WO2000025360A1 - Operating method and device - Google Patents

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WO2000025360A1
WO2000025360A1 PCT/JP1999/005965 JP9905965W WO0025360A1 WO 2000025360 A1 WO2000025360 A1 WO 2000025360A1 JP 9905965 W JP9905965 W JP 9905965W WO 0025360 A1 WO0025360 A1 WO 0025360A1
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work
stage
suction
electronic component
suction force
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PCT/JP1999/005965
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Makoto Imanishi
Takahiro Yonezawa
Shinji Kanayama
Ryoichiro Katano
Takaharu Mae
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • a work object placed on a work stage (for example, a semiconductor component such as an IC chip) is sucked and held, and after the work object is moved to a predetermined position to be positioned,
  • An operation method and apparatus for performing a predetermined operation (for example, a bump bonding operation of bumps formed on an Ic chip), and more specifically, a work method in which a semiconductor element is formed on a work stage. After adsorbing and holding a work object such as a semiconductor component such as an Ic chip, and moving the semiconductor component to a predetermined position to determine the position, for example, a bump as a protruding electrode formed on an electrode of the semiconductor component is formed.
  • the present invention relates to a bump bonding operation method and apparatus for performing a predetermined operation such as a bump bonding operation, and an Ic chip obtained thereby.
  • the metal wire 3 is pressed to the electrode 2 on one side 1a while applying ultrasonic vibration to the electrode 1 as shown in FIGS. This is an operation for forming a metal bump 4 on the electrode 2 by separating or pushing off the subsequent metal wire 3 from the lump 3a.
  • FIG. 14 is a perspective view of a bump bonding apparatus for forming a bump on the IC chip 1 using the gold wire 3.
  • the IC chip 1 supplied from the tray 110 is sucked and held by the suction nozzle 111, and then, the IC chip of the stage 1501, which is heated by the movement of the suction nozzle 111, is moved.
  • the cavities 34 are held by an ultrasonic supply unit and are configured to receive ultrasonic waves.
  • the cavities 34 passing through the gold wires 3 form gold bumps on the electrodes of the IC chip 1. .
  • the IC chip 1 on which bump formation has been completed at a necessary location is suction-held by the suction nozzle 111 and stored in another tray 110a.
  • 5A to 5D are process diagrams showing a bump forming process by the above-mentioned conventional bump bonding apparatus.
  • the gold wire 3 is passed through the capillary 34, the tip of the gold wire 3 is sparked, and a spherical ball portion 3a is formed at the tip.
  • the capillary 34 is lowered to press the spherical ball portion 3 a at the tip on the electrode 2 of the IC chip 1.
  • an ultrasonic wave is applied to join the electrode 2 and the gold wire 3 (first bonding).
  • the capillary 34 is raised and lowered again while controlling it to move in a loop, and as shown in the process of FIG. 5D, the capillary 34 is subjected to the first bonding. Press on the gold nugget to cut gold wire 3 (second bonding).
  • Figures 6 and 15A, 15B, and 15C show the flatness of the positioning part of IC chip 1. It is a flow chart of a side view and a positioning operation.
  • the positioning portion of the above-described bump bonding apparatus includes a stage 15 1 provided with four suction holes 1 57 and an L-shaped positioning claw 1 movable in the X and Y directions.
  • the IC chip 1 is moved over the suction hole 157 of the stage 151 by the positioning claw 152, and is positioned on the stage 151 while being vacuum-sucked. This operation will be described with reference to a flowchart.
  • suction is turned on by a vacuum pump to start suction (step S51), and the IC chip held by suction by the suction nozzle 11 is held.
  • Step S 52 see FIG. 15A
  • the positioning claw 15 2 is moved to the stage 1.
  • 51 Move the IC chip 1 to position the IC chip 1 using a constant suction force (see step S53, Fig. 15B).
  • the IC chip 1 is first moved to the left by the positioning claw 15 2, and then moved upward to position the IC chip 1 in the four suction holes 15 7.
  • Chip 1 is held by suction.
  • the positioning claw 152 is returned from the solid line position to the dashed line position (step S53, see FIG. 15C).
  • the surface 1 opposite to the mounting surface 1a on the circuit board on which the metal bumps 4 of the IC chip 1 are formed 1 b has small scratches that can be seen visually, and is also an attention surface that serves as a display surface for the manufacturer name, product number, specifications, etc., such scratches are not functional defects, but affect the appearance quality, Depending on the size and depth of the flaws, it could be a cause of chipping or cracking due to picking up at various stages and impact at the time, etc. Eliminating them was also an important issue.
  • the present inventors conducted various experiments and repeated examinations, and found that on the work stage 15 1, processing chips and processing when dicing was performed in which the IC chips 1 were individually cut off.
  • Foreign matter with a particle size of about 2 to several tens of ⁇ m, such as chips generated during handling, transport, and various types of handling, and airborne debris, is attached.
  • the debris and chippings are from a diced grindstone or a machined IC chip, and are often as hard as the IC chip 1. For this reason, when the IC chip 1 is pushed from the receiving position to the work position while being held on the work stage 15 1 in the sucked state and is positioned, the foreign matter is strongly rubbed with the foreign matter, causing scratches.
  • Some IC chips 1 include a single crystal semiconductor such as silicon or a compound semiconductor such as gallium arsenide. Silicon semiconductors are hard and chipped or cracked. Compound semiconductors such as gallium arsenide are soft and easily scratched, and brittle and easily chipped and cracked.
  • the bump bonding operation is performed while holding and holding the IC chip 1 at the operation position. Therefore, although foreign matter is unlikely to cause the above-mentioned abrasion in such work, it is affected by applying ultrasonic vibration with a pressure of about 30 g at a bonding temperature of 250 ° C or more.
  • An object of the present invention is to provide a work method and an apparatus, based on the above findings, in which the state of the product surface opposite to the mounting surface is of high quality and chipping or cracking is less likely to occur. It is to provide a high quality IC chip. Disclosure of the invention
  • the present invention is configured as follows to achieve the above object.
  • the work object placed on the stage is sucked and held, the work object is moved to a predetermined position, the position is adjusted, and then a predetermined operation is performed.
  • the state of the sucked and held work is changed from a non-movable state to a movable state for position adjustment, and then the position of the work object is moved.
  • the work object placed on the work stage is sucked and held, so that the suction opening is delayed when suction and holding by the suction nozzle is carried and the vacuum is delayed when the work object is placed.
  • the positioning of the work object from the receiving position on the work stage to the predetermined position is performed by: Since the above-mentioned attraction to the work stage is performed by moving in a state where it is reduced or released, even if a foreign object enters the work stage, there is no strong rubbing, and the work object is in contact with the work stage. It prevents surface scratches, chipping and cracking, and improves product quality and yield.
  • the working method according to the first aspect wherein the movable state for positioning is a state in which the suction to the work target is reduced or released.
  • the work object is sucked again to set the work object in the non-movable state.
  • the working method for performing the predetermined work on the work object is provided.
  • the work when the work is performed on the work target whose position has been adjusted on the work stage, the work is re-adsorbed.
  • the suction is reduced or released to obtain the sufficient suction state that can withstand the work load without being affected by the previous suction state being different from the suction state at the time of work. In this way, it is possible to reliably prevent the displacement caused by the work load, achieve the work with high accuracy, and provide a high quality product.
  • the predetermined work is performed after turning on a suction device dedicated to the work set corresponding to the work and starting suction of the work target in the immovable state.
  • the operation method according to any one of the first to third aspects is provided.
  • the predetermined work is performed after the suction by the suction device dedicated to the work is started. Therefore, regardless of the previous suction state, the predetermined state can be obtained without adjusting the suction state. In this way, a suction state suitable for performing the work can be obtained immediately, high-precision work can be achieved with less time loss, and the quality of the work object can be improved without lowering work efficiency.
  • any one of the first to fourth aspects of performing the position adjustment and the predetermined operation by using the operation stage having a rough IC chip mounting surface Provide a working method.
  • a number of support points by the convex portions on the rough surface are scattered between the work stage including the IC chip supported on the work stage and the work stage. Then, the work object obtains an appropriate frictional state and moves stably on the work stage, and even if the above-mentioned suction is released or reduced, the position of the work object is accurately adjusted.
  • the concave portion forms a pocket for allowing the foreign matter to escape, preventing the foreign object from rubbing strongly between the work stage and the work object when moving the work object for position adjustment, and Since the influence of the foreign matter on the work object is suppressed when the work is performed with a pressing load, a vibration load, or in addition to heating as in a bump bonding operation, the position of the work object is adjusted. Is or, when or is working with a variety of workloads, it is possible to prevent such workpieces is or cause damage them chipping and cracking by the foreign matter.
  • each convex part reduces the suction due to the continuity of each Since the diverging passage is formed, it is possible to achieve early reduction and early release of suction, and start positioning operation early to improve work efficiency.
  • the work object is an IC chip
  • the predetermined work involves heating the IC chip from the work stage side and applying the ultrasonic vibration to the metal wire. After the metal is bonded by pressing it onto the electrode of the IC chip, the subsequent metal wire is cut off from the bonded metal lump formed thereby to form a metal bump on the IC chip.
  • the above operation involves heating the IC chip from the work stage side and presses the metal wire onto the electrode of the IC chip while applying ultrasonic vibration to the metal wire to perform metal bonding. Later, in the case of a bump bonding operation in which the subsequent metal wire is cut off from the resulting bonded metal lump to form a metal bump on the IC chip, the IC chip placed on the work stage is received by suction. While ensuring that the IC chip is mounted on the circuit board, the surface of the IC chip on which the bump bonding operation is performed is opposite to the surface opposite to the surface where the IC chip is mounted.
  • the predetermined work is bump bonding
  • the work target is an electronic component
  • the work station having a suction hole for sucking and holding the electronic component.
  • the suction force at the time of sucking the electronic component onto the stage through the suction hole of the die is the first suction force at which the electronic component is sucked and held on the stage along the stage so as to be movable.
  • the second suction force which is stronger than the first suction force, is attraction force, and is at least two times higher than the second suction force at which the electronic component is suction-fixed and held on the stage so as to be immovable along the stage. Switching to a type, and a step of switching to the second suction force, Placing the electronic component on the stage and sucking and holding the electronic component with the second suction force through the suction hole of the stage;
  • a step of switching the suction force at the time of sucking the electronic component to the stage through the suction hole of the stage from the second suction force to the first suction force, and the first suction of the electronic component on the stage A position determining step of moving the electronic component by a position determining member for positioning while holding by suction, and switching the suction force from the first suction force to the second suction force to perform positioning.
  • the method according to the first aspect further comprising the step of performing the bump bonding as the predetermined operation.
  • the predetermined work is bump bonding
  • the work object is an electronic component
  • the positioning target suction hole for sucking and holding the electronic component is provided.
  • the suction force at the time of sucking the electronic component onto the stage through the positioning hole of the work stage is held to such an extent that the electronic component can move along the stage on the stage.
  • thermoforming a ninth aspect of the present invention there is provided the working method according to the seventh or eighth aspect, wherein heat is applied to the electronic component via the stage to bring the electronic component to a bump bonding temperature.
  • a receiving position for receiving a work object to be placed, and the work object are moved from the receiving position to a predetermined position to perform position adjustment work.
  • a position regulating member for regulating the position by pushing the work object on the receiving position of the work stage to the work position
  • a suction mechanism for sucking and holding the work object at the receiving position and the work position of the work stage through the suction holes of the work stage;
  • a working device comprising: a control unit for controlling the suction mechanism.
  • the operation method of the first aspect can be automatically, rapidly, and stably achieved.
  • the suction mechanism comprises: a first suction system for sucking and holding the work object at the receiving position; and a suction system for sucking and holding the work object at the work position. And a second suction system for
  • the control means when the work object is placed and received at the receiving position on the work stage, sucks and holds the work object by the first suction system to make it unmovable, Then, by temporarily reducing or canceling the suction, the suction-held state is changed from the non-movable state to the movable state for position setting, and then provided for the position setting to the work position. After above work After the object is re-adsorbed by the second suction system to make the object unmovable, the first and second suction systems of the suction mechanism are controlled so as to be used for the predetermined operation.
  • An operating device according to an aspect is provided.
  • the methods of the second and third aspects can be automatically, rapidly and stably achieved.
  • the first suction system includes a position corresponding to the work target at the receiving position, and a position separated from the work target sucked and held at the receiving position.
  • the first and second suction holes are provided respectively, and the second suction system is provided with a suction hole at a position corresponding to the work object in the work position.
  • a working device is provided.
  • the first suction system further comprises a first position corresponding to the work target at the receiving position, and a position separated from the work target sucked and held at the receiving position.
  • a second suction hole is provided, and the second suction system is provided with a suction hole at a position corresponding to a work object at a work position, in addition to the working device of the second feature, By suction through the first suction hole of the first suction system, the work object placed at the receiving position of the work stage is sucked and securely received, and suction is performed for the next position adjustment.
  • the second suction hole Since the second suction hole is not facing the work object and is open when it is reduced or reduced, it acts as a release hole to release suction force for reducing suction, and early reduction or release of suction can be achieved. Therefore, the timeline for shifting from receiving the work Even if the length is shortened, it is not affected by the suction, so that the position can be adjusted by preventing damage, chipping or cracking by foreign matter, and the work efficiency can be improved without deteriorating the quality.
  • the suction system suctions through the suction hole facing the work object whose position is to be adjusted, and the work object is sucked at the same time as its position is adjusted, and can be securely held without any problem. Since work can be performed, work efficiency is improved in this aspect as well.
  • the second suction hole in the first suction system is provided in a position corresponding to the work object in the work position. And a working device as described above.
  • the work target when the second suction hole in the first suction system is provided at a position corresponding to the work target at the work position, the work target is positioned at the work position. During the positioning, the position gradually starts from the first suction hole, and gradually approaches the second suction hole.
  • a receiving position for receiving a work object to be placed, and the work object are moved from the receiving position to a predetermined position to perform position adjustment work.
  • a working device in which the IC chip mounting surface of the working stage is subjected to electric discharge machining.
  • the IC chip mounting surface of the work stage is formed by the electric discharge machining into a rough surface having a substantially uniform predetermined roughness as compared with the case of the surface treatment by other methods such as blasting. Therefore, in the working method according to the fourth aspect of the invention, the features due to the rough surface can be stably exhibited regardless of the difference in the position of the work stage on the IC chip mounting surface and each work device. Therefore, work can be stabilized.
  • the work mechanism includes the work mechanism for performing the predetermined work on the work object.
  • the metal wire is pressed against the electrode of the IC chip as the work object while applying ultrasonic vibration to the metal wire, and the metal wire is bonded to the metal wire.
  • a bump bonding mechanism for forming a metal bump on a substrate A working device is provided.
  • the work is bump bonding for forming a metal bump on an electrode of the IC chip
  • a work mechanism for performing a predetermined work on the IC chip is provided.
  • the work mechanism presses the metal wire to the electrode of the IC chip as an object to be worked while applying ultrasonic vibration, thereby performing metal bonding.
  • Any bump bonding mechanism that separates the subsequent metal wire from the metal lump to form a metal bump on the electrode may be used, and the work stage promotes the above metal bonding when a heat source for heating the IC chip is operated. Therefore, the operation of bump bonding can be achieved reliably and in a short time, which is preferable.
  • the working device is operated by a heat source for heating the IC chip.
  • the working device according to any one of the tenth to sixteenth aspects, wherein the work stage is mounted so as to be replaceable.
  • the work stage when the work stage is mounted so that it can be replaced, maintenance for fluctuations due to wear of the rough surface state and the like, and whenever the type of IC chip is switched, the rough surface according to the type is changed. This is preferable because the work can be achieved under the optimal conditions by replacing the work stage.
  • a bumped IC chip having no visible scratches on a surface opposite to a mounting surface on which a metal bump is bonded on an electrode.
  • the bumped IC chip has no visible scratches on the surface opposite to the mounting surface on which the metal bumps are bonded on the electrodes. It can be easily and stably obtained by the above-mentioned work method and work equipment, and can be visually observed on the surface that becomes the target surface even after being mounted on the circuit board and assembled in each device as well as the electronic component stage. In addition, it eliminates the possibility of causing scratches, chips or cracks due to impact during handling, so that high reliability and reliability can be ensured.
  • the work object is an electronic component
  • the control means determines a suction force when the electronic component is suctioned on the stage through the suction hole on the stage.
  • the electronic component is controlled to be switched to at least two types, that is, a second suction force in which the electronic component is sucked and fixed so that the electronic component cannot be moved, and the electronic component is moved for positioning while being sucked and held on the stage.
  • the suction force for sucking the electronic component is defined as the first suction force, while the electronic component is received on the stage before positioning, and the positioned electronic component is placed on the stage.
  • To come to adsorb kept in motion disabled state to provide a working apparatus according to a first 0 embodiment comprises a suction force control unit according to the second suction force suction force.
  • the work object is an electronic component
  • the control means determines a suction force when the electronic component is suctioned to the stage through the suction hole on the stage.
  • the electronic component is suction-fixed and held in a state in which the electronic component cannot be moved, and at least two types of control are performed, and the electronic component is positioned while being suction-held on the stage.
  • the suction force for sucking the electronic component is defined as the first suction force.
  • a position-adjusting suction force control unit that controls the position-adjusting suction force so that the suction force is set to the second adsorption force in order to perform the above operation.
  • a heater is arranged in the stage, and it is possible to apply heat for bump bonding to the electronic component.
  • An operation device according to an aspect is provided.
  • an IC chip on which the above-mentioned bump bonding is performed by the operation method according to the sixth aspect is provided.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a bump bonding apparatus showing a case where a bump bonding operation is performed by a bump bonding apparatus as an example of a working apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial perspective view showing around the work stage of the bump bonding apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a receiving position and a working position on the work stage in FIG. 2 and a state of positioning of the IC chip
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG.
  • Fig. 5A is a cross-sectional view showing the procedure of the bump bonding work in the discharge process of forming the tip of the metal wire into a sphere.
  • Fig. 5B is the process of pressing the metal wire against the electrode and applying ultrasonic vibration to join the metal with heating.
  • Fig. 5C is a cross-sectional view showing the procedure of the bump bonding work, and
  • Fig. 5C is a cross-sectional view showing the procedure of the bump bonding work in the process of drawing the subsequent metal wire from the bonded metal lump formed in Fig. 5B.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing the procedure of the bump bonding work in the discharge process of forming the tip of the metal wire into a sphere.
  • Fig. 5B is the process of pressing the metal wire against the electrode and applying ultrasonic vibration to join the metal with heating.
  • Fig. 5C is a cross-sectional view showing the procedure of the bump bonding work
  • Fig. 5C is a cross-
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a procedure of a bump bonding operation in a process of pressing a stretched metal wire against a joining metal lump to cut the same and separating a subsequent metal wire from the joining metal lump.
  • FIG. 7 is an explanatory view of the case where the work stage of the apparatus of FIGS. 1 and 2 is subjected to electric discharge machining.
  • FIGS. 8A, 8B, 8C, and 8D are flow charts showing the operation of the bump bonding apparatus and method according to the second embodiment of the present invention when the electronic component is positioned. It is a schematic explanatory view of the operation and their operation,
  • FIG. 9 is a perspective view of a positioning portion of the bump bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A, FIG. 10B, FIG. 10C, and FIG. 10D respectively show a flowchart of the operation when the position of the electronic component is determined in the bump bonding apparatus and method according to the third embodiment of the present invention. It is a diagram and a schematic explanatory diagram of their operation,
  • FIG. 11 is a perspective view of a position adjusting portion of the bump bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a position fixing suction hole, a position determining suction hole, and an electronic component in one example of the bump bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method
  • FIG. 14 is a perspective view of the above-described conventional bump bonding apparatus.
  • FIGS. 15A, 15B, and 15C respectively show bump formation by the above-described conventional bump bonding apparatus. It is a figure showing the bump bonding process figure shown.
  • a semiconductor component as an example of a work object is further provided.
  • it is applied to the IC chip 1, and mainly on the electrode 2 formed on one surface of the IC chip 1 having an integrated circuit as shown in FIGS. 3 and 4, as shown in FIG. 5D.
  • This is an example of a case where an operation of forming a simple metal bump 4 is performed.
  • the present invention is not limited to these first to third embodiments, and as described above, the work objects placed on various work stages are sucked and held, and It is also effective to apply the present invention to various operations in which the object is moved to a predetermined position, the position is adjusted, and then a predetermined operation is performed.
  • FIGS. 1 and 2 show the overall configuration and main parts of the device, with reference to FIGS.
  • the IC chip 1 placed on 5a is sucked and held, the IC chip 1 is moved to a predetermined position, the position is adjusted, and then a predetermined bump bonding operation is performed. For this reason, the IC chip 1 placed as shown by the solid line in FIG. 3 is sucked onto the upper surface 5a of the work stage 5, received and held, and the IC chip 1 is immovable.
  • the position is determined by moving the IC chip 1 to a predetermined position indicated by a virtual line in FIG. After the above positioning, the IC chip 1 is sucked and held again on the upper surface 5a of the work stage 5 to make the IC chip 1 unmovable, and then a bump bonding operation is performed.
  • the bump bonding operation involves heating the IC chip 1 from the work stage 5 side to the IC chip 1 with the heater 9 shown in FIG. 2, and applying the ultrasonic vibration to the metal wire 3 as shown in FIG. After metal bonding by pressing on the electrode 2 of 1), the subsequent metal wire 3 is cut off from the bonding metal lump 3a thus formed, for example, through the steps shown in Figs.5C and 5D.
  • Metal bumps 4 are formed on electrodes 2 of chip 1.
  • the metal bonding in this case is only required to ensure that the electrical connection can be maintained for the entire life of the product or more.It is preferable that the metal bonding be performed with melting of the metal, but the present invention is not limited to this, and melting is not limited to this. No bonding is acceptable.
  • the upper surface 5a of the work stage 5 By picking up and holding the IC chip 1 placed on the IC chip, the component handling mechanism 61 shown in Fig. 1, for example, using the suction nozzle 6 as a component handling tool, sucks and holds the IC chip 1 to carry it. If the IC chip 1 on the suction nozzle 6 is placed on the work stage 5 and the release of vacuum may be delayed, the IC chip 1 on the work stage 5 may be delayed.
  • the IC chip 1 placed from the component handling mechanism 6 is forcibly separated from the component handling mechanism 6 by suction and holding of the above, so that it can be securely received and received, and then on the upper surface 5 a of the work stage 5 of the IC chip 1
  • the positioning from the receiving position to the predetermined position is performed by moving the work stage 5 in a state in which the suction is reduced or released, so that foreign matter is removed from the work stage 5. I'm sorry However, they do not rub strongly against each other, so that the back surface of the IC chip 1, which is in contact with the work stage 5 and is attached to the circuit board 1a, may be scratched, chipped, or cracked. And improve product quality and yield.
  • the movement of the IC chip 1 for position adjustment is generally performed by pushing by the position adjusting member 7, and the pushing speed in the state where the suction is released is set to, for example, about 50 mm / sec. There is no problem with the accuracy of the positioning.
  • the IC chip 1 is sucked again to perform a bump bonding operation so that the IC chip 1 cannot be moved.
  • the IC chip 1 is re-adsorbed so that the IC chip 1 cannot be moved.
  • the suction state By changing the suction state to the immovable state, it is possible to obtain a sufficient suction state that can withstand a work load such as pressurization, ultrasonic vibration, and radiation, and to reliably prevent displacement of the IC chip 1 due to the work load.
  • the bump bonding operation is achieved with high precision, and a high-quality product, that is, an IC chip with bumps as shown in FIG. 5D can be provided. Since a large work load due to pressure and ultrasonic vibration is applied to the IC chip 1 in the bump bonding operation, the above-mentioned predetermined operation is achieved with high precision after preventing the IC chip 1 from moving and making it impossible to move.
  • the suction force required for receiving the IC chip 1 is, for example, about 60 kPa, which is several times larger than that of, for example, about 20 kPa.
  • This may be satisfied by adjusting the suction force of one suction device, for example, a vacuum pump, and using the suction device properly.
  • two vacuum pumps having different suction force settings as in the first embodiment shown in FIG. 2 are used. It is preferable to use the first and second vacuum pumps 11 and 12 as examples of the first and second suction means including a pump and the like.
  • the above-mentioned predetermined work is performed after the suction by the second vacuum pump 12 dedicated to the predetermined work, for example, the bump bonding work, is performed.
  • a suction state suitable for performing a predetermined operation can be immediately obtained without any adjustment of the work, so that high-precision operation can be achieved with less time loss, and the quality of the work object such as the IC chip 1 is improved.
  • the bonding operation is performed using a work stage 5 having a rough upper surface 5a.
  • the work stage 5 is preferably made of stainless steel in terms of hardness and durability, and the rough surface may be formed by any method such as blasting, electric discharge machining, lapping and lapping, and is mirror-finished. It is preferable to set the surface roughness to about 10 to 13 / zm, for example, in contrast to the conventional surface roughness of about 1 / m. However, the present invention is not limited to this. For example, about 10 ⁇ 5 ⁇ m is sufficient, and practically, for example, a range of 3 to 30 ⁇ m is effective.
  • the influence of the foreign matter on the IC chip 1 when working with the IC chip 1 is suppressed, so that the IC chip 1 is damaged by the foreign matter when the position of the IC chip 1 is adjusted or when the work is performed with a workload. Or chipping or cracking can be prevented.
  • the concave portions around each convex portion are continuous with each other, they form a passage through which the suction force is released when the above-mentioned suction is reduced or released, so that the suction can be quickly reduced or released quickly, and the positioning operation can be started early. It can contribute to improvement of work efficiency.
  • the rough surface of the upper surface 5a of the work stage 5 wears over time, but can be easily maintained by wrapping paper or the like.
  • the range of the surface roughening and maintenance of the upper surface 5a may be basically the area range where the IC chip 1 is handled.
  • the working device employs an IC chip 1 mounted thereon as shown in FIG.
  • an IC chip 1 mounted thereon as shown in FIG.
  • the position is adjusted, and the bump bonding operation is performed.
  • a work stage 5 having suction holes C12a, C12b, CI2c, and C12d as shown in Figs. 3 and 4 of FIG.
  • the IC chip 1 is passed through the positioning member 7 that pushes the IC chip 1 to the work position B to adjust the position, and the suction holes C12a, C12b, C12c, and C12d of the work stage 5.
  • a suction mechanism 21 as shown in FIGS. 2 and 4 that sucks and holds the work 1 at the receiving position A and the work position B of the work stage 5, respectively, is provided as a basic configuration. With such a configuration, particularly, when the IC chip 1 is placed at the receiving position A on the work stage 5 and is received, the IC chip 1 is sucked and held to make it impossible to move, and thereafter, the suction is reduced or released.
  • control means 22 are provided. Although the control means 22 shares a control device such as a microphone computer for controlling the operation of the entire working device, it may be a dedicated device or a device shared with other control means. According to or related to the program 23 for controlling the operation of the bump bonding, the above-described method of the bump bonding operation can be automatically, rapidly and stably achieved.
  • the suction mechanism 21 sucks the IC chip 1 at the receiving position A to hold the IC chip 1 at the working position B by sucking the first suction system, for example, the first vacuum pump 11, which holds the IC chip 1 in an immovable state.
  • a second suction system such as a second vacuum pump 12, is provided to keep the movable state.
  • FIG. 6 shows one example of the operation control in this case.
  • first after the first vacuum pump 11 of the suction mechanism 21 is driven by the control means 22 and the IC chip 1 is sucked by the first vacuum pump 11 (step S 1) Then, the IC chip 1 is placed on the work stage 5, is sucked, received, and held in a non-movable state (step S42). Next, the position is adjusted from the receiving position A of the IC chip 1 to the working position B by the position adjusting member 7 that stops or reduces the suction to a very small amount and is in a movable state for position adjustment (step S4). 3, S44).
  • the control means 22 turns on the second vacuum pump 12 to turn on suction for the bump bonding operation by the second vacuum pump 12 of the suction mechanism 21 (step S45). ), The IC chip 1 at the work position B is brought into a suction state that can withstand the work load, that is, in a non-movable state, then the regulation is released (step S46), and the bump bonding work is performed (step S47).
  • the suction mechanism 21 suctions the first vacuum pump 11 that sucks and holds the IC chip 1 in the force receiving position A and the IC chip 1 in the working position B.
  • the control means 22 is provided when the IC chip 1 is placed at the receiving position A on the work stage 5 and received. Is sucked and held by the first vacuum pump 11 so that the IC chip 1 cannot be moved.After that, the suction is reduced or released to make the IC chip 1 movable, and then the IC chip 1 is moved. Subject to the above positioning, The IC chip 1 after the positioning is sucked and held by the second vacuum pump 12 in place of the first vacuum pump 11 to make the IC chip 1 unmovable, and then the first and second vacuum pumps are used for bump bonding. Controls the vacuum pumps 11 and 12, respectively. Furthermore, as shown in FIGS.
  • the suction hole communicating with the first vacuum pump 11 is a position corresponding to the IC chip 1 at the receiving position A.
  • a first suction hole CI 1 a having a diameter of 0.6 mm is provided, and the second suction hole CI 1 a having a diameter of 0.6 mm is provided at a position deviating from the IC chip 1 sucked and held at the receiving position A.
  • Suction holes C11b are provided.
  • suction holes communicating with the second vacuum pump 12 for example, a plurality of suction holes having a diameter of 1.0 mm, specifically four suction holes C 1, are provided at a position corresponding to the IC chip 1 in the working position B. 2a to C12d are provided.
  • the IC chip 1 placed at the receiving position A of the work stage 5 is suctioned by the suction through the first suction hole CI 1 a of the first vacuum pump 11 1 while securely receiving the IC chip 1.
  • the suction force for reducing and releasing the suction is reduced because the second suction hole C11b is in an open state without facing the IC chip 1. It acts as a release hole to release, and can reduce or reduce the suction at an early stage, so that even if the time lag of shifting from the IC chip 1 receiving process to the positioning process is shortened, positioning can be performed without being affected by strong suction.
  • the working efficiency can be improved without lowering the quality.
  • the second vacuum pump 12 sucks the IC chip 1 at the same time as the position is adjusted by suction through the suction holes C12a to C12d facing the IC chip 1 whose position is adjusted. Since it can be securely held and the bump bonding work can be performed early after the positioning of the IC chip 1, the work efficiency is improved in this aspect as well.
  • the second vacuum pump 12 has a plurality of suction holes C 12 a to C 12 d dispersed and has each part of the IC chip 1 adsorbed. It is preferable to hold the IC chip 1 because the movement of the IC chip 1 can be suppressed easily.
  • the second suction hole C 1 1b in the first vacuum pump 11 is further provided at a position corresponding to the IC chip 1 in the work position B.
  • the first suction hole C 1 is being adjusted to the working position A. 1 As it gradually departs from a, it gradually approaches the second suction hole CI lb, so when the suction state is reduced during positioning, the position from the start stage to the end stage There is an advantage that the adsorbing force can be applied while necessary.
  • the positioning member 7 is a plate member having the positioning sides 7a and 7b in the X and Y directions orthogonal to each other, and the IC chip 1 received on the work stage 5 is orthogonal to them.
  • Position is adjusted so that it is pushed in two directions to adjust the position to the working position B set at a predetermined position.
  • the positioning member 7 is provided on an XY table 39 driven in the X and Y directions by an X-axis motor 37 and a Y-axis motor 38.
  • the work stage 5 is
  • the IC chip 1 is handled to improve the efficiency of the bump bonding work.
  • the positioning member 7 alternately positions the IC chips 1 handled on the left and right sides, and faces each of the IC chips 1 handled on the left and right sides, and has a generally T-shaped positioning head.
  • the pair of position determining sides 7a and 7b are provided on both sides of the part 7f, and the pair of positioning sides 7a and 7b is provided in a right and left direction, and has a T-shaped planar shape.
  • the working device of the first embodiment is Each time the IC chip 1 is sucked and held at the work position B on the work stage 5, the IC chip 1 is combined with a bump bonding mechanism 31 for performing a predetermined bump bonding work.
  • a monitor camera 30 for monitoring the work position is provided.
  • the bump bonding mechanism 31 is mounted on a moving base 32 that moves in the orthogonal XY directions adjacent to the work stage 5 and a horn 3 that extends toward the work stage 5. It is provided with a cabillary 34 for passing a metal wire 3 such as a gold wire.
  • the metal wire 3 drawn out from the wire supply unit 41 shown in FIG. 1 is shown in FIG. 5A.
  • the tip of the passed metal wire 3 from the counter electrode 36 is discharged.
  • the tip of the metal wire 3 is softened and melted into a spherical shape by the spark generated in the next step.
  • ultrasonic vibration is applied to the metal wire 3 pressed against the electrode 2 from the horn 33 via the cavities 34, and the metal wire 3 and the electrode 2 are metal-bonded.
  • This bonding includes not only fusion with fusion as described above, but also fusion without fusion.
  • the cavities 34 are raised, and the subsequent metal wire 3 is fed out by a predetermined amount as shown in FIG. While controlling the loop shape between the bonded metal block 3a and 3 as shown in FIG. 5D, the portion of the metal wire 3 adjacent to the tip of the cable 3 4 is lowered by controlling the loop 3 4 again.
  • the metal wire 3 is pressed against the joining metal block 3a, and the metal wire 3 is cut at the pressed portion, and cut off from the joining metal block 3a to form the metal bump 4.
  • the work stage 5 is provided with a suitable heater 9 such as a sheath heater on the side of the work stand 35 that supports the work stage 5, and the IC chip 1 is used as an example at 250 ° C. or lower.
  • a suitable heater 9 such as a sheath heater on the side of the work stand 35 that supports the work stage 5
  • the IC chip 1 is used as an example at 250 ° C. or lower.
  • the work stage serves as a supply unit for supplying the IC chip 1.
  • Product supply unit 5 1 and empty tray storage unit 5 3 One set of power S is provided on one side sandwiching 5 and IC chip 1 after work, that is, metal bump 4 is formed on the other side 8
  • a set of an empty tray supply section 52 and a product storage section 54 are provided.
  • the component supply unit 51, the empty tray storage unit 53, the empty tray supply unit 54, and the product storage unit 54 each have a tray in which a plurality of IC chips 1 and products 82 are arranged and stored. It is said to be handled in multiple stages so that 55 can be taken in and out.
  • the component supply section 51 and the empty tray supply section 52 take out the stored trays 55 one by one to supply the semiconductor element 1 before work, Empty tray storage section 53, product storage section 54 stores empty tray 55 after parts supply, and finished product 82, and lowers tray 55. We accept more and store it in multiple stages.
  • a tray handling mechanism 56 is provided between the adjacent parts supply unit 51, empty tray storage unit 53, and work stage 5 to handle the IC chip 1 and product 82, which are these components.
  • a tray handling mechanism 57 is provided between the empty tray supply section 52, the product storage section 54, and the work stage 5.
  • the tray handling mechanism 56 is reciprocated in the X direction by the X-axis drive mechanism 58.
  • the tray 55 storing the IC chip 1 before the work is moved upward by the extension of the cylinder 56a from the parts supply section 51 to the support base 56b. It descends after receiving.
  • it is moved to the empty tray storage section 53 side, passes over the empty tray storage section 53, reaches the parts supply position near the work stage 5, and is stopped. Is done. In this way, when all the IC chips 1 are exhausted, the supply of the IC chip 1 as a component is terminated.
  • the tray handling mechanism 56 is moved back and stopped when it reaches the bottom of the product storage section 53, and is moved upward by the extension of the cylinder 56a to remove the empty tray 55. Store in 3 from below.
  • the tray handling mechanism 57 is reciprocated in the X direction by the X-axis drive mechanism 59.
  • the cylinder 57a moves upward by extension and receives an empty tray 55 from the empty tray supply section 52 onto the support base 57b, and then descends. .
  • it is moved to the product storage section 54 side, passes under the product storage section 54, reaches the component storage position near the work stage 5, and is stopped.
  • the IC chip 1 in one section is stored as a product 82.
  • the tray handling mechanism 5 7 is moved back and the product storage section 5 4 Is stopped when it reaches the lower position, and the tray 55 containing the products is moved upward by the extension of the cylinder 56a and is stored in the product storage section 54 from below.
  • the trays 55 are positioned on both sides of the work stage 5 by the left and right tray handling mechanisms 56, 57, and the force used to supply the IC chip 1 as a component and to store the product 82.
  • the work for each of the IC chips 1 whose position is to be adjusted to the left and right of the work stage 5 is alternately performed by one bump bonding mechanism 31. Therefore, the IC chip 1 in the tray 55 before the work is placed in the receiving position A on the work stage 5 with respect to the tray 55 where the position is adjusted on both sides of the work stage 5 and the parts are supplied and the products are stored.
  • the IC chip 1 on the left and right is provided simply by providing one component handling mechanism 61 for placing the IC chip 1 after the work on the work position B of the work stage 5 on the tray 55. 1 and product 82 are handled alternately.
  • the component handling mechanism 61 shows an example in which the suction nozzle 6 is employed as a component handling tool as described above. It can be moved to position B and the component storage position of the tray 55 that is positioned on both sides of the work stage 5 to pick up and hold the IC chip 1 by suction.
  • the parts handling head 62 supporting the suction nozzle 6 so that it can move up and down so that it can be released and placed in the X and Y directions by the X-axis drive mechanism 63 and the Y-axis drive mechanism 64. They are being moved.
  • the IC chip 1 is lowered to the C chip 1 to hold or release the suction, and then lifted up to pick up or place the IC chip 1.
  • these specific configurations are not essential and can be variously changed.
  • Providing two suction nozzles 6 can further improve the transfer efficiency of the IC chip 1.
  • the upper surface 5a of the work stage 5 is a rough surface that has been subjected to electric discharge machining by being relatively moved while facing the electrode 71. According to the electric discharge machining, it is formed on a rough surface having a predetermined roughness which is almost constant as compared with the case of surface treatment by other methods such as blast treatment. Therefore, the characteristics of the rough surface It can be used stably without any difference in position on the surface 5a or each working device, and can stabilize work and quality. In addition, it is possible to stably guarantee rough surface conditions suitable for the work to be handled.
  • the electric discharge machining shown in FIG. 7 uses a copper electrode 71 having a length corresponding to the width of the upper surface 5a of the work stage 5 and having a shape and dimensions as shown in the figure. gaps 2 0 / m, the discharge machining speed 0. 7 mm 3 / / min, effective rough surface is obtained as a voltage 7 0 V, Ku discharge pulse width is small, the pause pulse width is greater Become thin. Also, the smaller the value of the current wave, the thinner the surface. With these, the roughness of the work 5a of the work stage 5 can be freely adjusted.
  • the work stage 5 made of stainless steel has a hardness of, for example, 55 to 62 degrees (Rockwell C scale, HRC), and silicon and gallium arsenide at a surface roughness of 3 to 30 ⁇ m as an example. Effective results were obtained even with the rough surface of both IC chips 1 alone. Note that it is preferable that the smaller and lighter the IC chip 1 is, the larger the roughness is, so that it is easy to prevent careless movement. Therefore, the surface roughness of 3 to 30 // m should be selected and set from small IC chip 1 to large IC chip 1.
  • the work stage 5 is mounted so that it can be replaced with a block 35a having a heater 9 on a support leg 35 by a screw 81.
  • maintenance can be performed under the optimal conditions by replacing the IC chip 1 with a work stage 3 having a rough surface according to the type of maintenance, each time the type of the IC chip 1 is changed This is preferable.
  • 1b has no visible scratches and can be easily and stably obtained by the above working method and working equipment.Even after the electronic component stage, it is mounted on the circuit board and built into each device. However, there is no visible scratch on the surface of interest, and it is possible to ensure that the chip is not broken or cracked by an impact during handling, so that high reliability can be secured.
  • the visible scratches are, for example, 0.2 / m or more.
  • the standard is not limited to this, and if the standard is revised, it may be reset accordingly. According to the present invention, as is apparent from the above description, it is possible to prevent the surface in contact with the work stage of the work object such as an IC chip from being scratched, chipped, or cracked from the handling during the work. Prevention and improve product quality and yield.
  • the second embodiment is significantly different from the first embodiment in that a first suction hole CI1a communicating with the first vacuum pump 11 and a second suction hole C1 communicating with the second vacuum pump 12 are provided. 1b is not provided, and between the work stage 5 and the vacuum pump, the attraction force of the electronic component 1 such as an IC chip as an example of the work object on the stage 5 is reduced to at least two types. That is, a suction force control unit to be controlled is provided.
  • FIGS. 8A, 8B, 8C, and 8D are flow charts of operations at the time of positioning of electronic components such as semiconductor components by the bump bonding apparatus and method according to the second embodiment of the present invention, respectively.
  • FIG. 9 is a perspective view of the position determining portion of the bump bonding apparatus.
  • reference numeral 5 denotes four suction holes C 1 2, ie, C, which place the electronic component 1 and fix the position of the electronic component 1 by sucking the electronic component 1, for example, forming a square.
  • This is a work stage having 12 a, C 12 b, C 12 c, and CI 2 d.
  • the work stage 5 has a built-in heater 9 for heating the electronic component 1 to a bump bonding temperature for bump bonding (for example, about 350 ° C.).
  • 1004 is a suction device for sucking the electronic component 1 to the stage 5 by sucking using the four suction holes C12a, C12b, C12c, and C12d.
  • the vacuum pump is an example of the above.
  • a force connected to the stage 5 is provided between the stage 5 and the vacuum pump 104. 005, and the attraction force of the electronic component 1 on the stage 5 can be controlled to at least two types. That is, for example, The suction force when the electronic component 1 is sucked onto the stage 5 through the suction holes C12a, C12b, C12c, and CI2d on the The first suction force in which the electronic component 1 is held in a state in which the electronic component 1 can slide along the stage 5, in other words, a weak suction force, and a stronger suction force than the first suction force, and
  • the attraction force control unit 1005 is provided with at least two types of second attraction force, ie, a strong attraction force, in which the electronic component 1 is attracted and fixed along the stage 5 so that the electronic component 1 cannot move.
  • Reference numeral 2 denotes a positioning claw as an example of a positioning member for positioning the electronic component 1.
  • Each side of the generally T-shaped positioning head 7f has edges 7a in the X and Y directions 7a. Equipped with setting edges 7a and 7b, respectively, the X direction motor 3 7 and the Y direction motor 3
  • Reference numeral 110 denotes a control means, which includes an electronic component conveying device, for example, an electronic component suction operation, a suction release operation, and a movement operation of the suction collet 1101, a control operation of the suction force control unit 1005, and a vacuum.
  • the respective operations such as the on / off operation of the pump 104 and the driving operation of the X-direction motor 37 and the Y-direction motor 38 of the positioning claw 7 are controlled.
  • the pump 104 is kept on.For example, as shown in FIG.
  • a valve 130 is disposed between the pump 104 and the suction collet 1011,
  • the valve 1300 is controlled by the control means 1100 to switch the attraction force.
  • the pump 104 is also turned off under the control of the control means 110.
  • step S 1 four suction holes C 12 a, C 12 b, and C I are provided in the stage 5 by the suction force control unit 1005 by the control operation of the control means 110.
  • step S2 After confirming the end of the operation of step S1 in the control means 110 by receiving a signal from the attraction force control section 1005 or the like, the operation proceeds to step S2.
  • the control operation of the control means 1 100 only one electronic component 1 in the tray 110 is sucked and held by the same suction collet 101 1 as shown in FIG. Then, the suction is released, and the electronic component 1 is placed on the stage 5, and the suction holes C12a, C12b, C12c, and C12d of the stage 5 have a strong suction force. The electronic component 1 is sucked and cannot be moved (see FIG. 8B). In FIG.
  • the electronic component 1 is strengthened only by the lower right one of the four suction holes C1 2a, C1 2b, C1 2c, and C1 2d.
  • the electronic component 1 is attracted to the stage 5 by the attraction force, so that the electronic component 1 cannot be moved.
  • the control means 1100 confirms the end of the operation in step S2 based on a change in the suction force by the suction collect 1011, and then in step S3, based on the control operation of the control means 1100, the suction force control unit.
  • the suction force of the four suction holes C12a, C12b, C12c, C12d is switched from the strong suction force to the weak suction force.
  • the strong attraction force means a certain attraction force at which the electronic component 1 is likely to be damaged when a sliding movement of the electronic component 1 on the stage 5 is applied to the electronic component 1.
  • the degree of vacuum is about ⁇ 30 kPa when adsorption is performed at C 12 a, and adsorption is performed at four adsorption holes C 12 a, C 12 b, C 12 c, and C 12 d. In such a state, set the degree of vacuum to about -60 kPa.
  • the weak suction force means that the electronic component 1 can be easily slid on the stage 5, but the suction force is such that the electronic component 1 is not easily separated from the IC chip mounting surface of the stage 5, for example, the upper surface.
  • the degree of vacuum is about 12 kPa, and four adsorbing holes C12a, C12b, C When adsorbing with 12 c and CI 2 d, the degree of vacuum is set to about 20 kPa.
  • control means 1100 confirms the end of the operation in step S3 by receiving a switching signal from the attraction force control unit 1005, and then in step S4, the control operation of the control means 1100 causes the electronic component 1 Is held on the stage 5 with the above-mentioned weak suction force to hold the electronic component 1 in a movable state. Then, the X-direction motor 37 and the Y-direction motor 38 are driven to position the electronic component 1 by the position determining claw 7 to perform position correction. That is, specifically, for example, in FIG. 8C, the positioning claw 7 is moved to move the edge 7 b of the positioning claw 7 in the vertical direction (corresponding to the Y direction in FIG. 9 above) along the dashed-dotted line 103 a.
  • the positioning claw 7 After contacting the electronic component 1 located at the position, the positioning claw 7 is moved to the left (corresponding to one direction along the X direction in FIG. 9 above) to move the electronic component 1 together with the positioning claw 7. Move the electronic component 1 to the position 103b, which is almost the same as the X-direction coordinate of the predetermined position where the electronic component 1 is to be positioned, and move the electronic component 1 to the two suction holes C12a and C12c. Thus, the electronic component 1 is sucked and held by the above weak suction force. Then, the edge 7a of the positioning claw 7 in the left-right direction (corresponding to the X direction in FIG. 9 above) is brought into contact with the electronic component 1, and the positioning claw 7 is moved upward (in the Y direction in FIG. 9 above).
  • the electronic component 1 is moved upward to be positioned at the predetermined position 103c, and the four suction holes C1 2a, C1 2b are positioned at the predetermined position 103c. , C12c, and C12d, the electronic component 1 is attracted and held by the weak attracting force.
  • the left and right edge 7a of the positioning claw 7 also contacts the electronic component 1 at the same time. You may. Also, the edge 7a in the left-right direction of the positioning claw 7 is first brought into contact with the electronic component 1 and moved in the vertical direction, that is, in the Y direction, and then the edge 7b in the vertical direction of the positioning claw 7 is abutted. Then, it may be moved in the left-right direction, that is, in the X direction.
  • step S5 after positioning as shown in Fig. 8D, the suction force control unit 1005 sucks the four suction holes C12a, C12b, C12c, and C12d.
  • the force is switched from the weak suction force to the strong suction force, and the electronic component 1 is sucked and held on the stage 5 so as not to move.
  • the positioning claw 7 is moved as shown in FIG. 8D. Move from the solid line position to the dashed line position to release the positioning of the electronic component 1 by the positioning claw 7.
  • the suction holes C12a, C12b, C1 2 c, C 12 Increase the suction force of 2 d to ensure that the electronic component 1 can be transferred from the electronic component transfer device, for example, the suction collet 101 to the stage 5, and then to the stage 5.
  • the suction force of the suction holes C 12 a, C 12 b, C 12 c, and C 12 d of the stage 5 is weakened, and the electronic component 1 is moved on the stage 5.
  • the suction force of the suction holes C12a, C12b, C12c, and CI2d of the stage 5 is increased to increase the electronic components.
  • Part 1 is securely held on stage 5. Therefore, by appropriately switching the suction force according to the positioning operation and the holding operation, the inclination and displacement of the electronic component 1 due to the transfer of the electronic component 1 from the suction collect 110 1 to the stage 5 are eliminated.
  • the frictional force and load between the position adjustment member, for example, the position adjustment claw 7 and the stage 5 and the electronic component 1 are reduced, so that the electronic component 1 can be prevented from being damaged. By doing so, it is possible to reduce pumping defects such as non-adhesion of bumps.
  • a heater 9 is arranged in the stage 5 so that heat can be applied to the electronic component 1, it is effective for bonding in a later step.
  • FIGS. 10A, 10 OB, IOC, and 10 D are respectively a flowchart of an operation at the time of positioning of an electronic component in the bump bonding apparatus and method according to the third embodiment of the present invention, and a schematic explanatory view of the operation. It is.
  • FIG. 1 is a perspective view of a position determining portion of the bump bonding apparatus according to the third embodiment.
  • the suction holes of the stage 5 are positioned as the positioning holes C11a, C11b, and C11c.
  • Suction holes for fixing C1 2a, C12b, C12c, C12d are divided into two types, and two types of suction holes Clla, C11b, C11c, C 1 2 a, C 12 b, C 12 c, CI 2 d, and two vacuum pumps 11 and 12 are also provided, and the positioning holes C
  • a position-regulating suction force control unit 22 On the 11a, Cllb, and C11c sides, there is a position-regulating suction force control unit 22.
  • the electronic component 1 is movably held for position adjustment by sucking the three position-adjusting suction holes C11a, C11b, and C11c, while the fixing operation is performed, for example, using a square.
  • Four position fixing suction holes C 1 2 a
  • the third embodiment is significantly different from the first embodiment in that the suction force when adsorbing to the stage 5 through the positioning hole S11a, C11b, C11c is strong or weak. That you can switch to.
  • the position-determining suction force control unit 22 is configured, for example, when the electronic component 1 is attracted to the stage 5 through the position-determining suction holes C11a, Cllb, and Cllc on the stage 5.
  • the attraction force is the first attraction force at which the electronic component 1 is attracted and held on the stage 5 along the stage 5 so as to be slidable, in other words, the weak attraction force, and the first attraction force. Is a strong suction force, and the electronic component 1 is suction-fixed and held on the stage 5 to such an extent that the electronic component 1 cannot move along the stage 5.
  • the second suction force is a strong suction force. Switching control is performed.
  • reference numeral 1200 denotes a control unit, which is a suction operation, a suction release operation, and a movement operation of the electronic components of the suction collet 101 1, a control operation of the position determining suction force control unit 22, and two vacuum pumps 11, 1.
  • Each operation such as the on / off operation of 2 and the driving operation of the X direction motor 37 and the Y direction motor 38 of the position determining claw 7 are controlled.
  • the pump 12 is kept on, for example, as shown in FIG.
  • a valve 1301 is arranged between the pump 12 and the suction collet 1101, and the suction force is switched by controlling the valve 1301 by the control unit 1200.
  • the pump 12 is also turned off under the control of the control unit 1200.
  • step S11 the control operation of the control unit 1200 causes the position-adjusting suction force control unit 22 to output, for example, three position-adjusting suction holes C11a, C11b, and CI1 of the stage 5. Apply strong positioning suction force (strong suction force) to c.
  • step S12 the control operation of the control unit 1200 causes With the same suction collet 101 1 shown in Fig. 14 as in the past, only one electronic component 1 in the tray 110 is sucked and held, transferred to the stage 5, released, and the electronic component 1 is released. It is placed on stage 5 and is sucked with strong suction force by suction holes C11a, Cllb, Cllc for position adjustment of stage 5 (see FIG. 10B).
  • suction holes C11a, Cllb, Cllc for position adjustment of stage 5 (see FIG. 10B).
  • the electronic component 1 has one of the three positioning holes S11a, Cllb, Cllc at the lower right of the three positioning holes C11a, C11b, C11b. It is strongly adsorbed to the stage 5 by llc with strong adsorption force.
  • the position-regulating suction force control unit 22 After confirming the end of the operation of step S12 in 00, in step S13, the position-regulating suction force control unit 22 performs three position-regulating suction holes C based on the control operation of the control unit 1200. Switch the suction force of 11a, C11b, and C11c from strong suction to weak suction.
  • the strong adsorbing force means an adsorbing force to which the electronic component 1 is likely to be damaged when a large load is applied to the electronic component 1 when the electronic component 1 attempts to slide on the stage 5.
  • the degree of vacuum is about 30 kPa.
  • three positioning holes C 1 Set the degree of vacuum to about 1 60 kPa when the sample is adsorbed at 1 a, C llb, and C 11 c.
  • the weak suction force means a suction force that allows the electronic component 1 to easily slide on the stage 5 but does not easily separate from the upper surface of the stage 5.
  • the vacuum is about —12 kPa
  • the vacuum should be set to about 20 kPa when three suction holes C11a, C11b, and C11c are used for positioning.
  • control unit 1200 confirms the end of the operation of step S13 by receiving a switching signal from the position-adjusting suction force control unit 22 or the like, and then, in step S14, executes the control operation of the control unit 1200.
  • the X-direction motor 37 and the Y-direction motor 38 are driven to position the electronic component 1 by the positioning claw 7 while holding the electronic component 1 on the stage 5 with a weak suction force. That is, specifically, for example, in FIG. 10C, the position setting claw 7 is moved to move the position setting claw 7 in the vertical direction (corresponding to the Y direction in FIG. 11 above).
  • the positioning claw 7 b is located at the position of the dashed line 103 a, and is brought into contact with the electronic component 1 that is sucked and held with a weak suction force by the lower right positioning suction hole C 11a, and then the positioning claw is set. 7 is moved to the left (corresponding to one direction along the X direction in Fig. 11 above), and the electronic component 1 is moved to the left. moving the electronic component 1 to position 103 b, the sucking and holding the electronic component 1 with a weak suction force by the suction holes C 1 1 C for the lower left position regulating. Then, the edge 7a of the positioning claw 7 in the left-right direction (corresponding to the X direction in FIG.
  • the electronic component 1 is suction-held with a weak suction force.
  • the electronic component 1 is positioned at each of the three positions 103a, 103b, and 103c, and each of the three positioning holes C11a, CIlb, and CIlc.
  • the central part of the electronic component 1 is sucked by a single suction hole C 11 for weak positioning with a weak suction force, and is movably held for positioning.
  • the vertical edge 7b of the positioning claw 7 first contacts the electronic component 1
  • the left and right edge 7a of the positioning claw 7 also contacts the electronic component 1 at the same time. You may.
  • the edge 7a in the left-right direction of the positioning claw 7 is first brought into contact with the electronic component 1 and moved in the vertical direction, that is, in the Y direction, and then the edge 7b in the vertical direction of the positioning claw 7 is abutted. Then, it may be moved in the left-right direction, that is, in the X direction.
  • step S15 After the positioning as shown in 0D, the suction by the positioning holes S11a, C11b, and C11c is stopped by the control of the positioning unit control unit 22 by the control operation of the control unit 1200.
  • the valve 1301 is opened to start suction from the vacuum pump 11 and the four position fixing suction holes C12a, C12b, C12c, Electronic components by CI 2d
  • the position determining claw 7 is moved from the position of the solid line to the position of the dashed line, and the electronic component 1 is moved by the position determining claw 7. Release the positioning of.
  • the suction force of C llb and C llc is increased to hold the electronic component 1 from the suction collet 101 1 to the stage 5 without fail, so that the electronic component 1 can be reliably transferred from the suction collet 101 1 to the stage 5.
  • the suction force of the position adjustment suction holes C 11 a, C 11 b, and C llc of the stage 5 is used as a weak adsorption force to easily move the electronic component 1 on the stage 5.
  • the inclination and displacement of the electronic component 1 due to the delivery of the electronic component 1 from the collet 101 1 to the stage 5 are eliminated, and at the time of position adjustment, the position adjusting member such as the position adjusting claw 7 and the stage 5 and the electronic component 1
  • the frictional force and the load can be reduced to prevent the electronic component 1 from being damaged, and the position can be reliably maintained after the positioning, so that pumping defects such as non-adhesion of bumps can be reduced. That is, for example, when there are only four position fixing suction holes C 12 a, C 12 b, CI 2 c, and CI 2 d, four position fixing suction holes C 12 a, C 1 When the electronic component 1 shown by the two-dot chain line in FIG.
  • the electronic component 1 easily flows in the direction of the arrow indicated by F.
  • the four positioning fixing suction holes C12a, C12b, C12c, and CI2d are out of the range that can be suctioned.
  • the electronic component 1 shown by the two-dot chain line in Fig. 12 can be attached to the lower right position fixing suction holes C12a, C12b. , C12c, C12d, as well as the suction hole C11a for positioning at the lower right, so that the electronic component 1 does not easily flow in the direction of the arrow indicated by the dashed line F.
  • a heater 9 is arranged in the stage 5 so that heat (for example, about 350 ° C.) can be applied to the electronic component 1, it is effective for bonding in a later step.
  • the strong position-determining suction force at the position-determining suction holes CI1a, CI1b, and C11c and the position-fixing suction holes C12a, C12b, CI The fixed adsorption force at 2 c and C 12 d is almost the same.
  • the position adjustment at the suction holes C11a, C11b, and C11c is only weakened.
  • Position when fixed The positioning suction holes C11a, C11b, and C11c are used with strong positioning suction force.
  • the electronic component 1 is fixed, all the holes are closed, but when the electronic component 1 is delivered, some of the holes are leaking.
  • three position-determining suction holes Cla, C11b,. ;! :! The same inside diameter. 8 mm, four suction holes C 1 2a, C 12 b, C 12 c, C 12 d for position fixing 1.2 mm inside diameter, adjacent positioning holes C 1 1a , C1 1b, CI 1c, L8 is 4mm, Adjacent position fixing holes C12a, C12b, C12c, C12d, L7 are 2. 8mm, electronic component 1 to be sucked When a chip as an example of a chip 1 is a square with a side L3 of 6mm, the positioning holes C11a, C11b, CI
  • the strong positioning force at the time of transferring one electronic component 1 by one suction hole C11 for positioning is 30 kPa, and the force at the time of positioning the electronic component 1 is 1 kPa.
  • the weak positioning force is 12 kPa, and the electronic component 1 is position-fixed with four position-fixing suction holes C12a, C12b, C12c, C12d.
  • the position fixing suction force of the position fixing suction holes C12a, C12b, C12c, and C12d is set to 160 kPa.
  • the present invention is not limited to this embodiment, but is not limited to the size of the electronic component 1, the suction holes C11a, C11b, C11c and the position fixing suction holes C1. 2a, C12b, C12c, and C12d may be changed depending on the size and the number of pieces.
  • the positioning holes S11a, C11b, and C11c of the third embodiment are formed by the locus of the electronic component 1 as described above, ie, the positions 103a, 103b, According to 103c, they are arranged at the positions corresponding to the center of the electronic component 1 at each position, and three positioning holes C11a, Cllb, C
  • 11 c is arranged in an L-shape.
  • the arrangement is not limited to this, and various arrangements can be made.
  • suction holes C 11 a, C llb, and C 1 The size and shape of 1c are also round in the example of the third embodiment and have a diameter of 0.8 mm. However, other suitable sizes and shapes are possible.
  • vacuum pumps 11 and 12 are independent in the two pneumatic paths, but may be common, and various vacuum generating means other than the pump can be used.
  • a bump bonding apparatus includes a stage having a suction hole for sucking and fixing a position of an electronic component, a positioning member for positioning the electronic component on the stage, and a process for positioning the electronic component on the stage. Since it has a suction force control unit that can control the suction force at the time of suction, the suction force at the time of placing electronic components is increased, the suction force at the time of positioning is reduced, and after positioning is completed. This makes it possible to increase the suction force of the electronic component, and the inclination and displacement of the electronic component when placing the electronic component on the stage are eliminated.
  • the bump bonding method of the present invention includes a step of strongly adsorbing, a step of placing an electronic component, a step of switching from strong adsorption to weak adsorption, a step of positioning the electronic component, and a step of weakly adsorbing to strong adsorption. And the same effect as the above-described effect in the case of the bump bonding apparatus can be obtained.
  • the bump bonding apparatus of the present invention includes: a stage having a suction hole for sucking and fixing the position of an electronic component; a positioning hole for sucking the electronic component when positioning the electronic component; Since the electronic device is provided with a position setting member for positioning the electronic component and a position setting suction force control unit that can strongly control the position setting suction force when the electronic component is set on the stage, The same operational effects as described above can be obtained regardless of the position, size, and number of the fixing suction holes.
  • the bump bonding method of the present invention includes a step of strongly positioning and holding the electronic component, a step of placing the electronic component, a step of switching from the strong position positioning and suction to the weak position and positioning suction, and a step of positioning the electronic component.

Description

明 細 書 作業方法と装置 技術分野
本発明は、 作業ステージ上に載置される作業対象物 （例えば I Cチップなど の半導体部品など） を吸着して保持し、 上記作業対象物を所定の位置に移動さ せて位置規正した後、 所定の作業 （例えば I cチップに形成されたバンプのバ ンプボンディング作業など） を施す作業方法及びその装置、 より具体的には、 作業ステージ上に載置される、 例えば半導体素子が形成された I cチップなど の半導体部品等の作業対象物を吸着して保持し、 上記半導体部品を所定の位置 に移動させて位置規正した後、 例えば半導体部品の電極に形成された突起電極 としてのバンプのバンプボンディング作業などの所定の作業を施すバンプボン デイング作業方法及びその装置、 及び、 それらにより得られる I cチップに関 するものである。 背景技術
集積回路を持った半導体素子が形成された、 いわゆる I Cチップなどの半導 体部品においては、 電子部品の微小化、 回路基板の小型化、 集積密度、 回路基 板への実装密度が高まるなか、 回路基板への装着面に電極を集めこれを回路基 板の対応する電極や導体ランドに対向させて電気接続するのと同時に半田や接 着剤などで一体に結合し、 実装するいわゆる面実装が多用されるようになって いる。
この面実装のために I cチップの各電極の上に金属バンプを形成して回路基 板との間の個別な電気接続が容易に達成されるようにすることは既に知られて いる。 本出願人はこの金属バンプを形成する方法としてワイヤボンディング法 を用いたバンプボンディング法を先に提供し実用している。
この方法は、 図 1 4、 図 5 A〜図 5 Dを参照して概略を説明すると、 I Cチ ップ 1を作業対象物とし図 5 A〜図 5 Dに示すようにその一面 1 aの電極 2に 金属ワイヤ 3をこれに超音波振動を与えながら押し付けて金属接合させ、 これ によりできる接続金属塊 3 aから後続の金属ワイヤ 3を引きちぎりや押し切り などして切り離し電極 2上に金属バンプ 4を形成する作業である。
具体的には、 図 1 4は、 金線 3を用いて I Cチップ 1にバンプを形成するバ ンプボンディング装置の斜視図である。
図 1 4において、 トレイ 1 1 0より供給された I Cチップ 1は、 吸着ノズル 1 1 1によって吸着保持されたのち、 吸着ノズル 1 1 1の移動によって、 昇温 されたステージ 1 5 1の I Cチップ载置面例えば上面に固定される。 キヤビラ リー 3 4は、 超音波供給ュニットにより保持され、 超音波が加えられる構成に なっており、 金線 3を通されたキヤピラリー 3 4により、 I Cチップ 1の電極 上に金のバンプを形成する。 そして、 必要個所にバンプ形成を終えた I Cチッ プ 1は、 吸着ノズル 1 1 1により吸着保持されて別のトレィ 1 1 0 aに収納さ れる。
図 5 A〜図 5 Dは、 上記従来のバンプボンディング装置によるバンプ形成ェ 程を示す工程図である。
まず、 図 5 Aの工程において、 キヤピラリー 3 4に金線 3を通し、 金線 3の 先端をスパークさせ、 先端に球形ボール部 3 aを形成する。
次に、 図 5 Bの工程において、 キヤピラリー 3 4を下降させて先端の球形ボ ール部 3 aを I Cチップ 1の電極 2上を押圧する。 その際、 超音波を加え、 電 極 2と金線 3を接合する （第 1ボンディング） 。
次に、 図 5 Cの工程において、 キヤピラリー 3 4を上昇させ、 ループ状に移 動させるようにコントロールしながら再び下降させ、 図 5 Dの工程に示すよう に、 キヤピラリー 3 4は第 1ボンディングした金塊上を押圧し、 金線 3を切断 する （第 2ボンディング） 。
次に、 上記従来のバンプボンディング装置の I Cチップ 1の位置規正部につ いて詳細に説明する。
図 6及び図 1 5 A， 図 1 5 B， 図 1 5 Cは、 I Cチップ 1の位置規正部の平 面図と位置規正動作のフローチヤ一トである。
図 1 5 Aに示すように、 上記バンプボンディング装置の位置規正部は、 4個 の吸着穴 1 5 7を設けたステージ 1 5 1と、 X Y方向に可動な L字状の位置規 正爪 1 5 2から構成され、 I Cチップ 1は位置規正爪 1 5 2によりステージ 1 5 1の吸着穴 1 5 7上を移動し、 真空吸着しながらステージ 1 5 1上で位置規 正される。 この動作をフローチャートで説明すると、 図 1 3に示すように、 ま ず、 真空ポンプにより吸着を O Nして吸着を開始し （ステップ S 5 1 ) 、 吸着 ノズル 1 1 1により吸着保持された I Cチップ 1がバンプボンディング装置の ステージ 1 5 1に載置されて吸着穴 1 5 7により I Cチップ 1が吸着され （ス テツプ S 5 2、 図 1 5 A参照） 、 位置規正爪 1 5 2をステージ 1 5 1上で動か して、 一定の吸引力を用いて I Cチップ 1の位置規正を行なう （ステップ S 5 3、 図 1 5 B参照） 。 すなわち、 この図 1 5 Bでは、 位置規正爪 1 5 2により、 まず、 左方向に I Cチップ 1を移動させたのち、 上方向に移動させて位置決め して 4個の吸着穴 1 5 7で I Cチップ 1を吸着保持するようにしている。 その 後、 I Cチップ 1が位置決めされた後、 位置規正爪 1 5 2を実線位置から一点 鎖線位置まで戻した （ステップ S 5 3、 図 1 5 C参照） のち、 I Cチップ 1に 本出願人は、 このワイヤボンディング方法、 装置の実用においてさらなる高 速化、 高品質化を図っているなか、 I Cチップ 1の金属バンプ 4を形成する回 路基板などへの装着面 1 aとは反対の表面 1 bに目視できる程度の細かな傷が あり、 メーカ名や製品の品番、 仕様などの表示面となる注目面でもあるので、 そのような傷は機能的欠陥でないものの外観上の品質に関わるし、 傷の大きさ や深さによつては各種段階での取り极レ、時の衝撃などで欠けや割れの原因にな ることも考えられ、 これをなくすことも重要な課題となった。
これを解決するのに本発明者らが種々に実験を行ない検討を重ねたところ、 作業ステージ 1 5 1上には I Cチップ 1が個々に切り離されるダイシングが行 なわれたときの加工屑、 加工時や搬送中、 各種取り扱い中に生じた欠け屑、 空 気中のゴミなど粒径 2〜数十 μ m程度の異物が付着しており、 このような加工 屑や欠け屑はダイシングを行なった砥石や、 加工された I Cチップのもので、 I Cチップ 1と同程度の硬質物質であることが多い。 このため、 I Cチップ 1 が作業ステージ 1 5 1上で吸着状態のまま受載位置から作業位置に押動して位 置規正されるときに、 それら異物と強く擦れ合って摺り傷がっき、 時には欠け や割れの原因にもなることが判明した。 すなわち、 上記構造のもの及び方法で は、 I Cチップ 1の位置規正時にも、 ボンディング時に必要な吸着力を吸着穴 1 5 7から I Cチップ 1に負荷するため、 I Cチップ 1の辺部と位置規正爪 1 5 2の辺部との接触部で、 I Cチップ 1を移動させるときに大きな負荷がかか り、 I Cチップ 1の辺部を破損させていた。 また、 I Cチップ 1とステージ 1 5 1との間にも大きな摩擦力が働き、 I Cチップ 1に損傷を与えていた。 また、 破損した I Cチップ 1の破片がステージ 1 5 1上に残留し、 次に載置する I C チップ 1に損傷を与えることを増長させていた。 このような問題は、 水洗など しながらのダイシング作業やクリ一ンルームでの作業など従来の作業環境では 解消できていない。
I Cチップ 1には、 シリコンなどの単結晶半導体やガリゥムヒ素などの化合 物半導体より構成されるものがある。 シリコン半導体は硬く欠けや割れが発生 しゃすい。 ガリウムヒ素などの化合物半導体は柔らかくて傷が付きやすく、 し かも、 もろくて欠けや割れも生じやすい。 一方、 バンプボンディングの作業は I Cチップ 1を作業位置に吸着、 保持したまま行なわれる。 従って、 このよう な作業では異物が上記擦り傷の原因にはなりにくいものの、 ボンディング温度 が 2 5 0 °C以上で、 3 0 g程度の加圧を伴って超音波振動を与えることが影響 して、 作業ステージ 1 5 1との間に上記のような異物が嚙み込んでいると、 I Cチップ 1に欠けや割れが生じやすい上、 超音波振動自身がかかりにくくなり ボンディングミスを生じやすい。 よって、 I Cチップなどの半導体部品のよう な電子部品に対しては、 位置規正時の衝撃力や負荷を小さくし、 電子部品の破 損を防止することが要求されている。
本発明の目的は、 上記知見に基づき、 装着面とは反対側の製品表面の状態が 高品質化し、 欠けや割れが生じにくい作業方法と装置、 これらにより得られる 高品質な I cチップを提供することにある。 発明の開示
本発明は、 上記目的を達成するため、 以下のように構成している。
本発明の第 1態様によれば、 ステージ上に載置される作業対象物を吸着して 保持し、 上記作業対象物を所定の位置に移動させて位置規正した後、 所定の作 業を施す作業方法において、
載置される上記作業対象物を上記作業ステージ上に受載して吸着保持した後、 上記吸着保持された移動不可状態から位置規正用移動可能状態に変更したのち、 上記作業対象物の上記位置規正を行なう作業方法を提供する。
このような構成では、 作業ステージ上に載置される作業対象物を吸着保持す ることにより、 吸着ノズルにより吸着保持して持ち運ばれてきて載置される場 合の真空開放が遅れるときの影響を含め、 各種方法で載置される作業対象物を 確実に受載して受け取れるようにしながら、 この作業対象物の作業ステージ上 での上記受載位置から所定の位置への位置規正は、 作業ステージへの上記吸着 が低減又は解除された状態での移動により行なうので、 作業ステージとの間に 異物を嚙み込んでいても強く擦れ合うことがなく、 作業対象物の作業ステージ に接している面に傷が付いたり、 欠けや割れが生じるのを防止し、 製品の品質、 歩留まりの向上が図れる。
本発明の第 2態様によれば、 上記位置規正用移動可能状態とは、 上記作業対 象物に対する吸着を低減ないしは解除させる状態である第 1態様に記載の作業 方法を提供する。
本発明の第 3態様によれば、 上記作業対象物が上記位置規正用移動可能状態 で上記位置規正した後、 上記作業対象物を吸着し直して上記作業対象物を上記 移動不可状態とし、 その後、 上記作業対象物に上記所定の作業を施す第 1又は 2態様に記載の作業方法を提供する。
このような第 2及び第 3態様の構成では、 第 1態様に加え、 さらに、 作業ス テージ上に位置規正した後の作業対象物に作業を施す際に、 吸着をし直すので、 位置規正の際に、 吸着を軽減したり解除したりしてそれ以前の吸着状態が作業 時の吸着状態と違うことによる影響なしに、 作業負荷に耐えうる十分な吸着状 態を得て作業対象の作業負荷による変位を確実に防止し作業が高精度に達成さ れ、 品質のよい製品を提供することができる。
本発明の第 4態様によれば、 上記所定の作業は、 上記作業に対応して設定し た作業専用の吸引装置をオンして上記作業対象物を上記移動不可状態に吸着を 開始してから行なう第 1〜 3のいずれかの態様に記載の作業方法を提供する。 このような第 4態様の構成では、 上記作業専用の吸引装置による吸着を開始 してから所定の作業を行なうので、 それ以前の吸着状態の如何を問わず、 吸引 状態の調整などなしに、 所定の作業を行なうのに適した吸着状態が即座に得ら れ、 高精度な作業が時間のロス少なく達成でき、 作業対象物の品質が作業能率 の低下なく向上する。
本発明の第 5態様によれば、 I Cチップ載置面が粗面とされた上記作業ステ ージを用いて上記位置規正及び上記所定の作業を行なう第 1〜 4のいずれかの 態様に記載の作業方法を提供する。
このような第 5態様の構成では、 作業ステージ上に支持された上記 I Cチッ プを含む作業対象物と作業ステージとの間に上記粗面での各凸部による支持点 が無数に点在して、 作業対象物が適度な摩擦状態を得て作業ステージ上を安定 に移動し、 上記吸着の解除や低減が行なわれていても高精度に位置規正される ようにしながら、 上記各凸部まわりの凹部が上記異物を逃がすポケットをなし て、 作業対象物の位置規正のための移動に際し異物が作業ステージと作業対象 物との間で強く擦れ合い移動するのを抑制するとともに、 作業対象物がバンプ ボンディング作業のように加圧負荷や振動負荷を伴って、 あるいはこれに加え 加熱をも伴って作業されるときの上記異物の作業対象物に対する影響を抑制す るので、 作業対象物が位置規正されたり、 各種作業負荷を伴って作業されたり する際に、 作業対象物が異物により傷ついたり欠けや割れが生じたりするよう なことを防止することができる。
また、 各凸部まわりの凹部は互いの連続により吸引低減や解除時に吸引力が 発散する通路をなすので、 吸引の早期低減や早期解除を達成して位置規正作業 を早期開始して作業能率を向上することができる。
本発明の第 6態様によれば、 上記作業対象物は I Cチップであり、 上記所定 の作業は、 作業ステージ側からの上記 I Cチップへの加熱を伴い、 金属ワイヤ に超音波振動を与えながら上記 I Cチップの電極上に押し付けて金属接合させ た後、 それによりできた接合金属塊から後続の金属ワイヤを切り離して上記 I Cチップ上に金属バンプを形成するバンプボンディング作業である第 1〜 5の いずれかの態様に記載の作業方法を提供する。
このような第 6態様の構成では、 上記の作業が、 作業ステージ側からの I C チップへの加熱を伴い、 金属ワイヤに超音波振動を与えながら I Cチップの電 極上に押し付けて金属接合をさせた後、 これによりできた接合金属塊から後続 の金属ワイヤを切り離して I Cチップ上に金属バンプを形成するバンプポンデ イング作業である場合、 作業ステージ上に載置される I Cチップを吸着により それの受載及び受け取りを確実にしながら、 I Cチップのバンプボンディング 作業が行なわれる回路基板への装着面と反対側の表面と作業ステージの I Cチ ップ載置面とが対向し合う双方の間に、 加工屑などの異物を嚙み込んで位置規 正作業を行なつても、 そのときの吸着の低減又は解除によって異物と強く擦れ 合うようなことがなく、 上記表面に傷が付いたり、 欠けや割れが生じるのを防 止し、 表面に傷のない高品質なバンプ付 I Cチップを歩留まりょく生産するこ とができる。
本発明の第 7態様によれば、 上記所定の作業がバンプボンディングであると ともに上記作業対象物が電子部品であり、 上記電子部品を吸着して保持する吸 着孔を持った上記作業ステ一ジの上記吸着孔を通して上記ステ一ジに上記電子 部品を吸着する際の吸着力を、 上記ステージ上で該ステージに沿って上記電子 部品が移動可能な程度に吸着保持される第 1吸着力と、 上記第 1吸着力よりも 強レ、吸着力であって上記ステージ上で該ステ一ジに沿つて上記電子部品が移動 不可能な程度に吸着固定保持される第 2吸着力との少なくとも 2種類に切換え 制御するものであって、 そのうちの上記第 2吸着力に切換える工程と、 上記電子部品を上記ステージ上に載置して上記ステージの上記吸着孔を通し て上記電子部品を上記第 2吸着力で吸着保持する工程と、
上記ステージの上記吸着孔を通して上記ステージに上記電子部品を吸着する 際の上記吸着力を上記第 2吸着力から上記第 1吸着力に切換える工程と、 上記電子部品を上記ステージ上で上記第 1吸着力により吸着保持しつつ、 位 置決めのために位置規正部材により上記電子部品を移動させる位置規正工程と、 上記吸着力を上記第 1吸着力から上記第 2吸着力に切換えて、 位置決めされ た上記電子部品を上記ステージ上で移動不可に吸着保持する工程と、
上記所定の作業であるバンプボンディングを行う工程とを備える第 1態様に 記載の作業方法を提供する。
本発明の第 8態様によれば、 上記所定の作業がバンプボンディングであると ともに上記作業対象物が電子部品であり、 上記電子部品を吸着して保持する位 置規正用吸着孔を持った上記作業ステージの上記位置規正用吸着孔を通して上 記ステージに上記電子部品を吸着する際の吸着力を、 上記ステージ上で該ステ —ジに沿って上記電子部品が移動可能な程度に吸着保持される第 1吸着力と、 上記第 1吸着力よりも強い吸着力であって上記ステージ上で該ステージに沿つ て上記電子部品が移動不可能な程度に吸着固定保持される第 2吸着力との少な くとも 2種類のうちの上記第 2吸着力に切換える工程と、
上記電子部品を上記ステージ上に載置して上記ステ一ジの上記位置規正用吸 着孔を通して上記電子部品を上記第 2吸着力で吸着保持する工程と、
上記ステージの上記位置規正用吸着孔を通して上記ステージに上記電子部品 を吸着する際の上記吸着力を上記第 2吸着力から上記第 1吸着力に切換えるェ 程と、
上記電子部品を上記ステージ上で上記第 1吸着力により吸着保持しつつ、 位 置決めのために位置規正部材により上記電子部品を移動させる位置規正工程と、 上記位置決めされた上記電子部品を上記ステージ上で移動不可に上記ステ一 ジの位置固定用吸着孔により吸着保持する工程と、
上記所定の作業であるバンプボンディングを行う工程とを備える第 1態様に 記載の作業方法を提供する。
本発明の第 9態様によれば、 上記ステージを介して上記電子部品に熱を与え、 上記電子部品をバンプボンディング用温度にする第 7又は 8態様記載の作業方 法を提供する。
本発明の第 1◦態様によれば、 載置される作業対象物を受載する受載位置と、 上記作業対象物を上記受載位置から所定の位置に移動させて位置規正し作業に 供する作業位置とに、 上記作業対象物を吸着保持するための吸引孔を有した作 業ステージと、
上記作業ステージの上記受載位置上の上記作業対象物を上記作業位置に押動 させて位置規正する位置規正部材と、
上記作業ステージの上記吸引孔を通じて上記作業対象物を上記作業ステージ の上記受載位置及び上記作業位置に吸着し保持する吸引機構と、
上記作業対象物が上記作業ステージ上の上記受載位置に載置されて受載する ときにその作業対象物を吸着保持して移動不可状態とし、 その後、 上記吸着保 持された上記移動不可状態から位置規正用移動可能状態に変更したのち、 上記 作業位置への位置規正に供し、 上記位置規正後の上記作業対象物を吸着し直し て上記移動不可状態としたのち所定の作業に供するように上記吸引機構を制御 する制御手段とを備える作業装置を提供する。
上記第 1 0の構成によれば、 上記第 1態様の作業方法を自動的に、 高速かつ 安定して達成することができる。
本発明の第 1 1態様によれば、 上記吸引機構は、 上記受載位置の上記作業対 象物を吸着し保持する第 1の吸引系と、 上記作業位置の上記作業対象物を吸着 し保持する第 2の吸引系とを備え、
上記制御手段は、 上記作業対象物が上記作業ステージ上の上記受載位置に載 置されて受載するときにその作業対象物を上記第 1の吸引系により吸着保持し て移動不可状態とし、 その後、 上記吸着を一時低減ないしは解除することによ り、 上記吸着保持された上記移動不可状態から位置規正用移動可能状態に変更 したのち、 上記作業位置への上記位置規正に供し、 上記位置規正後の上記作業 対象物を上記第 2の吸引系により吸着し直して上記移動不可状態としたのち上 記所定の作業に供するように上記吸引機構の上記第 1、 第 2の吸引系を制御す る第 1 0態様に記載の作業装置を提供する。
上記第 1 1態様の構成においては、 上記第 1態様の作業方法に加え、 さらに、 上記第 2、 第 3態様の方法を自動的に、 高速かつ安定して達成することができ る。
本発明の第 1 2態様によれば、 上記第 1の吸引系は、 上記受載位置の上記作 業対象物に対応する位置と、 上記受載位置に吸着保持した上記作業対象物から 外れる位置とに、 第 1、 第 2の吸引孔がそれぞれ設けられ、 上記第 2の吸引系 は、 上記作業位置の上記作業対象物に対応する位置に吸引孔が設けられている 第 1 1態様に記載の作業装置を提供する。
上記第 1 2態様によれば、 さらに、 第 1の吸引系は受載位置の作業対象物に 対応する位置と、 この受載位置に吸着、 保持した作業対象物から外れる位置と に第 1、 第 2の吸引孔がそれぞれ設けられ、 第 2の吸引系は作業位置の作業対 象物に対応する位置に吸引孔が設けられていると、 第 2の特徴の作業装置に加 え、 さらに、 第 1の吸引系の第 1の吸引孔を通じた吸引により作業ステージの 受載位置に載置される作業対象物を吸着して確実に受載しながら、 次の位置規 正のために吸着を低減ないしは軽減するときに第 2の吸引孔が作業対象物と対 向せず開放状態にあることによって、 吸着軽減のための吸引力を解放する解放 孔として働き、 吸着の早期軽減ないしは解除が図れるので、 作業対象物の受載 から位置規正へ移行するタイムラグを短く しても吸着による影響なく、 従って 異物による傷付きや欠け、 割れを防止して位置規正することができ、 品質の低 下をもたらさずに作業能率を向上することができ、 第 2の吸引系は位置規正さ れる作業対象物に対向した吸引孔を通じた吸引により、 作業対象物が位置規正 されるのと同時に吸着して問題なく確実に保持でき、 作業対象物の位置規正後 早期に作業を施せるので、 この面でも作業能率が向上する。
本発明の第 1 3態様によれば、 上記第 1の吸引系における上記第 2の吸引孔 は、 上記作業位置の上記作業対象物に対応する位置に設けられている第 1 2態 様に記載の作業装置を提供する。
上記第 1 3態様によれば、 上記第 1の吸引系における第 2の吸引孔が、 作業 位置の作業対象物に対応する位置に設けられていると、 作業対象物が作業位置 に位置規正される途中、 第 1の吸引孔から徐々に外れていくのに併せ、 第 2の 吸引孔に徐々に近づくので、 位置規正の間軽減した吸着状態にする場合に、 位 置規正の開始段階から終了段階までの必要な間軽減した吸着力を働かせられる 利点がある。
本発明の第 1 4態様によれば、 載置される作業対象物を受載する受載位置と、 上記作業対象物を上記受載位置から所定の位置に移動させて位置規正し作業に 供する作業位置と、 上記作業対象物を吸着保持するための吸引孔を有した作業 ステージと、 上記作業ステージの上記受載位置上の上記作業対象物を上記作業 位置に押動させて位置規正する位置規正部材と、 上記作業ステージの上記吸引 孔を通じて上記作業対象物を上記作業ステージの上記受載位置及び上記作業位 置に吸着し保持する吸引機構とを備え、
上記作業ステージの I Cチップ載置面が放電加工されている作業装置を提供 する。
上記第 1 4態様によれば、 作業ステージの I Cチップ載置面が放電加工によ つて、 ブラスト処理など他の方法による表面処理の場合に比しほぼ一定した所 定粗さの粗面に形成されているので、 上記第 4の特徴に係る発明の作業方法に おける、 粗面による特徴を作業ステージの I Cチップ載置面における位置の違 いや、 各作業装置の別なく、 安定して発揮させ、 作業の安定化を図ることがで きる。
本発明の第 1 5態様によれば、 上記作業対象物が上記作業ステージ上の上記 作業位置に吸着保持される都度、 その作業対象物に上記所定の作業を施す作業 機構を備え、 上記作業機構は、 金属ワイヤをこれに超音波振動を与えながら上 記作業対象物としての I Cチップの電極に押し付けて金属接合させ、 これによ りできた接合金属塊から後続の金属ワイヤを切り離して電極上に金属バンプを 形成するバンプボンディング機構である第 1 0〜 1 4のいずれかの態様に記載 の作業装置を提供する。
上記第 1 5態様によれば、 上記作業が I Cチップの電極上に金属バンプを形 成するバンプボンディングである作業装置としては、 I Cチップが作業ステー ジ上の作業位置に吸着、 保持される都度、 その I Cチップに所定の作業を施す 作業機構を備え、 この作業機構が、 金属ワイヤを超音波振動を与えながら作業 対象物としての I Cチップの電極に押し付けて金属接合させ、 これによりでき る接合金属塊から後続の金属ワイヤを切り離して電極上に金属バンプを形成す るバンプボンディング機構であればよく、 作業ステージは I Cチップを加熱す る熱源が働かされていると、 上記金属接合を促進して、 バンプボンディングの 作業を確実かつ短時間に達成することができ好適である。
本発明の第 1 6態様によれば、 上記作業ステージは上記 I Cチップを加熱す る熱源が働かされている第 1 5態様に記載の作業装置を提供する。
本発明の第 1 7態様によれば、 上記作業ステージは取り替えできるように装 着されている第 1 0〜1 6のいずれかの態様に記載の作業装置を提供する。 上記第 1 7態様によれば、 作業ステージは取り替えできるように装着されて いると、 粗面状態の摩耗による変動などに対するメンテナンスや、 I Cチップ の種類が切り替わる都度、 その種類に応じた粗面を持つた作業ステージと取り 替えて、 最適条件で作業が達成されるようにすることができ、 好適である。 本発明の第 1 8態様によれば、 電極上に金属バンプがボンディングされた装 着面とは反対の側の表面に、 目視できる傷を持たないものであるバンプ付 I C チップを提供する。
上記第 1 8態様によれば、 バンプ付 I Cチップは、 電極上に金属バンプがボ ンデイングされた装着面とは反対の側の表面に目視できる傷を持たないもので あることを特徴とするものであり、 上記作業方法及び作業装置によって容易に 安定して得られ、 電子部品段階はもとより、 回路基板に実装され、 各機器に組 み込まれた後も、 注目面となる表面に目視できる傷がなく、 しかも、 取り扱い 中の衝撃などで傷や欠け、 割れの原因になるようなことが解消されるので、 高 レ、信頼性を確保することができる。 本発明の第 1 9態様によれば、 上記作業対象物は電子部品であり、 上記制御手段は、 上記ステージ上で上記電子部品を上記吸着孔を通して上記 ステージに吸着する際の吸着力を、 上記ステージ上で該ステージに沿って上記 電子部品が移動可能な状態に吸着保持される第 1吸着力と、 上記第 1吸着力よ りも強い吸着力であって上記ステージ上で該ステージに沿って上記電子部品が 移動不可能な状態に吸着固定保持される第 2吸着力との少なくとも 2種類に切 換え制御し、 かつ、 上記電子部品を上記ステージ上で吸着保持しつつ位置決め のために移動させるときには上記電子部品を吸着する吸着力を上記第 1吸着力 とする一方、 位置決め前に上記ステージに上記電子部品を受け取るとき及び位 置決めされた上記電子部品を上記ステージ上で移動不可状態に吸着保持すると きには吸着力を上記第 2吸着力とする吸着力制御部を備える第 1 0態様に記載 の作業装置を提供する。
本発明の第 2 0態様によれば、 上記作業対象物は電子部品であり、 上記制御手段は、 上記ステージ上で上記電子部品を上記吸着孔を通して上記 ステージに吸着する際の吸着力を、 上記ステージ上で該ステージに沿って上記 電子部品が移動可能な状態に吸着保持される第 1吸着力と、 上記第 1吸着力よ りも強レ、吸着力であつて上記ステージ上で該ステージに沿つて上記電子部品が 移動不可能な状態に吸着固定保持される第 2吸着力との少なくとも 2種類に切 換え制御し、 かつ、 上記電子部品を上記ステージ上で吸着保持しつつ位置決め のために移動させるときには上記電子部品を吸着する吸着力を上記第 1吸着力 とする一方、 位置決め前に上記ステージに上記電子部品を受け取るとき上記電 子部品を上記ステージ上で移動不可に吸着保持するために吸着力を上記第 2吸 着力とするように、 位置規正吸着力を制御する位置規正吸着力制御部を備え、 上記ステージの上記位置固定用吸着孔により、 位置規正された後の上記電子 部品を吸着して位置固定するようにした第 1 0態様に記載の作業装置を提供す る。
本発明の第 2 1態様によれば、 上記ステージ内にヒータを配し、 上記電子部 品にバンプボンデイングための熱をかけることを可能にしている第 1 9又は 2 0態様に記載の作業装置を提供する。
本発明の第 2 2態様によれば、 第 6態様に記載の作業方法により上記バンプ ボンディングが行われた I Cチップを提供する。
本発明の第 2 3態様によれば、 第 7〜 9のいずれかの態様に記載の作業方法 により上記バンプボンディングが行われた電子部品を提供する。
本発明の各態様の特徴は、 可能な限りそれ単独で、 あるいは種々な組み合わ せで複合して用いることができる。 図面の簡単な説明
本発明のこれらと他の目的と特徴は、 添付された図面についての好ましい実 施形態に関連した次の記述から明らかになる。 この図面においては、
図 1は、 本発明の第 1実施形態に係る作業装置の一例としてのバンプボンデ ィング装置でのバンプボンディング作業を行なう場合を示すバンプボンディン グ装置の全体構成図であり、
図 2は、 図 1のバンプボンディング装置の作業ステージまわりを示す部分斜 視図であり、
図 3は、 図 2の作業ステージ上の受載位置及び作業位置と、 I Cチップの位 置規正状態を示す平面図であり、
図 4は、 図 3の断面図あり、
図 5 Aは、 金属ワイヤ先端を球状に形成する放電工程のバンプボンディング 作業の手順を示す断面図、 図 5 Bは金属ワイヤを電極に押し付け、 超音波振動 を与えて加熱を伴い金属接合する工程のバンプボンディング作業の手順を示す 断面図、 図 5 Cは図 5 Bでできた接合金属塊から後続の金属ワイヤを引き伸ば す工程のバンプボンディング作業の手順を示す断面図、 図 5 Dは引き伸ばした 金属ワイヤを接合金属塊に押し付けて切断し接合金属塊から後続の金属ワイヤ を切り離す工程のバンプボンディング作業の手順を示す断面図であり、 図 6は、 図 1、 図 2の装置で行なう上記第 1実施形態の作業方法を示すフロ 一チヤ一トであり、 図 7は、 図 1、 図 2の装置の作業ステージを放電加工する場合の説明図であ り、
図 8 A， 図 8 B， 図 8 C， 図 8 Dは、 それぞれ本発明の第 2実施形態にかか るバンプボンディング装置及び方法において電子部品の位置規正時の動作のフ ローチャートを示す図及びそれらの動作の概略説明図であり、
図 9は、 本発明の第 2実施形態にかかるバンプボンディング装置の位置規正 部分の斜視図であり、
図 1 0 A， 図 1 0 B， 図 1 0 C， 図 1 0 Dは、 それぞれ本発明の第 3実施形 態にかかるバンプボンディング装置及び方法において電子部品の位置規正時の 動作のフローチャートを示す図及びそれらの動作の概略説明図であり、
図 1 1は、 本発明の第 3実施形態にかかるバンプボンディング装置の位置規 正部分の斜視図であり、
図 1 2は、 本発明の第 3実施形態にかかるバンプボンディング装置の一実施 例における位置固定用吸着穴と位置規正用吸着穴と電子部品を示す図であり、 図 1 3は、 従来の作業方法を示すフローチャートであり、
図 1 4は、 上記従来のバンプボンディング装置の斜視図を示す図であり、 図 1 5 A， 図 1 5 B， 図 1 5 Cは、 それぞれ、 上記従来のバンプボンディン グ装置によるバンプ形成を示すバンプボンディング工程図を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の記述を続ける前に、 添付図面において同じ部品については同じ参照 符号を付している。
(第 1実施形態）
以下、 図面を参照して本発明における第 1実施形態を詳細に説明する。
以下、 本発明の第 1実施形態に係る作業方法と装置の一例としてのバンプボ ンデイング方法と装置、 及びそれらにより得られるバンプ付 I Cチップにつき、 図 1〜図 7を参照して詳細に説明し、 本発明の理解に供する。
なお、 第 1〜 3実施形態は、 作業対象物の一例としての半導体部品のさらに 具体的な例として I Cチップ 1に適用されるものであり、 主として図 3、 図 4 に示すような集積回路を持った I Cチップ 1の一面に形成される電極 2上に図 5 Dに示すような金属バンプ 4を形成する作業をする場合の一例である。 しか し、 本発明はこれらの第 1〜3実施形態に限られることはなく、 上記したよう に、 種々な作業ステージ上に載置される作業対象物を吸着して保持し、 この作 業対象物を所定の位置に移動させて位置規正した後、 所定の作業を施す作業で あって、 上記のような課題が生じる各種の作業に本発明を適用しても有効であ る。
本発明の第 1実施形態に係る作業方法は、 その装置の全体構成及び主要部分 を示す図 1、 図 2を参照して、 作業ステージ 5の I Cチップ載置面例えば上面
5 a上に載置される I Cチップ 1を吸着して保持し、 この I Cチップ 1を所定 の位置に移動させて位置規正した後、 所定のバンプボンディング作業を施すも のである。 このため、 図 3に実線で示したように載置される I Cチップ 1を作 業ステージ 5の上面 5 a上に吸着して受載し保持して I Cチップ 1を移動不可 状態とした後、 この吸着を低減ないしは解除した I Cチップ 1の位置規正用移 動可能状態で図 3に仮想線で示す所定の位置に移動させる上記位置規正を行な う。 上記位置規正後に、 I Cチップ 1を作業ステージ 5の上面 5 a上に再び吸 着保持して I Cチップ 1を移動不可状態とした後にバンプボンディング作業が 行われる。 バンプボンディング作業は、 作業ステージ 5側からの I Cチップ 1 への図 2に示すヒータ 9などによる加熱を伴い、 図 5 Bに示すように金属ワイ ャ 3をこれに超音波振動を与えながら I Cチップ 1の電極 2上に押し付けて金 属接合させた後、 これによりできる接合金属塊 3 aから後続の金属ワイヤ 3を 図 5 C及び図 5 Dに示すような工程を経るなどして切り離し、 I Cチップ 1の 電極 2上に金属バンプ 4を形成する。 この場合の金属接合は電気的な接続が製 品寿命一杯まで、 あるいはそれ以上に保証できればよく、 金属の溶融を伴って 行なわれるのは好適であるが、 これに限られることはなく溶融を伴わない接合 でもよい。
このようなバンプボンディングの作業において、 作業ステージ 5の上面 5 a に載置される I Cチップ 1を吸着、 保持することにより、 図 1に示す部品取り 扱い機構 6 1 、 例えば吸着ノズル 6を部品取り扱いツールとして用い、 I C チップ 1を吸着、 保持して持ち運んできて作業ステージ 5上に載置するような 場合に、 吸着ノズル 6側の I Cチップ 1を載置するときの真空の開放に遅れが 生じるようなことがあっても、 作業ステージ 5側の I Cチップ 1に対する上記 吸着、 保持により部品取り扱い機構 6 1側から載置される I Cチップ 1を強制 的に引き離して確実に受載し受け取れるようにした上で、 I Cチップ 1の作業 ステージ 5の上面 5 a上での上記受載位置から所定の位置への上記位置規正は、 作業ステージ 5への上記吸着が低減又は解除された状態で移動させて行なうこ とにより、 作業ステージ 5との間に異物を嚙み込んでいても互いに強く擦れ合 うことがなく、 従って、 I Cチップ 1の裏面であって、 作業ステージ 5に接し ておりかつ回路基板への装着面 1 aに傷が付いたり、 欠けや割れが生じるのを 防止し、 製品の品質、 歩留まりの向上が図れる。 もっとも、 位置規正するため の I Cチップ 1の移動は、 位置規正部材 7による押動が一般的であって、 吸着 を解除した状態での押動速度は例えば 5 0 mm/ s e c前後に設定して位置規 正の精度上に問題はない。
また、 作業ステージ 5上に I Cチップ 1を位置規正した後、 バンプボンディ ングの作業を施すのに、 I Cチップ 1を吸着し直して移動不可状態とする。 こ のように、 作業ステージ 5上に位置規正した後の I Cチップ 1にバンプボンデ イング作業を施す際に、 I Cチップ 1の吸着をし直して移動不可状態とするの で、 位置規正の際に吸着を軽減したり解除したりしていることによるバンプボ ンディング作業前の吸着状態すなわち移動可能状態が、 バンプボンディング作 業時に必要な吸着状態すなわち移動不可状態と違うことがあっても、 移動可能 状態から移動不可状態に吸着状態を変更することにより加圧、 超音波振動とレヽ つた作業負荷に耐えうる十分な吸着状態を得ることができて、 I Cチップ 1の 作業負荷による変位を確実に防止してバンプボンディング作業が高精度に達成 され、 品質のよい製品、 つまり図 5 Dに示すようなバンプ付き I Cチップを提 供することができる。 バンプボンディング作業は加圧、 超音波振動による大きな作業負荷が I Cチ ップ 1に掛かるので、 I Cチップ 1の移動を防止して移動不可状態とした上で 上記所定の作業が高精度に達成されるには、 I Cチップ 1を受載するときに必 要な吸着力例えば 2 0 k P a程度に比し、 例えば数倍大きな 6 0 k P a程度の 吸着力が要る。 これを 1つの吸引装置例えば真空ポンプの吸引力を調整して使 い分けることにより満足するようにしてもよい。 しかし、 1つの真空ポンプで は吸引力の調整に時間が掛かったり、 調整が甘かったりする問題のあるときは、 図 2に示す第 1実施形態のように異なった吸引力設定をした 2つの真空ポンプ などよりなる第 1、 第 2の吸引手段の一例としての第 1、 第 2の真空ポンプ 1 1、 1 2を使い分けるのが好適である。
原理的には、 所定の作業例えばバンプボンディング作業に専用の第 2の真空 ポンプ 1 2による吸着を開始してから上記所定の作業を行なうので、 それ以前 の吸着状態の如何を問わず、 吸引状態の調整などなしに、 所定の作業を行なう のに適した吸着状態が即座に得られ、 高精度な作業が時間のロス少なく達成で き、 I Cチップ 1などの作業対象物の品質が向上する。
また、 上記ボンディング作業は上面 5 aが粗面とされた作業ステージ 5を用 いて行なう。 作業ステージ 5はステンレス鋼製が硬度や耐久性の面で好適であ り、 粗面はブラスト処理、 放電加工、 ラッピングぺ一パ掛けなどどのような方 法で形成されてもよく、 鏡面仕上げされていた従来の表面粗さ 1 / m程度に対 し例えば 1 0〜1 3 /z m程度に設定して好適である。 し力 し、 これに限られる ことはなく、 例えば 1 0 ± 5 μ m程度で十分であり、 実用上は例えば 3〜 3 0 β mの範囲でも有効である。
作業ステージ 5の粗面とされた上面 5 a上に支持された上記 I Cチップ 1と 作業ステージ 5との間に、 上記粗面での各凸部による支持点が無数に点在する ことにより、 I Cチップ 1が適当な摩擦抵抗を持って吸着が解除され、 あるい は低減されているような場合でも安定して移動されて精度よく位置規正される ようにしながら、 上記各凸部まわりの凹部が加工屑、 欠け屑、 空気中のゴミな どの上記異物を逃がすポケットをなして、 I Cチップ 1の位置規正時の移動に 際し、 異物が作業ステージ 5と I Cチップ 1との間で強く擦れ合い移動するの を抑制するとともに、 I Cチップ 1がバンプボンディング作業のようにバンプ ボンディング用温度まで加熱、 加圧負荷、 振動負荷を伴って作業されるときの 上記異物の I Cチップ 1に対する影響を抑制するので、 I Cチップ 1が位置規 正されたり、 作業負荷を伴って作業されたりするときに、 I Cチップ 1が異物 により傷ついたり、 欠けや割れが生じたりすようなことを防止することができ る。
また、 各凸部まわりの凹部は互いの連続により、 上記吸着の低減や解除時に 吸引力が発散する通路をなすので、 吸着の早期低減や早期解除を達成して位置 規正作業の早期開始が可能となり作業能率の向上に寄与することができる。 作 業ステージ 5の上面 5 aの粗面は経時的に摩耗するが、 ラッピングぺーパ掛け などして簡易にメンテナンスすることができる。 上面 5 aの粗面化やメンテナ ンスの範囲は基本的に I Cチップ 1が取り扱われる面積範囲でよい。
本発明の第 1実施の形態の作業装置は、 上記のような作業方法を達成するた め、 図 1に全体構成を、 図 2に主要部を示すように、 載置される I Cチップ 1 を受載する受載位置 Aと、 I Cチップ 1を受載位置 Aから所定の位置に移動さ せて位置規正してバンプボンディング作業に供する作業位置 Bとに、 I Cチッ プ 1を吸着保持するための図 3、 図 4に示すような吸引孔 C 1 2 a， C 1 2 b , C I 2 c , C 1 2 dを有した作業ステージ 5と、 この作業ステージ 5の受載位 置 A上の I Cチップ 1を作業位置 Bに押動させて位置規正する位置規正部材 7 と、 作業ステージ 5の吸引孔 C 1 2 a， C 1 2 b , C 1 2 c , C 1 2 dを通じ て I Cチップ 1を作業ステージ 5の受載位置 A及び作業位置 Bにそれぞれ吸着 し保持する図 2、 図 4に示すような吸引機構 2 1と、 を基本構成として備える。 このような構成により、 特に、 I Cチップ 1が作業ステージ 5上の受載位置 A に載置され受載するときにそれを吸着保持して移動不可状態とし、 その後、 こ の吸着を低減ないしは解除して移動可能状態としたのちに上記作業位置 Bへの 位置規正に供し、 位置規正後の I Cチップ 1を吸着し直して移動不可状態とし たのちに所定の作業に供するよう吸引機構 2 1を制御する図 2に示すような制 御手段 2 2を設けている。 制御手段 2 2は作業装置全体の動作制御を行なうマ イク口コンピュータなどの制御装置を共用したものであるが、 専用のものでも、 他の制御手段と共用されるものでもよく、 作業装置の全体の動作を制御するプ ログラム 2 3に従って、 あるいはそれと関連して働き、 上記のようなバンプボ ンデイング作業の方法を自動的に、 高速かつ安定して達成することができる。 上記吸引機構 2 1は、 受載位置 Aの I Cチップ 1を吸着して移動不可状態に 保持する第 1の吸引系例えば第 1真空ポンプ 1 1と、 作業位置 Bの I Cチップ 1を吸着して移動不可状態に保持する第 2の吸引系例えば第 2真空ポンプ 1 2 とを備えている。
この場合の動作制御につき 1つの例を図 6に示している。 これにつき説明す ると、 先ず、 制御手段 2 2により吸引機構 2 1の第 1真空ポンプ 1 1を駆動し て第 1真空ポンプ 1 1による I Cチップ 1の吸着を行った後 （ステップ S 1 ) 、 作業ステージ 5上に I Cチップ 1の載置を受けてそれを吸着して受載して移動 不可状態に保持する （ステップ S 4 2 ) 。 次いで、 上記吸着を停止又は極く少 量に軽減して位置規正用移動可能状態とする位置規正部材 7による I Cチップ 1の受載位置 Aから作業位置 Bへの位置規正を行う （ステップ S 4 3 , S 4 4 ) 。 この位置規正後に、 制御手段 2 2により第 2真空ポンプ 1 2をオンして 吸引機構 2 1の第 2真空ポンプ 1 2によるバンプボンディング作業のための吸 着をオンすることにより （ステップ S 4 5 ) 、 作業位置 B上の I Cチップ 1を 作業負荷に耐え得る吸着状態すなわち移動不可状態にしてから、 規正を解除し (ステップ S 4 6 ) 、 バンプボンディングの作業を施す （ステップ S 4 7 ) 。 しかし、 図 2に示す第 1実施形態では特に、 吸引機構 2 1力 受載位置 Aの I Cチップ 1を吸着し保持する第 1真空ポンプ 1 1と、 作業位置 Bの I Cチッ プ 1を吸着し保持する第 2真空ポンプ 1 2とを備えていることに関連して、 制 御手段 2 2は、 I Cチップ 1が作業ステージ 5上の受載位置 Aに載置されて受 載するときにそれを第 1真空ポンプ 1 1により吸着し保持して I Cチップ 1を 移動不可状態とし、 その後、 この吸着を低減ないしは解除して I Cチップ 1を 移動可能状態としたのちに I Cチップ 1を移動させつつ上記位置規正に供し、 位置規正後の I Cチップ 1を第 1真空ポンプ 1 1に代わって第 2真空ポンプ 1 2により吸着保持して I Cチップ 1を移動不可状態としたのち、 バンプボンデ イング作業に供するよう第 1、 第 2真空ポンプ 1 1、 1 2をそれぞれ制御する さらに、 図 3、 図 4に示すように、 第 1真空ポンプ 1 1に連通する吸引孔と して、 受載位置 Aの I Cチップ 1に対応する位置に、 一例として直径 0 . 6 m mの第 1の吸引孔 C I 1 aが設けられ、 受載位置 Aに吸着、 保持した I Cチッ プ 1から外れる位置に、 一例として直径 0 . 6 mmの第 2の吸引孔 C 1 1 bが 設けられている。 一方、 第 2真空ポンプ 1 2に連通する吸引孔として、 作業位 置 Bの I Cチップ 1に対応する位置に一例として直径 1 . O mmのものを複数、 具体的には 4つの吸引孔 C 1 2 a〜C 1 2 dが設けられている。
これにより、 第 1真空ポンプ 1 1の第 1の吸引孔 C I 1 aを通じた吸引によ り作業ステージ 5の受載位置 Aに載置される I Cチップ 1を吸着して確実に受 載しながら、 次の位置規正のために吸着を低減ないしは軽減するときに第 2の 吸引孔 C 1 1 bが I Cチップ 1と対向せず開放状態にあることによって、 吸着 軽減、 解除のための吸引力を解放する解放孔として働き、 吸着の早期軽減ない しは解除が図れるので、 I Cチップ 1の受載工程から位置規正工程へ移行する タイムラグを短くしても強い吸着による影響なく位置規正することができ、 品 質の低下をもたらさずに作業能率を向上することができる。
また、 第 2真空ポンプ 1 2は、 位置規正される I Cチップ 1に対向した吸引 孔 C 1 2 a〜C 1 2 dを通じた吸引により、 I Cチップ 1が位置規正されるの と同時に吸着して確実に保持でき、 I Cチップ 1の位置規正後早期にバンプボ ンデイングの作業を施せるので、 この面でも作業能率が向上する。 第 2真空ポ ンプ 1 2は、 図に示す第 1実施形態のように、 1つよりも複数の吸引孔 C 1 2 a〜C 1 2 dを分散して持ち、 I Cチップ 1の各部を吸着、 保持するようにし た方が I Cチップ 1の動きを抑えやすく好適である。
図 3に示す第 1実施形態ではさらに、 上記第 1真空ポンプ 1 1における第 2 の吸引孔 C 1 1 b力 作業位置 Bの I Cチップ 1に対応する位置に設けられて いると、 I Cチップ 1が作業位置 Aに位置規正される途中、 第 1の吸引孔 C 1 1 aから徐々に外れていくのに併せ、 第 2の吸引孔 C I l bに徐々に近づくの で、 位置規正の間軽減した吸着状態にする場合に、 位置規正の開始段階から終 了段階までの必要な間吸着力を働かせられる利点がある。
位置規正部材 7は直交する X Y 2方向の位置規正辺 7 a、 7 bを持った板部 材であって、 作業ステージ 5上に受載された I Cチップ 1をそれらが直交する
2方向から押動して所定の位置に設定された作業位置 Bに位置規正するように 位置規正する。 このために、 位置規正部材 7は図 2に示すように、 X軸モ一タ 3 7及び Y軸モータ 3 8によって、 X Y 2方向に駆動される X Yテーブル 3 9 上に設けられている。
なお、 作業ステージ 5は図 1、 図 2に示すように、 左右の 2箇所で並行して
I Cチップ 1を取り扱い、 バンプボンディング作業の能率が向上するようにし ている。 これに対応して、 位置規正部材 7は左右で取り扱われる I Cチップ 1 を交互に位置規正するもので、 左右で取り扱われる各 I Cチップ 1に対向して、 大略 T字状の位置規正へッド部 7 f の両側に、 上記 1対の位置規正辺 7 a、 7 bが左右 1対設けられ、 平面形状が T字型をなしている。
図 1に示す第 1実施形態では、 上記作業が I Cチップ 1の電極 2上に金属バ ンプ 4を形成するバンプボンディングの作業であるのに関連して、 第 1実施形 態の作業装置は、 I Cチップ 1が作業ステージ 5上の作業位置 Bに吸着保持さ れる都度、 その I Cチップ 1に所定のバンプボンディング作業を施すバンプボ ンデイング機構 3 1に併せ、 これの作業位置 Bの認識及び作業状態や作業位置 をモニタするモニタカメラ 3 0を備えている。 このバンプボンディング機構 3 1は、 作業ステージ 5に隣接した直交する X Y 2方向に移動する移動ベース 3 2上に設置され、 作業ステージ 5の側に延びるホーン 3 3の先端に電気接続用 のバンプ材料となる金線などの金属ワイヤ 3を通すキヤビラリ 3 4を備えてい る。 作業ステージ 5の作業位置 B上に位置規正された I Cチップ 1の電極 2上 にバンプボンディングを行なうには、 図 1に示すワイヤ供給部 4 1から繰り出 した金属ワイヤ 3を図 5 Aに示すようにキヤビラリ 3 4に上方から挿し通し、 この通した金属ワイヤ 3の先端に対向電極 3 6から放電させ、 そのとき両者間 に発生するスパークにより金属ワイヤ 3の先端を軟化溶融させて球形状にする 次いで、 図 5 Bに示すようにキヤビラリ 3 4を下降させて球形状の金属ワイヤ 3の先端を位置規正された I Cチップ 1の電極 2の上に押し付けて加圧する。 加圧は上記したように一例としては 3 0 g程度の荷重が掛かるようにして行な う。 この加圧に併せてホーン 3 3からキヤビラリ 3 4を介して電極 2に押し付 けている金属ワイヤ 3に超音波振動を与え、 金属ワイヤ 3と電極 2とを金属接 合させる。 この接合は上記のように溶融を伴う融着のほか、 溶融を伴わない接 合をも含む。 接合後キヤビラリ 3 4を上昇させて上記電極 2上の金属接合によ りできる接合金属塊 3 aに対し後続の金属ワイヤ 3を図 5 Cに示すように所定 量繰り出した後、 繰り出した金属ワイヤ 3の接合金属塊 3 aとの間のループ形 状をコントロールしながらキヤビラリ 3 4を再び下降させて、 金属ワイヤ 3の キヤビラリ 3 4の先端に隣接した部分をキヤビラリ 3 4により図 5 Dに示すよ うに接合金属塊 3 aに押し付け、 金属ワイヤ 3をその押し付け部で切断し、 接 合金属塊 3 aから切り離し金属バンプ 4を形成する。
このような金属接合のために、 作業ステージ 5はこれを支持した作業スタン ド 3 5の側にシーズヒータなどの適宜なヒータ 9が設けられ、 I Cチップ 1を 一例として 2 5 0 °Cないしはそれ以上のバンプボンディング用温度に加熱して 上記金属ワイヤ 3と電極 2との接合を促進するようにしている。
以上のように作業ステージ 5の左右で I Cチップ 1が並行して同時的に取り 扱われるのに対応して、 I Cチップ 1を供給する供給部として、 作業ステージ
5を挟む一方の側に部品供給部 5 1、 空トレイ収納部 5 3力 S 1組設けられ、 他 方の側に作業後の、 つまり金属バンプ 4が形成された I Cチップ 1である製品 8 2を収納する製品収納部として、 空トレイ供給部 5 2、 製品収納部 5 4が 1 組設けられている。 部品供給部 5 1、 空トレイ収納部 5 3、 空トレイ供給部 5 4、 及び製品収納部 5 4はそれぞれ、 部品である I Cチップ 1、 及び製品 8 2 を複数整列して収納保持した各トレイ 5 5を出し入れできるように多段に収納 して取り扱うものとしてある。 部品供給部 5 1、 空トレイ供給部 5 2は収納し ているトレイ 5 5を下方に 1つずつ取りだして作業前の半導体体素子 1の供給、 及び作業後の製品 8 2の収納に供し、 空トレイ収納部 5 3、 製品収納部 5 4は 部品供給後の空トレイ 5 5、 及び作業を終えた製品 8 2を収納しトレイ 5 5を 下方より受け入れて多段に収納していくようにしている。
これら部品である I Cチップ 1及び製品 8 2の取り扱いのために、 隣接する 部品供給部 5 1、 空トレイ収納部 5 3、 及び作業ステージ 5の間にトレィ取り 扱い機構 5 6が設けられ、 隣接する空トレイ供給部 5 2、 製品収納部 5 4、 及 び作業ステージ 5の間にトレイ取り扱い機構 5 7が設けられている。
一方の、 部品供給部 5 1、 空トレイ収納部 5 3、 及びトレィ取り扱い機構 5 6の組につき述べると、 トレイ取り扱い機構 5 6は X軸駆動機構 5 8により X 方向に往復移動されるもので、 部品供給部 5 1の下の停止状態でシリンダ 5 6 aの伸長により上動して作業前の I Cチップ 1を収納したトレイ 5 5を部品供 給部 5 1から支持台 5 6 b上に受載した後に下降する。 次いで、 空トレイ収納 部 5 3側に往動されて空トレイ収納部 5 3の下を越えて作業ステージ 5近くの、 部品供給位置に達して停止され、 作業前 I Cチップ 1の部品供給に供される。 このようにして、 全ての I Cチップ 1が無くなったとき、 部品である I Cチッ プ 1の供給が終了する。 これにより、 トレイ取り扱い機構 5 6は復動されて、 製品収納部 5 3の下に達したとき停止されシリンダ 5 6 aの伸長により上動し て空になったトレイ 5 5を製品収納部 5 3に下方から収納する。
他方の、 空トレイ供給部 5 2、 製品収納部 5 4、 及びトレィ取り扱い機構 5 7の組につき述べると、 トレイ取り扱い機構 5 7は X軸駆動機構 5 9により X 方向に往復移動されるもので、 空トレイ供給部 5 2の下の停止状態でシリンダ 5 7 aの伸長により上動して空のトレィ 5 5を空トレイ供給部 5 2から支持台 5 7 b上に受載した後に下降する。 次いで、 製品収納部 5 4側に往動されて製 品収納部 5 4の下を越えて作業ステージ 5近くの部品収納位置に達して停止さ れ、 作業後の I Cチップ 1の製品収納とに供される。 これにより、 1つの区画 にある I Cチップ 1を製品 8 2として収納する。 このようにして、 全ての I C チップ 1が作業を受けた製品 8 2として満載されたとき、 製品 8 2の収納が終 了する。 これにより、 トレイ取り扱い機構 5 7は復動されて、 製品収納部 5 4 の下に達したとき停止されシリンダ 5 6 aの伸長により上動して製品を収納し たトレイ 5 5を製品収納部 5 4に下方から収納する。
以上のように、 左右のトレイ取り扱い機構 5 6、 5 7によって作業ステージ 5の両側にトレイ 5 5が位置規正され、 部品である I Cチップ 1の供給と製品 8 2の収納とに供される力 作業ステージ 5の左右に位置規正される各 I Cチ ップ 1についての作業は 1つのバンプボンディング機構 3 1によって交互に行 なう。 そこで、 作業ステージ 5の両側に位置規正され部品供給と製品収納に供 されるトレイ 5 5に対し、 トレイ 5 5内の作業前の I Cチップ 1を作業ステ一 ジ 5上の受載位置 Aに載置して作業に供し、 作業ステージ 5の作業位置 B上に ある作業後の I Cチップ 1をトレイ 5 5に収納する部品取り扱い機構 6 1も 1 つ設けるだけで、 左右の部品である I Cチップ 1及ぴ製品 8 2を交互に取り扱 つて対応するようにしている。
図 1に示す第 1実施形態では、 部品取り扱い機構 6 1は既述したように吸着 ノズル 6を部品取り扱いツールとして採用した例を示しており、 作業ステージ 5の左右の各受載位置 A、 作業位置 B、 及び作業ステージ 5の両側に位置規正 されるトレイ 5 5の各部品収納位置に移動して、 I Cチップ 1を吸着保持して ピックァップでき、 また、 吸着保持した I Cチップ 1を持ち運んで吸着を解除 し載置することができるように、 吸着ノズル 6を上下動できるように支持した 部品取り扱いへッド 6 2を X軸駆動機構 6 3と Y軸駆動機構 6 4とにより X Y 2方向に移動されるようにしている。 吸着ノズル 6が所定位置に到達すると I
Cチップ 1まで下降されてそれの吸着保持、 又は吸着解除を行ない、 その後上 昇することで I Cチップ 1のピックアップ、 又は載置を行なう。 しかし、 これ ら具体的構成は必須でなく種々に変更することができる。 吸着ノズル 6は、 2 本持つことによりさらに、 I Cチップ 1の搬送効率を上げることができる。 作業ステージ 5の上面 5 aが図 7に示すように、 電極 7 1と対向した状態で 相対移動させて放電加工された粗面とされている。 放電加工によるとブラスト 処理など他の方法による表面処理の場合に比しほぼ一定した所定の粗さの粗面 に形成されている。 このため、 上記した粗面による特徴を作業ステージ 5の上 面 5 aにおける位置の違いや、 各作業装置の別なく、 安定して発揮させ、 作業 及び品質の安定化を図ることができる。 また、 取り扱う作業対象物に合った粗 面条件を安定して保証することができる。
図 7に示す放電加工は、 作業ステージ 5の上面 5 aの幅に対応した長さの銅 製の電極 7 1で、 図に示すような形状及び寸法を持ったものを用い、 上面 5 a とのギャップが 2 0 / m、 放電加工速度が 0 . 7 mm 3 / /分、 電圧が 7 0 Vと して有効な粗面が得られ、 放電パルス幅が小さいく、 休止パルス幅が大きいと 細面になる。 また、 電流波の値が小さいほど細面になる。 これらによって、 作 業ステージ 5の作業 5 aの粗面度を自由に調整することができる。 ステンレス 鋼製の作業ステージ 5の硬度は例えば 5 5度〜 6 2度 （ロックウェル Cスケー ル、 H R C ) であり、 上記した一例としての表面粗さ 3〜3 0 μ mにおいてシ リコン及びガリウムヒ素双方の I Cチップ 1にっき粗面単独でも有効な結果が 得られた。 なお、 I Cチップ 1が小さく軽量になるほど粗面度を大きくして不 用意に移動するのを防止しやすくするのが好適である。 従って、 表面粗さ 3〜 3 0 // mは小さな I Cチップ 1から大きな I Cチップ 1までに対応して選択設 定されればよレ、。
作業ステージ 5は、 ねじ 8 1により支持脚 3 5の上のヒ一タ 9を持ったブロ ック 3 5 aに取り替えできるように装着されている。 これにより、 粗面状態の 摩耗による変動などに対するメンテナンスや、 I Cチップ 1の種類が切り替わ る都度、 その種類に応じた粗面を持った作業ステージ 3と取り替えて、 最適条 件で作業が達成されるようにすることができ、 好適である。
上記のようにして得られたバンプボンディング作業後の製品 8 2であるバン プ付 I Cチップ 1は、 電極 2上に金属バンプ 4がワイヤボンディングされた装 着面 1 aとは反対の側の表面 1 bに目視できる傷を持たないものとなり、 上記 作業方法及び作業装置によって容易に安定して得られ、 電子部品段階はもとよ り、 回路基板に実装され、 各機器に組み込まれた後も、 注目面となる表面に目 視できる傷がなく、 しかも、 取り扱い中の衝撃などで傷が欠けや割れの原因に なるようなことが解消されるので、 高い信頼性を確保することができる。 なお、 目視できる傷は例えば 0 . 2 / m以上である。 し力 し、 これに限られることは なく基準が見直されるようなことがあると、 それに対応して設定し直せばよい。 本発明によれば、 上記の説明で明らかなように、 I Cチップなどの作業対象 物における作業ステージに接している面に、 作業上の取り扱いから傷が付いた り、 欠けや割れが生じるのを防止し、 製品の品質、 歩留まりの向上が図れる。
(第 2実施形態）
次に、 本発明にかかる第 2実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
この第 2実施形態が第 1実施形態と大きく異なる点は、 第 1真空ポンプ 1 1 に連通する第 1の吸引孔 C I 1 aと第 2真空ポンプ 1 2に連通する第 2の吸引 孔 C 1 1 bとが設けられていないことと、 作業ステージ 5と真空ポンプとの間 には、 ステージ 5上の作業対象物の一例としての I Cチップなどの電子部品 1 の吸着力を少なくとも強弱 2種類に制御する吸着力制御部が配置されているこ とである。
図 8 A， 8 B， 8 C , 8 Dはそれぞれ本発明の第 2実施形態にかかるバンプ ボンディング装置及び方法による半導体部品などの電子部品の位置規正時の動 作のフロ一チヤ一ト及びそれらの動作の概略説明図であり、 図 9は上記バンプ ボンディング装置の位置規正部分の斜視図である。
図 9において、 5は電子部品 1を載置するとともに該電子部品 1を吸着して 該電子部品 1の位置を固定する例えば正方形をなすように点在した 4個の吸着 孔 C 1 2すなわち C 1 2 a， C 1 2 b , C 1 2 c , C I 2 dを有する作業ステ ージである。 作業ステージ 5は、 電子部品 1をバンプボンディングのためのバ ンプボンディング用温度 （例えば 3 5 0 °C程度） まで加熱するためのヒータ 9 を内蔵している。 1 0 0 4は 4個の吸着孔 C 1 2 a , C 1 2 b， C 1 2 c , C 1 2 dを利用して吸引することにより電子部品 1をステージ 5に吸着するため の吸引装置の一例としての真空ポンプであり、 ステージ 5に接続されている力 ステージ 5と真空ポンプ 1 0 0 4との間には、 上記制御手段 1 1 0 0の一部を 構成する吸着力制御部 1 0 0 5があり、 ステージ 5上の電子部品 1の吸着力を 少なくとも強弱 2種類に制御することができる。 すなわち、 例えば、 上記ステ ージ 5上で上記電子部品 1を上記吸着孔 C 1 2 a , C 1 2 b , C 1 2 c , C I 2 dを通して上記ステージ 5に吸着する際の吸着力を、 上記ステージ 5上で該 ステージ 5に沿って上記電子部品 1がスライ ド移動可能な状態に吸着保持され る第 1吸着力言いかえれば弱吸着力と、 上記第 1吸着力よりも強い吸着力であ つて上記ステージ 5上で該ステージ 5に沿って上記電子部品 1が移動不可能な 状態に吸着固定保持される第 2吸着力言いかえれば強吸着力との少なくとも 2 種類に、 上記吸着力制御部 1 0 0 5が切換え制御するようにしている。 2は電 子部品 1を位置決めするための位置規正部材の一例としての位置規正爪であり、 大略 T字状の位置規正へッド部 7 f の両側に X方向及び Y方向のエッジ 7 a位 置規正エッジ 7 a， 7 bをそれぞれ備え、 X方向モータ 3 7と Y方向モータ 3
8とのそれぞれの駆動により直交する 2方向である X Y方向に位置規正へッド 部 7 f を上記ステージ 5上でそれぞれ移動可能としている。 1 1 0 0は制御手 段であり、 電子部品搬送装置たとえば吸着コレツト 1 0 1 1の電子部品吸着動 作及び吸着解除動作及ぴ移動動作、 吸着力制御部 1 0 0 5の制御動作、 真空ポ ンプ 1 0 0 4のオンオフ動作、 位置規正爪 7の X方向モータ 3 7と Y方向モー タ 3 8の駆動動作などのそれぞれの動作を制御している。 通常、 ポンプ 1 0 0 4はオンし続けており、 例えば、 図 9に例示するように、 ポンプ 1 0 0 4と吸 着コレット 1 0 1 1との間にバルブ 1 3 0 0を配置し、 そのバルブ 1 3 0 0を 制御手段 1 1 0 0により制御して吸着力の切替えを行っている。 伹し、 設備全 体をオフしているときにはポンプ 1 0 0 4も制御手段 1 1 0 0の制御によりォ フになっている。
次に、 図 8 Aを基に、 上記バンプボンディング装置及び方法における電子部 品の位置規正工程を説明する。
まず、 ステップ S 1において、 制御手段 1 1 0 0の制御動作により、 吸着力 制御部 1 0 0 5により、 ステージ 5に 4個の吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b， C I
2 c , C 1 2 dを利用して強吸引をかける （強吸着力を作用させる） 。
次いで、 吸着力制御部 1 0 0 5からの信号を受け取ることなどにより制御手 段 1 1 0 0においてステップ S 1の動作終了を確認したのち、 ステップ S 2に おいて、 制御手段 1 100の制御動作により、 図 14に示す従来と同様な吸着 コレット 101 1により、 トレイ 1 10に入っている電子部品 1を 1個だけ吸 着保持して、 ステージ 5に搬送して、 吸着解除して電子部品 1がステージ 5に 載置され、 ステージ 5の吸着孔 C 1 2 a, C 1 2 b , C 1 2 c , C 1 2 dによ り強吸着力でもって吸着されて電子部品 1を移動不可状態とする （図 8 B参 照） 。 図 8 Bでは、 電子部品 1は 4個の吸着孔 C 1 2 a, C 1 2 b, C 1 2 c, C 1 2 dのうち右下の 1個の吸着孔 C 1 2 aによってのみ強吸着力でもってス テ一ジ 5に吸着されて電子部品 1を移動不可状態とする。
その後、 吸着コレツト 101 1による吸引力の変化などに基づき制御手段 1 100においてステップ S 2の動作終了を確認したのち、 ステップ S 3におい て、 制御手段 1 100の制御動作の基に吸着力制御部 1005により、 4個の 吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c, C 1 2 dの吸着力を強吸着力から弱吸 着力に切換える。 ここで、 強吸着力とは、 電子部品 1がステージ 5上でスライ ド移動しょうとすると、 電子部品 1に大きな負荷がかかり、 破損する可能性が ある程度の吸着力のことを意味する。 又、 その具体例としては、 1つの吸着孔
C 1 2 aで吸着している状態のときには真空度が約— 30 k P aであり、 4つ 吸着孔 C 1 2 a, C 1 2 b, C 1 2 c , C 1 2 dで吸着している状態のときに は真空度が約ー60 k P aとなるように設定する。 また、 弱吸着力とは、 電子 部品 1がステージ 5上で容易にスライド移動させることができるが、 ステージ 5の I Cチップ載置面例えば上面から容易は離れない程度の吸着力、 すなわち 電子部品 1を移動可能状態とする程度の吸着力を意味する。 その具体例として は、 1つ吸着孔 C 12 aで吸着している状態のときには、 真空度が約一 1 2 k P aであり、 4つ吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b , C 1 2 c , C I 2 dで吸着して いる状態のときには真空度が約一 20 k P aとなるように設定する。
その後、 吸着力制御部 1005からの切換え信号を受け取ることなどにより 制御手段 1 100においてステップ S 3の動作終了を確認したのち、 ステップ S 4において、 制御手段 1 100の制御動作により、 上記電子部品 1を上記ス テージ 5上で上記弱吸着力でもつて吸着保持して電子部品 1を移動可能状態と しつつ、 X方向モータ 37と Y方向モータ 38を駆動させて位置規正爪 7によ り電子部品 1を位置決めして位置規正する。 すなわち、 具体的には、 例えば、 図 8 Cにおいて、 位置規正爪 7を移動させて位置規正爪 7の上下方向 （上記図 9の Y方向に対応する） のエッジ 7 bを一点鎖線 103 aの位置に位置する電 子部品 1に当接させたのち、 位置規正爪 7を左方向 （上記図 9の X方向沿いの 一方向に対応する） に移動させて電子部品 1を位置規正爪 7とともに左方向に 移動させ、 電子部品 1を位置決めすべき所定位置の X方向座標と大略同一の位 置 103 bまで電子部品 1を移動させて、 2個の吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 cに より電子部品 1を上記弱吸着力でもって吸着保持する。 その後、 位置規正爪 7 の左右方向 （上記図 9の X方向に対応する） のエッジ 7 aを電子部品 1に当接 させて位置規正爪 7を上方向 （上記図 9の Y方向沿いの一方向に対応する） に 移動させることにより、 上方向に電子部品 1を移動させて所定位置 103 cに 位置決めして、 当該所定位置 103 cで 4個の吸着孔 C 1 2 a, C 1 2 b， C 12 c, C 1 2 dで上記弱吸着力でもつて電子部品 1を吸着保持するようにし ている。
なお、 最初に位置規正爪 7の上下方向のエッジ 7 bを電子部品 1に当接させ たときに、 同時に、 位置規正爪 7の左右方向のエッジ 7 aも電子部品 1に当接 させるようにしてもよい。 また、 位置規正爪 7の左右方向のエッジ 7 aを最初 に電子部品 1に当接させて上下方向すなわち Y方向に移動させたのち、 位置規 正爪 7の上下方向のエッジ 7 bを当接させて左右方向すなわち X方向に移動さ せるようにしてもよい。
その後、 4個の吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b， C 1 2 c, C 1 2 dの吸着力の 変化などにより制御手段 1 1 00においてステップ S 4の動作終了を確認した のち、 ステップ S 5において、 図 8 Dに示すように位置決めした後、 吸着力制 御部 1005により、 4個の吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c , C 1 2 d の吸着力を上記弱吸着力から上記強吸着力に切換えて、 上記電子部品 1を上記 ステージ 5上で移動不可状態に吸着保持する。 この状態で電子部品 1に対する ボンディングが可能となるが、 通常は、 位置規正爪 7を、 図 8 Dに示すように、 実線位置から一点鎖線位置まで移動させて位置規正爪 7による電子部品 1の位 置規正を解除する。
その後、 公知のボンディング動作を上記位置決めされた電子部品 1に対して 行う。
上記第 2実施形態によれば、 このように、 吸着コレッ ト 1 0 1 1からステー ジ 5への電子部品 1の受渡し時には、 ステージ 5の吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b , C 1 2 c , C 1 2 dの吸着力を強くして、 電子部品搬送装置例えば吸着コレツ ト 1 0 1 1からステージ 5への電子部品 1の受渡しを確実に行えるようにし、 その後、 ステージ 5上で電子部品 1の位置規正を行うときにはステージ 5の吸 着孔 C 1 2 a， C 1 2 b , C 1 2 c , C 1 2 dの吸着力を弱くして電子部品 1 をステージ 5上で移動させやすくし、 位置規正後は電子部品 1をステージ 5上 で保持するときにはステージ 5の吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b , C 1 2 c , C I 2 dの吸着力を強くして電子部品 1をステージ 5上で確実に保持できるように している。 よって、 位置決め動作及び保持動作に応じて吸着力を強弱に適宜切 換えることにより、 吸着コレツト 1 0 1 1からステージ 5への電子部品 1の受 渡しによる電子部品 1の傾き、 位置ずれが無くなり、 また、 位置規正時には、 位置規正部材例えば位置規正爪 7及びステージ 5と電子部品 1との摩擦力及び 負荷が小さくなつて電子部品 1の損傷を防止でき、 また、 位置決め後は位置保 持を確実に行うことにより、 バンプ不着等のパンピング不良を低減することが できる。
また、 上記ステージ 5内にヒータ 9を配し、 電子部品 1に熱をかけることを 可能にすれば、 後工程のボンディングに有効である。
(第 3実施形態）
図 1 0 A， 1 O B , I O C , 1 0 Dは、 それぞれ、 本発明の第 3実施形態に かかるバンプボンディング装置及び方法において電子部品の位置規正時の動作 のフローチャート及びそれらの動作の概略説明図である。 図 1は上記第 3実 施形態にかかるバンプボンディング装置の位置規正部分の斜視図である。
上記バンプボンディング装置及び方法の位置規正部の構成の説明については 第 2実施形態と同様の部分は省略するが、 第 2実施形態と異なる点は、 ステー ジ 5の吸着孔が位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C 1 1 b, C 1 1 cと位置固定用 吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b , C 1 2 c , C 1 2 dの 2種類に分かれており、 2 種類の吸着孔 C l l a， C 1 1 b, C 1 1 c , C 1 2 a, C 1 2 b, C 1 2 c , C I 2 dに対応して真空ポンプ 1 1， 1 2も 2個配置し、 位置規正用吸着孔 C
1 1 a, C l l b， C 1 1 c側に位置規正吸着力制御部 22があり、 位置規正 動作においては位置規正吸着力制御部 22の制御の下に例えば大略 L字状をな すように点在した 3個の位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C l l b， C l l cの吸 着により電子部品 1を位置規正のために移動可能に保持する一方、 固定動作に おいては例えば正方形をなすように点在した 4個の位置固定用吸着孔 C 1 2 a,
C 1 2 b, C 1 2 c, C 1 2 dの吸着により電子部品 1を移動不可能に保持す ることである。
この第 3実施形態が第 1実施形態と大きく異なる点は、 位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C 1 1 b, C 1 1 cを通して上記ステージ 5に吸着する際の吸着力を 強弱 2種類に切り替えることができることである。
上記位置規正吸着力制御部 22は、 例えば、 上記ステージ 5上で上記電子部 品 1を上記位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C l l b， C l l cを通して上記ステ ージ 5に吸着する際の吸着力を、 上記ステージ 5上で該ステージ 5に沿って上 記電子部品 1がスライド移動可能な程度に吸着保持される第 1吸着力言いかえ れば弱吸着力と、 上記第 1吸着力よりも強い吸着力であって上記ステージ 5上 で該ステージ 5に沿って上記電子部品 1が移動不可能な程度に吸着固定保持さ れる第 2吸着力言いかえれば強吸着力との少なくとも 2種類に切換え制御する ようにしている。
図 1 1において、 1 200は制御部であり、 吸着コレット 101 1の電子部 品吸着動作及び吸着解除動作及び移動動作、 位置規正吸着力制御部 22の制御 動作、 2つの真空ポンプ 1 1， 1 2のオンオフ動作、 位置規正爪 7の X方向モ —タ 37と Y方向モータ 38の駆動動作などのそれぞれの動作を制御している。 なお、 通常、 ポンプ 1 2はオンし続けており、 例えば、 図 1 1に例示するよう に、 ポンプ 1 2と吸着コレツト 1 01 1との間にバルブ 1 301を配置して、 そのバルブ 1 301を制御部 1 200により制御して吸着力の切替えを行って いる。 但し、 設備全体をオフしているときにはポンプ 1 2も制御部 1 200の 制御によりオフになっている。
次に、 図 10 Aを基に、 上記バンプボンディング装置及び方法における電子 部品の位置規正工程を説明する。
まず、 ステップ S 1 1において、 制御部 1 200の制御動作により、 位置規 正吸着力制御部 22によりステージ 5の例えば 3個の位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C 1 1 b, C I 1 cに強い位置規正吸引力 （強吸着力） をかける。
次いで、 位置規正吸着力制御部 22からの信号を受け取ることなどにより制 御部 1 200においてステップ S 1 1の動作終了を確認したのち、 ステップ S 1 2において、 制御部 1 200の制御動作により、 図 14に示す従来と同様な 吸着コレツト 101 1により、 トレイ 1 10に入っている電子部品 1を 1個だ け吸着保持して、 ステージ 5に搬送して、 吸着解除して電子部品 1がステージ 5に載置され、 ステージ 5の位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C l l b， C l l c により強吸着力でもって吸着される （図 10B参照） 。 図 10Bでは、 電子部 品 1は、 3個の位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C l l b， C l l cのうち右下の 1個の位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C l l b， C l l cにより強吸着力でもつ てステージ 5に吸着されている。
その後、 吸着コレット 101 1による吸引力の変化などに基づき制御部 1 2
00においてステップ S 1 2の動作終了を確認したのち、 ステップ S 1 3にお いて、 制御部 1 200の制御動作の基に位置規正吸着力制御部 22により、 3 個の位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C 1 1 b, C 1 1 cの吸着力を強吸着力から 弱吸着力に切換える。 ここで、 強吸着力とは、 電子部品 1がステージ 5上でス ライド移動しょうとすると、 電子部品 1に大きな負荷がかかり、 破損する可能 性がある程度の吸着力のことを意味する。 又、 その具体例としては、 位置規正 用吸着孔 C l l a， C 1 1 b, C 1 1 cのうちのいずれか 1つので吸着してい る状態のときには真空度が約一 30 k P aであり、 3つ位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C l l b， C 1 1 cで吸着している状態のときには真空度が約一 60 k P aとなるように設定する。 また、 弱吸着力とは、 電子部品 1がステージ 5上 で容易にスライ ド移動させることができるが、 ステージ 5の上面から容易は離 れない程度の吸着力を意味する。 その具体例としては、 位置規正用吸着孔 C 1 l a, C 1 1 b, C 1 1 cのいすれか 1つで吸着している状態のときには、 真 空度が約— 1 2 k P aであり、 3つ位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C 1 1 b, C 1 1 cで吸着している状態のときには真空度が約一 20 k P aとなるように設 定する。
その後、 位置規正吸着力制御部 22からの切換え信号を受け取ることなどに より制御部 1 200においてステップ S 13の動作終了を確認したのち、 ステ ップ S 14において、 制御部 1 200の制御動作により、 上記電子部品 1を上 記ステージ 5上で弱吸着力でもって吸着保持しつつ、 X方向モータ 37と Y方 向モータ 38を駆動させて位置規正爪 7により電子部品 1を位置決め位置規正 する。 すなわち、 具体的には、 例えば、 図 10Cにおいて、 位置規正爪 7を移 動させて位置規正爪 7の上下方向 （上記図 1 1の Y方向に対応する） のエッジ
7 bを一点鎖線 103 aの位置に位置して右下の位置規正用吸着孔 C 1 1 aに より弱吸着力でもって吸着保持されている電子部品 1に当接させたのち、 位置 規正爪 7を左方向 （上記図 1 1の X方向沿いの一方向に対応する） に移動させ て電子部品 1を左方向に移動させ、 電子部品 1を位置決めすべき所定位置の X 方向座標と大略同一の位置 103 bまで電子部品 1を移動させて、 左下の位置 規正用吸着孔 C 1 1 Cにより弱吸着力でもって電子部品 1を吸着保持する。 そ の後、 位置規正爪 7の左右方向 （上記図 1 1の X方向に対応する） のエッジ 7 aを電子部品 1に当接させて位置規正爪 7を上方向 （上記図 1 1の Y方向沿い の一方向に対応する） に移動させることにより、 上方向に電子部品 1を移動さ せて所定位置 103 cに位置決めして、 当該所定位置 103 cで左上の位置規 正用吸着孔 C 1 1 bで電子部品 1を弱吸着力でもって吸着保持するようにして いる。 これらの動作において、 電子部品 1は各位置 103 a， 103 b, 10 3 cで 3個の位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C I l b, C I l cのうちのそれぞ れ 1個の位置規正用吸着孔 C 1 1により弱吸着力でもって電子部品 1の大略中 央部が吸着されて位置規正のために移動可能に保持されるようにしている。 なお、 最初に位置規正爪 7の上下方向のエッジ 7 bを電子部品 1に当接させ たときに、 同時に、 位置規正爪 7の左右方向のエッジ 7 aも電子部品 1に当接 させるようにしてもよい。 また、 位置規正爪 7の左右方向のエッジ 7 aを最初 に電子部品 1に当接させて上下方向すなわち Y方向に移動させたのち、 位置規 正爪 7の上下方向のエッジ 7 bを当接させて左右方向すなわち X方向に移動さ せるようにしてもよい。
その後、 左上の位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C l l b， C l l cの吸着力の 変化などにより制御部 1 200においてステップ S 14の動作終了を確認した のち、 ステップ S 1 5において、 図 1 0Dに示すように位置決め後、 制御部 1 200の制御動作により位置規正制御部 22の制御により、 位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C 1 1 b, C 1 1 cによる吸引が停止されると同時に、 又は、 それ より前にバルブ 1 301を開にして真空ポンプ 1 1からの吸着を開始して 4個 の位置固定用吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c , C I 2 dにより電子部品
1を移動不可状態に吸着固定する。 この状態で電子部品 1に対するボンディン グが可能となるが、 通常は、 位置規正爪 7を、 図 10Dに示すように、 実線位 置から一点鎖線位置まで移動させて位置規正爪 7による電子部品 1の位置規正 を解除する。
その後、 公知のボンディング動作を上記位置決めされた電子部品 1に対して 行う。
上記第 3実施形態によれば、 このように、 電子部品搬送装置例えば吸着コレ ット 101 1からステージ 5への電子部品 1の受渡し時には、 ステージ 5の位 置規正用吸着孔 C 1 1 a, C l l b， C l l cの吸着力を強くして強吸着力で もって吸着し、 吸着コレット 101 1からステージ 5への電子部品 1の受渡し を確実に行えるようにし、 その後、 ステージ 5上で電子部品 1の位置規正を行 うときにはステージ 5の位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C 1 1 b, C l l cの吸 着力を弱吸着力として電子部品 1をステージ 5上で移動させやすく し、 位置規 正後は電子部品 1をステージ 5上で保持するときにはステージ 5の位置固定用 吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c, C 1 2 dの強い吸着力により電子部品 1をステージ 5上で確実に保持できるようにしている。 よって、 位置決め動作 及び保持動作に応じて吸着力を強弱に適宜切換えることができる位置規正吸着 と、 単に電子部品 1を移動不可に固定保持する固定吸着とを適宜選択的に使用 することにより、 吸着コレツト 101 1からステージ 5への電子部品 1の受渡 しによる電子部品 1の傾き、 位置ずれが無くなり、 また、 位置規正時には、 位 置規正部材例えば位置規正爪 7及びステージ 5と電子部品 1との摩擦力及び負 荷が小さくなつて電子部品 1の損傷を防止でき、 また、 位置決め後は位置保持 を確実に行うことにより、 バンプ不着等のパンピング不良を低減することがで きる。 すなわち、 例えば、 4個の位置固定用吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b， C I 2 c , C I 2 dのみの場合には、 4個の位置固定用吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b， C 1 2 c , C 1 2 dのうちの右下の位置固定用吸着孔 C 1 2 aのみで図 1 2に おいて 2点鎖線で示す電子部品 1を吸着した場合、 一点鎖線 Fで示す矢印方向 に電子部品 1が流れ易くなる。 しかしながら、 上記第 3実施形態のように、 4 個の位置固定用吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c, C I 2 dにより吸着可 能な範囲外に位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C 1 1 b, C 1 1 cを設けることに より、 図 1 2において 2点鎖線で示す電子部品 1を右下の位置固定用吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c , C 1 2 dのみでなく右下の位置規正用吸着孔 C 1 1 aによっても吸着するため、 一点鎖線 Fで示す矢印方向に電子部品 1が流 れにくくなる。
また、 上記ステージ 5内にヒータ 9を配し、 電子部品 1に熱 （例えば 35 0°C程度） をかけることを可能にすれば、 後工程のボンディングに有効である。 第 3実施形態では、 一例として、 位置規正用吸着孔 C I 1 a, C I 1 b， C 1 1 cでの強い位置規正吸着力と位置固定用吸着孔 C 1 2 a, C 1 2 b， C I 2 c, C 1 2 dでの固定吸着力とは大略同じとしている。 そして、 電子部品 1 を動かすときに位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C l l b， C 1 1 cでの位置規正 吸着力を弱ぐするだけで、 電子部品 1の受渡し時も電子部品 1の固定時も位置 規正用吸着孔 C 1 1 a, C 1 1 b, C 1 1 cでの強い位置規正吸着力で行うよ うにしている。 但し、 電子部品 1の固定時は全穴閉状態であるが、 電子部品 1 の受渡し時は、 全穴のうち漏れている穴が一部ある。
第 3実施形態の一実施例として、 図 1 2に示すように、 3個の位置規正用吸 着孔 C l l a， C 1 1 b, 。；！ ：！ じを各 内径。. 8 mm、 4個の位置固定用 吸着孔 C 1 2 a, C 1 2 b, C 1 2 c , C 1 2 dを各々内径 1. 2 mm, 隣接 する位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C 1 1 b, C I 1 c間の間隔 L8を 4mm、 隣接する位置固定用吸着孔 C 1 2 a, C 1 2 b, C 1 2 c, C 1 2 d間の間隔 L 7を 2. 8mm, 吸着対象とする電子部品 1の一例としてのチップを一辺 L 3が 6mmの正方形としたとき、 位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C 1 1 b, C I
1 cにおいて、 1個の位置規正用吸着孔 C 1 1により 1個の電子部品 1を受け 渡しするときの強い位置規正吸着力を一 30 k P a、 電子部品 1を位置規正す るときの弱い位置規正吸着力を一 1 2 k P aとするとともに、 4個の位置固定 用吸着孔 C 1 2 a, C 1 2 b, C 1 2 c, C 1 2 dで電子部品 1を位置固定す るときの位置固定用吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c, C 1 2 dの位置固 定吸着力を一 60 k P aとする。 し力 しながら、 この実施例に限られるもので はなく、 電子部品 1の大きさ、 位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C 1 1 b, C 1 1 cや位置固定用吸着孔 C 1 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c , C 1 2 dの大きさや個 数などによって変えてもよい。
なお、 本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、 その他種々の態様 で実施できる。
例えば、 第 3実施形態の位置規正用吸着孔 C 1 1 a, C 1 1 b, C 1 1 cは、 上記したように電子部品 1の位置規正による軌跡、 すなわち、 位置 103 a， 103 b, 103 cに従ってそれぞれの位置で電子部品 1の中央部に相当する 位置に配置しており、 かつ、 3個の位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C l l b, C
1 1 cを第 3実施形態では L字形に配置しているが、 これに限らず、 様々に配 置をさせることができ、 また、 位置規正用吸着孔 C 1 1 a， C l l b, C 1 1 cの大きさ ·形状も、 第 3実施形態の実施例では丸形で直径 ø 0. 8mmとし たが、 他の適切な大きさ ·形状も可能である。
また、 真空ポンプ 1 1 , 1 2は 2つの空圧経路で独立しているが、 共通にし ても良く、 また、 ポンプ以外の様々な真空発生手段が利用できる。
本発明のバンプボンディング装置は、 電子部品を吸着し位置固定するための 吸着孔を持ったステージと、 該ステージ上に電子部品を位置決めするための位 置規正部材と、 該ステージ上で電子部品を吸着する際の吸着力を強弱制御でき る吸着力制御部とを有するように構成したので、 電子部品の載置時の吸着力を 強くし、 位置規正時の吸着力を弱く し、 位置決め完了後の吸着力を強くするこ とが可能となり、 ステージへ電子部品を載置するときの電子部品の傾き、 位置 ずれが無くなる。 また、 上記構成により、 位置規正時には、 位置規正部材及び ステージと電子部品との摩擦力及び負荷が小さくなるので、 電子部品の損傷を 防止でき、 また、 位置決め後はバンプ不着等のパンピング不良を低減すること ができ、 従来の課題を解決することができる。
また、 本発明のバンプボンディング方法は、 強吸着する工程と、 電子部品を 載置する工程と、 強吸着から弱吸着に切換える工程と、 電子部品を位置規正す る工程と、 弱吸着から強吸着に切換える工程とを有するようにしたので、 上記 バンプボンディング装置の場合の作用効果と同様の作用効果を得ることができ る。
また、 本発明のバンプボンディング装置は、 電子部品を吸着し位置固定する ための吸着孔と、 電子部品を位置規正時に電子部品を吸着する位置規正用吸着 孔とを有するステ ジと、 該ステージ上に電子部品を位置決めするための位置 規正部材と、 該ステージ上で電子部品を位置規正する際の位置規正吸着力を強 弱制御できる位置規正吸着力制御部とを備えるように構成したので、 位置固定 用吸着孔の位置、 大きさ、 数に関係なく、 上記したのと同様の作用効果を得る ことができる。
また、 本発明のバンプボンディング方法は、 強い位置規正吸着する工程と、 電子部品を載置する工程と、 強い位置規正吸着から弱い位置規正吸着に切換え る工程と、 電子部品を位置規正する工程と、 電子部品を固定するための固定吸 着する工程とを備えるようにしたので、 上記したのと同様の作用効果を得るこ とができる。
また、 上記ステージ内にヒータを配し、 電子部品に熱 （例えば 3 5 0 °C程 度） をかけることを可能にすれば、 後工程のボンディングに有効である。 本発明は、 添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載 されているが、 この技術の熟練した人々にとつては種々の変形や修正は明白で ある。 そのような変形や修正は、 添付した請求の範囲による本発明の範囲から 外れない限りにおいて、 その中に含まれると理解されるべきである。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 作業ステージ （5 ) 上に載置される作業対象物 （1 ) を吸着して保持 し、 上記作業対象物を所定の位置に移動させて位置規正した後、 所定の作業を 施す作業方法において、
載置される上記作業対象物を上記作業ステージ上に受載して吸着保持した後、 上記吸着保持された移動不可状態から位置規正用移動可能状態に変更したのち、 上記作業対象物の上記位置規正を行なう作業方法。
2 . 上記位置規正用移動可能状態とは、 上記作業対象物に対する吸着を低 減ないしは解除させる状態である請求項 1に記載の作業方法。
3 . 上記作業対象物が上記位置規正用移動可能状態で上記位置規正した後、 上記作業対象物を吸着し直して上記作業対象物を上記移動不可状態とし、 その 後、 上記作業対象物に上記所定の作業を施す請求項 1又は 2に記載の作業方法。
4 . 上記所定の作業は、 上記作業に対応して設定した作業専用の吸引装置
( 1 2 ) をオンして上記作業対象物を上記移動不可状態に吸着を開始してから 行なう請求項 1〜 3のいずれかに記載の作業方法。
5 . I Cチップ載置面が粗面とされた上記作業ステージを用いて上記位置 規正及び上記所定の作業を行なう請求項 1〜 4のいずれかに記載の作業方法。
6 . 上記作業対象物は I Cチップであり、 上記所定の作業は、 作業ステ一 ジ側からの上記 I Cチップへの加熱を伴い、 金属ワイヤに超音波振動を与えな がら上記 I Cチップの電極上に押し付けて金属接合させた後、 それによりでき た接合金属塊から後続の金属ワイヤを切り離して上記 I Cチップ上に金属バン プを形成するバンプボンディング作業である請求項 1〜 5のいずれかに記載の 作業方法。
7 . 上記所定の作業がバンプボンディングであるとともに上記作業対象物 が電子部品 （1 ) であり、 上記電子部品を吸着して保持する吸着孔 （C 1 2 ) を持った上記作業ステージ （5 ) の上記吸着孔を通して上記ステージに上記電 子部品を吸着する際の吸着力を、 上記ステージ上で該ステージに沿って上記電 子部品が移動可能な程度に吸着保持される第 1吸着力と、 上記第 1吸着力より も強い吸着力であって上記ステージ上で該ステ一ジに沿つて上記電子部品が移 動不可能な程度に吸着固定保持される第 2吸着力との少なくとも 2種類に切換 え制御するものであって、 そのうちの上記第 2吸着力に切換える工程と （S
1) 、
上記電子部品を上記ステージ上に載置して上記ステージ （5) の上記吸着孔 を通して上記電子部品を上記第 2吸着力で吸着保持する工程と （S 2) 、 上記ステージ （5) の上記吸着孔を通して上記ステージに上記電子部品を吸 着する際の上記吸着力を上記第 2吸着力から上記第 1吸着力に切換える工程と (S 3) 、
上記電子部品を上記ステージ上で上記第 1吸着力により吸着保持しつつ、 位 置決めのために位置規正部材 （7) により上記電子部品を移動させる位置規正 工程と （S 4) 、
上記吸着力を上記第 1吸着力から上記第 2吸着力に切換えて、 位置決めされ た上記電子部品を上記ステージ上で移動不可に吸着保持する工程 （S 5) と、 上記所定の作業であるバンプボンディングを行う工程とを備える請求項 1に 記載の作業方法。
8. 上記所定の作業がバンプボンディングであるとともに上記作業対象物 が電子部品 （1) であり、 上記電子部品 （1) を吸着して保持する位置規正用 吸着孔 （C I 1) を持った上記作業ステージ （5) の上記位置規正用吸着孔を 通して上記ステージに上記電子部品を吸着する際の吸着力を、 上記ステージ上 で該ステージに沿って上記電子部品が移動可能な程度に吸着保持される第 1吸 着力と、 上記第 1吸着力よりも強い吸着力であって上記ステージ上で該ステ一 ジに沿って上記電子部品が移動不可能な程度に吸着固定保持される第 2吸着力 との少なくとも 2種類のうちの上記第 2吸着力に切換える工程と （S 1 1) 、 上記電子部品を上記ステージ上に載置して上記ステージ （5) の上記位置規 正用吸着孔を通して上記電子部品を上記第 2吸着力で吸着保持する工程と （S 1 2) 、
上記ステージ （5) の上記位置規正用吸着孔を通して上記ステージに上記電 子部品を吸着する際の上記吸着力を上記第 2吸着力から上記第 1吸着力に切換 える工程と （S 13) 、
上記電子部品を上記ステージ上で上記第 1吸着力により吸着保持しつつ、 位 置決めのために位置規正部材 （7) により上記電子部品を移動させる位置規正 工程と （S 14) 、
上記位置決めされた上記電子部品を上記ステージ上で移動不可に上記ステー ジの位置固定用吸着孔 （C 1 2) により吸着保持する工程 （S 5) と、 上記所定の作業であるバンプボンディングを行う工程とを備える請求項 1に 記載の作業方法。
9. 上記ステージを介して上記電子部品に熱を与え、 上記電子部品をバン プボンディング用温度にする請求項 7又は 8記載の作業方法。
10. 載置される作業対象物 （1) を受載する受載位置 （A) と、 上記作 業対象物を上記受載位置から所定の位置に移動させて位置規正し作業に供する 作業位置 （B) とに、 上記作業対象物を吸着保持するための吸引孔 （C 1 1， C 1 2) を有した作業ステージ （5) と、
上記作業ステージの上記受載位置上の上記作業対象物を上記作業位置に押動 させて位置規正する位置規正部材 （7) と、
上記作業ステージの上記吸引孔を通じて上記作業対象物を上記作業ステージ の上記受載位置及び上記作業位置に吸着し保持する吸引機構 （21， 100 4) と、
上記作業対象物が上記作業ステージ上の上記受载位置に載置されて受載する ときにその作業対象物を吸着保持して移動不可状態とし、 その後、 上記吸着保 持された上記移動不可状態から位置規正用移動可能状態に変更したのち、 上記 作業位置への位置規正に供し、 上記位置規正後の上記作業対象物を吸着し直し て上記移動不可状態としたのち所定の作業に供するように上記吸引機構を制御 する制御手段 （22， 1 1 00, 1 005) とを備える作業装置。
1 1. 上記吸引機構は、 上記受載位置の上記作業対象物を吸着し保持する 第 1の吸引系 （1 1) と、 上記作業位置の上記作業対象物を吸着し保持する第 2の吸引系 （1 2) とを備え、
上記制御手段 （22) は、 上記作業対象物が上記作業ステージ上の上記受载 位置に載置されて受載するときにその作業対象物を上記第 1の吸引系により吸 着保持して移動不可状態とし、 その後、 上記吸着を一時低減ないしは解除する ことにより、 上記吸着保持された上記移動不可状態から位置規正用移動可能状 態に変更したのち、 上記作業位置への上記位置規正に供し、 上記位置規正後の 上記作業対象物を上記第 2の吸引系により吸着し直して上記移動不可状態とし たのち上記所定の作業に供するように上記吸引機構の上記第 1、 第 2の吸引系 を制御する請求項 1 0に記載の作業装置。
1 2. 上記第 1の吸引系は、 上記受載位置の上記作業対象物に対応する位 置と、 上記受載位置に吸着保持した上記作業対象物から外れる位置とに、 第 1、 第 2の吸引孔 （C I 1 a， C 1 1 b) がそれぞれ設けられ、 上記第 2の吸引系 は、 上記作業位置の上記作業対象物に対応する位置に吸引孔 （C I 2 a， C 1 2 b, C 1 2 c, C I 2 d) が設けられている請求項 1 1に記載の作業装置。
13. 上記第 1の吸引系における上記第 2の吸引孔 （C I 1 b) は、 上記 作業位置の上記作業対象物に対応する位置に設けられている請求項 1 2に記載 の作業装置。
14. 載置される作業対象物 （1) を受載する受載位置 （A) と、 上記作 業対象物を上記受載位置から所定の位置に移動させて位置規正し作業に供する 作業位置 （B) と、 上記作業対象物を吸着保持するための吸引孔 （C 1 1， C 1 2) を有した作業ステージ （5) と、 上記作業ステージの上記受載位置上の 上記作業対象物を上記作業位置に押動させて位置規正する位置規正部材 （ 7 ) と、 上記作業ステージの上記吸引孔を通じて上記作業対象物を上記作業ステー ジの上記受載位置及び上記作業位置に吸着し保持する吸引機構 （21) とを備 え、
上記作業ステージの I cチップ載置面が放電加工されている作業装置。
1 5. 上記作業対象物が上記作業ステージ上の上記作業位置に吸着保持さ れる都度、 その作業対象物に上記所定の作業を施す作業機構 （31) を備え、 上記作業機構は、 金属ワイヤ （3) をこれに超音波振動を与えながら上記作業 対象物としての I Cチップ （1) の電極 （2) に押し付けて金属接合させ、 こ れによりできた接合金属塊 （3 a) 力 ら後続の金属ワイヤを切り離して電極上 に金属バンプ （4) を形成するバンプボンディング機構である請求項 10〜1 4のいずれかに記載の作業装置。
16. 上記作業ステージは上記 I Cチップを加熱する熱源 （9) が働かさ れている請求項 1 5に記載の作業装置。
1 7. 上記作業ステージは取り替えできるように装着されている請求項 1
0〜 1 6のいずれかに記載の作業装置。
18. 電極上に金属バンプがボンディングされた装着面とは反対の側の表 面に、 目視できる傷を持たないものであるバンプ付 I。チップ。
1 9. 上記作業対象物 （1) は電子部品であり、
上記制御手段 (1 100) は、 上記ステージ上で上記電子部品を上記吸着孔 を通して上記ステージに吸着する際の吸着力を、 上記ステージ上で該ステージ に沿って上記電子部品が移動可能な状態に吸着保持される第 1吸着力と、 上記 第 1吸着力よりも強い吸着力であって上記ステージ上で該ステージに沿って上 記電子部品が移動不可能な状態に吸着固定保持される第 2吸着力との少なくと も 2種類に切換え制御し、 かつ、 上記電子部品を上記ステージ上で吸着保持し つつ位置決めのために移動させるときには上記電子部品を吸着する吸着力を上 記第 1吸着力とする一方、 位置決め前に上記ステージに上記電子部品を受け取 るとき及び位置決めされた上記電子部品を上記ステージ上で移動不可状態に吸 着保持するときには吸着力を上記第 2吸着力とする吸着力制御部 （1005) を備える請求項 10に記載の作業装置。
20. 上記作業対象物 （1) は電子部品であり、
上記制御手段 （1 100) は、 上記ステージ上で上記電子部品を上記吸着孔 を通して上記ステージに吸着する際の吸着力を、 上記ステージ上で該ステージ に沿って上記電子部品が移動可能な状態に吸着保持される第 1吸着力と、 上記 第 1吸着力よりも強い吸着力であって上記ステージ上で該ステージに沿って上 記電子部品が移動不可能な状態に吸着固定保持される第 2吸着力との少なくと も 2種類に切換え制御し、 かつ、 上記電子部品を上記ステージ上で吸着保持し つつ位置決めのために移動させるときには上記電子部品を吸着する吸着力を上 記第 1吸着力とする一方、 位置決め前に上記ステージに上記電子部品を受け取 るとき上記電子部品を上記ステージ上で移動不可に吸着保持するために吸着力 を上記第 2吸着力とするように、 位置規正吸着力を制御する位置規正吸着力制 御部 （1 0 0 5 ) を備え、
上記ステージの上記位置固定用吸着孔により、 位置規正された後の上記電子 部品を吸着して位置固定するようにした請求項 1 0に記載の作業装置。
2 1 . 上記ステージ内にヒータ （9 ) を配し、 上記電子部品にバンプボン .めの熱をかけることを可能にしている請求項 1 9又は 2 0に記載の
2 2 . 請求項 6に記載の作業方法により上記バンプボンディングが行われ た I Cチップ。
2 3 . 請求項 7〜 9のいずれかに記載の作業方法により上記バンプボンデ ィングが行われた電子部品。
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