에는 상기 다이들(22)의 범프 패드들에 대응하는 본딩 패드들이 구비될 수 있다.Although not shown in detail, bonding regions (not shown) may be provided on the substrate 10, and the dies 22 may be bonded to the bonding regions. In particular, the dies 22 may include bump pads for electrical connection with the substrate 10, and bonding pads corresponding to bump pads of the dies 22 may be provided in each of the bonding regions. Can be provided.

상기 본딩 유닛(130)은 다이 본딩에 소요되는 시간을 단축하기 위하여 복수의 본딩 헤드들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 본딩 유닛(130)은 상기 회전 구동부(134)의 회전 중심축에 대하여 원주 방향으로 기 설정된 각도, 예를 들면, 90° 간격으로 배치된 제2 본딩 헤드들(138)을 더 포함할 수 있으며, 아울러 상기 제2 본딩 헤드들(138)을 각각 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 수직 구동부들(140)을 더 포함할 수 있다. 상기 본딩 헤드(132)와 상기 제2 본딩 헤드들(138)은 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으며, 상기 회전 구동부(134)에 의해 회전될 수 있다.The bonding unit 130 may include a plurality of bonding heads to shorten the time required for die bonding. As an example, the bonding unit 130 further adds second bonding heads 138 arranged at a predetermined angle in the circumferential direction with respect to the rotational central axis of the rotation driving unit 134, for example, at an interval of 90°. In addition, the second bonding heads 138 may further include second vertical driving units 140 for moving each of the second bonding heads 138 in a vertical direction. The bonding head 132 and the second bonding heads 138 may have substantially the same configuration, and may be rotated by the rotation driving unit 134.

상기 회전 구동부(134)는, 상기 본딩 헤드(132)와 상기 제2 본딩 헤드들(138)에 각각 연결되며 수평 방향으로 연장하는 복수의 연결 로드들(142)과, 상기 회전 구동부(134)의 회전 중심축과 상기 연결 로드들(142) 사이를 연결하는 복수의 스포크들(144)을 포함할 수 있다.The rotation driving unit 134 is connected to the bonding head 132 and the second bonding heads 138, and includes a plurality of connecting rods 142 extending in a horizontal direction, and the rotation driving unit 134. It may include a plurality of spokes 144 connecting between the central axis of rotation and the connecting rod (142).

상기 웨이퍼 스테이지(120)는, 상기 마운트 프레임(26)을 파지하기 위한 복수의 클램프들(122)과, 상기 복수의 클램프들(122)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 클램프 구동부(124)와, 상기 클램프 구동부(124)에 의한 상기 클램프들(122)의 수직 방향 이동에 의해 상기 다이싱 테이프(24)가 확장되도록 상기 다이싱 테이프(24)의 가장자리 부위를 지지하는 확장 링(126)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 다이들(22)이 아래를 향하도록 제공되는 상기 웨이퍼(20)의 마운트 프레임(26)이 상기 클램프들(122)에 의해 파지된 상태에서 상기 클램프들(122)은 상기 클램프 구동부(124)에 의해 상방으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 확장 링(126)은 상기 다이싱 테이프(24)의 상부면 가장자리 부위 상에 배치될 수 있으며, 상기 마운트 프레임(26)의 상승에 의해 상기 다이싱 테이프(24)가 수평 방향으로 확장될 수 있고, 이에 의해 상기 다이들(22)의 픽업이 용이하도록 상기 다이들(22) 사이의 간격이 확장될 수 있다.The wafer stage 120 includes a plurality of clamps 122 for gripping the mount frame 26, a clamp driver 124 for moving the plurality of clamps 122 in the vertical direction, and the And an extension ring 126 supporting an edge portion of the dicing tape 24 so that the dicing tape 24 is expanded by vertical movement of the clamps 122 by a clamp driving unit 124. Can. Specifically, in the state where the mount frame 26 of the wafer 20 provided with the dies 22 facing down is held by the clamps 122, the clamps 122 are the clamp driving unit It can be moved upward by (124). At this time, the expansion ring 126 may be disposed on the edge portion of the upper surface of the dicing tape 24, the dicing tape 24 is extended in the horizontal direction by the rise of the mount frame 26 The gap between the dies 22 can be extended to facilitate pickup of the dies 22.

상기 웨이퍼 스테이지(120)의 상부에는 상기 웨이퍼(20)로부터 상기 다이(22)를 분리시키기 위한 다이 이젝터(150)가 배치될 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 다이 이젝터(150)는 상기 다이싱 테이프(24)를 진공 흡착한 상태에서 상기 다이(22)를 하방으로 밀어서 상기 다이싱 테이프(24)로부터 분리시키는 이젝터 핀(미도시)을 구비할 수 있다. 특히, 상기 다이 이젝터(150)는 상기 본딩 유닛(130)의 상부에 위치되도록 상기 갠트리 유닛(102)의 가동 부재(104) 상에 장착될 수 있다.A die ejector 150 for separating the die 22 from the wafer 20 may be disposed on the wafer stage 120. Although not shown in detail, the die ejector 150 ejector pins (not shown) for separating the dicing tape 24 from the dicing tape 24 by pushing the die 22 downward while vacuum-adsorbing the dicing tape 24 ). In particular, the die ejector 150 may be mounted on the movable member 104 of the gantry unit 102 so as to be located on top of the bonding unit 130.

상기 웨이퍼 스테이지(120)는 상기 웨이퍼(20)가 상기 본딩 유닛(130)과 상기 다이 이젝터(150) 사이에 위치되도록 상기 가동 부재(104) 상에 장착될 수 있다. 특히, 상기 웨이퍼 스테이지(120)는 상기 다이들(22)을 선택적으로 픽업하기 위하여 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 픽업하고자 하는 다이(22)가 상기 본딩 유닛(130)과 상기 다이 이젝터(150) 사이에 위치되도록 상기 웨이퍼 스테이지(120)의 위치가 조절될 수 있다.The wafer stage 120 may be mounted on the movable member 104 such that the wafer 20 is positioned between the bonding unit 130 and the die ejector 150. In particular, the wafer stage 120 may be configured to be movable in the horizontal direction to selectively pick up the dies 22. That is, the position of the wafer stage 120 may be adjusted so that the die 22 to be picked up is located between the bonding unit 130 and the die ejector 150.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 다이(22)의 본딩 위치를 조절하기 위해 상기 본딩 유닛(130)을 수평 방향으로 이동시키는 제1 수평 구동부와, 상기 본딩 유닛(130)에 대한 상기 웨이퍼(20)의 상대 위치를 조절하기 위해 상기 웨이퍼 스테이지(120)를 수평 방향으로 이동시키는 제2 수평 구동부(160)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 수평 구동부는 상기 갠트리 유닛(102)에 의해 구현될 수 있으며, 상기 제2 수평 구동부(160)는 상기 갠트리 유닛(102)의 가동 부재(104) 상에 장착되어 상기 웨이퍼 스테이지(120)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the die bonding apparatus 100 includes a first horizontal driving unit for moving the bonding unit 130 in a horizontal direction to adjust the bonding position of the die 22, and the bonding unit A second horizontal driving unit 160 for moving the wafer stage 120 in the horizontal direction may be included to adjust the relative position of the wafer 20 with respect to 130. For example, the first horizontal driving unit may be implemented by the gantry unit 102, and the second horizontal driving unit 160 is mounted on the movable member 104 of the gantry unit 102 and the wafer. The stage 120 may be moved in a horizontal direction.

또한, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 다이(22)를 픽업하기 이전에 상기 다이(22)의 위치를 검출하기 위한 제1 검출 카메라(170)와, 상기 다이(22)가 본딩될 상기 기판(10) 상의 본딩 영역을 검출하기 위한 제2 검출 카메라(172)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 검출 카메라들(170, 172)은 상기 본딩 헤드(132)와 상기 제2 본딩 헤드들(138) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 본딩 헤드(132)와 상기 제2 본딩 헤드들(138)이 회전되는 동안 상기 다이(22) 및 상기 본딩 영역을 각각 검출할 수 있다. 또한, 일 예로서, 상기 제1 및 제2 검출 카메라들(170, 172) 각각은 반사경을 이용하여 광 경로를 조절하는 광 경로 조절부를 구비할 수 있으며, 상기 광 경로 조절부들을 통해 제공되는 상기 다이(22) 및 상기 본딩 영역의 이미지들을 획득할 수 있다.In addition, the die bonding apparatus 100 includes a first detection camera 170 for detecting the position of the die 22 before picking up the die 22, and the substrate to which the die 22 is to be bonded. A second detection camera 172 may be included to detect the bonding region on (10). For example, the first and second detection cameras 170 and 172 may be disposed between the bonding head 132 and the second bonding heads 138, and the bonding head 132 and the The die 22 and the bonding area may be respectively detected while the second bonding heads 138 are rotated. In addition, as an example, each of the first and second detection cameras 170 and 172 may include an optical path adjusting unit that adjusts an optical path using a reflector, and is provided through the optical path adjusting units. Images of the die 22 and the bonding region may be obtained.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 스테이지(120)는 상기 기판 스테이지(110)의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 본딩 유닛(130)은 상기 웨이퍼 스테이지(120)와 상기 기판 스테이지(110) 사이에서 상기 다이(22)를 픽업하여 상기 기판(10) 상에 본딩할 수 있다. 따라서, 상기 다이(22)의 픽업과 본딩에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있으며, 아울러 상기 웨이퍼 스테이지(120)와 상기 본딩 유닛(130)을 상기 기판 스테이지(110)의 상부에 배치함으로써 상기 다이 본딩 장치(100)의 크기를 감소시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention as described above, the wafer stage 120 may be disposed above the substrate stage 110, and the bonding unit 130 may include the wafer stage 120 and the substrate. The die 22 may be picked up between the stages 110 to be bonded on the substrate 10. Therefore, the time required for the pick-up and bonding of the die 22 can be greatly shortened, and the wafer stage 120 and the bonding unit 130 are disposed on the substrate stage 110 above the die. The size of the bonding device 100 can be reduced.

또한, 상기 웨이퍼 스테이지(120)와 상기 본딩 유닛(130)을 갠트리 유닛(102)을 이용하여 수평 방향으로 이동 가능하게 구성함으로써 상대적으로 넓은 면적을 갖는 기판(10)에 대한 다이 본딩 공정을 보다 빠르게 수행할 수 있다. 특히, 상기 기판(10)의 크기에 따라 갠트리 유닛(102)의 개수를 조절할 수 있으며, 이에 따라 8세대 이상의 대면적 기판에 대하여도 보다 빠르게 다이 본딩 공정을 수행할 수 있다.In addition, the wafer stage 120 and the bonding unit 130 are configured to be movable in the horizontal direction by using the gantry unit 102, so that the die bonding process for the substrate 10 having a relatively large area is faster. Can be done. Particularly, the number of gantry units 102 can be adjusted according to the size of the substrate 10, and accordingly, a die bonding process can be performed more quickly for a large-area substrate of 8th generation or more.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that there is.

10 : 기판 20 : 웨이퍼
22 : 다이 24 : 다이싱 테이프
26 : 마운트 프레임 100 : 다이 본딩 장치
102 : 갠트리 유닛 104 : 가동 부재
110 : 기판 스테이지 120 : 웨이퍼 스테이지
122 : 클램프 124 : 클램프 구동부
126 : 확장 링 130 : 본딩 유닛
132 : 본딩 헤드 134 : 회전 구동부
136 : 수직 구동부 150 : 다이 이젝터
160 : 제2 수평 구동부 170 : 제1 검출 카메라
172 : 제2 검출 카메라10: substrate 20: wafer
22: die 24: dicing tape
26: mount frame 100: die bonding device
102: gantry unit 104: movable member
110: substrate stage 120: wafer stage
122: clamp 124: clamp driving unit
126: extension ring 130: bonding unit
132: bonding head 134: rotation drive
136: vertical drive unit 150: die ejector
160: second horizontal driving unit 170: first detection camera
172: second detection camera

Claims (7)

기판을 지지하기 위한 기판 스테이지;
상기 기판 스테이지의 상부에 배치되며 웨이퍼의 전면이 아래를 향하도록 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지; 및
상기 기판 스테이지와 상기 웨이퍼 스테이지 사이에 배치되며 상기 웨이퍼로부터 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.A substrate stage for supporting the substrate;
A wafer stage disposed on the substrate stage and supporting the wafer with a front side of the wafer facing downward; And
And a bonding unit disposed between the substrate stage and the wafer stage and picking up a die from the wafer to bond on the substrate. 제1항에 있어서, 상기 본딩 유닛은,
진공압을 이용하여 상기 다이를 파지하기 위한 본딩 헤드;
상기 다이를 상기 웨이퍼로부터 픽업하기 위하여 상기 본딩 헤드가 상기 웨이퍼를 향하도록 회전시키고 상기 다이를 상기 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 본딩 헤드가 상기 기판을 향하도록 회전시키는 회전 구동부; 및
상기 다이를 픽업하고 본딩하기 위해 상기 본딩 헤드를 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.According to claim 1, The bonding unit,
A bonding head for gripping the die using vacuum pressure;
A rotation driver for rotating the bonding head toward the wafer for picking up the die from the wafer and rotating the bonding head toward the substrate for bonding the die on the substrate; And
And a vertical driving unit for moving the bonding head in a vertical direction to pick up and bond the die. 제2항에 있어서, 상기 본딩 유닛은,
상기 회전 구동부의 회전 중심축에 대하여 원주 방향으로 기 설정된 각도로 배치된 복수의 제2 본딩 헤드들; 및
상기 제2 본딩 헤드들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 수직 구동부들을 더 포함하며,
상기 회전 구동부는,
상기 본딩 헤드와 상기 제2 본딩 헤드들에 각각 연결되며 수평 방향으로 연장하는 복수의 연결 로드들; 및
상기 회전 중심축과 상기 연결 로드들 사이를 연결하는 복수의 스포크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.According to claim 2, The bonding unit,
A plurality of second bonding heads arranged at a predetermined angle in a circumferential direction with respect to the rotational central axis of the rotation driving unit; And
Further comprising second vertical driving units for moving the second bonding head in the vertical direction,
The rotation driving unit,
A plurality of connecting rods respectively connected to the bonding head and the second bonding heads and extending in a horizontal direction; And
And a plurality of spokes connecting the central axis of rotation and the connecting rods. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 상의 상기 다이를 검출하기 위한 제1 검출 카메라; 및
상기 다이가 본딩될 상기 기판 상의 본딩 영역을 검출하기 위한 제2 검출 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The method of claim 1, further comprising: a first detection camera for detecting the die on the wafer; And
And a second detection camera for detecting a bonding area on the substrate to which the die is to be bonded. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼는 복수의 다이들이 부착된 다이싱 테이프와 상기 다이싱 테이프가 장착되는 마운트 프레임을 포함하며,
상기 웨이퍼 스테이지는,
상기 마운트 프레임을 파지하기 위한 복수의 클램프들;
상기 복수의 클램프들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 클램프 구동부; 및
상기 클램프 구동부에 의한 상기 클램프들의 수직 방향 이동에 의해 상기 다이싱 테이프가 확장되도록 상기 다이싱 테이프의 가장자리 부위를 지지하는 확장 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The method of claim 1, wherein the wafer includes a dicing tape to which a plurality of dies are attached and a mount frame on which the dicing tape is mounted,
The wafer stage,
A plurality of clamps for holding the mount frame;
A clamp driver for moving the plurality of clamps in a vertical direction; And
And an extension ring supporting an edge portion of the dicing tape so that the dicing tape is expanded by vertical movement of the clamps by the clamp driving unit. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 스테이지의 상부에 배치되며 상기 웨이퍼로부터 상기 다이를 분리시키기 위한 다이 이젝터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus according to claim 1, further comprising a die ejector disposed on the wafer stage and separating the die from the wafer. 제1항에 있어서, 상기 다이의 본딩 위치를 조절하기 위해 상기 본딩 유닛을 수평 방향으로 이동시키는 제1 수평 구동부; 및
상기 본딩 유닛에 대한 상기 웨이퍼의 상대 위치를 조절하기 위해 상기 웨이퍼 스테이지를 수평 방향으로 이동시키는 제2 수평 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.According to claim 1, A first horizontal driving unit for moving the bonding unit in the horizontal direction to adjust the bonding position of the die; And
And a second horizontal driving unit moving the wafer stage in a horizontal direction to adjust the relative position of the wafer with respect to the bonding unit.
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