KR20210144881A - 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

본딩 장치(1)는 캐리어테이프(13)로부터 전자 부품(301)을 취출하고, 취출한 전자 부품(301)을 반송하는 테이프 피더 모듈(10)과, 반도체 다이(201)를 밀어올려 다이싱 시트(22a)에 첩부된 반도체 웨이퍼(200)로부터 반도체 다이(201)를 픽업하는 다이 픽업 기구(21)를 가지고, 픽업한 반도체 다이(201)를 반송하는 다이 서플라이 모듈(20)과, 다이 서플라이 모듈(20)로부터 제공되는 반도체 다이(201) 및 테이프 피더 모듈(10)로부터 제공되는 전자 부품(301)의 적어도 한쪽을 회로 기판(101)에 배치하는 본딩 모듈(40)을 갖춘다.

Description

본딩 장치
본 발명은 본딩 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 전자 디바이스의 일종인 중앙 처리 장치(CPU:Central Processing Unit)는 콘덴서와 같은 표면 실장형의 전자 부품 및 CPU 칩과 같은 반도체 다이를 갖추고 있다. 이와 같은 전자 디바이스의 제조 공정은 전자 부품 및 반도체 다이를 회로 기판에 실장하는 공정을 포함한다. 예를 들면, 특허문헌 1은 캐리어테이프에 포장된 다이 부품을 회로 기판에 실장하는 장치를 개시한다. 특허문헌 2는 반도체 다이를 회로 기판에 실장하는 장치를 개시한다.
국제공개 제2016/208069호 국제공개 제2017/119217호
당해 기술분야에서는 전자 디바이스의 다양화가 진행되고 있다. 전자 디바이스는 그 기능에 따라 다양한 부품 구성을 취할 수 있다. 전자 디바이스의 종류가 상이한 만큼, 회로 기판에 실장되는 전자 부품 및 반도체 다이의 종류 및 수는 상이하다.
그래서, 본 발명은 전자 디바이스의 다품종 생산에 대응 가능한 본딩 장치를 제공한다.
본 발명의 하나의 형태는, 캐리어테이프로부터 전자 부품을 취출하고, 취출한 전자 부품을 반송하는 전자 부품 제공 모듈과, 반도체 다이를 밀어올려 다이싱 시트에 첩부된 웨이퍼로부터 반도체 다이를 픽업하는 픽업부를 가지고, 픽업한 반도체 다이를 반송하는 다이 제공 모듈과, 다이 제공 모듈로부터 제공되는 반도체 다이 및 전자 부품 제공 모듈로부터 제공되는 전자 부품의 적어도 한쪽을 기판에 배치하는 본딩 모듈을 갖춘다.
본딩 장치는 반도체 다이를 제공하는 다이 제공 모듈을 갖춘다. 또한 본딩 장치는 전자 부품을 제공하는 전자 부품 공급 모듈도 갖춘다. 본딩 모듈은 다이 제공 모듈 및 전자 부품 공급 모듈로부터 소망하는 부품의 제공을 받음으로써, 전자 디바이스를 제조한다. 따라서, 본딩 장치는 반도체 다이 및 전자 부품의 적어도 한쪽을 포함하는 전자 디바이스의 생산에 대응하는 것이 가능하다. 그 결과, 전자 디바이스의 다품종 생산에 대응할 수 있다.
하나의 형태의 본딩 장치의 전자 부품 제공 모듈은, 캐리어테이프로부터 취출된 전자 부품을 전자 부품 제공 모듈로부터 반출하는 제1 반송부를 가져도 된다. 다이 제공 모듈은, 픽업된 반도체 다이를 다이 제공 모듈로부터 반출하는 제2 반송부를 가져도 된다. 제1 반송부 및 제2 반송부의 어느 한쪽은 전자 부품 및 반도체 다이의 양쪽을 본딩 모듈로 반송하는 공통 반송로여도 된다. 다른쪽은 전자 부품 및 반도체 다이의 어느 한쪽을 공통 반송로로 반출하는 독립 반송로여도 된다. 이들 구성에 의하면, 본딩 모듈에 대하여 반도체 다이 및 전자 부품을 적합하게 제공할 수 있다.
하나의 형태의 본딩 장치의 제1 반송부 및 제2 반송부는, 소정의 반송 방향을 향하여 반도체 다이 및 전자 부품을 반송해도 된다. 이 구성에 의하면, 제1 반송부 및 제2 반송부의 구성을 간이하게 할 수 있다.
하나의 형태의 본딩 장치는, 반송 방향을 따라, 전자 부품 제공 모듈, 다이 제공 모듈 및 본딩 모듈의 순서로 배치되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 전자 부품 및 반도체 다이를 반송하기 위한 구성을 더욱 간이하게 할 수 있다.
하나의 형태의 본딩 장치의 본딩 모듈은, 제1 반송부로부터 전자 부품을 수취 가능하며 수취한 전자 부품을 기판에 배치함과 아울러, 제2 반송부로부터 반도체 다이를 수취 가능하며 수취한 반도체 다이를 기판에 배치하는 배치 수단을 가져도 된다. 이 구성에 의하면, 본딩 모듈은 기판에 대하여 전자 부품 및 반도체 다이를 배치할 수 있다.
본 발명의 하나의 형태인 본딩 장치는 전자 디바이스의 다품종 생산에 대응할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 본딩 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2의 (a)부는 다이 반송 기구가 반도체 다이를 픽업하기 직전의 모습을 나타내는 도면이다. 도 2의 (b)부는 다이 반송 기구가 반도체 다이를 픽업한 직후의 모습을 나타내는 도면이다.
도 3의 (a)부는 다이 반송 기구의 플립 동작을 나타내는 도면이다. 도 3의 (b)부는 반도체 다이를 넘겨주는 동작을 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)부는 반도체 다이를 본딩하기 직전의 모습을 나타내는 도면이다. 도 4의 (b)부는 반도체 다이를 본딩하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5의 (a)부는 전자 부품을 픽업하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 5의 (b)부는 칩 반송 기구로부터 다이 반송 기구로 전자 부품을 넘겨주는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)부는 다이 반송 기구로부터 본딩 헤드 기구로 전자 부품을 넘겨주는 모습을 나타내는 도면이다. 도 6의 (b)부는 전자 부품을 본딩하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 변형예에 따른 본딩 장치를 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 실시하기 위한 형태를 상세하게 설명한다. 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 1에 나타내는 본딩 장치(1)는 전자 디바이스의 제조에 사용한다. 구체적으로는 본딩 장치(1)는 중간제조물(100)을 얻는 다이 본드 공정에 사용된다. 중간제조물(100)은 최종 제품으로서의 전자 디바이스를 제조하는 과정에서 얻어진다. 중간제조물(100)은 예를 들면 회로 기판(101)과, 회로 기판(101)에 실장된 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 가진다. 중간제조물(100)은 그 밖의 제조 공정을 거쳐, 최종적으로 전자 디바이스가 된다. 또한 본딩 장치(1)는 회로 기판(101)과는 상이한 기판 재료를 취급해도 된다. 예를 들면, 기판 재료로서, 반도체 웨이퍼, 금속, 유리 및 수지 등의 재료로 형성된 판형상의 부재를 사용할 수 있다.
본딩 장치(1)는 테이프 피더 모듈(10)(전자 부품 제공 모듈)과, 다이 서플라이 모듈(20)(다이 제공 모듈)과, 본딩 모듈(40)과, 컨트롤러(50)를 가진다. 테이프 피더 모듈(10), 다이 서플라이 모듈(20) 및 본딩 모듈(40)은 소정의 반송 방향(정의 X축 방향)을 따라 이 순서로 배열되어 있다. 바꾸어 말하면, 다이 서플라이 모듈(20)은 테이프 피더 모듈(10)과 본딩 모듈(40) 사이에 배치되어 있다. 컨트롤러(50)는 각 모듈에 대하여 제어 신호를 출력한다. 컨트롤러(50)는 CPU, ROM 및 RAM 등의 기억부, 입출력부 및 드라이버를 포함하는 컴퓨터이다. 컨트롤러(50)는 CPU의 제어에 따라 입출력부를 동작시킨다. 또 컨트롤러(50)는 기억부에 있어서의 데이터의 독출 및 기입을 행한다. 이러한 동작에 의해, 각 모듈에 제공되는 제어 신호가 생성된다. 각 모듈은 제어 신호에 기초하여 반송 및 픽업 등의 각 동작을 행한다.
이하의 설명에 있어서, 반송 방향은 X축선을 따른 방향인 것으로 한다. 테이프 피더 모듈(10)로부터 본딩 모듈(40)을 향하는 방향을 정의 X축 방향인 것으로 한다. 이 정의 X축 방향을 「반송 방향」이라고 부른다. 반대로, 본딩 모듈(40)로부터 테이프 피더 모듈(10)을 향하는 방향을 부의 X축 방향인 것으로 한다.
테이프 피더 모듈(10)은 본딩 모듈(40)에 제공하는 복수의 전자 부품(301)을 수용한다. 다이 서플라이 모듈(20)은 본딩 모듈(40)에 제공하는 복수의 반도체 다이(201)를 수용한다. 본딩 모듈(40)은 회로 기판(101)에 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 본딩한다. 이 본딩은 회로 기판(101)의 소망하는 위치에 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 배치하는 동작과, 소망하는 위치에 있어서 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 회로 기판(101)에 대하여 고정하는 동작을 포함해도 된다.
테이프 피더 모듈(10)은 캐리어테이프(13)로부터 전자 부품(301)을 취출한다. 또한 테이프 피더 모듈(10)은 취출한 전자 부품(301)을 반송한다. 테이프 피더 모듈(10)은 릴 구동 기구(11)와 칩 반송 기구(15)(제1 반송부)를 가진다.
릴 구동 기구(11)에는 릴(12)이 장착된다. 릴(12)에는 캐리어테이프(13)가 둘러감겨 있다. 캐리어테이프(13)는 전자 부품(301)의 수송 및 보관에 사용된다. 전자 부품(301)은 예를 들면 표면 실장형의 부품이다. 캐리어테이프(13)는 전자 부품(301)을 개별적으로 수용하는 포켓을 가진다. 이 포켓에 전자 부품(301)이 1개씩 수용되어 있다. 릴 구동 기구(11)는 릴(12)로부터 캐리어테이프(13)를 감기 시작함으로써, 칩 반송 기구(15)가 픽업 가능한 위치에 전자 부품(301)을 배치한다. 또한 캐리어테이프(13)의 포켓은 복수의 전자 부품(301)을 수용해도 된다. 또 캐리어테이프(13)는 접착 등에 의해 전자 부품(301)을 유지해도 된다.
칩 반송 기구(15)는 전자 부품(301)의 반송 동작을 행한다. 칩 반송 기구(15)는 독립 반송로이다. 칩 반송 기구(15)는 전자 부품(301)을 후술하는 다이 반송 기구(25)(공통 반송로)로 반출한다. 반송 동작은 전자 부품(301)을 다이 서플라이 모듈(20)로 전달 가능한 위치까지 이동시키는 동작과, 전자 부품(301)을 다이 서플라이 모듈(20)에 넘겨주는 동작을 포함한다.
칩 반송 기구(15)는 전자 부품(301)을 픽업한다. 이어서, 칩 반송 기구(15)는 픽업한 전자 부품(301)을 다이 반송 기구(25)에 넘겨준다. 칩 반송 기구(15)는 칩 반송 가이드(16)와 칩 헤드(17)를 가진다. 칩 반송 가이드(16)는 칩 헤드(17)를 X축 방향으로 이동시킨다. 칩 반송 기구(15)는 1개의 칩 헤드(17)를 가진다. 그러나, 칩 반송 기구(15)가 가지는 칩 헤드(17)의 수는 1개에 한정되지 않는다. 예를 들면, 칩 반송 기구(15)는 2개의 칩 헤드(17)를 가져도 된다.
칩 헤드(17)는 칩 노즐(18)과 칩 모터(19)를 가진다. 칩 노즐(18)은 칩 헤드(17)의 선단부이다. 칩 노즐(18)은 전자 부품(301)을 착탈 가능하게 유지한다. 이 유지는 예를 들면 진공 흡착을 이용해도 된다. 칩 노즐(18)은 터치 센서를 가진다. 터치 센서의 출력은 전자 부품(301)의 전달 동작에 사용된다. 칩 모터(19)는 칩 노즐(18)을 Z축 방향으로 왕복 이동시킨다. 이 왕복 이동은 캐리어테이프(13)로부터 전자 부품(301)을 픽업하는 동작과, 전자 부품(301)을 전달하는 동작에 사용된다. 또한 칩 헤드(17)는 플립 기구를 추가로 갖추어도 된다. 플립 기구를 갖춤으로써, 캐리어테이프(13)로의 전자 부품(301)의 수용 형태에 상관없이, 소망하는 태양으로 전자 부품(301)을 후술하는 다이 반송 기구(25)로 넘겨줄 수 있다.
다이 서플라이 모듈(20)은 다이 픽업 기구(21)(픽업부)와 다이 반송 기구(25)(제2 반송부)를 가진다.
다이 픽업 기구(21)에는 반도체 웨이퍼(200)가 배치된다. 다이 픽업 기구(21)는 웨이퍼 홀더(22)와, 웨이퍼 위치 조정부(23)와, 밀어올림 핀(24)을 가진다. 다이 서플라이 모듈(20)은 밀어올림 핀(24)을 가진다. 밀어올림 핀(24)은 반도체 다이(201)를 밀어올린다. 이 밀어올림에 의해, 다이싱 시트(22a)에 첩부된 반도체 웨이퍼(200)로부터 반도체 다이(201)가 픽업된다. 그리고, 다이 서플라이 모듈(20)은 픽업한 반도체 다이(201)를 반송한다.
원환형상의 웨이퍼 홀더(22)의 다이싱 시트(22a)에는 첩부된 반도체 웨이퍼(200)가 유지된다. 반도체 웨이퍼(200)는 다이싱 처리 후의 것이다. 반도체 웨이퍼(200)는 다이싱 시트(22a)를 남기고 개편형상으로 절단되어 있다. 웨이퍼 위치 조정부(23)는 웨이퍼 홀더(22)에 대한 밀어올림 핀(24)의 상대적인 위치를 조정한다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼 위치 조정부(23)는 웨이퍼 홀더(22)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 병진시킨다. 또한 웨이퍼 위치 조정부(23)는 웨이퍼 홀더(22)를 Z축 둘레에 회전시킨다. 예를 들면, 웨이퍼 위치 조정부(23)는 Y축 방향으로 이동 가능한 스테이지와, Z축 둘레에 회전 가능한 펄스 모터를 가져도 된다. 이들의 동작에 의해, 반도체 웨이퍼(200)도 X축 방향 및 Y축 방향으로 병진함과 아울러, Z축 둘레에 회전한다. 이들의 동작에 의해, 웨이퍼 위치 조정부(23)는 픽업 대상이 되는 반도체 다이(201)를 밀어올림 핀(24) 상으로 이동시킨다. 또한 웨이퍼 위치 조정부(23)는 X축 방향 및 Y축 방향의 양쪽 방향으로 이동해도 된다.
밀어올림 핀(24)은 웨이퍼 홀더(22)에 대하여 X축 방향으로 이동한다. 또한 밀어올림 핀(24)은 Z축 방향을 따라 왕복 이동한다. 이 X축 방향의 이동 및 왕복 이동의 동력은 구동 모터(도시하지 않음)에 의해 제공된다. 대기 위치에 배치된 밀어올림 핀(24)의 선단은 다이싱 시트(22a)에 접촉하지 않는다. 밀어올림 위치에 배치된 밀어올림 핀(24)의 선단은 다이싱 시트(22a)에 접촉한다. 보다 상세하게는 밀어올림 핀(24)의 선단은 반도체 다이(201)가 배치되어 있던 위치보다 약간 돌출된다. 이 돌출에 의해, 반도체 다이(201)는 상방(정의 Z축 방향)으로 밀어올려진다. 또한 밀어올림 핀(24)은 X축 방향 및 Y축 방향의 양쪽 방향으로 이동하는 것이어도 된다.
상기 서술한 바와 같이, 웨이퍼 홀더(22)가 Y축 방향으로 이동함과 아울러, 밀어올림 핀(24)이 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동함으로써, 다이 픽업 기구(21)는 소망하는 반도체 다이(201)를 밀어올릴 수 있다.
다이 반송 기구(25)는 반도체 다이(201)의 반송 동작을 행한다. 다이 반송 기구(25)는 전자 부품(301) 및 반도체 다이(201)의 양쪽을 본딩 모듈(40)로 반송하는 공통 반송로이다. 반송 동작은 전자 부품(301) 및 반도체 다이(201)를 본딩 모듈(40)에 전달 가능한 위치까지 이동시키는 동작과, 전자 부품(301) 및 반도체 다이(201)를 본딩 모듈(40)에 넘겨주는 동작을 포함한다.
다이 반송 기구(25)는 반도체 다이(201)를 픽업한다. 이어서, 다이 반송 기구(25)는 픽업한 반도체 다이(201)를 본딩 모듈(40)에 넘겨준다. 또한 다이 반송 기구(25)는 상기 동작과는 별개의 동작으로서, 테이프 피더 모듈(10)로부터 전자 부품(301)을 수취한다. 이어서, 다이 반송 기구(25)는 수취한 전자 부품(301)을 본딩 모듈(40)에 넘겨준다. 즉, 다이 반송 기구(25)는 테이프 피더 모듈(10)과 본딩 모듈(40) 사이에서, 전자 부품(301)을 중개한다.
다이 반송 기구(25)는 다이 반송 가이드(26)와 다이 헤드(27)를 가진다. 다이 반송 가이드(26)는 다이 헤드(27)를 X축 방향으로 이동시킨다. 다이 반송 기구(25)는 1개의 다이 헤드(27)를 가진다. 그러나, 다이 헤드(27)의 수는 1개에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다이 반송 기구(25)는 2개의 다이 헤드(27)를 가져도 된다.
다이 헤드(27)는 다이 노즐(28)과 플립 기구(29)를 가진다. 다이 노즐(28)은 다이 헤드(27)의 선단부이다. 다이 노즐(28)은 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 착탈 가능하게 유지한다. 이 유지에는 예를 들면 진공 흡착을 이용해도 된다. 또한 다이 헤드(27)는 다이 노즐(28)을 Z축 방향으로 왕복 이동시키는 다이 모터를 가져도 된다.
다이 노즐(28)은 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 착탈 가능하게 유지한다. 즉, 다이 노즐(28)은 반도체 다이(201)를 픽업한다. 다이 노즐(28)은 픽업한 반도체 다이(201)를 본딩 모듈(40)에 넘겨준다. 다이 노즐(28)은 칩 반송 기구(15)로부터 전자 부품(301)을 수취한다. 다이 노즐(28)은 수취한 전자 부품(301)을 본딩 모듈(40)에 넘겨준다.
플립 기구(29)는 다이 헤드(27)의 방향을 변경한다. 다이 헤드(27)의 방향은 예를 들면 다이 노즐(28)의 흡착면의 법선의 방향으로 해도 된다. 즉, 반도체 다이(201)를 픽업할 때는, 흡착면의 법선의 방향은 아래(부의 Z축 방향)이다. 그리고, 반도체 다이(201)를 넘겨줄 때는, 흡착면의 법선의 방향은 위(정의 Z축 방향)이다. 이와 같은 상하를 반전시키는 동작은 플립 동작이라고 불린다.
본딩 모듈(40)은 기판 반송 기구(41)와 본딩 헤드 기구(42)(배치 수단)를 가진다.
기판 반송 기구(41)는 회로 기판(101)을 스토커(도시하지 않음)로부터 취출한다. 기판 반송 기구(41)는 회로 기판(101)을 본딩이 행해지는 위치까지 반송한다. 기판 반송 기구(41)는 본딩에 의해 얻어진 중간제조물(100)을 다른 스토커(도시하지 않음)에 수용한다.
본딩 헤드 기구(42)는 기판 반송 기구(41)의 상방에 배치되어 있다. 본딩 헤드 기구(42)는 다이 반송 기구(25)로부터 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 수취한다. 본딩 헤드 기구(42)는 수취한 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 회로 기판(101)의 소망하는 위치로 반송한다. 그리고, 본딩 헤드 기구(42)는 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 회로 기판(101)에 고정(다이 본드)한다.
본딩 헤드 기구(42)는 부품 반송 가이드(43)와 실장 헤드(44)를 가진다. 부품 반송 가이드(43)는 실장 헤드(44)를 X축 방향 및 Y축 방향의 적어도 한쪽의 방향으로 이동시킨다. 본딩 헤드 기구(42)는 1개의 실장 헤드(44)를 가진다. 그러나, 실장 헤드(44)의 수는 1개에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본딩 헤드 기구(42)는 2개의 실장 헤드(44)를 가져도 된다.
실장 헤드(44)는 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 착탈 가능하게 유지한다. 실장 헤드(44)는 다이 반송 기구(25)로부터 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 수취한다. 이 수취는 다이 반송 기구(25)가 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)의 흡착을 해제하는 동작과, 실장 헤드(44)가 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 흡착하는 동작을 포함한다.
실장 헤드(44)는 실장 노즐(45)과 실장 모터(46)를 가진다. 또 실장 헤드(44)는 도시하지 않는 히터를 가진다. 실장 노즐(45)은 실장 헤드(44)의 선단부이다. 실장 노즐(45)은 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)을 착탈 가능하게 유지한다. 이 유지는 예를 들면 진공 흡착을 이용해도 된다. 실장 모터(46)는 실장 노즐(45)을 Z축 방향으로 왕복 이동시킨다. 이 이동은 다이 반송 기구(25)로부터 실장 헤드(44)로의 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)의 전달에 사용된다. 또 이 이동은 수취한 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)의 회로 기판(101)으로의 배치에도 사용된다.
이하, 본딩 장치(1)의 동작에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는, 반도체 다이(201)를 실장하는 동작과, 전자 부품(301)을 실장하는 동작에 대해서 각각 설명한다. 또한 컨트롤러(50)는 중간제조물(100)을 얻음에 있어서, 반도체 다이(201)를 실장하는 동작과, 전자 부품(301)을 실장하는 동작을 소망하는 순서로 실행해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(50)는 반도체 다이(201)의 실장 동작을 행한 후에, 전자 부품(301)의 실장 동작을 행해도 된다. 컨트롤러(50)는 전자 부품(301)의 실장 동작을 행한 후에, 반도체 다이(201)의 실장 동작을 행해도 된다.
우선, 반도체 다이(201)를 실장하는 동작에 대해 설명한다. 도 2의 (a)부에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 다이 헤드(27)는 소정의 위치까지 이동한다. 소정의 위치는 반도체 다이(201)를 픽업하는 위치의 상방이다. 예를 들면, 소정의 위치는 밀어올림 핀(24)의 축선 상으로 해도 된다. 이 때, 컨트롤러(50)는 다이 헤드(27)를 하방향으로 제어한다. 이 제어에 의해, 다이 노즐(28)의 흡착면은 반도체 다이(201)에 대면한다.
도 2의 (b)부에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 다이 픽업 기구(21)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 밀어올림 핀(24)의 바로 위로 픽업 대상인 반도체 다이(201)가 이동한다. 제어 신호를 받은 다이 픽업 기구(21)는 웨이퍼 홀더(22)를 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이동시킨다. 또한 다이 픽업 기구(21)는 필요에 따라 Z축선의 둘레에 웨이퍼 홀더(22)를 회전시킨다. 이러한 동작에 의해, 픽업 대상인 반도체 다이(201)가 밀어올림 핀(24)의 바로 위에 위치한다.
이어서, 컨트롤러(50)는 다이 픽업 기구(21)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 반도체 다이(201)는 밀어올려진다. 제어 신호를 받은 다이 픽업 기구(21)는 밀어올림 핀(24)을 상방(정의 Z축 방향)으로 이동시킨다. 이 밀어올림 동작에 의해, 반도체 다이(201)가 상방(정의 Z축 방향)으로 이동한다. 바꾸어 말하면, 반도체 다이(201)는 다이 노즐(28)을 향하여 이동한다.
컨트롤러(50)는 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 다이 노즐(28)의 흡착 동작이 개시된다. 흡착 동작을 개시하는 타이밍은 다이 헤드(27)가 소정의 위치로 이동한 직후여도 된다. 또 개시의 타이밍은 밀어올림 동작의 개시와 동시여도 된다.
도 3의 (a)부에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 다이 헤드(27)는 반도체 다이(201)를 전달 가능한 위치까지 이동한다. 전달 가능한 위치는 다이 반송 가이드(26)와 부품 반송 가이드(43)의 중복 영역(D1)으로 해도 된다. 중복 영역(D1)은 예를 들면 본딩 모듈(40) 내에 설정되어 있다. 제어 신호를 받은 다이 반송 기구(25)는 다이 헤드(27)를 정의 X축 방향으로 이동시킨다. 또한 다이 반송 기구(25)는 다이 헤드(27)의 방향을 상방향으로 변경한다(플립 동작). 이 동작에 의해, 반도체 다이(201)는 실장 노즐(45)의 흡착면과 대면한다.
또 컨트롤러(50)는 본딩 헤드 기구(42)에도 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 실장 헤드(44)는 반도체 다이(201)를 수취 가능한 위치(중복 영역(D1))까지 이동한다. 제어 신호를 받은 본딩 헤드 기구(42)는 실장 헤드(44)를 부의 X축 방향으로 이동시킨다. 그리고 본딩 헤드 기구(42)는 실장 헤드(44)가 중복 영역(D1)에 도달하면 이동을 정지한다.
또한 컨트롤러(50)는 다이 헤드(27) 및 실장 헤드(44)를 각각 중복 영역(D1)까지 이동시킨 후에, 다이 헤드(27)에 대한 실장 헤드(44)의 상대적인 위치의 조정을 행해도 된다.
도 3의 (b)부에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 본딩 헤드 기구(42)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 본딩 헤드 기구(42)는 반도체 다이(201)를 수취한다. 제어 신호를 수취한 본딩 헤드 기구(42)는 실장 모터(46)를 구동함으로써, 실장 노즐(45)을 하방(부의 Z축 방향)으로 이동시킨다. 본딩 헤드 기구(42)는 반도체 다이(201)를 흡착 가능한 거리까지 실장 노즐(45)을 반도체 다이(201)에 근접시킨다. 그리고, 본딩 헤드 기구(42)는 실장 노즐(45)의 흡착 동작을 개시한다.
컨트롤러(50)는 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 다이 노즐(28)의 흡착 동작이 정지된다. 실장 노즐(45)의 흡착 동작이 개시됨과 아울러, 다이 노즐(28)의 흡착 동작이 정지됨으로써, 반도체 다이(201)는 다이 반송 기구(25)로부터 본딩 헤드 기구(42)로 전달된다.
도 4의 (a)부에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 본딩 헤드 기구(42)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 본딩 헤드 기구(42)는 반도체 다이(201)를 회로 기판(101)에 본딩한다. 제어 신호를 받은 본딩 헤드 기구(42)는 우선 실장 모터(46)를 구동하여, 반도체 다이(201)를 흡착한 실장 노즐(47)을 상방(정의 Z축 방향)으로 이동시킨다. 이어서, 본딩 헤드 기구(42)는 부품 반송 가이드(43)를 구동하여, 실장 헤드(44)를 정의 X축 방향으로 이동시킨다. 본딩 헤드 기구(42)는 실장 헤드(44)의 위치가 소정의 위치에 이르렀을 때, 이동을 정지한다. 이 소정의 위치는 반도체 다이(201)를 본딩하는 위치의 바로 위로 해도 된다.
도 4의 (b)부에 나타내는 바와 같이, 본딩 헤드 기구(42)는 실장 모터(46)를 구동함으로써, 반도체 다이(201)의 흡착을 해제해도 되는 위치까지, 실장 노즐(47)을 하방(부의 Z축 방향)으로 이동시킨다. 그리고, 본딩 헤드 기구(42)는 실장 노즐(47)의 흡착 동작을 정지한다. 또 본딩 헤드 기구(42)는 필요에 따라 반도체 다이(201)를 통하여 반도체 다이(201)와 회로 기판(101) 사이에 배치되어 있는 접착제를 경화시키는 동작을 행해도 된다. 예를 들면, 본딩 헤드 기구(42)는 히터를 구동하여, 반도체 다이(201)를 통하여 접착제에 열 및/또는 압력을 부여하는 동작을 행해도 된다.
또한 컨트롤러(50)는 필요에 따라 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력하여, 다이 헤드(27)를 초기 위치로 복귀시켜도 된다. 또 컨트롤러(50)는 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력하여, 다음의 반도체 다이(201)를 픽업하는 동작을 행하도록 해도 된다.
상기한 일련의 동작에 의해, 반도체 다이(201)는 회로 기판(101)에 실장된다.
이어서, 전자 부품(301)을 실장하는 동작에 대해 설명한다. 도 5의 (a)부에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 칩 반송 기구(15)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 칩 반송 기구(15)는 전자 부품(301)을 픽업한다. 제어 신호를 받은 칩 반송 기구(15)는 칩 반송 가이드(16)의 구동에 의해 칩 헤드(17)를 소정의 위치까지 이동시킨다. 이 소정의 위치는 픽업의 대상이 되는 전자 부품(301)이 포장되어 있는 릴(12)의 바로 위로 해도 된다. 이어서, 칩 반송 기구(15)는 칩 모터(19)의 구동에 의해 칩 헤드(17)를 하방향(부의 Z축 방향)으로 이동시킨다. 이 이동은 칩 헤드(17)가 전자 부품(301)을 흡착 가능하게 되는 위치까지 계속된다. 이어서, 칩 반송 기구(15)는 칩 노즐(18)의 흡착 동작을 개시한다.
이어서, 도 5의 (b)부에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 칩 반송 기구(15)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 칩 반송 기구(15)는 전자 부품(301)을 전달 가능한 위치까지 칩 헤드(17)를 이동시킨다. 이 전달 가능한 위치는 칩 반송 가이드(16)와 다이 반송 가이드(26)의 중복 영역(D2)으로 해도 된다. 중복 영역(D2)은 예를 들면 다이 서플라이 모듈(20) 내에 설정되어 있다. 제어 신호를 받은 칩 반송 기구(15)는 칩 모터(19)의 구동에 의해 칩 헤드(17)를 상방향(정의 Z축 방향)으로 이동시킨다. 이어서, 칩 반송 기구(15)는 칩 반송 가이드(16)에 의해 칩 헤드(17)를 정의 X축 방향으로 이동시킨다.
또 컨트롤러(50)는 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 다이 반송 기구(25)는 전자 부품(301)을 수취 가능한 위치까지 다이 헤드(27)를 이동시킨다. 제어 신호를 받은 다이 반송 기구(25)는 플립 기구(29)에 의해 다이 헤드(27)의 방향을 상방향으로 변경한다(플립 동작). 이 동작에 의해, 다이 노즐(28)의 흡착면은 칩 노즐(18)에 흡착된 전자 부품(301)과 대면 가능하게 된다. 다이 반송 기구(25)는 다이 헤드(27)를 부의 X축 방향으로 이동시킨다. 그 후, 다이 반송 기구(25)는 다이 헤드(27)가 중복 영역(D2)에 도달하면 이동을 정지한다.
또한 컨트롤러(50)는 칩 헤드(17) 및 다이 헤드(27)를 각각 중복 영역(D2)까지 이동시킨 후에, 칩 헤드(17)에 대한 다이 헤드(27)의 상대적인 위치의 조정을 행해도 된다.
컨트롤러(50)는 칩 반송 기구(15)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 칩 반송 기구(15)는 칩 노즐(18)로부터 다이 노즐(28)에 전자 부품(301)을 넘겨준다. 제어 신호를 수취한 칩 반송 기구(15)는 칩 모터(19)를 구동함으로써, 전자 부품(301)을 흡착한 칩 노즐(18)을 하방(부의 Z축 방향)으로 이동시킨다. 칩 반송 기구(15)는 전자 부품(301)의 흡착을 정지 가능한 거리까지 칩 노즐(18)을 다이 노즐(28)에 근접시킨다. 그리고, 칩 반송 기구(15)는 칩 노즐(18)의 흡착 동작을 정지한다.
또 컨트롤러(50)는 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 다이 노즐(28)의 흡착 동작이 개시된다. 이 흡착 동작을 개시하는 타이밍은 전자 부품(301)이 다이 노즐(28)에 접촉한 후로 해도 된다. 또 흡착 동작을 개시하는 타이밍은 칩 노즐(18)의 흡착 동작을 정지하기 전으로 해도 된다. 다이 노즐(28)의 흡착 동작이 개시됨과 아울러, 칩 노즐(18)의 흡착 동작이 정지됨으로써, 전자 부품(301)은 칩 반송 기구(15)로부터 다이 반송 기구(25)로 넘겨진다.
이어서, 도 6의 (a)부에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 다이 반송 기구(25)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 다이 반송 기구(25)는 전자 부품(301)을 유지한 다이 헤드(27)를 중복 영역(D1)까지 이동시킨다. 제어 신호를 받은 다이 반송 기구(25)는 다이 헤드(27)를 정의 X축 방향으로 이동시킨다. 또한 이 동작에서는 다이 헤드(27)는 이미 위를 향하고 있기 때문에 다이 헤드(27)는 플립 동작은 행하지 않아도 된다. 그러나, 칩 반송 기구(15) 및 다이 반송 기구(25)는 전자 부품(301)이 캐리어테이프(13)에 격납되어 있는 태양에 따라, 전자 부품(301)을 반전시킨 상태에서 실장 헤드(44)에 전달해도 된다.
또 컨트롤러(50)는 본딩 헤드 기구(42)에도 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 본딩 헤드 기구(42)는 전자 부품(301)을 수취 가능한 중복 영역(D1)까지 실장 헤드(44)를 이동시킨다. 제어 신호를 받은 본딩 헤드 기구(42)는 실장 헤드(44)를 부의 X축 방향으로 이동시킨다. 그리고, 실장 헤드(44)가 중복 영역(D1)에 도달하면 이동을 정지한다. 컨트롤러(50)는 본딩 헤드 기구(42)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 본딩 헤드 기구(42)는 전자 부품(301)을 수취한다. 이 동작은 반도체 다이(201)를 수취할 때의 동작과 동등하게 해도 된다.
도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(50)는 본딩 헤드 기구(42)에 제어 신호를 출력한다. 그 결과, 본딩 헤드 기구(42)는 전자 부품(301)을 회로 기판(101)에 본딩한다. 이 동작도 반도체 다이(201)를 회로 기판(101)에 본딩할 때의 동작과 동등하게 해도 된다.
상기의 일련의 동작에 의해, 반도체 다이(201)는 회로 기판(101)에 실장된다.
그런데, 반도체 다이 및 전자 부품과 같은 칩 부품은 공급의 방식이 상이한 일이 있었다. 예를 들면, 반도체 다이는 다이싱된 웨이퍼로 공급된다. 전자 부품은 테이프 릴로 공급된다. 그 때문에, 공급의 방식에 대응 가능한 모듈이나 기구가 필요했다. 그래서, 공급의 방식에 따른 장치를 준비하여, 본딩 모듈에 대하여 설치하고 있었다. 즉, 본딩 모듈에 연결된 장치로부터 부품이 공급될 뿐이며, 본딩 모듈은 복수 종류의 부품 공급을 받을 수 없었다. 그러나, 최근의 다품종 생산의 필요성이 높아짐에 따라, 부품을 공급하는 장치의 교환을 요하지 않고, 복수 종류의 부품 공급을 가능하게 하는 수요가 높아지고 있다.
그래서, 상기한 본딩 장치(1)는 반도체 다이(201)를 제공하는 다이 서플라이 모듈(20)을 갖춘다. 또한 본딩 장치(1)는 전자 부품(301)을 제공하는 테이프 피더 모듈(10)도 갖춘다. 본딩 모듈(40)은 이들 다이 서플라이 모듈(20) 및 테이프 피더 모듈(10)로부터 소망하는 부품의 제공을 받아 전자 디바이스를 제조한다. 따라서, 본딩 장치(1)는 반도체 다이(201) 및 전자 부품(301)의 적어도 한쪽을 포함하는 전자 디바이스의 생산에 대응하는 것이 가능하다. 그 결과, 전자 디바이스의 다품종 생산에 대응할 수 있다.
본딩 장치(1)는 테이프 피더 모듈(10)을 다이 서플라이 모듈(20)에 연결한다. 이 구성에 의해, 본딩 모듈(40)은 다이싱 웨이퍼 칩과 테이프 릴 칩의 양쪽의 공급을 받을 수 있다. 또한 반도체 다이(201)만의 공급이면 되는 경우에는, 테이프 피더 모듈(10)을 필요에 따라 분리하는 것도 가능하다. 이 분리에 의하면, 본딩 장치(1)의 설치에 요하는 면적을 저감할 수 있다.
요컨대, 본딩 장치(1)는 본딩 모듈(40)에 공급해야 할 부품에 따라, 본딩 모듈(40)에 대하여 테이프 피더 모듈(10) 및 다이 서플라이 모듈(20)을 바꾸어 부착하는 작업이 불필요하다. 즉, 본딩 장치(1)는 모듈의 교환을 요하지 않는다.
상기한 본딩 장치는 그 밖에 다양한 변형이 가능하다. 상기 서술한 실시형태를 필요한 목적 및 효과에 따라 서로 조합해도 된다.
상기한 본딩 장치(1)는 반송 방향을 따라 테이프 피더 모듈(10), 다이 서플라이 모듈(20) 및 본딩 모듈(40)이 이 순서로 배치된 구성을 가진다. 이 배열에 의하면, 다이 서플라이 모듈(20)의 다이 반송 기구(25)가 공통 반송로이며, 테이프 피더 모듈(10)의 칩 반송 기구(15)가 독립 반송로였다.
예를 들면, 도 7에 나타내는 변형예의 본딩 장치(1A)는 반송 방향을 따라 다이 서플라이 모듈(20A), 테이프 피더 모듈(10A) 및 본딩 모듈(40)의 순서로 배치되어도 된다. 이 배열에 의하면, 다이 서플라이 모듈(20A)의 다이 반송 기구(25A)가 독립 반송로이며, 테이프 피더 모듈(10A)의 칩 반송 기구(15A)가 공통 반송로이다. 이 구성에서는, 다이 반송 기구(25A)는 플립 기구(29)를 생략해도 된다. 칩 반송 기구(15A)는 플립 기구(19A)를 갖추어도 된다. 이 구성을 가지는 본딩 장치(1A)도 본딩 장치(1)와 마찬가지로 전자 디바이스의 다품종 생산에 대응할 수 있다.
1…본딩 장치, 10…테이프 피더 모듈(전자 부품 제공 모듈), 11…릴 구동 기구, 12…릴, 13…캐리어테이프, 15…칩 반송 기구(제1 반송부), 16…칩 반송 가이드, 17…칩 헤드, 18…칩 노즐, 19…칩 모터, 20…다이 서플라이 모듈(다이 제공 모듈), 21…다이 픽업 기구(픽업부), 22…웨이퍼 홀더, 22a…다이싱 시트, 23…웨이퍼 위치 조정부, 24…밀어올림 핀, 25…다이 반송 기구(제2 반송부), 26…다이 반송 가이드, 27…다이 헤드, 28…다이 노즐, 29…플립 기구, 40…본딩 모듈, 41…기판 반송 기구, 42…본딩 헤드 기구(배치 수단), 43…부품 반송 가이드, 44…실장 헤드, 45…실장 노즐, 46…실장 모터, 47…실장 노즐, 50…컨트롤러, 100…중간제조물, 101…회로 기판, 200…반도체 웨이퍼, 201…반도체 다이, 301…전자 부품, D1, D2…중복 영역.

Claims (5)

  1. 캐리어테이프로부터 전자 부품을 취출하고, 취출한 상기 전자 부품을 반송하는 전자 부품 제공 모듈과,
    반도체 다이를 밀어올려 다이싱 시트에 첩부된 웨이퍼로부터 상기 반도체 다이를 픽업하는 픽업부를 가지고, 픽업한 상기 반도체 다이를 반송하는 다이 제공 모듈과,
    상기 다이 제공 모듈로부터 제공되는 상기 반도체 다이 및 상기 전자 부품 제공 모듈로부터 제공되는 상기 전자 부품의 적어도 한쪽을 기판에 배치하는 본딩 모듈을 갖추는 본딩 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전자 부품 제공 모듈은, 상기 캐리어테이프로부터 취출된 상기 전자 부품을 상기 전자 부품 제공 모듈로부터 반출하는 제1 반송부를 가지고,
    상기 다이 제공 모듈은, 픽업된 상기 반도체 다이를 상기 다이 제공 모듈로부터 반출하는 제2 반송부를 가지고,
    상기 제1 반송부 및 상기 제2 반송부의 어느 한쪽은 상기 전자 부품 및 상기 반도체 다이의 양쪽을 상기 본딩 모듈로 반송하는 공통 반송로이며, 다른쪽은 상기 전자 부품 및 상기 반도체 다이의 어느 한쪽을 상기 공통 반송로로 반출하는 독립 반송로인 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 반송부 및 상기 제2 반송부는, 소정의 반송 방향을 향하여 상기 반도체 다이 및 상기 전자 부품을 반송하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반송 방향을 따라, 상기 전자 부품 제공 모듈, 상기 다이 제공 모듈 및 상기 본딩 모듈의 순서로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본딩 모듈은 상기 제1 반송부로부터 상기 전자 부품을 수취 가능하며 수취한 상기 전자 부품을 상기 기판에 배치함과 아울러, 상기 제2 반송부로부터 상기 반도체 다이를 수취 가능하며 수취한 상기 반도체 다이를 상기 기판에 배치하는 배치 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
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