WO2022004151A1

WO2022004151A1 - 物品の製造装置、物品の製造方法

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Publication number: WO2022004151A1
Application number: PCT/JP2021/018404
Authority: WO
Inventors: 亮太岡崎; 昭宏林; 智史塩田
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Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2022-01-06
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Abstract

ダイボンダ（１００）は、ワーク（１１０）を供給する供給部（７０）と、前記供給部（７０）から供給された前記ワーク（１１０）を保持するボンディングステージ（２０）と、前記ワーク（１１０）を前記供給部（７０）から前記ボンディングステージ（２０）に向けて搬送する搬送レーン（５０ａ，５０ｂ）と、前記供給部（７０）と前記ボンディングステージ（２０）の間に配置されるワーク支持部（４００）とを備える。前記搬送レーン（５０ａ，５０ｂ）が前記ワーク（１１０）の２辺を支持し、前記ワーク支持部（４００）が前記ワーク（１１０）の最下部分を支持してから、前記ワーク（１１０）は前記ボンディングステージ（２０）に導かれる。

Description

物品の製造装置、物品の製造方法

　本発明は、例えば半導体チップ等を基板等に実装するための装置や方法に関する。特に、基板等を搬送してボンディングステージにセットする方法に関する。

　電子装置には種々の形態があるが、例えばリードフレームに半導体チップが実装された半導体パッケージや、回路基板に半導体チップ等の電子部品が実装された回路パッケージを備えるものが多い。半導体パッケージや回路パッケージは、例えば以下のような手順で製造される。まず、多数の集積回路を半導体ウエハ上に形成し、ダイシング工程にて半導体ウエハを切断して半導体チップ（ダイ）に分割する。そして、ボンディング工程にて、半導体チップ（ダイ）等の電子部品を、リードフレームや回路基板にボンディングする。このボンディング工程に使用される装置が、いわゆるダイボンダと呼ばれるダイボンディング装置である。ダイボンダは、電子部品をリードフレームや基板に載置して、はんだ、金、樹脂等の接合材を用いて接着する装置であるが、場合によっては、基板にすでにボンディングされた電子部品の上に更に別の電子部品を搭載して接着する用途にも使用され得る。

　例えば、ダイボンダにより電子部品を基板等の表面にボンディングする場合には、加熱機構を備えたボンディングステージに基板等を搬送してセットする。そして、コレットと呼ばれる吸着ノズルを用いて電子部品をピックアップし、ボンディングをするべき所定の位置に載置し、ボンディングステージの加熱機構を用いて接合材を加熱してボンディングを行う。ボンディングを確実にするために、電子部品を基板等に押し付ける押付力をコレットから付与するが、ボンディングステージはその押し付け力を受け止める必要がある。

　このようなダイボンダを用いて回路パッケージ等を量産する場合には、未実装の基板等を保管位置から搬送してボンディングステージにセットするが、近年では、パッケージを軽量化、小型化するため、基板等の薄形化が進んでいる。薄くて撓みやすい基板等を保管位置からボンディングステージ上に水平搬送してセットする際には、撓んだ部分がボンディングステージと干渉してセッティングがうまくいかなかったり、場合によっては基板等を損傷させる可能性がある。

　例えば、特許文献１には、ボンディングステージに上下動可能ならしめる駆動機構を設け、基板等を搬送する際には、基板等と干渉しない位置までボンディングステージを下降させるダイボンディング装置が開示されている。

特開２０１９－６２０３４号公報

　しかしながら、ボンディングステージには、基板を保持するための吸着機構や加熱機構などを設ける必要があり、しかもダイをボンディングする際に押付け力を付与されても、変形や変位を起こすことなく基板を保持し続けられる剛性が必要である。

　特許文献１に記載されたように、上下動するための駆動機構をボンディングステージに設けると、ボンディングステージの剛性が低下して変形し易くなったり、押付け力を付与された時に駆動機構が変位してボンディングステージが動いてしまう可能性がある。このため、ボンディングの位置精度や接着強度といったボンディング品質が低下する可能性があった。

　そこで、撓みやすい基板等を、機械的な干渉を生じるさせことがなくボンディングステージにセットすることが可能で、しかもボンディング位置の精度や接着強度といったボンディング品質が高いダイボンダが求められていた。

　本発明の第１の態様は、ワークを供給する供給部と、前記供給部から供給された前記ワークを保持するボンディングステージと、前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに向けて搬送する搬送レーンと、前記供給部と前記ボンディングステージの間に配置されるワーク支持部と、前記ボンディングステージに保持された前記ワークに実装部品を載置する実装部と、を備え、前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに供給する際に、前記搬送レーンは、平面視で前記ワークの搬送方向に沿った前記ワークの２辺を支持し、前記ワーク支持部が前記ワークの最下部分を支持してから、前記ワークは前記ボンディングステージに導かれる、物品の製造装置である。

　また、本発明の第２の態様は、ワークを供給する供給部と、前記供給部から供給された前記ワークを保持するボンディングステージと、前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに向けて搬送する搬送レーンと、前記供給部と前記ボンディングステージの間に配置されるワーク支持部と、前記ボンディングステージに保持された前記ワークに実装部品を載置する実装部と、を備えた装置を用いた物品の製造方法であって、前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに供給する際に、前記搬送レーンは、平面視で前記ワークの搬送方向に沿った前記ワークの２辺を支持し、前記ワーク支持部が前記ワークの最下部分を支持してから、前記ワークは前記ボンディングステージに導かれる、物品の製造方法である。

　本発明によれば、撓みやすい基板等を、機械的な干渉を生じるさせことがなくボンディングステージにセットすることが可能で、しかもボンディング位置の精度や接着強度といったボンディング品質が高いダイボンダを提供することができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。尚、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

実施形態に係るダイボンダの模式的な斜視図。実施形態１に係るダイボンダを示す模式的な一部平面図。図２のＡ－Ａ線に沿って切断した模式的な断面図。実施形態１に係る基板搬送工程の第１段階を説明するための模式図。実施形態１に係る基板搬送工程の第２段階を説明するための模式図。実施形態１に係る基板搬送工程の第３段階を説明するための模式図。実施形態１に係る基板搬送工程の最終段階を説明するための模式図。実施形態１に係る基板搬送工程の第１段階を説明するための模式図。実施形態１に係る基板搬送工程の第２段階を説明するための模式図。実施形態１に係る基板搬送工程の第３段階を説明するための模式図。実施形態１に係る基板搬送工程の第４段階を説明するための模式図。実施形態２に係る基板搬送工程の第１段階を説明するための模式図。実施形態２に係る基板搬送工程の第２段階を説明するための模式図。実施形態２に係る基板搬送工程の第３段階を説明するための模式図。実施形態２に係る基板搬送工程の第４段階を説明するための模式図。実施形態３に係る基板搬送工程の第５段階を説明するための模式図。実施形態３に係る基板搬送工程の第６段階を説明するための模式図。実施形態４に係るダイボンダを示す模式的な一部側面図。

　図面を参照して、本発明の実施形態に係る物品の製造装置、物品の製造方法、等について説明する。尚、以下の実施形態の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の参照番号を付して示す要素は、同一又は類似の機能を有するものとする。

［実施形態１］
　図１は、実施形態に係るダイボンダを説明するための、模式的な斜視図である。図２は、実施形態のダイボンダの一部を抽出して模式的に示した平面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線に沿って切断した模式的な断面図である。

　半導体製造装置としてのダイボンダ１００は、ワーク（被装着部材）としての基板１１０をボンディングステージ２０にセットし、ダイ１１１をピックアップして、ボンディングステージ上の基板１１０に載置してボンディングを行う装置である。尚、各図は、本発明を説明する便宜のためにダイボンダ１００の一部分を抽出した模式図であり、例えば筐体、電源等のように実用装置としての機能を発揮するために備えている機械要素や電気要素でも、図示を省略したものがある。

　尚、以下の説明においては、直交座標系であるＸＹＺ座標系を参照する場合があるが、Ｘ軸は基板が水平に搬送される方向（図中の左から右）であり、Ｙ軸は水平面内でＸ軸に直交する方向で、Ｚ軸は鉛直方向（重力と反対方向）である。Ｘ軸と平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向のうち基板の搬送方向（Ｘ軸の矢印）と同方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向とは逆方向を－Ｘ方向と呼ぶ場合がある。また、Ｙ軸と平行な方向をＹ方向とし、Ｙ方向のうちＹ軸の矢印と同方向を＋Ｙ方向とし、＋Ｙ方向とは逆方向を－Ｙ方向と呼ぶ場合がある。また、Ｚ軸と平行な方向をＺ方向とし、Ｚ方向のうち重力とは反対の鉛直上向き（Ｚ軸の矢印）方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｚ方向とは逆方向を－Ｚ方向と呼ぶ場合がある。
　本実施形態の最も特徴的な部分は、基板をボンディングステージに載置する機構にあるが、まずダイボンダの全体構成から説明してゆく。

（ダイボンダの構成）
　図１に示すように、ダイボンダ１００は、架台０１、ワークとしての基板を供給する基板供給部７０、ボンディングステージ２０、ダイ供給部９０、実装部としてのダイ実装部１０、基板収容部８０、制御部２００を備えている。また、基板供給部７０とボンディングステージ２０の間には、搬送レーン５０ａ、搬送レーン５０ｂ、ワーク支持部としての基板支持部４００が設けられている。また、ボンディングステージ２０と基板収容部８０の間には、搬送レーン６０ａ、搬送レーン６０ｂ、基板支持部４１０、基板押出し機構８１が設けられている。

　架台０１上には、基板搬送方向であるＸ方向に沿ってステージ移動用軌道４１が設置されており、ステージ移動用軌道４１の上には移動台４２が移動可能に載置されている。ボンディングステージ２０、基板支持部４００、基板支持部４１０は、移動台４２上に支持されており、移動台とともにステージ移動用軌道４１上を移動する。尚、基板支持部４００は、図３に示すように、移動台４２の上でＸ方向に移動するためのＸ駆動機構４００Ｘと、Ｚ方向に移動するためのＺ駆動機構４００Ｚを備えている。また、基板支持部４１０は、移動台４２の上でＸ方向に移動するためのＸ駆動機構４１０Ｘと、Ｚ方向に移動するためのＺ駆動機構４１０Ｚを備えている。

　基板供給部７０は、実装部品としてのダイが実装されていない複数の基板１１０を格納可能な基板格納部７２を備えている。尚、図１の例では、基板供給部７０は２つの基板格納部７２を備えているが、基板格納部７２は単数でもよいし、３つ以上でもよい。基板格納部７２は、Ｙ方向駆動機構７０ＹによりＹ方向に移動可能であるとともに、Ｚ方向駆動機構７０ＺによりＺ方向に移動可能である。これらの駆動機構を駆動することにより、基板格納部７２に格納されている基板の中の任意の基板を搬出ポートにセットすることができる。搬出ポートには、基板を＋Ｘ方向に押し出して、搬送レーン５０ａ、搬送レーン５０ｂまで基板を送り出すための基板押出し機構７１が設けられている。

　ボンディングステージ２０は、実装部品としてのダイを基板にボンディングする作業を行う際に、ワークとしての基板を保持するステージである。移動台４２上に固定されたボンディングステージ２０は、移動台４２とともに水平面内において所定範囲をＸ方向に沿って移動可能であり、基板供給部７０から供給される基板を受取り、ボンディング作業位置まで水平移動させることができる。そして、ボンディング作業中はボンディング作業位置にて基板を保持するとともに加熱し、ボンディング作業後は基板を基板収容部８０側に搬送することができる。

　ダイ供給部９０は、ダイボンディング用のダイ（実装部品）を供給する装置である。例えば、多数の半導体チップ（ダイ）にダイシングされた半導体ウエハを保持することができる。
　実装部としてのダイ実装部１０は、ダイを吸着可能なコレットと、コレットをＸＹＺの各方向に移動させるコレット駆動部を備えている。ダイ実装部１０は、ダイ供給部９０においてコレットを用いてダイ１１１を吸着してボンディング作業位置まで搬送し、ボンディングステージ２０上に保持された基板１１０所定位置にダイ１１１を載置する。更に、ダイ１１１を基板１１０に向けて－Ｚ方向に押付け力を付与することができる。

　基板収容部８０は、ボンディング作業が完了してダイが実装された基板を収納可能な基板収納部８２を備えている。尚、図１の例では、基板収容部８０は２つの基板収納部８２を備えているが、基板収納部８２は単数でもよいし、３つ以上でもよい。基板収納部８２は、Ｙ方向駆動機構８０ＹによりＹ方向に移動可能であるとともに、Ｚ方向駆動機構８０ＺによりＺ方向に移動可能である。これらの駆動機構を駆動することにより、基板受渡し位置から基板収納部８２の任意の位置に基板を収容することができる。尚、ボンディングステージ２０と基板収容部８０の間には、搬送レーン６０ａ、搬送レーン６０ｂから基板を＋Ｘ方向に押し出して、基板収納部８２まで基板を送り出すための基板押出し機構８１が設けられている。

　制御部２００は、ダイボンダ１００の動作を制御するためのコンピュータであり、内部には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えている。
　本実施形態にかかる各種処理を実行するためのプログラムは、他のプログラムとともにＲＯＭに記憶させておいてもよいが、ネットワークを介して外部からＲＡＭにロードしてもよい。あるいは、プログラムを記録した記録媒体を介して、ＲＡＭにロードしてもよい。

　Ｉ／Ｏポートは、外部機器やネットワークと接続され、たとえばボンディングに必要なデータの入出力を、外部のコンピュータとの間で行うことができる。また、Ｉ／Ｏポートは、不図示のモニターや入力装置と接続され、ダイボンダの動作状態情報を操作者に表示したり、操作者からの命令を受け付けたりすることができる。

　制御部２００は、基板供給部７０、基板押出し機構７１、移動台４２、基板支持部４００、ボンディングステージ２０、ダイ実装部１０、基板押出し機構８１、基板支持部４１０、基板収容部８０をはじめとする各部の駆動を制御する。制御部２００は、各部の駆動機構やセンサと制御信号の授受が可能に電気的に接続されており、これらを制御する。

（ダイボンディング方法）
　次に、図１に加えて図２、図３、図４Ａ～図４Ｄ、図５Ａ～図５Ｄを参照しながら、ダイボンダ１００を用いたダイボンディング方法について説明する。
　図２は、基板を搬送する動作を説明する便宜のため、ダイボンダ１００の一部を抽出して模式的に示した平面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線に沿って切断した模式的な断面図である。図４Ａ～図４Ｄは、一連の基板搬送作業の各工程（各作業位置）における基板の姿勢を説明するため、ＹＺ断面を模式的に示した断面図である。また、図５Ａ～図５Ｄは、一連の基板搬送作業の各工程（各作業位置）における基板の姿勢を説明するため、Ｙ軸方向から見た模式的な側面図である。尚、図５Ａ～図５Ｄでは、図示の便宜上、搬送レーン５０ａと搬送レーン５０ｂは図示を省略している。

　まずダイボンディングを開始する準備として、ダイとしてのダイ１１１（例えば半導体チップ）を、ダイ供給部９０にセットする。また、被装着部材（ワーク）としての基板１１０を、基板供給部７０の基板格納部７２の所定位置にセットする。
　図２、図３、図４Ａに示すように、基板格納部７２は、支持部７２ａと支持部７２ｂにより、基板１１０の底面のうちＸ方向に延びる２辺に沿って、例えば幅５ｍｍ縁部のみを下から支える構造になっている。これは、基板を基板格納部７２にセットしたり、基板格納部７２から搬送レーンに基板を送り出すときに、干渉や不要な接触が起きないようにするためである。

　図４Ａに示すように、基板格納部７２に格納されている基板１１０は、自重による撓みや基板自体の元々の反りの影響により、中央部が下向き凸になるように変形している。図では、基板に撓みがない状態を一点鎖線１１０ａで、実際の撓んだ状態の基板１１０を実線で示しているが、撓みによるＺ方向の最大変形量（最下部分の変位量）をΔＺとする。

　ダイ供給部９０へのダイのセットと、基板供給部７０への基板の収納が完了すると、制御部２００は、移動台４２を－Ｘ方向に移動させて、基板支持部４００およびボンディングステージ２０を基板受取り位置（図１のＰ１）まで移動させる。

　基板受取り位置には、基板のＸ方向に延びる辺に沿って基板の縁部を下から支える搬送レーン５０ａと搬送レーン５０ｂが配置されている。搬送レーン５０ａ、搬送レーン５０ｂの支持部の上面の高さは、基板格納部７２の支持部７２ａ、支持部７２ｂの上面と等しくなるよう設定されている。基板１１０を基板格納部から搬送レーンに送り出す際に、基板の縁部が搬送レーンの端部に引っ掛からないようにするためである。

　図４Ｂに示すように、この段階では、基板支持部４００の上面の位置は、搬送レーン５０ａと搬送レーン５０ｂの支持部の上面よりもＺ１だけ低くなるように、制御部２００により制御される。図５Ａでは、搬送レーン５０ａ、搬送レーン５０ｂの図示を省略しているが、基板支持部４００の上面の高さは図示の通りである。ここで、Ｚ１は、基板の最大変形量ΔＺ（最下部分の変位量）よりも大きく設定されている。Ｚ１＞ΔＺとするためには、統計的に十分に多数の基板についての予め最大変形量を計測しておき、その中の最大値よりも大きな値をＺ１として定めればよい。あるいは、基板供給部７０に基板の最大変形量を計測するための画像センサ等の計測器を設けておき、基板ごとに最大変形量を計測し、それよりも大きな値をＺ１として定めてもよい。

　基板支持部４００およびボンディングステージ２０を基板受取り位置まで移動させたら、制御部２００は、基板押出し機構７１を駆動して基板１１０の後端を押させて、基板１１０の＋Ｘ方向への送り出しを開始する。図５Ｂでは、搬送レーン５０ａ、搬送レーン５０ｂの図示を省略しているが、搬送レーンで支持されている部分（搬送レーンに送り出された部分）においても、基板１１０は、中央部が下向き凸になるように変形している。

　基板１１０の＋Ｘ方向の端部、すなわち移動方向で見て先端部が基板支持部４００の上空に到達した段階で、制御部２００は基板支持部４００を＋Ｚ方向にＺ１だけ移動させる。
　すなわち、図４Ｃおよび図５Ｃに示すように、基板支持部４００を鉛直方向で見て上方向に移動し、基板支持部４００の平坦な上面の高さを搬送レーン５０ａと搬送レーン５０ｂの支持部の上面の高さに一致させる。この動作により、中央部が下向き凸になるように変形していた基板１１０の底面（最下部分）が基板支持部４００によって持ち上げられ、撓みが解消される。基板１１０の底面は基板支持部４００の平坦な上面に倣うため、基板１１０は平坦な姿勢となる。尚、基板支持部４００を＋Ｚ方向に移動させる動作は、基板１１０の先端部が基板支持部４００の上空に到達した段階で基板押出し機構７１を一旦停止させて行ってもよいし、基板押出し機構７１を駆動しながら行ってもよい。

　基板押出し機構７１を引き続き駆動して基板１１０を＋Ｘ方向に更に送り出すと、基板１１０の先端部は、ボンディングステージ２０に到達する。図５Ｄに示すように、基板支持部４００の上面とボンディングステージ２０の上面は、互いに高さが等しくなるように設定されている。このため、基板１１０はボンディングステージ２０の端部で引っ掛かることなく、スムーズにボンディングステージ２０の上に進行することができる。

　基板１１０をボンディングステージ２０の上に移載したら、制御部２００は、ボンディングステージが備える吸引経路３０（図４Ｄ参照）を介して吸着孔３１（吸着部）から基板を吸引させ、基板１１０をボンディングステージ上に固定する。

　そして、制御部２００は、移動台４２を＋Ｘ方向に移動させて、ボンディングステージ２０をボンディング作業位置（図１のＰ３）まで移動させる。その際、基板の縁部が搬送レーン５０ａ、搬送レーン５０ｂと擦れないようにするため、搬送レーン５０ａ、搬送レーン５０ｂをＹ方向あるいはＺ方向に退避させてもよい。尚、例えば複数のダイを基板１１０にボンディングしようとするときには、Ｐ３ａ、Ｐ３ｂ、Ｐ３ｃ、・・のように複数のボンディング作業位置が設定されるが、基板１１０はそれらの作業位置に順次に位置合わせされる。

　ボンディングステージ２０をボンディング作業位置に移動させたら、制御部２００は、ダイ実装部１０のコレットをダイ供給部９０の所定位置に移動させ、ダイ（半導体チップ）を吸着させてピックアップする。そして、コレットをボンディング作業位置の基板１１０の上に移動させ、コレットを下降させてダイ１１１を基板１１０に当接あるいは近接させ、吸引を停止することにより、ダイを基板上の所定位置に載置する。その後、ボンディングステージ２０のヒータ２４（図４Ｄ参照）を駆動してはんだ等の接合材を加熱してダイ１１１（半導体チップ）を基板１１０にボンディングする。尚、制御部２００は、ボンディング中にコレットがダイ１１１を基板１１０に押し付けるように、ダイ実装部１０のボンディングアームを制御してもよい。接合材が溶融した後にヒータによる加熱を中止し、接合材が固化したら、当該ダイのボンディングが完了する。尚、接合材は、はんだのように加熱により溶融して冷却により固化するものでもよいし、熱硬化型樹脂のように加熱により硬化するものでもよい。

　以上のボンディング作業中、本実施形態では、撓みやすい基板１１０であってもボンディングステージ２０上に撓みがほぼ解消された状態でセットされている。しかも、撓んだ基板と干渉しないようにボンディングステージ２０を上下動させる必要がないため、ボンディングステージ２０の構造をシンプルかつ高剛性することができる。このため、コレットから十分な強さの押付け力を付与することが可能で、ボンディングの位置精度や接着強度といったボンディング品質を高くすることができる。

　基板１１０に対するボンディングが完了したら、制御部２００は、ボンディングステージ２０をボンディング作業位置から＋Ｘ方向に移動させ、基板受渡し位置（図１のＰ２）まで移動させる。すなわち、制御部２００は、移動台４２を駆動して、ボンディングステージ２０および基板支持部４１０を＋Ｘ方向に移動させる。

　基板受渡し位置には、基板のＸ方向に延びる辺に沿って基板の縁部を下から支える搬送レーン６０ａと搬送レーン６０ｂが配置されている。搬送レーン６０ａ、搬送レーン６０ｂの支持部の上面の高さは、基板収納部８２の支持部８２ａ、支持部８２ｂの上面と等しくなるよう設定されている。基板１１０を搬送レーンから基板収納部８２に送り出す際に、基板の縁部が基板収納部８２に引っ掛からないようにするためである。

　基板受渡し位置にボンディングステージ２０が到達すると、制御部２００は、基板押出し機構８１を駆動して基板１１０の後端を押させて、基板１１０の＋Ｘ方向への送り出しを開始する。基板１１０は、ボンディングステージ２０から基板支持部４１０を経由して基板収納部８２に向かうが、ボンディングステージ２０の上面と基板支持部４１０の上面は等しい高さに設定されている。このため、基板１１０は、搬送レーン６０ａ、搬送レーン６０ｂで両側を支持されると同時に、基板支持部４１０により底面を支持され、平坦なまま移送されるため、自重により変形する（撓む）ことがない。

　基板押出し機構８１により、基板１１０はボンディングステージ２０から基板収納部８２まで送り出されるが、この間、基板は平坦に保たれ変形が抑制されている。このため、基板支持部４１０の端部や基板収納部８２の入り口で引っ掛かることなく、基板はスムーズに収納される。
　ダイボンダ１００は、以上の一連の手順により、一つの基板（ワーク）についてのボンディング作業を完了させた後、順次別の基板（ワーク）をボンディングステージ２０にセットし、ボンディングしてゆく。

　以上説明したように、本実施形態によれば、撓みやすい基板等を、引っ掛かり等の機械的な干渉を生じるさせことがなくボンディングステージにセットすることが可能である。しかも、撓んだ基板と干渉しないようにボンディングステージ２０を上下動させる機構を設ける必要がないため、ボンディングステージ２０の構造をシンプルかつ高剛性にすることができる。このため、コレットからの十分な強さの押付け力を受け止めることが可能で、ボンディングの位置精度や接着強度といったボンディング品質を高めることができる。

［実施形態２］
　本発明の実施形態２について、図面を参照して説明する。ただし、実施形態１と共通する部分については、詳細な説明をなるべく省略するものとする。
　実施形態２に係るダイボンダも、実施形態１において図１～図５Ｄを参照して説明したように、基板をボンディングステージにセットする際に、基板支持部４００の上面の位置を制御して基板の撓みを解消し、引っ掛かり等の機械的な干渉が生じるのを防ぐ。

　ただし、実施形態２に係るダイボンダは、ボンディングステージに基板をセットした際の基板の保持方法が実施形態１とは異なる。実施形態１では、基板供給部７０から供給された基板がボンディングステージの上面に載置されると、基板はそのままの姿勢で吸着孔３１（吸着部）により吸引されてボンディングステージ上に固定された。しかし、自重による撓みは解消されたとしても、基板自身に反りがある場合等には、吸着に支障をきたしたり、基板が適切な位置・姿勢で固定されなくなる可能性があった。

　そこで、本実施形態では、基板供給部７０から供給された基板がボンディングステージの上面に載置された後、基板支持部４００及び／または基板支持部４１０を用いて、ボンディングステージ上に載置された基板をクランプする。すなわち、ボンディングステージと基板支持部とで基板を挟持（把持）する。基板支持部４００及び／または基板支持部４１０は、平面視で基板（ワーク）の搬送方向に沿った２辺とは異なる辺に沿って基板をクランプするクランプ部としての機能を備える。

　図６Ａ～図６Ｄを参照して、基板をクランプ（挟持）する動作について説明する。本実施形態では、基板支持部４００及び／または基板支持部４１０を用いて基板をクランプするが、ここでは基板支持部４００と基板支持部４１０の両方を用いてクランプ動作する例を示す。

　まず、基板供給部７０からボンディングステージ２０への基板１１０の移送が完了した段階では、各部の位置関係は、図６Ａに示す状態である。すなわち、基板支持部４００は、Ｘ方向についてみれば、ボンディングステージ２０に対して－Ｘ側に隣接または近接しており、Ｚ方向についてみれば、基板支持部４００の上面はボンディングステージ２０の上面と等しい高さにある。また、基板支持部４１０は、Ｘ方向についてみれば、ボンディングステージ２０に対して＋Ｘ側に隣接または近接しており、Ｚ方向についてみれば、基板支持部４１０の上面はボンディングステージ２０の上面より低い位置にある。尚、基板支持部４１０については、上面のＺ方向の位置は、図示の位置に限らなくともよい。

　図６Ｂは、挟持動作の第１段階を模式的に示しており、基板支持部４００及び基板支持部４１０を＋Ｚ方向に移動させている。基板支持部４００及び基板支持部４１０の各々は、水平方向に延在する板状部分を備えるが、その下面である４００ＬＳと４１０ＬＳが、ボンディングステージ２０上の基板１１０の上面よりもＺ方向に見て高い位置になるように＋Ｚ方向に移動させる。制御部２００は、Ｚ駆動機構４００ＺとＺ駆動機構４１０Ｚ（図３参照）を制御して、係る動作を制御する。

　次に、図６Ｃに示すように、基板支持部４００を＋Ｘ方向に、基板支持部４１０を－Ｘ方向に、移動させる。基板支持部４００は、搬送方向（＋Ｘ方向）に見て基板１１０の端を超える位置まで進行し、基板支持部４１０は、搬送方向と反対（－Ｘ方向）に見て基板１１０の端を超える位置まで進行する。すなわち、Ｚ方向から平面視すれば、基板支持部４００および基板支持部４１０は、基板１１０の４辺のうち、Ｙ方向に沿って伸びる辺を超える位置まで、すなわち辺に沿った縁部と重なる位置まで進行する。この平面視での重なり量は、任意であるが、ダイのボンディング作業を行う際に、基板支持部４００および基板支持部４１０がコレットと干渉しない範囲内で設定する。

　次に、図６Ｄに示すように、基板支持部４００および基板支持部４１０を－Ｚ方向に移動させ、各々の下面である４００ＬＳと４１０ＬＳを基板の縁部上面と当接させ、所定の圧力でボンディングステージ２０に押付けて基板をクランプする。そして、制御部２００は、ボンディングステージが備える吸引経路３０を介して吸着孔３１（吸着部）から基板を吸引させ、基板１１０をボンディングステージ上に固定する。尚、本実施形態では、クランプ部としての４００ＬＳと４１０ＬＳは、基板支持部（ワーク支持部）としての基板支持部４００および基板支持部４１０と一体化しているため、装置の構成をシンプルにすることができる。

　その後、実施形態１と同様にボンディング作業を行い、終了後にクランプ動作とは逆の手順で基板支持部４００および基板支持部４１０を動作させて基板１１０をクランプ状態から解放し、基板収納部８２への収納動作を行う。

　本実施形態によれば、ボンディングステージ上に基板を固定する際、実施形態１と同様の効果を得ることができるだけでなく、基板自体の反りやうねりを低減して基板をボンディングステージ上に固定することができる。このため、ボンディングの位置精度や接着強度といったボンディング品質を更に高めることができる。
［実施形態３］

　本発明の実施形態３について、図面を参照して説明する。ただし、実施形態１あるいは実施形態２と共通する部分については、詳細な説明をなるべく省略するものとする。
　実施形態３に係るダイボンダも、実施形態１において図１～図５Ｄを参照して説明したように、基板をボンディングステージにセットする際に、基板支持部４００の上面の位置を制御して基板の撓みを解消し、引っ掛かり等の機械的な干渉が生じるのを防ぐ。

　更に、実施形態２と同様に、基板をボンディングステージに載置した後、図６Ａ～図６Ｄに示したように、基板支持部４００および基板支持部４１０を動作させる。ただし、実施形態２では、図６Ｄに示した状態で吸引経路３０を介して吸着孔３１（吸着部）から基板を吸引したが、本実施形態はこの段階ではまだ基板の吸着は行わない。

　本実施形態では、図６Ｄに示すように基板支持部４００および基板支持部４１０を基板１１０に当接させた後、基板支持部４００および基板支持部４１０を用いて、基板にＸ方向の引張り力を与え、基板の反りやうねりを更に低減させる。

　すなわち、図７Ａに示すように、基板支持部４００を基板１１０に当接させたまま－Ｘ方向に引張り力を与えるとともに、基板支持部４１０を基板１１０に当接させたまま＋Ｘ方向に引張り力を与える。このように、基板の両側から引張力を付与することにより、基板自体の反りやうねりが効果的に低減される。制御部２００は、Ｘ駆動機構４００ＸとＸ駆動機構４１０Ｘ（図３参照）を制御して、係る引張り動作を制御する。

　言い換えれば、本実施形態のダイボンダは、ワークの第１の辺をクランプする第１クランプ部と、ワークの第２の辺をクランプする第２クランプ部とを有する。そして、ワークをクランプした後、第１クランプ部と第２クランプ部は、平面視で互いに離間する方向の力をワークに付与するのである。

　係る引張り動作の後、本実施形態では図７Ｂに示すように、基板支持部４００および基板支持部４１０を基板１１０に当接させたまま、吸引経路３０を介して吸着孔３１から基板を吸引させ、基板１１０をボンディングステージ２０上に固定する。

　その後、実施形態１と同様にボンディング作業を行い、終了後に図６Ａ～図６Ｄのクランプ動作とは逆の手順で基板支持部４００および基板支持部４１０を動作させて基板１１０をクランプ状態から解放し、基板収納部８２への収納動作を行う。
　上記の説明においては、基板支持部４００を基板１１０に当接させたまま－Ｘ方向に引張り力を与えるとともに、基板支持部４１０を基板１１０に当接させたまま＋Ｘ方向に引張り力を与えることで、基板の両側から引張力を付与する例を示した。しかし、基板支持部４００または基板支持部４１０のいずれか一方は基板１１０をクランプした状態で、他方が基板１１０に当接させたままボンディングステージから遠ざかるＸ方向に引張り力を与えることで基板に引張力を付与してもよい。

　本実施形態によれば、ボンディングステージ上に基板を固定する際、実施形態２と同様の効果を得ることができるだけでなく、基板自体の反りやうねりを、より一層効果的に低減して基板をボンディングステージ上に固定することができる。このため、ボンディングの位置精度や接着強度といったボンディング品質を更に高めることができる。

［実施形態４］
　本発明の実施形態４について、図面を参照して説明する。
　本実施形態の主要構成と動作は、実施形態１と同様であるが、基板支持部４００およびボンディングステージ２０の肩部の形状が異なる。

　すなわち、図８に示すように、基板支持部４００は、基板供給部７０側の肩部にテーパ部４００ａを備えており、ボンディングステージ２０は、基板支持部４００側の肩部にテーパ部２０ａを備えている。尚、各テーパ部の形状は、図示のような直線的な面取り形状でなくとも、Ｒ形状のような曲面でもよい。

　本実施形態によれば、基板が自重で撓んでいたとしても、テーパ部を備えることにより接触時の衝撃を低減できるため、図４Ｂに示すＺ１を小さく設定することができる。すなわち、必ずしもＺ１＞ΔＺにしなくとも、引っ掛かりなく基板を移送することが可能である。したがって、基板支持部４００をＺ方向に駆動するＺ駆動機構４００Ｚのストロークを小さくすることができる。

［他の実施形態］
　なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形や組み合わせが可能である。
　例えば、実施形態４のようなテーパ部を備える基板支持部４００およびボンディングステージ２０を、実施形態２や実施形態３の動作をするダイボンダに用いてもよい。
　また、基板支持部４００および基板支持部４１０は、移動台４２上に支持されていなくてもよい。

　ダイは、半導体素子（半導体チップ）には限られず、例えば抵抗素子、コンデンサ等の電子部品であってもよい。ワークは、プリント基板、フレキシブル基板、リードフレーム等の種々の被装着部材を用いることができる。
　本発明は、半導体チップをダイボンディングする半導体の製造方法の他に、電子部品等の部品を実装する物品の製造方法に広く用いることができる。

　本発明は、半導体チップをダイボンディングする装置や、電子部品等を回路基板等に実装する装置、等において広く実施することができる。
　本発明は、上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。したがって、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

０１・・・架台／１０・・・ダイ実装部／２０・・・ボンディングステージ／２０ａ・・・テーパ部／２４・・・ヒータ／３０・・・吸引経路／３１・・・吸着孔／４１・・・ステージ移動用軌道／４２・・・移動台／５０ａ、５０ｂ・・・搬送レーン／６０ａ、６０ｂ・・・搬送レーン／７０・・・基板供給部／７１・・・基板押出し機構／７２・・・基板格納部／８０・・・基板収容部／８１・・・基板押出し機構／８２・・・基板収納部／９０・・・ダイ供給部／１００・・・ダイボンダ／１１０・・・基板／１１１・・・ダイ／２００・・・制御部／４００・・・基板支持部／４００ａ・・・テーパ部／４１０・・・基板支持部

Claims

　ワークを供給する供給部と、
　前記供給部から供給された前記ワークを保持するボンディングステージと、
　前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに向けて搬送する搬送レーンと、
　前記供給部と前記ボンディングステージの間に配置されるワーク支持部と、
　前記ボンディングステージに保持された前記ワークに実装部品を載置する実装部と、を備え、
　前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに供給する際に、
　前記搬送レーンは、平面視で前記ワークの搬送方向に沿った前記ワークの２辺を支持し、
　前記ワーク支持部が前記ワークの最下部分を支持してから、前記ワークは前記ボンディングステージに導かれる、
　物品の製造装置。
　前記ワーク支持部は上下動が可能であり、
　前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに供給する際に、
　前記ワーク支持部は、前記搬送方向における前記ワークの先端が前記ワーク支持部の上に到達するまでは、鉛直方向に見て前記搬送レーンにより支持された前記ワークの最下部分よりも低く位置し、
　前記ワークの先端が前記ワーク支持部の上に到達した後であって、前記ボンディングステージに到達する前に、前記ワーク支持部は鉛直方向に見て上方向に移動して前記ワークの最下部分を支持し、
　前記ワーク支持部が前記ワークの最下部分を支持してから、前記ワークは前記ボンディングステージに導かれる、
　請求項１に記載の物品の製造装置。
　前記ボンディングステージに前記ワークを載置した後、前記実装部が前記実装部品を前記ワークに載置する前に、平面視で前記ワークの前記搬送方向に沿った前記２辺とは異なる辺に沿って前記ワークをクランプするクランプ部を備える、
　請求項１または２に記載の物品の製造装置。
　前記クランプ部は、前記ワーク支持部と一体化されている、
　請求項３に記載の物品の製造装置。
　前記ボンディングステージは、前記ワークを吸着する吸着部を備え、
　前記吸着部は、前記ワークを前記クランプ部がクランプした後、前記ワークを吸着する、
　請求項３または４に記載の物品の製造装置。
　前記クランプ部は、前記ワークの第１の辺をクランプする第１クランプ部と、前記ワークの第２の辺をクランプする第２クランプ部とを有し、前記ワークをクランプした後、前記第１クランプ部と前記第２クランプ部は、平面視で互いに離間する方向の力を前記ワークに付与する、
　請求項３に記載の物品の製造装置。
　前記ボンディングステージは、前記ワークを吸着する吸着部を備え、
　前記第１クランプ部と前記第２クランプ部が、平面視で互いに離間する方向の力を前記ワークに付与した後、前記吸着部は前記ワークを吸着する、
　請求項６に記載の物品の製造装置。
　前記ワーク支持部は、前記供給部に面する側にテーパ部を有する、
　請求項１乃至７のいずれか１項に記載の物品の製造装置。
　前記ボンディングステージは、前記ワーク支持部に面する側にテーパ部を有する、
　請求項１乃至８のいずれか１項に記載の物品の製造装置。
　前記ワークは基板で、前記実装部品は半導体チップである、
　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の物品の製造装置。
　ワークを供給する供給部と、
　前記供給部から供給された前記ワークを保持するボンディングステージと、
　前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに向けて搬送する搬送レーンと、
　前記供給部と前記ボンディングステージの間に配置されるワーク支持部と、
　前記ボンディングステージに保持された前記ワークに実装部品を載置する実装部と、を備えた装置を用いた物品の製造方法であって、
　前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに供給する際に、
　前記搬送レーンは、平面視で前記ワークの搬送方向に沿った前記ワークの２辺を支持し、
　前記ワーク支持部が前記ワークの最下部分を支持してから、前記ワークは前記ボンディングステージに導かれる、
　物品の製造方法。
　前記ワーク支持部は上下動が可能であり、
　前記ワークを前記供給部から前記ボンディングステージに供給する際に、
　前記搬送レーンは、平面視で前記ワークの搬送方向に沿った前記ワークの２辺を支持し、
　前記ワーク支持部は、前記搬送方向における前記ワークの先端が前記ワーク支持部の上に到達するまでは、鉛直方向に見て前記搬送レーンにより支持された前記ワークの最下部分よりも低く位置し、
　前記ワークの先端が前記ワーク支持部の上に到達した後であって、前記ボンディングステージに到達する前に、前記ワーク支持部は鉛直方向に見て上方向に移動して前記ワークの最下部分を支持し、
　前記ワーク支持部が前記ワークの最下部分を支持してから、前記ワークは前記ボンディングステージに導かれる、
　請求項１１に記載の物品の製造方法。
　前記ボンディングステージに前記ワークを載置した後、前記実装部が前記実装部品を前記ワークに載置する前に、平面視で前記ワークの前記搬送方向に沿った前記２辺とは異なる辺に沿ってクランプ部が前記ワークをクランプする、
　請求項１１または１２に記載の物品の製造方法。
　前記ボンディングステージは、前記ワークを吸着する吸着部を備え、
　前記吸着部は、前記ワークを前記クランプ部がクランプした後、前記ワークを吸着する、
　請求項１３に記載の物品の製造方法。
　前記クランプ部は、前記ワークの第１の辺をクランプする第１クランプ部と、前記ワークの第２の辺をクランプする第２クランプ部とを有し、前記ワークをクランプした後、前記第１クランプ部と前記第２クランプ部は、平面視で互いに離間する方向の力を前記ワークに付与する、
　請求項１３に記載の物品の製造方法。
　前記ボンディングステージは、前記ワークを吸着する吸着部を備え、
　前記吸着部は、前記第１クランプ部と前記第２クランプ部が、平面視で互いに離間する方向の力を前記ワークに付与した後、前記ワークを吸着する、
　請求項１５に記載の物品の製造方法。
　前記ワークは基板で、前記実装部品は半導体チップである、
　請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の物品の製造方法。