KR20200105753A - Semiconductor manufacturing device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 반도체 제조 장치에 관한 것이며, 예를 들어 밀어 올리기(올림)유닛을 구비하는 다이 본더에 적용 가능하다.The present disclosure relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and is applicable to, for example, a die bonder having a push-up (lift) unit.
일반적으로, 다이라고 불리는 반도체 칩을, 예를 들어 배선 기판이나 리드 프레임 등(이하, 총칭하여 기판이라고 함)의 표면에 탑재하는 다이 본더에 있어서는, 일반적으로 콜릿 등의 흡착 노즐을 사용하여 다이를 기판 상으로 반송하고, 압박력을 부여함과 함께, 접합재를 가열함으로써 본딩을 행한다고 하는 동작(작업)이 반복하여 행해진다.In general, in a die bonder that mounts a semiconductor chip called die on the surface of, for example, a wiring board or a lead frame (hereinafter, collectively referred to as a substrate), the die is generally mounted using a suction nozzle such as a collet. An operation (operation) of carrying out bonding on a substrate, applying a pressing force, and heating the bonding material to perform bonding is repeatedly performed.
다이 본더 등의 반도체 제조 장치에 의한 다이 본딩 공정 중에는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)로부터 분할된 다이를 박리하는 박리 공정이 있다. 박리 공정에서는, 다이싱 테이프 이면으로부터 밀어 올리기 유닛에 의해 다이를 밀어 올려, 다이 공급부에 보유 지지된 다이싱 테이프로부터, 1개씩 박리하고, 콜릿 등의 흡착 노즐을 사용하여 기판 상으로 반송한다.Among the die bonding processes using a semiconductor manufacturing apparatus such as a die bonder, there is a peeling process of peeling a divided die from a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer). In the peeling step, the die is pushed up by the pushing unit from the back of the dicing tape, peeled one by one from the dicing tape held in the die supply unit, and conveyed onto the substrate using a suction nozzle such as a collet.
예를 들어, 일본 특허 공개 제2005-117019호 공보(특허문헌 1)에 따르면, 다이싱 테이프에 첩부된 복수의 다이 중 박리 대상의 다이를 밀어 올려 다이싱 테이프로부터 박리할 때, 흡착구(吸着駒)(밀어 올리기 유닛)는, 푸셔의 일 구동축에 의해, 복수단의 블록을 피라미드형으로 밀어 올림으로써 다이의 주변으로부터 저 스트레스로 다이싱 테이프로부터 박리하고 있다.For example, according to Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-117019 (Patent Document 1), when the die to be peeled is pushed up among a plurality of dies affixed to the dicing tape and peeled from the dicing tape, an adsorption port (吸着A (push-up unit) is peeled off from the dicing tape with low stress from the periphery of the die by pushing up a plurality of stages of blocks in a pyramidal shape by one drive shaft of a pusher.
근년, 다이 적층 패키지나 3D-NAND(3차원 NAND 플래시)의 출현에 의해, 웨이퍼(다이)는 보다 얇아지고 있다. 다이가 얇아지면, 다이싱 테이프의 점착력에 비하여 다이의 강성이 매우 낮아진다. 그 때문에, 예를 들어 수십㎛ 이하의 박 다이를 픽업하기 위해서는 다이에 걸리는 스트레스를 경감시키는 것(저 스트레스화)이 필요하다.In recent years, with the advent of die stack packages and 3D-NAND (three-dimensional NAND flash), wafers (die) are becoming thinner. When the die becomes thinner, the rigidity of the die becomes very low compared to the adhesive force of the dicing tape. Therefore, for example, in order to pick up a thin die of several tens of µm or less, it is necessary to reduce the stress applied to the die (lower stress).
상술한 일 구동축에 의한 복수단의 블록의 밀어 올리기에서는, 각 블록의 밀어 올리기양이 기구적으로 일정하게 제한되어 있기 때문에, 밀어 올리기 동작은 등가속, 등속 동작, 등감속 후, 박리가 충분히 진행될 때까지 일정 시간 대기하는 선형 시퀀스이다. 그러나, 선형 시퀀스는, 다이싱 테이프의 종류, 다이 두께 등의 조건이 바뀐 경우, 블록의 밀어 올리기양이 꼭 최적이라고는 할 수 없다. 또한, 선형 시퀀스에서는 다이에 대한 저 스트레스성 또는 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스가 아닐 가능성이 있다.In the above-described push-up of a plurality of blocks by one drive shaft, since the amount of push-up of each block is limited mechanically, the push-up operation is performed at constant acceleration, constant speed, constant deceleration, and then peeling can sufficiently proceed. It is a linear sequence that waits for a certain amount of time. However, in a linear sequence, when conditions such as the type of dicing tape and die thickness are changed, the amount of the block pushed up is not necessarily optimal. In addition, in the linear sequence, there is a possibility that the sequence may not be optimal from the viewpoint of low stress on the die or high speed pickup.
본 개시의 과제는 밀어 올리기 유닛을 다이에 대한 저 스트레스성 또는 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스로 제어 가능한 반도체 제조 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present disclosure is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of controlling a pushing unit in an optimal sequence from the viewpoint of low stress on a die or high speed pickup.
그 밖의 과제와 신규의 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.Other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.A brief overview of representative ones of the present disclosure is as follows.
즉, 반도체 제조 장치는, 다이싱 테이프와 접촉하는 복수의 블록을 갖고, 다이를 상기 다이싱 테이프의 밑에서 밀어 올리는 밀어 올리기 유닛과, 상기 다이를 흡착하는 콜릿과, 상기 밀어 올리기 유닛의 특성을 재현시키는 박리 모델에 대하여, 상기 다이의 상기 다이싱 테이프로부터의 박리량과 상기 다이 전체의 굽힘 응력의 목표값에 상기 박리 모델의 출력을 추종시키도록 피드백 제어하고, 상기 박리 모델에 대한 제어 입력인 밀어 올리기양을 상기 밀어 올리기 유닛의 상기 블록의 밀어 올리기양으로 하도록 구성되는 제어부를 구비한다.In other words, the semiconductor manufacturing apparatus has a plurality of blocks in contact with the dicing tape, and reproduces the characteristics of a push-up unit that pushes up a die from under the dicing tape, a collet that adsorbs the die, and the push-up unit. With respect to the peeling model to be subjected to, feedback control to follow the output of the peeling model to the target value of the peeling amount of the die from the dicing tape and the bending stress of the entire die, and pushing the control input to the peeling model And a control unit configured to make the lifting amount as the lifting amount of the block of the pushing unit.
상기 반도체 제조 장치에 따르면, 다이에 대한 저 스트레스성 또는 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스로 제어하는 것이 가능하다.According to the semiconductor manufacturing apparatus, it is possible to control the die in an optimal sequence from the viewpoint of low stress or high-speed pickup.
도 1은, 밀어 올리기 유닛의 주요부의 구성을 설명하는 도면.
도 2는, 밀어 올리기 유닛의 밀어 올리기 시퀀스를 설명하는 도면.
도 3은, 피드백 제어계를 설명하는 블록선도.
도 4는, 다이 박리 모델을 설명하는 도면.
도 5는, 점착재 모델을 설명하는 도면.
도 6은, 다이 박리 모델의 계산을 설명하는 흐름도.
도 7은, 실시예에 관한 다이 본더를 위에서 본 개념도.
도 8은, 도 7에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면.
도 9는, 도 7의 다이 공급부의 외관 사시도를 도시하는 도면.
도 10은, 도 7의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도.
도 11은, 도 9의 밀어 올리기 유닛의 외관 사시도.
도 12는, 도 11의 제1 유닛의 일부의 상면도.
도 13은, 도 11의 제2 유닛의 일부의 상면도.
도 14는, 도 11의 제3 유닛의 일부의 상면도.
도 15는, 도 11의 밀어 올리기 유닛의 종단면도.
도 16은, 도 11의 밀어 올리기 유닛의 종단면도.
도 17은, 실시예에 관한 밀어 올리기 유닛과 픽업 헤드 중 콜릿부의 구성을 도시한 도면.
도 18은, 도 7의 다이 본더의 픽업 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 19는, 실시예에 관한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 20은, 비선형 시퀀스와 선형 시퀀스의 수치 예를 설명하는 도면.
도 21은, 각 축에 대한 피드포워드 제어계를 설명하는 블록선도.
도 22는, 각 블록의 밀어 올리기 제어의 일례를 설명하는 흐름도.
도 23은, 각 블록의 밀어 올리기 제어의 다른 예를 설명하는 흐름도.
도 24는, 피드백 제어계를 설명하는 블록선도.
도 25는, 각 블록의 밀어 올리기 제어를 설명하는 흐름도.1 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a pushing unit.
Fig. 2 is a diagram explaining a pushing sequence of a pushing unit.
3 is a block diagram illustrating a feedback control system.
4 is a diagram illustrating a die peeling model.
5 is a diagram illustrating an adhesive material model.
6 is a flowchart for explaining calculation of a die peeling model.
Fig. 7 is a conceptual diagram viewed from above of a die bonder according to an embodiment.
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the pickup head and the bonding head when viewed from the direction of arrow A in FIG. 7.
9 is a diagram showing an external perspective view of the die supply unit of FIG. 7.
Fig. 10 is a schematic cross-sectional view showing an essential part of the die supply section of Fig. 7.
Fig. 11 is an external perspective view of the pushing unit of Fig. 9;
12 is a top view of a part of the first unit in FIG. 11.
13 is a top view of a part of the second unit in FIG. 11.
14 is a top view of a part of the third unit in FIG. 11.
Fig. 15 is a longitudinal sectional view of the push-up unit of Fig. 11;
Fig. 16 is a longitudinal sectional view of the pushing unit of Fig. 11;
Fig. 17 is a diagram showing a configuration of a collet portion among a pushing unit and a pickup head according to the embodiment.
Fig. 18 is a flowchart for explaining a pickup operation of the die bonder of Fig. 7;
19 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.
Fig. 20 is a diagram for describing a nonlinear sequence and a numerical example of a linear sequence.
Fig. 21 is a block diagram illustrating a feed forward control system for each axis.
22 is a flowchart illustrating an example of pushing up control of each block.
23 is a flowchart for explaining another example of pushing up control of each block.
24 is a block diagram illustrating a feedback control system.
Fig. 25 is a flowchart for explaining pushing up control of each block.
이하, 실시 형태 및 실시예에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제의 양태에 비하여, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments and examples will be described with reference to the drawings. However, in the following description, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and repeated explanation may be omitted. In addition, in order to make the explanation more clear, the drawings may be schematically displayed with respect to the width, thickness, shape, etc. of each part compared to the actual mode, but are only examples and do not limit the interpretation of the present invention.
우선, 밀어 올리기 유닛에 대하여 도 1, 2를 사용하여 설명한다. 도 1은, 밀어 올리기 유닛의 주요부의 구성을 도시하는 도면이며, 도 1의 (a)는 도 1의 (b)의 A-A선 단면도이고, 도 1의 (b)는 상면도이다. 도 2는, 밀어 올리기 유닛의 밀어 올리기 시퀀스를 도시하는 도면이며, 도 2의 (a)는 선형 시퀀스를 도시하는 도면이고, 도 2의 (b)는 제1 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스를 도시하는 도면이고, 도 2의 (c)는 제2 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스를 도시하는 도면이다.First, the pushing unit will be described using Figs. Fig. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a pushing unit, Fig. 1(a) is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 1(b), and Fig. 1(b) is a top view. Fig. 2 is a diagram showing a pushing sequence of a pushing unit, Fig. 2(a) is a diagram showing a linear sequence, and Fig. 2(b) is a diagram showing a non-linear pushing sequence of a first example 2(c) is a diagram showing a nonlinear push-up sequence of a second example.
도 1에 도시하는 바와 같이, 밀어 올리기 유닛(TUU)은, 픽업 대상 다이(D)의 외측 주변에 위치하는 다이싱 테이프(DCT)를 흡착하는 돔(DM)과, 돔(DM)의 개구부에 위치하는 밀어 올리기 블록부(BLK)를 구비한다. 밀어 올리기 블록부(BLK)는, 예를 들어 3개의 블록(BLK1, BLK2, BLK3)으로 구성된다. 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 평면으로 보아 직사각형 프레임상의 블록(BLK1)의 내측에 직사각형 프레임상의 블록(BLK2)이 위치하고, 직사각형 프레임상의 블록(BLK2)의 내측에 직사각 형상의 블록(BLK3)이 위치한다. 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 블록(BLK1)이 돔(DM)보다 위로 밀어 올려지고, 블록(BLK2, BLK3)은 블록(BLK1)보다 위로 밀어 올려져 있다.As shown in FIG. 1, the pushing up unit (TUU) is a dome (DM) for adsorbing the dicing tape (DCT) located around the outside of the pickup object die (D), and the opening of the dome (DM). It is provided with a push-up block portion (BLK) located. The push-up block part BLK is composed of, for example, three blocks BLK1, BLK2, and BLK3. As shown in Fig. 1(b), a rectangular frame-shaped block BLK2 is located inside the rectangular frame-shaped block BLK1 in plan view, and a rectangular block BLK2 is located inside the rectangular frame-shaped block BLK2 ( BLK3) is located. 1A, the block BLK1 is pushed up above the dome DM, and the blocks BLK2 and BLK3 are pushed up above the block BLK1.
상술한 바와 같이, 종래의 블록의 밀어 올리기 동작은, 등가속, 등속 동작, 등감속 후, 박리가 충분히 진행될 때까지 일정 시간 대기하는 선형 밀어 올리기 시퀀스로 행해지고 있다. 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 선형 밀어 올리기 시퀀스에서는, 밀어 올리기 유닛(TUU)의 블록의 밀어 올리기양은 시간에 비례하여 증가하고, 밀어 올리기양의 최댓값(hgmax)에 도달한 후에는, 밀어 올리기 동작은 정지하고, 다이(D)가 다이싱 테이프(DCT)로부터 박리되는 것을 기다리는 시퀀스이다. 여기서, 밀어 올리기양의 최댓값(hgmax)에 도달한 시간을 tgmax라고 한다. 또한, 도 2의 (a)에 도시되는 시간축의 우측단 후에 내측 블록의 밀어 올리기가 행해진다.As described above, the conventional pushing up operation of the block is performed in a linear pushing up sequence in which after constant acceleration, constant speed operation, and constant deceleration, wait for a certain time until peeling proceeds sufficiently. As shown in Fig.2(a), in the linear push-up sequence, the push-up amount of the block of the push-up unit (TUU) increases in proportion to time, and after reaching the maximum value (h gmax ) of the push-up amount Is a sequence in which the pushing operation stops and waits for the die D to be peeled off from the dicing tape DCT. Here, the time at which the maximum value of the pushing amount (h gmax ) is reached is referred to as t gmax . Further, after the right end of the time axis shown in Fig. 2A, the inner block is pushed up.
발명자의 검토에서는, 다이는, 박리 처음에는 다이싱 테이프로부터 천천히 박리되고, 박리가 진행됨에 따라 박리 진행이 가속되는 비선형의 거동을 나타낸다. 선형 시퀀스로는 다이에 대한 저 스트레스성, 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스가 아닐 가능성이 있다.In the inventor's examination, the die exhibits a nonlinear behavior in which the peeling process is slowly peeled from the dicing tape at the beginning of peeling, and the peeling progress is accelerated as the peeling proceeds. The linear sequence may not be an optimal sequence from the viewpoint of low stress and high speed pickup for the die.
그래서, 실시 형태에서는, 다이의 박리에 맞추어 밀어 올리기 중의 속도를 가변으로 한 비선형 밀어 올리기 시퀀스로 밀어 올리기를 행한다. 이것을 실현하기 위해, 밀어 올리기 유닛을 피드백 제어함으로써 행한다. 밀어 올리기 유닛의 블록의 밀어 올리기 속도, 밀어 올리기양을 프로그래머블하게 설정 가능하다.Therefore, in the embodiment, the push-up is performed in a nonlinear push-up sequence in which the speed during push-up is variable in accordance with the peeling of the die. In order to realize this, it is carried out by feedback control of the pushing unit. The push-up speed and the push-up amount of the block of the push-up unit can be set programmable.
이어서, 피드백 제어에 대하여 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3의 (a)는 일반적인 피드백 제어계를 도시하는 블록선도이고, 도 3의 (b)는 실시 형태의 밀어 올리기 유닛의 제어계를 도시하는 블록선도이다.Next, feedback control will be described using FIG. 3. Fig. 3(a) is a block diagram showing a general feedback control system, and Fig. 3(b) is a block diagram showing a control system of the pushing unit according to the embodiment.
도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 일반적인 피드백 제어(PID 제어)계는, 제어 대상, 센서 및 PID 제어기로 구성된다. PID 제어기(C(s))는, 제어 대상(G(s))으로부터 센서로 측정된 출력(제어량: y(s))과 추종시키고 싶은 목표값(r(s))의 편차 신호(e(s))에 대하여, 비례 연산(P), 적분 연산(I) 및 미분 연산(D)의 3개의 동작을 조합하여, 제어 대상에 대한 입력(조작량: u(s))을 결정한다.As shown in Fig. 3A, a general feedback control (PID control) system is composed of a control object, a sensor, and a PID controller. The PID controller (C(s)) is the deviation signal e() between the output (control amount: y(s)) measured by the sensor from the control target (G(s)) and the target value (r(s)) to be followed. s)), an input to the control object (operation amount: u(s)) is determined by combining three operations of a proportional operation (P), an integral operation (I), and a differential operation (D).
제어 대상인 밀어 올리기 유닛의 제어량으로서는 다이(D)의 다이싱 테이프(DCT)로부터의 박리량 및 다이(D) 전체의 굽힘 응력이다. 이들은, 센서에 의한 측정은 곤란하다.The control amount of the pushing unit as a control target is the amount of peeling of the die D from the dicing tape DCT and the bending stress of the entire die D. These are difficult to measure with a sensor.
그래서, 실시 형태에서는, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 박리 모델에 대하여 피드백 제어계를 구성한다. 실시 형태에서는, 박리 모델(Gm(s))에 대하여, 목표 입력(r(s))으로 박리량 및 다이 전체의 굽힘 응력을 부여하고, 밀어 올리기양을 제어 입력(u(s))으로 하여 박리 모델(Gm(s)), 실제 밀어 올리기 대상(G(s))의 각각에 부여한다. 출력(y(s))을 목표 입력(r(s))에 추종시키도록 PID 제어기인 보상기(C(s))를 구성함으로써 박리 모델(Gm(s))의 거동에 따라 제어 입력(u(s))인 밀어 올리기양을 조정한다.Thus, in the embodiment, as shown in Fig. 3B, a feedback control system is configured for the peeling model. In the embodiment, with respect to the peeling model (Gm(s)), the amount of peeling and the bending stress of the entire die are given as the target input (r(s)), and the amount of pushing is used as the control input (u(s)). It is given to each of the peeling model (Gm(s)) and the actual push-up target (G(s)). By configuring the PID controller compensator (C(s)) to follow the output (y(s)) to the target input (r(s)), the control input (u()) according to the behavior of the separation model (Gm(s)) Adjust the push-up amount, which is s)).
상기에서 생성된 밀어 올리기양을 실제 밀어 올리기 대상(G(s))에 부여함으로써, 박리 모델(Gm(s))이 실제 밀어 올리기 대상(G(s))의 특성을 충분히 재현할 수 있는 경우, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))은 박리 모델(Gm(s))을 사용한 피드백 제어계에서 설계한 박리 결과가 얻어진다.When the release model (Gm(s)) can sufficiently reproduce the characteristics of the actual push-up target (G(s)) by giving the amount of push-up generated above to the actual push-up target (G(s)) , As for the actual push-up target (G(s)), the peeling result designed by the feedback control system using the peeling model (Gm(s)) is obtained.
박리 모델은 발명자의 검토에서 얻은 하기 특성을 갖는다.The peeling model has the following characteristics obtained from the inventor's examination.
(1) 일정 이상의 밀어 올리기양으로 박리가 개시된다.(1) Peeling is started with a certain amount of pushing up.
(2) 박리 개시로부터 박리 진행에 따라, 박리 진행이 가속된다(박리 진행에 수반하여, 박리 진행이 가속되는 것은 다이가 근원에 접근할수록 곡률이 커져, 복원력 wr로 되는 모멘트가 커지기 때문임).(2) From the start of peeling to the progress of peeling, the peeling progress is accelerated (according to the peeling progress, the peeling progress is accelerated because the curvature increases as the die approaches the root, and the moment that becomes the restoring force w r increases) .
(3) 박리 강도가 높은 다이싱 테이프에서는 밀어 올리기양을 많이, 점성이 있는 다이싱 테이프에서는 밀어 올리기 시간을 많이 취한다(다이싱 테이프의 점착재의 파라미터를 바꿈으로써 박리가 개시되는 밀어 올리기양, 박리가 진행되는 속도가 바뀜).(3) A dicing tape with high peel strength takes a lot of push-up, and a viscous dicing tape takes a lot of push-up time (the amount of push-up at which peeling starts by changing the parameters of the adhesive material of the dicing tape, The rate at which peeling proceeds changes).
이어서, 박리 모델에 대하여 도 4 내지 도 6을 사용하여 설명한다. 도 4는, 도 1의 (a)의 파선부의 다이 박리 모델을 도시하는 도면이며, 도 4의 (a)는 밀어 올리기 전, 도 4의 (b)는 밀어 올릴 때, 도 4의 (c)는 점착재 파단 발생 시를 도시하는 도면이다. 도 5는, 점착재 모델을 도시하는 도면이다. 도 6은, 다이 박리 모델의 계산 플로우를 도시하는 도면이다.Next, the peeling model will be described with reference to FIGS. 4 to 6. Fig. 4 is a diagram showing a die peeling model of the broken line portion of Fig. 1(a), Fig. 4(a) before pushing up, Fig. 4(b) when pushing up, Fig. 4(c) Is a diagram showing when the adhesive material breakage occurs. 5 is a diagram showing an adhesive material model. 6 is a diagram showing a calculation flow of a die peeling model.
밀어 올림 중인 다이(D)의 한 변이 밀어 올림 중인 블록(BLK2)의 단부면에 고정된 외팔보라고 생각하자. 이때, 다이(D)는 다이싱 테이프(DCT)의 점착재에 의해 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 등분포 하중이 가해지고 있다고 하자.Think of one side of the die D being pushed up as a cantilever beam fixed to the end surface of the block BLK2 being pushed up. At this time, assume that the die D is applied with an equally distributed load as shown in Fig. 4A by the adhesive material of the dicing tape DCT.
밀어 올리기양(h)만큼 블록(BLK2)을 밀어 올렸을 때, 박리가 개시될 때까지의 동안 다이(D)는 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이 변형된다고 생각하자.When the block BLK2 is pushed up by the push-up amount h, it is assumed that the die D is deformed as shown in Fig. 4(b) until the peeling starts.
여기서,here,
w: 단위 면적에 가해지는 점착재의 첩부력[N]w: Adhesion force of the adhesive applied to the unit area [N]
L: 블록(BLK1)의 폭[mm]L: Width [mm] of block BLK1
h: 블록(BLK2)의 밀어 올리기양[mm]h: Amount of push-up of block (BLK2) [mm]
b: 블록(BLK2)의 한 변의 길이[mm]b: Length of one side of block BLK2 [mm]
E: 다이의 영률[N/㎟]E: Young's modulus of die [N/㎟]
δx: 다이 단부로부터 x의 위치의 휨양δx: amount of deflection at the x position from the die end
이라고 한다.It is called.
또한 다이(D)를 고정하고 있는 점착재를 모델화한다. 도 5는, 점착제 모델(3 요소 모델)을 도시하는 도면이다.In addition, the adhesive material fixing the die D is modeled. 5: is a figure which shows the adhesive model (three-element model).
다이(D)의 굽힘에 대한 반력(wr)을 받음으로써 감쇠 상수(C2)에 의해 시간을 갖고 변형된다. 용수철 상수(K1, K2)에 대하여 반력(wr)이 큰 경우, 변위(ε1, ε2)가 소정의 변형량에 도달하였을 때, 점착재가 파단되는 것으로 한다. 변위(ε1)가 한계값에 도달한 경우에는 계면 파괴, 변위(ε2)가 한계값에 도달한 경우에는 응집 파괴가 일어나는 것으로 한다.It is transformed over time by the damping constant (C 2 ) by receiving the reaction force (w r ) against the bending of the die (D). When the reaction force (w r ) is large with respect to the spring constants (K 1 , K 2 ), when the displacements (ε 1 , ε 2 ) reach a predetermined amount of deformation, it is assumed that the adhesive material is broken. When the displacement (ε 1 ) reaches the limit value, interfacial failure, and when the displacement (ε 2 ) reaches the limit value, cohesive failure occurs.
점착재에 파괴가 발생하였을 때, 다이(D)는 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같은 형상으로 되므로, 파괴되지 않은 부분(비파괴부)에만 등분포 하중이 걸리고 있는 것으로서 w를 재계산한다.When breakage occurs in the adhesive material, the die (D) has a shape as shown in Fig. 4(c), so that w is recalculated as the uniformly distributed load is applied only to the unbroken portion (non-destructive portion). .
다이 박리 모델의 계산에 대하여 도 6을 사용하여 설명한다.The calculation of the die peeling model will be described using FIG. 6.
파괴되지 않은 최단(비파괴부 선단)의 위치를 xmin, 비파괴부 선단의 휨양을 δxmin으로 하여, E, h, L, w, xmin을 사용하여 δxmin을 계산하고, δxmin, E, h, L, xmin을 사용하여 갱신할 하중(w)을 계산한다(스텝 S1).Calculating by the position of the minimum (non-destructive portion distal end) that are not destroy the x min, hwimyang of non-destructive portion leading to δ xmin, E, h, L , w, δx min using x min, and δx min, E, The load (w) to be updated is calculated using h, L, and x min (step S1).
또한 비파괴부 선단의 xmin에 생기는 반력(wr)은 xmin-xmin+1 사이의 모멘트로서 계산한다(스텝 S2).Further, the reaction force (w r ) generated at x min of the tip of the non-destructive portion is calculated as a moment between x min -x min+1 (step S2).
비파괴부 선단의 xmin에서의 점착재의 변형량(ε1)을 wr, K1을 사용하여 계산하고, 변형량(ε1)을 wr, K1, C2를 사용하여 계산한다(스텝 S3). 변형량이 소정값을 초과하였는지 여부(점착재가 파괴되었는지 여부)를 판단한다(스텝 S4).The deformation amount (ε 1 ) of the adhesive material at x min at the tip of the non-destructive part is calculated using w r and K 1 , and the deformation amount (ε 1 ) is calculated using w r , K 1 , and C 2 (step S3). . It is determined whether the amount of deformation has exceeded a predetermined value (whether or not the adhesive has been destroyed) (step S4).
xmin에서 점착재의 파괴가 발생한 경우, xmin을 계산 상의 단위 폭인 Δx만큼 증가시킨다(스텝 S5).If x min destroys the adhesive material is encountered, thereby increasing the x width Δx min by a unit of calculation (step S5).
이상, 파괴가 일어나지 않게 될 때까지 반복한다.Repeat until no abnormality or destruction occurs.
이어서, 시간을 단위 폭인 Δt만큼 증가시켜, xmin에서의 점착재의 변형량을 wr, ε1, ε2, K1, C2를 사용하여 계산한다(스텝 S6).Then, the time is increased by the unit width Δt, and the amount of deformation of the adhesive material in x min is calculated using w r , ε 1 , ε 2 , K 1 , and C 2 (step S6).
xmin에 있어서의 다이(D)의 휨(δxmin)을 점착재가 변형된 양(ε1, ε2)만큼 감소시켜, 분포 하중(w)을 재계산하고 전체의 휨을 갱신한다.It was reduced by the die (D) bending (δx min) the amount of the adhesive material strain (ε 1, ε 2) of the in the x min, to recalculate the distribution of load (w), thus updating of the entire warp.
비선형 시퀀스와 정속 상승 밀어 올리기 시퀀스(선형 시퀀스)의 계산 결과(수치 예)에 대하여 도 20을 사용하여 설명한다. 도 20의 (a)는 선형 시퀀스의 밀어 올리기양과 박리량을 도시하는 도면이고, 도 20의 (b)는 선형 시퀀스의 다이 굽힘 스트레스를 도시하는 도면이다. 도 20의 (c)는 비선형 시퀀스의 밀어 올리기양과 박리량을 도시하는 도면이고, 도 20의 (d)는 비선형 시퀀스의 다이 굽힘 스트레스를 도시하는 도면이다.The calculation result (a numerical example) of the nonlinear sequence and the constant-speed rising and pushing sequence (linear sequence) will be described using FIG. 20. Fig. 20(a) is a diagram showing the push-up amount and the peeling amount in a linear sequence, and Fig. 20(b) is a diagram showing the die bending stress in the linear sequence. Fig. 20(c) is a diagram showing the push-up amount and the peeling amount of a nonlinear sequence, and Fig. 20(d) is a diagram showing the die bending stress of the nonlinear sequence.
선형 시퀀스에서는,In a linear sequence,
밀어 올리기양이 300㎛, 밀어 올리기 속도가 1mm/초The push-up amount is 300㎛, the push-up speed is 1mm/sec.
인 것으로 한다.It should be.
비선형 시퀀스에서는, 박리 모델에 대하여,In a nonlinear sequence, for the separation model,
L=0.5mm, b=10mm, E=185000N/㎟, 다이 두께=20㎛, K1=20N/mm, K2=1.5N/mm, C2=0.01N/(mm/s), 허용 점착재 신장량=0.6mm의 조건에서,L=0.5mm, b=10mm, E=185000N/mm2, die thickness=20㎛, K1=20N/mm, K2=1.5N/mm, C2=0.01N/(mm/s), allowable adhesive elongation= Under the condition of 0.6mm,
C(s)=Kp+Ki/s+Kd sC(s)=K p +K i /s+K d s
Kp=[1, 0], Ki=[0, 0], Kd=[0, 0]K p =[1, 0], K i =[0, 0], K d =[0, 0]
r(s)=[0.5, 0](박리량=0.5mm, 다이 굽힘 스트레스=0)r(s)=[0.5, 0] (peel amount=0.5mm, die bending stress=0)
으로 하여 작성. 단, Gm(s)와 G(s)의 오차는 없는 것으로 한다.By writing. However, it is assumed that there is no error between Gm(s) and G(s).
도 20의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 선형 시퀀스에서는 박리 시간은 0.65초, 최대 스트레스는 10MPa이다. 도 20의 (c), (d)에 도시하는 바와 같이, 비선형 시퀀스에서는 박리 시간은 0.58초, 최대 스트레스는 8.5MPa이며, 박리 시간, 최대 스트레스 모두 선형 시퀀스보다 효과적이다.As shown in Figs. 20A and 20B, in a linear sequence, the peeling time is 0.65 seconds and the maximum stress is 10 MPa. As shown in Figs. 20C and 20D, in the nonlinear sequence, the peeling time is 0.58 seconds and the maximum stress is 8.5 MPa, and both the peeling time and the maximum stress are more effective than the linear sequence.
이어서, 상술한 피드백 제어계에서 생성한 박리 모델을 사용한 각 축에 대한 피드포워드 제어에 대하여 도 21 내지 도 23을 사용하여 설명한다. 도 21은, 각 축에 대한 피드포워드 제어계를 설명하는 도면이고, 도 21의 (a)는 블록(BLK1)에 대한 블록선도이고, 도 21의 (b)는 블록(BLK2)에 대한 블록선도이고, 도 21의 (c)는 블록(BLK3)에 대한 블록선도이다. 도 22는, 각 블록의 밀어 올리기 제어의 일례를 도시하는 흐름도이다. 도 23은, 각 블록의 밀어 올리기 제어의 다른 예를 도시하는 흐름도이다.Next, feedforward control for each axis using the peeling model generated by the above-described feedback control system will be described with reference to FIGS. 21 to 23. FIG. 21 is a diagram for explaining a feedforward control system for each axis, FIG. 21(a) is a block diagram for block BLK1, and FIG. 21(b) is a block diagram for block BLK2. , (C) of FIG. 21 is a block diagram of the block BLK3. 22 is a flowchart showing an example of pushing up control of each block. 23 is a flowchart showing another example of pushing up control of each block.
도 21의 (a), (b), (c)의 각 구성 및 동작은 기본적으로는 도 3의 (b)와 마찬가지이지만, 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK1, BLK2, BLK3)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK1, BLK2, BLK3)의 밀어 올리기 동작을 제어한다.Each configuration and operation of FIGS. 21A, 21B, and 21C are basically the same as those of FIG. 3B, but the control input u(s) is the controller blocks BLK1, BLK2, It is input to the motor driver for BLK3) and controls the push-up operation of the blocks BLK1, BLK2, BLK3, which are the actual push-up targets (G(s)).
도 21의 (a)에 도시하는 바와 같이, 도 3의 (b)와 마찬가지로, 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다. 이것이 도 22, 23의 스텝 S11의 블록(BLK1)의 박리 모델 생성이다. 생성된 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))은, 블록(BLK2)용 목표 입력(r(s))으로 된다.As shown in Fig. 21A, similarly to Fig. 3B, a peeling model Gm(s) for block BLK1 is generated. This is the generation of the peeling model of the block BLK1 in step S11 in FIGS. 22 and 23. The generated peeling model Gm(s) for block BLK1 becomes a target input r(s) for block BLK2.
도 21의 (b)에 도시하는 바와 같이, 도 3의 (b)와 마찬가지로, 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다. 이것이 도 22, 23의 스텝 S21의 블록(BLK2)의 박리 모델 생성이다. 생성된 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s))은, 블록(BLK3)용 목표 입력(r(s))으로 된다.As shown in Fig. 21B, similarly to Fig. 3B, a peeling model Gm(s) for block BLK2 is generated. This is the generation of the peeling model of the block BLK2 in step S21 of FIGS. 22 and 23. The generated peeling model Gm(s) for block BLK2 becomes a target input r(s) for block BLK3.
도 21의 (c)에 도시하는 바와 같이, 도 3의 (b)와 마찬가지로, 블록(BLK3)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다. 이것이 도 22, 23의 스텝 S31의 블록(BLK3)의 박리 모델 생성이다.As shown in Fig. 21C, similarly to Fig. 3B, a peeling model Gm(s) for the block BLK3 is generated. This is the generation of the peeling model of the block BLK3 in step S31 in FIGS. 22 and 23.
도 22의 플로우에서는, 각 블록의 박리 모델을 생성하면서 각 블록의 밀어 올리기 제어를 행한다. 즉, 스텝 S11의 블록(BLK1)의 박리 모델 생성 후, 스텝 S21의 블록(BLK2)의 박리 모델 생성과 병행하여, 블록(BLK1)의 밀어 올리기 동작을 행한다(스텝 S12). 이어서, 스텝 S21의 블록(BLK2)의 박리 모델 생성 후, 스텝 S31의 블록(BLK3)의 박리 모델 생성과 병행하여, 블록(BLK2)의 밀어 올리기 동작을 행한다(스텝 S22). 마지막으로, 스텝 S31의 블록(BLK3)의 박리 모델 생성 후, 블록(BLK3)의 밀어 올리기 동작을 행한다(스텝 S32).In the flow of Fig. 22, pushing up control of each block is performed while generating a separation model of each block. That is, after generating the peeling model of the block BLK1 in step S11, in parallel with the generation of the peeling model of the block BLK2 in step S21, the pushing operation of the block BLK1 is performed (Step S12). Next, after generating the peeling model of the block BLK2 in step S21, in parallel with the generation of the peeling model of the block BLK3 in step S31, a pushing operation of the block BLK2 is performed (Step S22). Finally, after the peeling model of the block BLK3 is generated in step S31, the pushing operation of the block BLK3 is performed (step S32).
도 23의 플로우에서는, 모든 블록의 박리 모델을 생성한 후, 각 블록의 밀어 올리기 제어를 행한다. 즉, 블록(BLK1)의 박리 모델을 생성하고(스텝 S11), 블록(BLK2)의 박리 모델을 생성하고(스텝 S21), 블록(BLK3)의 박리 모델을 생성한다(스텝 S31). 그 후, 블록(BLK1)의 밀어 올리기 동작을 행하고(스텝 S12), 블록(BLK2)의 밀어 올리기 동작을 행하고(스텝 S22), 블록(BLK3)의 밀어 올리기 동작을 행한다(스텝 S32).In the flow of FIG. 23, after generating the peeling model of all blocks, the pushing up control of each block is performed. That is, a peeling model of the block BLK1 is generated (step S11), a peeling model of the block BLK2 is generated (step S21), and a peeling model of the block BLK3 is generated (step S31). Thereafter, a pushing operation of the block BLK1 is performed (step S12), a pushing operation of the block BLK2 is performed (step S22), and a pushing operation of the block BLK3 is performed (step S32).
이어서, 상술한 피드백 제어계에서 생성한 박리 모델을 사용한 각 축에 대한 피드백 제어에 대하여 도 24, 25를 사용하여 설명한다. 도 24는, 피드백 제어계를 설명하는 블록선도이다. 도 25는, 각 블록의 밀어 올리기 제어를 설명하는 흐름도이다.Next, the feedback control for each axis using the peeling model generated by the above-described feedback control system will be described with reference to FIGS. 24 and 25. 24 is a block diagram illustrating a feedback control system. 25 is a flowchart for explaining the pushing control of each block.
도 24의 제어계에 있어서, 피드백 제어계에서 생성하는 박리 모델은 도 3의 (b)와 마찬가지이지만, 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK1, BLK2, BLK3)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK1, BLK2, BLK3)의 밀어 올리기 동작을 제어하고, 센서에 의해 확인한 박리 상태를 제어 입력(u(s))에 피드백한다.In the control system of FIG. 24, the separation model generated by the feedback control system is the same as that of FIG. 3(b), but the control input (u(s)) is input to the motor drivers for the blocks BLK1, BLK2, and BLK3, which are controllers. , Controls the push-up operation of the blocks BLK1, BLK2, and BLK3, which are the actual push-up targets G(s), and feeds back the peeling state checked by the sensor to the control input u(s).
도 25에 도시하는 바와 같이, 도 22와 마찬가지로, 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다(스텝 S11). 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK1)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK1)의 밀어 올리기 동작을 제어한다(스텝 S12). 센서에 의해 박리 상태를 확인하고(스텝 S13), 시뮬레이션 결과대로 비파괴부 선단(xmin)에서의 점착재가 파괴되었는지 여부를 판정한다(스텝 S14). "아니오"인 경우에는, 스텝 S11로 되돌아가서, 다시 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))을 생성한다.As shown in FIG. 25, similarly to FIG. 22, the peeling model Gm(s) for block BLK1 is generated (step S11). The control input u(s) is input to the motor driver for the block BLK1 which is a controller, and controls the pushing operation of the block BLK1 which is the actual pushing target G(s) (step S12). The peeling state is checked by a sensor (step S13), and it is determined whether or not the adhesive material at the tip of the non-destructive part ( xmin ) has been destroyed as a result of the simulation (step S14). In the case of "No", the process returns to step S11, and a peeling model Gm(s) for block BLK1 is generated again.
"예"인 경우에는, 생성된 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))은, 블록(BLK2)용 목표 입력(r(s))으로 되고, 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다(스텝 S21). 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK2)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK2)의 밀어 올리기 동작을 제어한다(스텝 S22). 센서에 의해 박리 상태를 확인하고(스텝 S23), 시뮬레이션 결과대로 비파괴부 선단(xmin)에서의 점착재가 파괴되었는지 여부를 판정한다(스텝 S24). "아니오"인 경우에는, 스텝 S21로 되돌아가서, 다시 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s)을 생성한다.In the case of "Yes", the generated peeling model Gm(s) for the block BLK1 becomes the target input r(s) for the block BLK2, and the peeling model for the block BLK2 (Gm( s)) is generated (step S21). The control input u(s) is input to the motor driver for the block BLK2 which is a controller, and controls the pushing operation of the block BLK2 which is the actual pushing target G(s) (step S22). The peeling state is confirmed by the sensor (step S23), and it is determined whether or not the adhesive material at the tip of the non-destructive part ( xmin ) has been destroyed as a result of the simulation (step S24). In the case of "No", the process returns to step S21, and a peeling model Gm(s) for block BLK2 is generated again.
"예"인 경우에는, 생성된 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s))은, 블록(BLK3)용 목표 입력(r(s))으로 되고, 블록(BLK3)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다(스텝 S31). 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK3)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK3)의 밀어 올리기 동작을 제어한다(스텝 S32). 센서에 의해 박리 상태를 확인하고(스텝 S33), 시뮬레이션 결과대로 비파괴부 선단(xmin)에서의 점착재가 파괴되었는지 여부를 판정한다(스텝 S34). "아니오"인 경우에는, 스텝 S13으로 되돌아가서, 다시 블록(BLK3)용 박리 모델(Gm(s))을 생성한다. "예"인 경우에는, 밀어 올리기 제어를 종료한다.In the case of "Yes", the generated peeling model Gm(s) for the block BLK2 becomes the target input r(s) for the block BLK3, and the peeling model for the block BLK3 (Gm( s)) is generated (step S31). The control input u(s) is input to the motor driver for the block BLK3 which is a controller, and controls the pushing operation of the block BLK3 which is the actual pushing target G(s) (step S32). The peeling state is checked by the sensor (step S33), and it is determined whether or not the adhesive material at the tip of the non-destructive part ( xmin ) has been destroyed as a result of the simulation (step S34). In the case of "No", the process returns to step S13, and a peeling model Gm(s) for block BLK3 is generated again. In the case of "Yes", the push-up control ends.
각 축의 제어는 피드포워드 제어 및 피드백 제어의 병용으로 실시해도 된다.The control of each axis may be performed in combination with feed forward control and feedback control.
이어서, 비선형 밀어 올리기 시퀀스 예에 대하여 도 2의 (b), (c)를 사용하여 설명한다.Next, an example of a nonlinear push-up sequence will be described with reference to Figs. 2B and 2C.
도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스에서는, 밀어 올리기 유닛의 블록의 밀어 올리기양은 시간에는 반드시 비례하지는 않고 증가하며, 밀어 올리기양의 최댓값(hgmax)에 도달한 후에는, 밀어 올리기 동작은 정지하지 않고 감소하면서, 다이가 다이싱 테이프로부터 박리되는 것을 기다리는 시퀀스이다. 도면에 있어서, 위로 볼록해지는 변곡점을 갖는다. 제1 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스의 tgmax는 도 2의 (a)의 선형 밀어 올리기 시퀀스의 tgmax보다는 빠른, 즉 밀어 올리기 속도는 빠르다. 또한, 도 2의 (b)에 도시되는 시간축의 우측단 후에 내측 블록의 밀어 올리기가 행해진다.As shown in Fig.2(b), in the nonlinear push-up sequence of the first example, the push-up amount of the block of the push-up unit is not necessarily proportional to time, but increases, and reaches the maximum value (h gmax ) of the push-up amount. After doing, the pushing operation is a sequence waiting for the die to be peeled off from the dicing tape while decreasing without stopping. In the drawing, it has an inflection point that is convex upward. The t gmax of the nonlinear push-up sequence of the first example is faster than t gmax of the linear push-up sequence of Fig. 2A, that is, the push-up speed is high. Further, after the right end of the time axis shown in Fig. 2B, the inner block is pushed up.
도 2의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제2 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스에서는, 밀어 올리기 유닛의 블록의 밀어 올리기양은 시간에는 반드시 비례하지는 않고 증가하며, 밀어 올리기양의 극대값(hlmax)에 도달한 후에는, 밀어 올리기 동작은 정지하지 않고 일단 감소하여 극소값(hlmin)에 도달한 후, 증가하면서, 다이가 다이싱 테이프로부터 박리되는 것을 기다리는 시퀀스이다. 여기서, 밀어 올리기양의 극대값(hlmax)에 도달한 시간을 tlmax라고 하고, 밀어 올리기양의 극소값(hlmin)에 도달한 시간을 tlmin이라고 한다. 도면에 있어서, 위로 볼록해지는 변곡점과 아래로 볼록해지는 변곡점을 갖는다. 제2 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스의 tlmax는 도 2의 (a)의 선형 밀어 올리기 시퀀스의 tgmax보다는 빠른, 즉 밀어 올리기 속도는 빠르다. 또한, 도 2의 (c)에 도시되는 시간축의 우측단 후에 내측 블록의 밀어 올리기가 행해진다.As shown in Fig.2(c), in the nonlinear push-up sequence of the second example, the push-up amount of the block of the push-up unit is not necessarily proportional to time, but increases, and reaches the maximum value (h lmax ) of the push-up amount. After doing, the pushing operation does not stop, but decreases once to reach the minimum value h lmin , then increases, and waits for the die to peel off from the dicing tape. Here, the time to reach the maximum value of the push-up amount (h lmax ) is called t lmax , and the time to reach the minimum value of the push-up amount (h lmin ) is called t lmin . In the drawing, it has an inflection point convex upward and an inflection point convex downward. Second example of the non-linear boost sequence t lmax is faster than t gmax sequence Post also pushed in (a) of a second linear, that is faster push Post speed. Further, after the right end of the time axis shown in Fig. 2C, the inner block is pushed up.
<실시예><Example>
도 7은, 실시 형태에 관한 다이 본더의 개략을 도시하는 상면도이다. 도 8은, 도 7에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때, 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.7 is a top view schematically showing a die bonder according to an embodiment. 8 is a view for explaining the operation of the pickup head and the bonding head when viewed from the arrow A direction in FIG. 7.
다이 본더(10)는, 크게 구별하여, 1개 또는 복수의 최종 1 패키지로 되는 제품 에어리어(이하, 패키지 에어리어(P)라고 함)를 프린트한 기판(S)에 실장할 다이(D)를 공급하는 다이 공급부(1)와, 픽업부(2)와, 중간 스테이지부(3)와, 본딩부(4)와, 반송부(5)와, 기판 공급부(6)와, 기판 반출부(7)와, 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 제어부(8)를 갖는다. Y축 방향이 다이 본더(10)의 전후 방향이고, X축 방향이 좌우 방향이다. 다이 공급부(1)가 다이 본더(10)의 전방측에 배치되고, 본딩부(4)가 안측에 배치된다.The
우선, 다이 공급부(1)는 기판(S)의 패키지 에어리어(P)에 실장할 다이(D)를 공급한다. 다이 공급부(1)는, 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 밀어 올리는 점선으로 나타내는 밀어 올리기 유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY축 방향으로 이동하여, 픽업할 다이(D)를 밀어 올리기 유닛(13)의 위치로 이동시킨다.First, the
픽업부(2)는, 다이(D)를 픽업하는 픽업 헤드(21)와, 픽업 헤드(21)를 Y축 방향으로 이동시키는 픽업 헤드의 Y 구동부(23)와, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X축 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다. 픽업 헤드(21)는, 밀어 올려진 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(22)(도 10도 참조)을 갖고, 다이 공급부(1)로부터 다이(D)를 픽업하여, 중간 스테이지(31)에 적재한다. 픽업 헤드(21)는, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X축 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다.The
중간 스테이지부(3)는, 다이(D)를 일시적으로 적재하는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(32)를 갖는다.The
본딩부(4)는, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하여, 반송되어 오는 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본딩하거나, 또는 이미 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본딩된 다이 상에 적층하는 형태로 본딩한다. 본딩부(4)는, 픽업 헤드(21)와 마찬가지로 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(42)(도 2도 참조)을 구비하는 본딩 헤드(41)와, 본딩 헤드(41)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y 구동부(43)와, 기판(S)의 패키지 에어리어(P)의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하고, 본딩 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)를 갖는다.The
이러한 구성에 의해, 본딩 헤드(41)는, 스테이지 인식 카메라(32)의 촬상 데이터에 기초하여 픽업 위치ㆍ자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하여, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판에 다이(D)를 본딩한다.With this configuration, the
반송부(5)는, 기판(S)을 파지 반송하는 기판 반송 갈고리(51)와, 기판(S)이 이동하는 반송 레인(52)을 갖는다. 기판(S)은, 반송 레인(52)에 마련된 기판 반송 갈고리(51)의 도시하지 않은 너트를 반송 레인(52)을 따라 마련된 도시하지 않은 볼 나사로 구동함으로써 이동한다.The
이러한 구성에 의해, 기판(S)은, 기판 공급부(6)로부터 반송 레인(52)을 따라 본딩 위치까지 이동하고, 본딩 후, 기판 반출부(7)까지 이동하여, 기판 반출부(7)에 기판(S)을 전달한다.With this configuration, the substrate S moves from the
제어부(8)는, 다이 본더(10)의 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 프로그램(소프트웨어)을 저장하는 메모리와, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 중앙 처리 장치(CPU)를 구비한다.The
이어서, 다이 공급부(1)의 구성에 대하여 도 9 및 도 10을 사용하여 설명한다. 도 9는, 도 7의 다이 공급부의 외관 사시도를 도시하는 도면이다. 도 10은, 도 7의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.Next, the configuration of the
다이 공급부(1)는, 수평 방향(XY축 방향)으로 이동하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 상하 방향으로 이동하는 밀어 올리기 유닛(13)을 구비한다. 웨이퍼 보유 지지대(12)는, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하는 익스팬드 링(15)과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되고 복수의 다이(D)가 접착된 다이싱 테이프(16)를 수평으로 위치 결정하는 지지 링(17)을 갖는다. 밀어 올리기 유닛(13)은 지지 링(17)의 내측에 배치된다.The
다이 공급부(1)는, 다이(D)의 밀어 올림 시에, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하고 있는 익스팬드 링(15)을 하강시킨다. 그 결과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되어 있는 다이싱 테이프(16)가 잡아 늘여져 다이(D)의 간격이 확대되고, 밀어 올리기 유닛(13)에 의해 다이(D) 하방으로부터 다이(D)를 밀어 올려, 다이(D)의 픽업성을 향상시키고 있다. 또한, 다이를 기판에 접착하는 접착제는, 액상으로부터 필름상으로 되고, 웨이퍼(11)와 다이싱 테이프(16)의 사이에 다이 어태치 필름(DAF)(18)이라고 불리는 필름상의 접착 재료를 첩부하고 있다. 다이 어태치 필름(18)을 갖는 웨이퍼(11)에서는, 다이싱은, 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)에 대하여 행해진다. 따라서, 박리 공정에서는, 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)을 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다. 또한, 이후에서는, 다이 어태치 필름(18)의 존재를 무시하고, 박리 공정을 설명한다.The
이어서, 밀어 올리기 유닛(13)에 대하여 도 11 내지 도 16을 사용하여 설명한다. 도 11은, 실시예에 관한 밀어 올리기 유닛의 외관 사시도이다. 도 12는, 도 11의 제1 유닛의 일부의 상면도이다. 도 13은, 도 11의 제2 유닛의 일부의 상면도이다. 도 14는, 도 11의 제3 유닛의 일부의 상면도이다. 도 15는, 도 11의 밀어 올리기 유닛의 종단면도이다. 도 16은, 도 11의 밀어 올리기 유닛의 종단면도이다.Next, the pushing up
밀어 올리기 유닛(13)은, 제1 유닛(13a)과, 제1 유닛(13a)이 장착되는 제2 유닛(13b)과, 제2 유닛(13b)이 장착되는 제3 유닛(13c)을 구비한다. 제2 유닛(13b) 및 제3 유닛(13c)은 품종에 상관없이 공통 부분이며, 제1 유닛(13a)은 품종마다 교체 가능한 부분이다.The push-up
제1 유닛(13a)은 블록(A1 내지 A4)을 갖는 블록부(13a1)와, 복수의 흡착 구멍을 갖는 돔 헤드(13a2)와, 흡인 구멍(13a3)과, 돔 흡착의 흡인 구멍(13a4)을 갖고, 제2 유닛(13b)의 동심원상의 블록(B1 내지 B4)의 상하 운동을 동심 사각상의 4개의 블록(A1 내지 A4)의 상하 운동으로 변환시킨다. 4개의 블록(A1 내지 A4)은 독립적으로 상하 운동이 가능하다. 동심 사각상의 블록(A1 내지 A4)의 평면 형상은 다이(D)의 형상에 맞도록 구성된다. 다이 사이즈가 큰 경우에는, 동심 사각상의 블록의 수는 4개보다 많이 구성된다. 이것은, 제3 유닛의 복수의 출력부 및 제2 유닛의 동심원상의 블록이 서로 독립적으로 상하 이동함(상하 이동하지 않음)으로써 가능하게 되어 있다. 4개의 블록(A1 내지 A4)의 밀어 올리기 속도, 밀어 올리기양을 프로그래머블하게 설정 가능하다.The
제2 유닛(13b)은, 원관상의 블록(B1 내지 B6)과, 외주부(13b2)를 갖고, 제1 유닛(13a)의 원주 상에 배치되는 출력부(C1 내지 C6)의 상하 운동을 동심원상의 6개의 블록(B1 내지 B6)의 상하 운동으로 변환시킨다. 6개의 블록(B1 내지 B6)은 독립적으로 상하 운동이 가능하다. 여기서, 제1 유닛(13a)은 4개의 블록(A1 내지 A4)밖에 갖지 않으므로, 블록(B5, B6)은 사용되지 않는다.The
제3 유닛(13c)은 중앙부(13c0)와 6개의 주변부(13c1 내지 13c6)를 구비한다. 중앙부(13c0)는 상면의 원주 상에 등간격으로 배치되고 독립적으로 상하 운동하는 6개의 출력부(C1 내지 C6)를 갖는다. 주변부(13c1 내지 13c6)는 각각 출력부(C1 내지 C6)를 서로 독립적으로 구동 가능하다. 주변부(13c1 내지 13c6)는 각각 모터(M1 내지 M6)를 구비하고, 중앙부(13c0)에는 모터의 회전을 캠 또는 링크에 의해 상하 이동으로 변환시키는 플런저 기구(P1 내지 P6)를 구비한다. 플런저 기구(P1 내지 P6)는 출력부(C1 내지 C6)에 상하 이동을 부여한다. 또한, 모터(M2, M5) 및 플런저 기구(P2, P5)는 도시되어 있지 않다. 여기서, 제1 유닛(13a)은 4개의 블록(A1 내지 A4)밖에 갖지 않으므로, 주변부(13c5, 13c6)는 사용되지 않는다. 따라서, 모터(M5, M6), 플런저 기구(P5, P6), 출력부(C5, C6)는 사용되지 않는다.The
이어서, 밀어 올리기 유닛과 콜릿의 관계에 대하여 도 17을 사용하여 설명한다. 도 17은, 실시예에 관한 밀어 올리기 유닛과 픽업 헤드 중 콜릿부의 구성을 도시한 도면이다.Next, the relationship between the pushing unit and the collet will be described using FIG. 17. Fig. 17 is a diagram showing a configuration of a collet portion among a pushing unit and a pickup head according to an embodiment.
도 17에 도시하는 바와 같이 콜릿부(20)는, 콜릿(22)과, 콜릿(22)을 보유 지지하는 콜릿 홀더(25)와, 각각에 마련되고 다이(D)를 흡착하기 위한 흡인 구멍(22v, 25v)을 갖는다. 콜릿(22)의 다이를 흡착하는 흡착면은 다이(D)와 대략 동일한 크기이다.As shown in Fig. 17, the
제1 유닛(13a)은 상면 주변부에 돔 헤드(13a2)를 갖는다. 돔 헤드(13a2)는 복수의 흡착 구멍(HL)과 공동부(CV)를 갖고, 흡인 구멍(13a3)으로부터 흡인하여, 콜릿(22)으로 픽업되는 다이(D)의 주변 다이(Dd)를 다이싱 테이프(16)를 통하여 흡인한다. 도 17에서는 블록부(13a1)의 주위에 흡착 구멍(HL)을 1열만 도시하고 있지만, 픽업 대상이 아닌 다이(Dd)를 안정하게 보유 지지하기 위해 복수열 마련하고 있다. 동심 사각상의 블록(A1 내지 A4)의 각 블록간의 간극(A1v, A2v, A3v) 및 제1 유닛(13a)의 돔 내의 공동부를 통하여 돔 흡착의 흡인 구멍(13a4)으로부터 흡인하여, 콜릿(22)으로 픽업되는 다이(D)를 다이싱 테이프(16)를 통하여 흡인한다. 흡인 구멍(13a3)으로부터의 흡인과 흡인 구멍(13a4)으로부터의 흡인은 독립적으로 행할 수 있다.The
본 실시예의 밀어 올리기 유닛(13)은, 제1 유닛의 블록의 형상, 블록의 수를 변경함으로써, 여러 가지 다이에 적용 가능하며, 예를 들어 블록수가 6개인 경우에는, 다이 사이즈가 20mm□ 이하인 다이에 적용 가능하다. 제3 유닛의 출력부의 수, 제2 유닛의 동심원상의 블록의 수 및 제1 유닛의 동심 사각상의 블록의 수를 증가시킴으로써, 다이 사이즈가 20mm□보다 큰 다이에도 적용 가능하다.The push-up
이어서, 상술한 구성에 의한 밀어 올리기 유닛(13)에 의한 픽업 동작에 대하여 도 18을 사용하여 설명한다. 도 18은, 픽업 동작의 처리 플로우를 도시하는 흐름도이다.Next, the pick-up operation by the pushing
스텝 PS1: 제어부(8)는 픽업할 다이(D)가 밀어 올리기 유닛(13)의 바로 위에 위치하도록 웨이퍼 보유 지지대(12)를 이동하고, 다이싱 테이프(16)의 이면에 제3 유닛의 상면이 접촉하도록 밀어 올리기 유닛(13)을 이동한다. 이때, 도 19에 도시하는 바와 같이, 제어부(8)는, 블록부(13a1)의 각 블록(A1 내지 A4)이 돔 헤드(13a2)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 하고, 돔 헤드(13a2)의 흡착 구멍(HL)과, 블록간의 간극(A1v, A2v, A3v)에 의해 다이싱 테이프(16)를 흡착한다.Step PS1: The
스텝 PS2: 제어부(8)는, 콜릿부(20)를 하강시켜, 픽업할 다이(D) 위에 위치 결정하고, 흡인 구멍(22v, 25v)에 의해 다이(D)를 흡착한다.Step PS2: The
스텝 PS3: 제어부(8)는, 블록부(13a1)의 블록을 외측으로부터 순차적으로 상승시켜 박리 동작을 행한다. 여기서, 제어부(8)는, 실시 형태의 박리 모델을 사용한 피드포워드 제어를 행한다. 즉, 제어부(8)는 모터(M4)로 플런저 기구(P4)를 구동하여, 가장 외측의 블록(A4)만을 수십㎛ 내지 수백㎛ 상승시킨 후 하강시켜 정지시킨다. 상승 및 하강 속도는 일정하지 않다. 이 결과, 블록(A4)의 주변에 있어서 다이싱 테이프(16)가 솟아오른 밀어 올리기 부분이 형성되고, 다이싱 테이프(16)와 다이 어태치 필름(18)의 사이에 미소한 공간, 즉 박리 기점이 생긴다. 이 공간에 의해 앵커 효과, 즉 다이(D)에 걸리는 스트레스가 대폭 저감되어, 이후의 박리 동작을 확실하게 행할 수 있다. 이어서, 제어부(8)는 모터(M3)로 플런저 기구(P3)를 구동하여, 2번째로 외측인 블록(A3)만을 블록(A4)보다 높게 상승시켜 정지시킨다. 이어서, 제어부(8)는 모터(M2)로 플런저 기구(P2)를 구동하여, 3번째로 외측인 블록(A2)만을 블록(A3)보다 높게 상승시켜 정지시킨다. 마지막으로, 제어부(8)는 모터(M1)로 플런저 기구(P1)를 구동하여, 가장 내측의 블록(A1)만을 블록(A2)보다 높게 상승시켜 정지시킨다.Step PS3: The
스텝 PS4: 제어부(8)는 콜릿을 상승시킨다. 스텝 PS3의 마지막 상태에서는, 다이싱 테이프(16)와 다이(D)의 접촉 면적은 콜릿의 상승에 의해 박리될 수 있는 면적으로 되고, 콜릿(22)의 상승에 의해 다이(D)를 박리할 수 있다.Step PS4: The
스텝 PS5: 제어부(8)는 블록부(13a1)의 각 블록(A1 내지 A4)이 돔 헤드(13a2)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 하고, 돔 헤드(13a2)의 흡착 구멍(HL)과, 블록간의 간극(A1v, A2v, A3v)에 의한 다이싱 테이프(16)의 흡착을 정지한다. 제어부(8)는 다이싱 테이프(16)의 이면으로부터 제1 유닛의 상면이 이격되도록 밀어 올리기 유닛(13)을 이동시킨다.Step PS5: The
제어부(8)는 스텝 PS1 내지 PS5를 반복하여, 웨이퍼(11)의 양품의 다이를 픽업한다.The
이어서, 실시예에 관한 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 도 19를 사용하여 설명한다. 도 19는, 도 7의 반도체 장치의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.Next, a method of manufacturing a semiconductor device using a die bonder according to an embodiment will be described with reference to FIG. 19. 19 is a flowchart showing a method of manufacturing the semiconductor device of FIG. 7.
스텝 BS11: 웨이퍼(11)로부터 분할된 다이(D)가 첩부된 다이싱 테이프(16)를 보유 지지한 웨이퍼 링(14)을 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)에 저장하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 웨이퍼 링(14)이 충전된 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼 링(14)을 다이 공급부(1)에 공급한다. 또한, 기판(S)을 준비하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 기판 공급부(6)에서 기판(S)을 기판 반송 갈고리(51)에 설치한다.Step BS11: The
스텝 BS12: 제어부(8)는 상술한 바와 같이 다이(D)를 박리하고, 박리한 다이(D)를 웨이퍼(11)로부터 픽업한다. 이와 같이 하여, 다이 어태치 필름(18)과 함께 다이싱 테이프(16)로부터 박리된 다이(D)는, 콜릿(22)에 흡착, 보유 지지되어 다음 공정(스텝 BS13)으로 반송된다. 그리고, 다이(D)를 다음 공정으로 반송한 콜릿(22)이 다이 공급부(1)로 되돌아가면, 상기한 수순에 따라, 다음 다이(D)가 다이싱 테이프(16)로부터 박리되고, 이후 마찬가지의 수순에 따라 다이싱 테이프(16)로부터 1개씩 다이(D)가 박리된다.Step BS12: The
스텝 BS13: 제어부(8)는 픽업한 다이를 기판(S) 상에 탑재 또는 이미 본딩한 다이 상에 적층한다. 제어부(8)는 웨이퍼(11)로부터 픽업한 다이(D)를 중간 스테이지(31)에 적재하고, 본딩 헤드(41)로 중간 스테이지(31)로부터 다시 다이(D)를 픽업하여, 반송되어 온 기판(S)에 본딩한다.Step BS13: The
스텝 BS14: 제어부(8)는 기판 반출부(7)에서 기판 반송 갈고리(51)로부터 다이(D)가 본딩된 기판(S)을 취출한다. 다이 본더(10)로부터 기판(S)을 반출한다.Step BS14: The
상술한 바와 같이, 다이(D)는, 다이 어태치 필름(18)을 통하여 기판(S) 상에 실장되고, 다이 본더로부터 반출된다. 그 후, 와이어 본딩 공정에서 Au 와이어를 통하여 기판(S)의 전극과 전기적으로 접속된다. 이어서, 다이(D)가 실장된 기판(S)이 다이 본더에 반입되어 기판(S) 상에 실장된 다이(D) 상에 다이 어태치 필름(18)을 통하여 제2 다이(D)가 적층되고, 다이 본더로부터 반출된 후, 와이어 본딩 공정에서 Au 와이어를 통하여 기판(S)의 전극과 전기적으로 접속된다. 제2 다이(D)는, 전술한 방법으로 다이싱 테이프(16)로부터 박리된 후, 펠릿 부착 공정으로 반송되어 다이(D) 상에 적층된다. 상기 공정이 소정 횟수 반복된 후, 기판(S)을 몰드 공정으로 반송하고, 복수개의 다이(D)와 Au 와이어를 몰드 수지(도시하지 않음)로 밀봉함으로써, 적층 패키지가 완성된다.As described above, the die D is mounted on the substrate S via the die attach
상술한 바와 같이, 기판 상에 복수개의 다이를 3차원적으로 실장하는 적층 패키지의 조립 시에는, 패키지 두께의 증가를 방지하기 위해, 다이의 두께를 20㎛ 이하까지 얇게 할 것이 요구된다. 한편, 다이싱 테이프의 두께는 100㎛ 정도이기 때문에, 다이싱 테이프의 두께는, 다이의 두께의 4 내지 5배로도 된다.As described above, when assembling a laminate package in which a plurality of dies are three-dimensionally mounted on a substrate, it is required to reduce the thickness of the die to 20 μm or less in order to prevent an increase in the package thickness. On the other hand, since the thickness of the dicing tape is about 100 µm, the thickness of the dicing tape may be 4 to 5 times the thickness of the die.
이러한 얇은 다이를 다이싱 테이프로부터 박리시키려고 하면, 다이싱 테이프의 변형에 추종한 다이의 변형이 보다 현저하게 발생하기 쉬워지지만, 본 실시 형태의 다이 본더에서는 다이싱 테이프로부터 다이를 픽업할 때의 다이의 손상을 저감할 수 있다.If such a thin die is attempted to be peeled from the dicing tape, the deformation of the die following the deformation of the dicing tape is more likely to occur. However, in the die bonder of this embodiment, the die is picked up from the dicing tape. Damage can be reduced.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변경 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.In the above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments and examples, but it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications are possible.
예를 들어, 제1 유닛의 복수의 블록은 동심 사각상인 것에 대하여 설명하였지만, 동심원 형상이나 동심 타원 형상의 것이어도 되고, 사각상 블록을 평행으로 배열하여 구성해도 된다.For example, although it has been described that the plurality of blocks of the first unit have a concentric quadrangular shape, they may have a concentric circular shape or a concentric elliptical shape, or may be configured by arranging rectangular blocks in parallel.
또한, 실시예에서는 픽업 대상 다이와 주변 다이를 동일한 타이밍에 흡착/해방하였지만, 픽업 대상 다이와 주변 다이를 별개의 타이밍에 흡착/해방을 행해도 된다. 이에 의해, 보다 확실한 박리를 행할 수 있다.Further, in the embodiment, the pickup target die and the peripheral die are sucked/released at the same timing, but the pickup target die and the peripheral die may be sucked/released at separate timings. Thereby, more reliable peeling can be performed.
또한, 실시예에서는 각 단의 블록은 순차적으로 밀어 올렸지만, 각 단이 독립적으로 각각 별개의 동작이 가능하므로 밀어 올리기/끌어 내리기 양방향의 동작을 혼재시켜도 된다.In addition, in the embodiment, the blocks of each stage are sequentially pushed up, but since each stage can be operated independently of each other, both push-up/pull-down operations may be mixed.
또한, 실시예에서는, 다이 어태치 필름을 사용하는 예를 설명하였지만, 기판에 접착제를 도포하는 프리폼부를 마련하고 다이 어태치 필름을 사용하지 않아도 된다.In addition, in the examples, an example of using a die attach film has been described, but it is not necessary to provide a preform portion for applying an adhesive to a substrate and use a die attach film.
또한, 실시예에서는, 다이 공급부로부터 다이를 픽업 헤드로 픽업하여 중간 스테이지에 적재하고, 중간 스테이지에 적재된 다이를 본딩 헤드로 기판에 본딩하는 다이 본더에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 다이 공급부로부터 다이를 픽업하는 반도체 제조 장치에 적용 가능하다.In addition, in the embodiment, a die bonder that picks up a die from a die supply unit with a pickup head, loads it on an intermediate stage, and bonds the die mounted on the intermediate stage to a substrate with a bonding head has been described, but is not limited thereto. It is applicable to a semiconductor manufacturing apparatus that picks up a die from a die supply.
예를 들어, 중간 스테이지와 픽업 헤드가 없고, 다이 공급부의 다이를 본딩 헤드로 기판에 본딩하는 다이 본더에도 적용 가능하다.For example, it is also applicable to a die bonder that does not have an intermediate stage and a pickup head, and bonds the die of the die supply unit to the substrate with a bonding head.
또한, 중간 스테이지가 없고, 다이 공급부로부터 다이를 픽업하여 다이 픽업 헤드를 위로 회전시켜 다이를 본딩 헤드에 전달하여 본딩 헤드로 기판에 본딩하는 플립 칩 본더에 적용 가능하다.In addition, it is applicable to a flip chip bonder that does not have an intermediate stage, and that picks up the die from the die supply unit and rotates the die pickup head upward to transfer the die to the bonding head and bond to the substrate with the bonding head.
또한, 중간 스테이지와 본딩 헤드가 없고, 다이 공급부로부터 픽업 헤드로 픽업한 다이를 트레이 등에 적재하는 다이 소터에 적용 가능하다.In addition, it is applicable to a die sorter that does not have an intermediate stage and a bonding head, and loads a die picked up from a die supply unit by a pickup head to a tray or the like.
11: 웨이퍼
13: 밀어 올리기 유닛
16: 다이싱 테이프
22: 콜릿
8: 제어부
10: 다이 본더
D: 다이11: wafer
13: push up unit
16: dicing tape
22: collet
8: control unit
10: die bonder
D: Die
Claims (15)
상기 다이를 흡착하는 콜릿과,
상기 밀어 올리기 유닛의 특성을 재현시키는 박리 모델에 대하여, 상기 다이의 상기 다이싱 테이프로부터의 박리량과 상기 다이 전체의 굽힘 응력의 목표값에 상기 박리 모델의 출력을 추종시키도록 피드백 제어하고, 상기 박리 모델에 대한 제어 입력인 밀어 올리기양을 상기 밀어 올리기 유닛의 상기 블록의 밀어 올리기양으로 하도록 구성되는 제어부
를 구비하는, 반도체 제조 장치.A push-up unit having a plurality of blocks in contact with the dicing tape and pushing up a die from under the dicing tape,
A collet for adsorbing the die,
With respect to the peeling model that reproduces the characteristics of the pushing unit, feedback control is performed to follow the output of the peeling model to a target value of the peeling amount of the die from the dicing tape and the bending stress of the entire die, and the A control unit configured to make a push-up amount, which is a control input for the peeling model, as a push-up amount of the block of the push-up unit
A semiconductor manufacturing apparatus comprising a.
상기 박리 모델은, 상기 블록의 밀어 올리기양, 상기 블록의 폭 및 상기 다이의 영률에 기초하여 계산되는 다이싱 테이프의 점착재의 첩부력과, 상기 점착재의 점착재 모델에 기초하여 계산되는 상기 점착재의 변형량을 포함하는, 반도체 제조 장치.The method of claim 1,
The peeling model includes: the sticking force of the adhesive material of the dicing tape calculated based on the push up amount of the block, the width of the block, and the Young's modulus of the die, and the adhesive material calculated based on the adhesive material model of the adhesive material. A semiconductor manufacturing apparatus including a deformation amount.
상기 점착재 모델은 용수철 상수 및 감쇠 상수를 포함하는, 반도체 제조 장치.The method of claim 2,
The adhesive material model includes a spring constant and a damping constant, a semiconductor manufacturing apparatus.
상기 박리 모델은,
밀어 올리기양이 소정값 이상에서 박리를 개시하는 특성과,
박리 개시로부터 박리 진행에 따라 박리 진행이 가속되는 특성과,
상기 점착재의 파라미터를 바꿈으로써 박리가 개시되는 밀어 올리기양 및 박리 진행 속도가 바뀌는 특성
을 갖는, 반도체 제조 장치.The method of claim 3,
The peeling model,
A characteristic of starting peeling when the amount of push up is more than a predetermined value, and
The characteristic that the peeling progress is accelerated from the start of peeling to the peeling progress, and
By changing the parameters of the adhesive, the amount of push-up at which peeling starts and the speed of peeling progress are changed.
Having a semiconductor manufacturing apparatus.
상기 제어부는, 상기 복수의 블록 중 외측의 블록을 상승시켜 밀어 올리기양의 극대값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 감소시켜, 상기 외측의 블록의 인접하는 내측의 블록을 상승시키도록 구성되는, 반도체 제조 장치.The method of claim 1,
The control unit is configured to raise an outer block among the plurality of blocks to reach a maximum value of the push-up amount, and then decrease the push-up amount, thereby raising the block adjacent to the inner block of the outer block, Semiconductor manufacturing equipment.
상기 제어부는, 상기 복수의 블록 중 외측의 블록을 상승시켜 밀어 올리기양의 극대값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 감소시켜 밀어 올리기양의 극소값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 증가시켜, 상기 외측의 블록의 인접하는 내측의 블록을 상승시키도록 구성되는, 반도체 제조 장치.The method of claim 1,
The control unit, after reaching the maximum value of the push-up amount by raising the outer block among the plurality of blocks, decreases the push-up amount to reach the minimum value of the push-up amount, and then increases the push-up amount, A semiconductor manufacturing apparatus configured to raise an inner block adjacent to the outer block.
상기 밀어 올리기 유닛은, 상기 복수의 상기 블록에 대응하여 독립적인 복수의 구동축을 갖고, 상기 블록의 밀어 올리기 속도 및 밀어 올리기양을 프로그래머블하게 설정 가능하게 구성되는, 반도체 제조 장치.The method of claim 1,
The pushing up unit has a plurality of independent drive shafts corresponding to the plurality of blocks, and is configured to be programmable to set a pushing speed and a pushing amount of the blocks.
상기 다이는 상기 다이와 상기 다이싱 테이프의 사이에 다이 어태치 필름을 더 구비하는, 반도체 제조 장치.The method of claim 1,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the die further includes a die attach film between the die and the dicing tape.
상기 콜릿이 장착되는 픽업 헤드를 더 구비하는, 반도체 제조 장치.The method of claim 1,
A semiconductor manufacturing apparatus further comprising a pickup head to which the collet is mounted.
상기 픽업 헤드로 픽업되는 다이를 적재하는 중간 스테이지와,
상기 중간 스테이지에 적재되는 다이를 기판 또는 이미 본딩되어 있는 다이 상에 본딩하는 본딩 헤드
를 더 구비하는, 반도체 제조 장치.The method of claim 9,
An intermediate stage for loading the die picked up by the pickup head;
Bonding head for bonding a die loaded on the intermediate stage onto a substrate or an already bonded die
A semiconductor manufacturing apparatus further comprising a.
을 준비하는 공정과,
(b) 상기 밀어 올리기 유닛으로 상기 다이를 밀어 올려 상기 콜릿으로 상기 다이를 픽업하는 공정
을 구비하고,
상기 (b) 공정은, 상기 밀어 올리기 유닛의 특성을 재현시키는 박리 모델에 대하여, 상기 다이의 상기 다이싱 테이프로부터의 박리량과 상기 다이 전체의 굽힘 응력의 목표값에 상기 박리 모델의 출력을 추종시키도록 피드백 제어하고, 상기 박리 모델에 대한 제어 입력인 밀어 올리기양을 상기 밀어 올리기 유닛의 상기 블록의 밀어 올리기양으로 하여 상기 다이를 밀어 올리는, 반도체 장치의 제조 방법.(a) holding the dicing tape in a semiconductor manufacturing apparatus having a plurality of blocks in contact with the dicing tape, a push-up unit for pushing up a die from under the dicing tape, and a collet for adsorbing the die The process of bringing in the supporting wafer ring
And the process of preparing
(b) step of pushing the die with the pushing unit and picking up the die with the collet
And,
In the step (b), with respect to a peeling model that reproduces the characteristics of the pushing unit, the output of the peeling model is followed by a target value of the peeling amount of the die from the dicing tape and the bending stress of the entire die. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein feedback is controlled so as to be performed, and the die is pushed up using an amount of push-up, which is a control input to the peeling model, as a push-up amount of the block of the pushing unit.
상기 (b) 공정은, 상기 복수의 블록 중 외측의 블록을 상승시켜 밀어 올리기양의 극대값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 감소시켜, 상기 외측의 블록의 인접하는 내측의 블록을 상승시키는, 반도체 장치의 제조 방법.The method of claim 11,
In the step (b), after the outer block of the plurality of blocks is raised to reach a maximum value of the push-up amount, the push-up amount is reduced to raise the block adjacent to the inner block of the outer block, A method of manufacturing a semiconductor device.
상기 (b) 공정은, 상기 복수의 블록 중 외측의 블록을 상승시켜 밀어 올리기양의 극대값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 감소시켜 밀어 올리기양의 극소값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 증가시켜, 상기 외측의 블록의 인접하는 내측의 블록을 상승시키는, 반도체 장치의 제조 방법.The method of claim 11,
In the step (b), after reaching the maximum value of the push-up amount by raising the outer block among the plurality of blocks, after reaching the minimum value of the push-up amount by reducing the push-up amount, the push-up amount is increased. The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the block on the inner side adjacent to the outer block is raised by increasing the block.
(c) 상기 다이를 기판 또는 이미 본딩되어 있는 다이 상에 본딩하는 공정을 더 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method of claim 11,
(c) A method of manufacturing a semiconductor device, further comprising a step of bonding the die onto a substrate or an already bonded die.
상기 (b) 공정은 상기 픽업한 다이를 중간 스테이지에 적재하는 공정을 더 갖고,
상기 (c) 공정은 상기 중간 스테이지로부터 상기 다이를 픽업하는 공정을 더 갖는, 반도체 장치의 제조 방법.The method of claim 14,
The step (b) further includes a step of loading the picked up die on an intermediate stage,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the step (c) further includes a step of picking up the die from the intermediate stage.
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