TW407331B - Method and apparatus for positioning semiconductor wafer - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407331 A7 __B7 五、發明説明（I) ~ [技術領域] 本發明係有關晶片結合裝置、帶式結合裝置、突起結 合裝置等中之半導體晶片之定位方法及其裝置。 [習知技術] 晶片結合裝置、帶式結合裝置、突起結合裝置等中， 藉未圖示之機構自收納半導體晶片之托架或晶圓將半導體 晶片載置於定位台’載置於此定位台之半導體晶片藉定位 爪而定位。之後，藉以下說明之動作，在晶片結合裝置中 ’係將半導體晶片結合於接腳框架。在帶式結合裝置中， 係將半導體晶片結合於帶狀載體。在突起結合裝置中，係 在半導體晶片之電極上形成突起。亦即，在進行結合前或 形成突起前進行半導體晶片之定位。 晶片結合裝置’如圖5所示，具有··藉吸附孔51a吸 附並保持半導體晶片50之定位台51，及定位定位台51上 之半導體晶片50之定位爪52，及搬送和定位接腳框架53 之框架供給器54,以及將半導體晶片50結合於接腳框架 53之結合裝置60。此處，定位爪52設於被驅動於XY軸 方向之XY座55上。結合裝置60，在被驅動於XY軸方向 之XY座61上搭載有結合頭62，結合頭62上以可上下驅 動之方式設有結合臂63。結合臂63之頂端設有工具64， 工具64係吸附並保持半導體晶片50之吸附嘴。又，作爲 此種晶片結合裝置，例如在日本專利公報特開平第4-61241 號、第4-312936號已有揭示。 當半導體晶片50載置於定位台51時，藉定位台51吸 ____ 3____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X；297公釐） ----------裝-----.—訂-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 407331 at 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（y) 附並保持半導體晶片50，驅動XY座55使定位爪52向半 導體晶片50之方向移動，藉定位爪52定位半導體晶片50 。接著，結合裝置60之XY座61向y軸方向移動工具64 移至定位台51上之半導體晶片50之上方，接著工具64下 降吸附並保持半導體晶片50。之後，工具64上昇並移動 至接腳框架53之結合位置之上方，接著下降將半導體晶片 50結合於接腳框架53。 帶式結合裝置，特別是內接腳結合裝置，如圖6所示 ，其主構成係與圖5所示之晶片結合裝置幾乎相同之構成 而成。但，在本裝置中，定位爪52並不移動，定位台51 搭載於XY座55上，定位台51藉XY座55而成可移動至 帶狀載體65之下方。又，工具64不是吸附嘴，而是成將 設於帶狀載體65之接腳壓接向半導體晶片50之形狀。又 ，作爲此種帶式結合裝置，例如在日本專利公報特開平第 2-244735號已有揭示。 當半導體晶片50載置於定位台51時，藉定位台51吸 附並保持半導體晶片50，驅動XY座55使定位台51向半 導體晶片50之方向移動，藉定位爪52定位半導體晶片50 。接著，驅動XY座55使定位台51移動至帶狀載體65之 下方後，藉結合裝置60之工具64將帶狀載體65之接腳壓 接於半導體晶片50而結合。 突起結合裝置，如圖7所示，其主構成係與圖5所示 之晶片結合裝置幾乎相同之構成而成。但，在本裝置中， 定位台51兼作結合台，又，使用引線結合裝置作爲結合裝 4 本紙乐尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------装-----丨ΪΤ-------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ __B7 五、發明説明（>) 置60。因此’在工具64上插通有未圖示之Au或焊錫之極 細（20〜30 em)之引線。 當半導體晶片50載置於定位台51時，藉定位台51吸 附並保持半導體晶片50，驅動XY座55使定位爪52向半 導體晶片50之方向移動，藉定位爪52定位半導體晶片5〇 。接著’藉結合裝置60在半導體晶片50之電極上形成突 起。此突起形成方法，係將在插通工具64之引線之頂端形 成之球壓接於半導體晶片之電極上後，自球的根部切斷引 線’在半導體晶片之電極上形成突起。又，作爲此種突起 結合裝置’例如在日本專利公報特開平第7-86286號已有 揭示。 [發明欲解決之課題] 當以定位爪52定位半導體晶片50時，因係藉定位爪 52移動半導體晶片50，故定位台51有需要以半導體晶片 50可移動之微弱的吸引力吸附並保持半導體晶片50。然而 ，上述習知技術，係維持以此微弱的吸引力吸附並保持半 導體晶片50之狀態，故如下述說明般，恐有因振動等而導 致半導體晶片50產生位移。 圖5所示之晶片結合裝置之情形中，因以定位爪52定 位之半導體晶片50係再度被工具64吸附並保持而移送至 接腳框架53上故不會成爲問題。然而，在圖6所示之帶式 結合裝置之情形中，因吸附並保持半導體晶片50之定位台 51係移動至帶狀載體65之下方，在此移動時易產生半導 體晶片50之位移。又’在圖7所示之突起結合裝置之情形 —__________L.__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公瘦） I 訂J — 1 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（^) 中，因係進行藉結合裝置60在以定位台51吸附並保持之 半導體晶片50上形成突起之作業，在形成此突起時易產生 半導體晶片50之位移。 本發明之課題，係提供一種防止已定位之半導體晶片 位移的半導體晶片之定位方法及其裝置。 [解決課題之方法] 爲解決上述課題之本發明之方法，係使吸附並保持半 導體晶片之定位台及定位爪相對的移動，在以前述定位爪 定位半導體晶片之半導體晶片定位方法中，其特徵在於， 定位半導體晶片時，藉前述定位爪以可移動半導體晶片之 微弱的吸引力吸附並保持於定位台，定位結束後以較前述 吸引力強之吸引力將半導體晶片吸附並保持於前述定位台 〇 爲解決上述課題之本發明之裝置，係一種具備有：吸 附並保持半導體晶片之定位台，及與此定位台相對移動定 位半導體晶片之定位爪之裝置，其特徵在於，具有一吸引 力控制機構；於定位半導體晶片時，藉前述定位爪以可移 動半導體晶片之微弱的吸引力吸附並保持於定位台，定位 結束後以較前述吸引力強之吸引力將半導體晶片吸附並保 持於前述定位台。 [本發明之實施形態] 本發明之一實施形態以圖1至圖4說明。首先，以圖 4說明適用本發明之一實施形態之突起結合裝置。插通有 引線1之毛細管2，係安裝於結合桿3之一端，結合桿3 ____ 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX 297公釐） ^ —- "訂線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印奴 407331 Αν B7 五、發明説明（Γ) 安裝於升降臂4。升降臂4，係以可搖動或上下移動的方式 安裝於結合頭5，以固定於結合頭5之Z軸馬達6使其搖 動或上下移動。此處，結合頭5搭載於XY座7上。 將形成於引線1頂端之球la壓向半導體晶片10之電 極之施加結合壓力的結合施壓用線性馬達11，其線圈側固 定於升降臂4，磁極側固定於結合頭5之底面。拍攝半導 體晶片10之影像的檢測相機12固定於結合頭5，此相機 12連接於水平配置之鏡筒13之一端部，鏡筒的另一端設 有收取半導體晶片10之影像的檢測部14。半導體晶片10 ，藉設於兼作爲結合台之定位台15之吸附孔15a被真空吸 附並保持於定位台15上。以上因係周知之構造，故省略進 一步之說明。 適用本實施形態之突起結合裝置中，XY座7上固定 有定位爪16。定位爪16之定位部16a，在結合桿3之下方 且延伸至毛細管2之後方。又，定位部16a之下面，位於 較定位台15之上面稍上方，成爲與搭載於定位台15之半 導體晶片10之角部對應之形狀。 接著，以圖1至圖3說明本發明之一實施形態之吸引 力控制機構。吸附並保持半導體晶片10之定位台15，透 過吸引切換用電磁閥20以可切換真空源21及壓縮空氣源 22之方式連接。在本實施形態中，顯示使用3通電磁閥作 爲吸引切換用電磁閥20之情形。吸引切換用電磁閥20， 在其入口側有端口 PI、P1’及P2、P2’，出口側有端口 P3、 P3’。此處，端口 P1與P3、P2’與P3’係相連通，端口 P2、 _7_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐) ^ ^ 、1TJ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407331 A7 B7 五、發明説明（t) ΡΓ係閉塞。 當吸引切換用電磁閥20在打開(on)位置時，如圖1及 圖2所示，端口 P3連接在配管於定位台15之吸附孔15a 之管23上，端口 PI、P2分別連接在配管於真空源21、壓 縮空氣源22之管24、管25上。承上所述，當吸引切換用 電磁閥20在關閉(off)位置時，如圖3所示，端口 P3’連接 於管23，端口 ΡΓ、P2’分別連接於管24、管25上。 前述管24連接有管30，管30透過吸引力調整用電磁 閥31、節流閥32連接於大氣吸入口 33。在本實施形態中 ，顯示使用2端電磁閥作爲吸引力調整用電磁閥31之情形 。吸引力調整用電磁閥31，在其入口側有端口 P4、P4’， 出口側有端口 P5、P5’。此處，端口 P4與P5相連通，端口 P4’、P5’係閉塞。 當吸引力調整用電磁閥31在打開(on)位置時，如圖1 所示，端口 P4連接於管30，端口 P5以連接於節流閥32 之方式配管。承上所述，當吸引力調整用電磁閥31在關閉 (off)位置時，如圖2及圖3所示，端口 P4’連接於管30， 端口 P5’連接於節流閥32。 首先，在說明半導體晶片10之定位動作前，先說明吸 引切換用電磁閥20及吸引力調整用電磁閥31之作用。如 圖1所示，當吸引切換用電磁閥20及吸引力調整用電磁閥 31都在打開(on)位置時，定位台15之吸附孔15a之吸引力 如下般變化。當吸引切換用電磁閥20在打開(on)位置時， 端口 P1連接於管24，端口 P3連接於管23。因此，藉真空 _8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I - 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 ___407331 B7_ 五、發明説明（1 ) 源21之真空壓力吸引定位台15之吸附孔15a。然而，因吸 引力調整用電磁閥31係在打開（on)位置，故端口 P4連接於 管30 ’端口 P5連接於節流閥32，而大氣吸入口 33之大氣 透過節流閥32、吸引力調整用電磁閥31自管30供給至管 24。由此，因真空源21之管24之真空壓力，藉由節流閥 調整之大氣而減壓，以此減壓後之吸引力自定位台15之吸 附孔15a吸引。 如圖2所示，當吸引切換用電磁閥20在打開(on)位置 ’而吸引力調整用電磁閥31在關閉(off)位置時，定位台15 之吸附孔15a之吸引力如下般變化。當吸引切換用電磁閥 20在打開(on)位置時，如圖1之情形中說明般，以真空源 21之真空壓力自定位台15之吸附孔15a吸引。因吸引力調 整用電磁閥31係在關閉(off)位置，端口 P4’連接於管30， 端口 P5’連接於節流閥32。亦即，因大氣吸入口 33之大氣 不供給至管30,就直接以真空源21之真空壓力自定位台 15之吸附孔15a吸引。 如圖3所示，當吸引切換用電磁閥20及吸引力調整用 電磁閥31都在關閉(off)位置時，定位台15之吸附孔i5a 之吸引力如下般變化。當吸引切換用電磁閥2〇在關閉(off) 位置時’端口 P2’連接於管25，端口 P3’連接於管23。因 此’壓縮空氣源22之壓縮空氣被供給至定位台15之吸附 孔15a。此時’因管24並未連接於管23，故不論吸引力調 整用電磁閥31係在打開(on)或者是關閉(off)位置，皆不會 影響自壓縮空氣源22供給至定位台15之吸附孔i5a之壓 __________ __9__ 本紙張尺度適用中^國( CNS ) A4規格1 210X 297公釐] --- I I I I m n n 訂^~ i I. 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407331 at _______ 五、發明説明（f) 縮空氣。圖3的情形中因吸引力調整用電磁閥31係在關閉 (off)位置，如圖2之說明般，大氣吸入口 33之大氣不供給 至管30。 舉例來說，設定真空源21之真空壓力爲約500〜 600mmHg，而如圖1般預先調整節流閥32使大氣吸入口 33 之大氣供給至定位台15之吸附孔15a而使其減壓時之真空 壓力爲200〜350mmHg左右。此減壓後之微弱的真空壓力 ，如後述般，可藉定位爪16使半導體晶片10移動，且此 時爲不致使該半導體晶片10損傷之吸引力。 接著，說明半導體晶片10之定位動作。首先，半導體 晶片10自未圖示之托架或晶圓以未圖示之撿起移送方法被 撿起而移送搭載至定位台15上。當半導體晶片10開始移 送至定位台15上時，如圖1所示般吸引切換用電磁閥20 及吸引力調整用電磁閥31皆成打開(on)位置。當吸引切換 用電磁閥20及吸引力調整用電磁閥31都在打開(on)位置時 ，即成如前述般以定位台15之吸附孔15a之微弱真空壓力 的吸引狀態。 接著，XY座7以定位爪16之定位部16a壓向半導體 晶片10之角部的方式移動。然後，當定位爪16之定位部 16a將半導體晶片1〇壓到預先決定之定位位置時，如圖2 所示般吸引切換用電磁閥20在打開(on)狀態，而吸引力調 整用電磁閥31成關閉(off)。藉此，如前述般定位台15之 吸附孔15a被真空源21之真空壓力吸引。亦即，前述微弱 的真空切換至較強的真空，半導體晶片10被牢牢的吸附並 _____10 本紙涑尺度適用中國國家#準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝-----.—訂：------廉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消肯合作社印^ 407331 A7 B7 五、發明説明（1 ) 保持在定位台15上。接著，XY座7移動使鏡筒π之檢測 部到達半導體晶片10之上方位置。藉此，定位爪16自定 位台15上退開。 之後，在結合位置之半導體晶片10上之電極的影像經 檢測部14、鏡筒13由檢測相機12拍攝，在半導體晶片10 之電極上引線1之頂端形成之球la被結合在結合位置，結 合後自球la之根部切斷引線1。藉此，在半導體晶片1〇之 電極上形成突起。 當半導體晶片10之突起之形成結束後，接著進行自定 位台15排出此半導體晶片10之動作。此動作，係未圖示 之吸附嘴移動至定位台15之上方，之後下降並移動至半導 體晶片10上約0.03〜0.1mm左右之間隙之位置。然後，如 圖3所示，吸引力調整用電磁閥31成關閉(off)狀態，而吸 引切換用電磁閥20亦關閉(off)。當吸引切換用電磁閥20 成關閉(off)狀態時，如前所述僅有些微的壓縮空氣源22之 壓縮空氣被供給至定位台15之吸附孔15a，吸附嘴撿起半 導體晶片10並吸附保持住。之後，吸附嘴將半導體晶片 10移送至既定地點。 本實施形態，適用於突起結合裝置，且將定位爪16設 於XY座7，但圖7所示之突起結合裝置中，在與結合頭 62獨立之XY座55上設置定位爪52之情形中，本實施形 態之吸引力控制機構亦可適用於定位台51。又，在圖5所 示之晶片結合裝置及圖6所示之帶式結合裝置之定位台51 中亦可適用本實施形態之吸引力控制機構一事自不需多所 --,-------裝-----Ί訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐.) ΑΊ B7 407331 五、發明説明（fu ) 敘述。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此般，在半導體晶片10之定位時，藉定位爪16以 可移動半導體晶片10之微弱的吸引力吸附並保持於定位台 15，定位結束後因係以較前述微弱的吸引力強之吸引力吸 附並保持半導體晶片10於定位台15，故可防止已定位之 半導體晶片10之位移。 又’如在XY座7設置定位爪16，即不需要大規模之 構造的定位台。又’定位爪16之驅動，係藉結合裝置本身 所有的XY座7進行’亦不需要定位爪16之大規模之構造 的驅動機構。因此，可謀求裝置的簡單化，降低裝置製造 成本。再者，定位爪16雖係設於χγ座7，但設於搭載在 XY座7之結合頭5上、或設於固定在結合頭5之部件上皆 可。 [發明的效果] 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 藉本裝置，在半導體晶片之定位時，係藉前述定位爪 以可移動半導體晶片之微弱的吸引力吸附並保持於前述定 位台，定位結束後因係以較前述微弱的吸引力強之吸引力 吸附並保持半導體晶片於前述定位台，故可防止已定位之 半導體晶片之位移。 又，係將爲定位搭載於定位台之半導體晶片之定位爪 ，固定於定位頭或搭載定位頭之XY座上之構成，藉此可 不需半導體晶片之定位台及定位爪或定位台之定位驅動機 構等大規模的構造，可謀求降低裝置成本。 [式之簡單說明]/ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 407331 五、發明説明（u) 圖1係顯示在本發明之半導體晶片之定位裝置中吸引 力控制機構之一實施形態之構成，在半導體晶片之定位時 的控制說明圖。 圖2係定位結束後之控制說明圖。 圖3係撿起半導體晶片時之控制說明圖。 圖4係顯示適用本發明之一實施形態的突起'結合裝置 之一例之立體圖。 圖5係晶片結合裝置之槪略俯視說明圖。 圖6係帶式結合裝置之槪略俯視說明圖。 圖7係突起結合裝置之槪略俯視說明圖。 [符號的說明] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 引線 2 毛細管 3 結合桿 4 升降臂 5、62 結合頭 6 Ζ軸馬達 7 、 55 、 61 ΧΥ座 10、50 半導體晶片 11 線性馬達 12 檢測相機 13 鏡筒 14 檢測部 15、51 定位台 13 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 、π_ 泉 五 407331 A7 B7 、發明説明（fl) 15a 、 51a 16、52 16a 20 21 22 23 ' 24 25、30 31 32 33 53 54 60 63 64 65 PI ' P2 ' P3 ' P4 ' P5 吸附孔 定位爪 定位部 吸引切換用電磁閥 真空源 壓縮空氣源 管 管 吸引力調整用電磁閥 節流閥 大氣吸入口 接腳框架 框架供應器 結合裝置 結合臂 工具 帶狀載體 端口 ----------裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 PI’、P2’、P3’、P4,、P5’端口 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. A8407331 1 夂、申請專利範圍 1. 一種半導體晶片之定位方法’係使吸附並保持半導 體晶片之定位台及定位爪相對的移動，以前述定位爪定位 半導體晶片之半導體晶片定位方法’其特徵在於’定位半 導體晶片時，藉前述定位爪以可移動半導體晶片之微弱的 吸引力將其吸附並保持於定位台，定位結束後以較前述吸 引力強之吸引力將半導體晶片吸附並保持於前述定位台。 2. —種半導體晶片之定位裝置，係具備有：吸附並保 持半導體晶片之定位.台，及與此定位台相對移動以定位半 導體晶片之定位爪之裝置，其特徵在於’具有一吸引力控 制機構；於定位半導體晶片時，藉前述定位爪以可移動半 導體晶片之微弱的吸引力將其吸附並保持於定位台’定位 結束後以較前述吸引力強之吸引力將半導體晶片吸附並保 持於前述定位台。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4规格（210X297公釐）