DE19734317A1 - Die bonder for semiconductor manufacturing - Google Patents

Abstract

The die bonder has a wafer holder, an arrangement for controlled movement of each chip to be bonded to an extraction position and an arrangement for transferring the chip to a carrier at the bonding position. The bonding position (17) is directly at the extraction point which is opposite it in a direction transverse to the plane of the wafer (4). The chip transfer device is an ejector (18) with which each chip is transferred from the extraction point or wafer directly to the carrier (3)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bonder gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a bonder according to the preamble of claim 1.

Bonder dieser Art sind bekannt und werden in der Halbleiterfertigung dazu verwendet, um Chips von einem getrennten bzw. gesägten Wafer auf einen Träger zu übertragen. Dieses Trägermaterial ist beispielsweise ein Leadframe, auf dem die Chips in einer vorgegebenen Orientierung und Lage positioniert und fixiert werden. Der in die einzelnen Chips zertrennte Wafer ist auf einer Trägerfolie aufgespannt, die in einer Halterung (Waferspannvorrichtung oder Expander) gedehnt und fixiert ist. Zur Übertragung der Chips vom Wafer an den Träger verwenden bekannte Bonder ein aufwendiges Transportsystem, mit dem die einzelnen Chips jeweils nacheinander von der Folie abgenommen und auf den Träger aufgesetzt werden. Wegen der geforderten hohen Genauigkeit beim Bonden ist dieses Transportsystem sowohl in der Konstruktion, als auch in der Steuerung aufwendig. Da relativ große Wege zurückgelegt werden müssen, ist weiterhin auch die Leistung eines solchen Bonders begrenzt.Bonders of this type are known and are used in semiconductor production to to transfer chips from a separated or sawn wafer to a carrier. This carrier material is, for example, a lead frame on which the chips are placed in one given orientation and position can be positioned and fixed. The one in the individual chips separated wafer is stretched on a carrier film, which in a Bracket (wafer chuck or expander) is stretched and fixed. For Known bonders use a transfer of the chips from the wafer to the carrier elaborate transport system with which the individual chips one after the other from the Film removed and placed on the carrier. Because of the high demanded This transport system is accurate in terms of both construction and construction complex to control. Because relatively large distances have to be covered the performance of such a bonder is also limited.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Bonder aufzuzeigen, der bei vereinfachter Konstruktion eine hohe Leistung ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Bonder entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.The object of the invention is to avoid these disadvantages and a bonder to show, which enables high performance with simplified construction. For To solve this problem, a bonder is designed according to claim 1.

Bei der Erfindung erfolgt das Bonden unmittelbar am Wafer, und zwar dadurch, daß der Träger an der Bondposition unmittelbar dem zu bondenden Chip gegenüberliegt und dieser Chip mittels des Ausstoßers von dem Wafer direkt an den Träger verbracht wird. Der Wafer bzw. die Ebene der diesen Wafer tragenden Trägerfolie und die Ebene des Trägers an der Bondposition können an sich beliebig im Raum orientiert sein. Wesentlich ist lediglich, daß beide Ebenen zueinander parallel oder im wesentlichen parallel sind, so daß das Aufbringen des jeweiligen Chip auf den Träger mit dem Ausstoßer unter Durchstoßen der Trägerfolie möglich ist. In the invention, the bonding is carried out directly on the wafer, in that the Carrier at the bond position is directly opposite the chip to be bonded and this chip is brought from the wafer directly to the carrier by means of the ejector. The wafer or the level of the carrier film carrying this wafer and the level of the Carriers at the bond position can be oriented as desired in space. Essential is only that both planes are parallel or substantially parallel to each other, so that the application of the respective chip on the carrier with the ejector below Puncturing the carrier film is possible.  

Ist die Ebene des Wafers beispielsweise eine horizontale oder im wesentlichen horizontale Ebene, so kann der Träger an der Bondposition oberhalb oder unterhalb des Wafer vorgesehen sein, so daß dann das Aufbringen des Chip auf den Träger von unten bzw. von oben mit dem Ausstoßer erfolgt. Der Ausstoßer führt dabei lediglich eine Hubbewegung in einer Achsrichtung aus.For example, the level of the wafer is horizontal or essentially horizontal plane, so the carrier at the bond position above or below the Wafers may be provided so that the chip is then applied to the carrier from below or from above with the ejector. The pusher only carries one Stroke movement in an axial direction.

Auch bei der Erfindung ist der Wafer bevorzugt auf einer Trägerfolie gehalten, die ihrerseits gedehnt an ihrem Rand in einer Halterung eingespannt ist. Die Erfindung eignet sich insbesondere für die sogenannte Lead-On-Chip (LOC-Technologie), sie ist aber auch für andere Technologien und Prozesse geeignet. Insbesondere können bei der Erfindung unterschiedlichste Arten von Trägermaterialien (Reel to Reel, Leadframes usw.) verwendet werden. Auch die Größen der verwendeten Wafer und/oder der einzelnen Chips ist an beliebig.In the invention, too, the wafer is preferably held on a carrier film in turn is stretched clamped in a holder at its edge. The invention is suitable in particular for the so-called lead-on-chip (LOC technology), but it is also suitable for other technologies and processes. In particular, in the invention Different types of carrier materials (reel to reel, lead frames, etc.) are used become. The sizes of the wafers used and / or the individual chips are also shown any.

Der besonderer Vorteil besteht darin, daß mit der Erfindung Wafer mit sehr großem Scheibendurchmesser mit hoher Leistung verarbeitet werden können, was insbesondere mit herkömmlichen Bondern nicht möglich ist, da dort die für das Transportsystem notwendigen Wege abhängig sind von dem Scheibendurchmesser.The particular advantage is that with the invention, very large wafers Disc diameter can be processed with high performance, which in particular is not possible with conventional bonders, because there they are for the transport system necessary paths depend on the disc diameter.

Zum eigentlichen Bonden, d. h. zum Verbinden des jeweiligen Chips mit dem Träger sind die unterschiedlichsten Verbindungstechniken denkbar, beispielsweise thermoplastische Kleber, doppelseitige Klebebänder, Epoxykleber, aber auch heiße Prozesse, wie Eutektikbonden, Lötbonden, Aktivlöten usw.For the actual bonding, i.e. H. for connecting the respective chip to the carrier the most diverse connection technologies conceivable, for example thermoplastic Glue, double-sided tapes, epoxy glue, but also hot processes, such as Eutectic bonding, solder bonding, active soldering, etc.

Die Vorteile der Erfindung gegenüber herkömmlichen Bonder sind u. a.:
The advantages of the invention over conventional bonders include:

• - Extrem kurze Wege bzw. Bewegungen;- Extremely short distances or movements;
• - Einsparung insbesondere eines aufwendigen Transportsystems;- Saving in particular a complex transport system;
• - Sehr vereinfachte Abläufe;- Very simplified processes;
• - Reduzierung der Equipment-Kosten durch den vereinfachten Aufbau;- Reduction of equipment costs due to the simplified structure;
• - Steigerung des Durchsatzes bzw. der Leistung; - increase throughput or performance;  
• - Erhöhung der Maschinenverfügbarkeit;- increase machine availability;
• - Hohe Betriebssicherheit durch einfache Konstruktion;- High operational reliability through simple construction;
• - Geringer Flächen- und Raumbedarf durch optimierte Anordnung der Komponenten der Vorrichtung bzw. des Bonders;- Small space and space requirements due to optimized arrangement of the components the device or the bonder;
• - Hohe Leistung auch bei den Wafern mit großem Scheibendurchmesser.- High performance even for wafers with a large wafer diameter.

Die Positionierung des jeweiligen Chip relativ zu dem an der Bondposition bereitstehenden Träger erfolgt dadurch, daß die Halterung für den Wafer auf einen in wenigstens zwei Achsen verstellbaren Tisch oder Schlitten vorgesehen ist, vorzugsweise auf einem Tisch, der zusätzlich auch um eine zu den beiden Achsen senkrechte dritte Achse drehbar ist. Die Steuerung des Tisches erfolgt aufgrund von Daten, die ein Chip- Prüf- und Erkennungssystem liefert, mit dem der Wafer bzw. die einzelnen Chips geprüft und in ihrer Lager erfaßt wurden. Mit dem Ausstoßen wird der jeweilige Chip vom Wafer abgenommen und gleichzeitig auf den Träger aufgebracht. Anschließend erfolgt dann vorzugsweise zeitparallel der Vorschub des Trägers und die Bewegung des Schlittens oder Wafertisches, um einen neuen Chip an der Bondposition zu positionieren.The positioning of the respective chip relative to that at the bond position The carrier is provided by placing the holder for the wafer on an in at least two axes adjustable table or slide is provided, preferably on a table, which also has a third perpendicular to the two axes Axis is rotatable. The table is controlled on the basis of data that a chip Test and detection system with which the wafer or the individual chips are checked and were captured in their camp. With the ejection, the respective chip is removed from the wafer removed and simultaneously applied to the carrier. Then follows preferably parallel to the advance of the carrier and the movement of the carriage or Wafer table to position a new chip at the bond position.

Wird für das Bonden ein thermoplastischer Kleber verwendet, so wird dieser bevorzugt vor dem Bonden auf den Träger aufgebracht und beim Bonden durch Laserenergie oder elektrische Widerstandserwärmung oder andere Techniken auf Verarbeitungstemperatur gebracht. Werden zum Bonden vernetzbare Kleber verwendet, so ist an der Bondposition beispielsweise eine das Vernetzen bewirkende Energiequelle, beispielsweise eine UV- Strahlungsquelle vorhanden.If a thermoplastic adhesive is used for the bonding, this is preferred applied to the carrier before bonding and during bonding by laser energy or electrical resistance heating or other techniques to processing temperature brought. If crosslinkable adhesives are used for bonding, it is at the bond position For example, an energy source that causes crosslinking, for example a UV Radiation source available.

Bevorzugt ist die Vorrichtung so ausgeführt, daß immer dann, wenn ein Wafer in einer Arbeitsstation verarbeitet wird ein weiterer Wafer in einer Prüfstation geprüft und die einzelnen Chips in ihrer Lager erfaßt und registriert werden. Das an der Prüfstation vorgesehene Erkennungssystem erfaßt jede einzelne Chipposition (X, Y und Theta) und errechnet hieraus die exakte Bondposition. Der jeweilige, auf der Trägerfolie befestigte Wafer wird hierbei bereits in der Prüfstation auf der am Wafertisch bzw. Schlitten vorgesehenen Waferspannvorrichtung (Expander) aufgespannt und verbleibt in diesem aufgespannten Zustand und vorzugsweise auch auf dem Wafertisch, wenn dieser Wafer dann von der Prüfstation in die Arbeitsstation bewegt wird. Immer dann, wenn ein Wafer abgearbeitet ist, kann bereits der vorbereitete neue Wafer in die Arbeitsstation gebracht werden. Es werden sofort die errechneten Chippositionen angefahren. Es sind kein Chiperkennen und auch kein Nachkorrektur notwendig. Die Vorteile dieses Systems sind die Minimierung der Waferwechselzeiten durch zeitneutralen Waferwechsel. Weiterhin entfallen beim Bonden Erkennungszeiten, Rechenzeiten, Zeiten für eine Nachkorrektur der Positionierung der Waferspannvorrichtung (Expander). Hierdurch ergibt sich eine weitere Zeitersparnis und damit Verbesserung der Leistung.The device is preferably designed such that whenever a wafer is in a Another wafer is processed in a test station and processed individual chips are recorded and registered in their warehouse. That at the test station Detection system provided detects each individual chip position (X, Y and theta) and uses this to calculate the exact bond position. The respective, attached to the carrier film Wafer is already in the test station on the wafer table or slide provided clamping device (expander) clamped and remains in this  clamped state and preferably also on the wafer table if this wafer then moved from the test station to the work station. Whenever a wafer has been processed, the prepared new wafer can already be brought into the work station become. The calculated chip positions are approached immediately. They are not Chip detection and no correction necessary. The advantages of this system are the minimization of wafer changing times through time-neutral wafer changes. Farther Detection times, computing times, and times for a post-correction are omitted when bonding the positioning of the wafer chuck (expander). This results in a further time savings and thus an improvement in performance.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with the aid of an exemplary embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht einen Bonder gemäß der Erfindung; Figure 1 in a simplified representation and in plan view a bonder according to the invention.

Fig. 2 und 3 den Bonder der Fig. 1 in Teildarstellung und im Vertikalschnitt und in verschiedenen Arbeitszuständen; FIGS. 2 and 3 the bonder of FIG. 1 in partial representation and in vertical section and in different working states;

Fig. 4 in vereinfachter schematischer Darstellung eine Gesamt-Seitenansicht des Bonders. Fig. 4 in a simplified schematic representation of an overall side view of the bonder.

Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Bonder dient zum lagegenauen Aufbringen und Fixieren von Halbleiterchips 2 auf hierfür vorgesehene Bereiche eines Leadframe 3. Letztere besitzt die dem Fachmann bekannte Ausbildung, d. h. der Leadframe ist aus einem dünnen Metallblech, beispielsweise durch Stanzen derart hergestellt, daß er zwei in Leadframe-Längsrichtung verlaufende Abschnitte 3' und eine Vielzahl von quer und parallel zu diesen Abschnitten 3' verlaufende Stege 3'' aufweist, die u. a. Bereiche 3''' bilden, an denen die Chips 2 beispielsweise mit ihrer aktiven Seite befestigt werden, und zwar unter Verwendung einer geeigneten Bond-Technik. The bonder, generally designated 1 in the figures, is used to apply and fix semiconductor chips 2 to the regions of a leadframe 3 provided for this purpose. The latter has the form known in the art, that is, the lead frame is made of a thin metal sheet, for example by stamping in such a way that it has two extending in the lead frame longitudinal sections 3 'and a plurality of transversely and parallel to these portions 3' extending webs 3 ''which, inter alia, form areas 3 ''' to which the chips 2 are attached, for example, with their active side, using a suitable bonding technique.

Die Besonderheit des Bonders 1 besteht darin, daß eine direkte Übergabe der Chips 2 von dem jeweiligen, eine Vielzahl solcher Chips aufweisenden Wafer 4 an dem Leadframe 3 erfolgt, die bisher bei Bondern üblichen und notwendigen Manipulatoren mit den Pick- und Place-Elementen zum Entnehmen eines Chips 2 vom Wafer 4 und zur Übertragung dieses Chip an den Leadframe entfallen. Die Verarbeitung der Wafer 4 erfolgt auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Form, daß dieser Wafer auf einer dehnbaren Träger-Folie 5 (Kunststoffolie) mit einer Seite befestigt ist und auf dieser Folie 5 an den vorgesägten Sägelinien 6 in die einzelnen Chips zertrennt ist. Die Folie 5 ist mit ihrem Rand in einem Haltering 7 befestigt. Mit diesem Ring 7 wird die Folie 5 in einer Halterung 8 (Waferspannvorrichtung oder Expander) eingespannt, die eine Fixierung sowie zugleich auch Dehnung der Folie 5 bewirkt und in der Fig. 2 sehr vereinfacht durch eine ringförmige Anlage 9, gegen die die Folie 5 bei der für die Fig. 2 gewählten Darstellung mit ihrer Unterseite anliegt, sowie von einem oberen, ringförmigen Andrück- oder Einspannelement 10 gebildet ist, welches auf dem Haltering 7 wirkt.The special feature of the bonder 1 is that the chips 2 are transferred directly from the respective wafer 4 , which has a large number of such chips, to the lead frame 3 , the manipulators with the pick and place elements which have been customary and necessary in bonders so far of a chip 2 from the wafer 4 and to transfer this chip to the leadframe are eliminated. The processing of the wafers 4 also takes place in the device according to the invention in such a way that this wafer is fastened on one side to a stretchable carrier film 5 (plastic film) and is cut into the individual chips on this film 5 at the sawn-saw lines 6 . The edge of the film 5 is fastened in a retaining ring 7 . With this ring 7 , the film 5 is clamped in a holder 8 (wafer tensioning device or expander), which causes the film 5 to be fixed and at the same time stretched, and in FIG. 2 is very simplified by an annular system 9 , against which the film 5 is attached of the illustration chosen for FIG. 2 rests with its underside, and is formed by an upper, annular pressing or clamping element 10 , which acts on the retaining ring 7 .

Die Halterung 8 ist Bestandteil einer Aufnahme bzw. eines Schlittens 11, der als XY- Schlitten in der X-Achse und Y-Achse durch einen Steuerantrieb bewegbar und zugleich die Z-Achse (X, Y und Theta) drehbar ist, und zwar gesteuert von einer Steuereinrichtung 12 bzw. von dort gespeicherten Daten, die bei einer vorausgegangenen Vermessung der Chips 2 bzw. des Wafers 4 gewonnen wurde und die insbesondere auch die Lage der jeweils "schlechten" und "guten" Chips 2 genau definieren. Bei in der Halterung 8 eingespannter Folie 5 liegt die Ebene dieser Folie parallel zur der X-Y-Ebene. Der Schlitten 11 ist Bestandteil einer Kassette bzw. Aufnahme 13 bzw. 13a (Fig. 4), die ihrerseits aus einer Prüfstation 14 bzw. 14a, in der die einzelnen Chips 2 vermessen und in ihrer Lage definiert werden, in eine Arbeitsposition 15 bewegbar ist, in der das oben bereits erwähnte Bonden der Chip 2 erfolgt und die in den Fig. 1-3 jeweils dargestellt ist.The holder 8 is part of a receptacle or a slide 11 which is movable as a XY slide in the X-axis and Y-axis by a control drive and at the same time the Z-axis (X, Y and theta) is rotatable, specifically controlled from a control device 12 or from data stored there, which was obtained during a previous measurement of the chips 2 or the wafer 4 and which in particular also precisely define the position of the "bad" and "good" chips 2 . When the film 5 is clamped in the holder 8 , the plane of this film lies parallel to the XY plane. The carriage 11 is part of a cassette or receptacle 13 or 13 a ( FIG. 4), which in turn from a test station 14 or 14 a, in which the individual chips 2 are measured and their position is defined, into a working position 15 is movable, in which the above-mentioned bonding of the chip 2 takes place and which is shown in FIGS. 1-3.

Bei der Vorrichtung der Fig. 1-4 wird die Folie 5 so an der Halterung 8 eingespannt, daß sich die Chip 2 an der Unterseite dieser Folie 5 finden. Weiterhin wird bei dieser Ausführung der Leadframe 3 derart an einer Bondposition 17 der Arbeitsstation 15 vorbeibewegt, daß er sich ebenfalls unterhalb der Folie 5 befindet, und zwar in einer Ebene parallel zur X-Y-Ebene sowie mit einem Abstand von dem Wafer 4 bzw. von dem der Folie 5 haftenden Chips 2. Die Bewegung des Leadframe 3 erfolgt getaktet durch Vorschubrollen 16. Zum genauen Positionieren sind z. B. Indexstifte vorgesehen, die in die in wenigstens einem Abschnitt 3' vorgesehenen Perforationslöcher 3'''' eingreifen, und/oder es erfolgt eine optische Abtastung der Perforationslöcher 3''''. Bei dem getakteten Vorschub des Leadframe 3 ist somit eine sehr exakte Positionierung des jeweiligen Bereiches 3''' an der Bondposition 17 möglich, an der die Übergabe eines Chips 2 von dem Wafer 4 direkt an den bereitstehenden Bereich 3''' erfolgt. An einer der Bondposition unmittelbar gegenüberliegenden Übergabeposition 17' befindet sich an der Aufnahme 13 bzw. 13a ein Ejector 18, der in einer Achsrichtung senkrecht zur X-Y-Ebene bzw. der Aufspannebene E der Trägerfolie 5 mittels eines Antriebs für einen vorgegebenen Hub bewegbar ist, und zwar aus einer Ausgangsstellung, in der dieser Ejector 18 mit mehreren, räumlich versetzten Nadeln 19 gegen die Oberseite der Folie 5 anliegt (Fig. 2) in einer Arbeitsstellung, in der der Ejector 18 soweit nach unten bewegt ist, daß die Nadeln 19 unter Durchstoßen der Folie 5 gegen den von der Folie 5 abgezogenen und an einem Bereich 3''' angedrückten Chip 2 anliegen.In the device of FIGS. 1-4, the film 5 is clamped on the holder 8 so that the chip 2 can be found on the underside of this film 5 . Furthermore, in this embodiment, the lead frame 3 is moved past a bond position 17 of the work station 15 in such a way that it is also below the film 5 , in a plane parallel to the XY plane and at a distance from the wafer 4 or from the the film 5 adhering chips 2 . The movement of the leadframe 3 is clocked by feed rollers 16 . For exact positioning z. B. index pins are provided which engage in the perforation holes 3 '''' provided in at least one section 3 ', and / or there is an optical scanning of the perforation holes 3 ''''. With the clocked advance of the leadframe 3 , a very exact positioning of the respective area 3 '''at the bond position 17 is thus possible, at which the transfer of a chip 2 from the wafer 4 directly to the area 3 ''' provided. On one of the bonding position directly opposite the transfer position 17 'is located on the receptacle 13 or 13 a is an ejector 18, which perpendicularly in an axial direction to the XY plane or the clamping plane E of the backing film 5 is movable by means of a drive for a predetermined stroke, namely from a starting position in which this ejector 18 rests with a plurality of spatially offset needles 19 against the upper side of the film 5 ( FIG. 2) in a working position in which the ejector 18 is moved downwards so far that the needles 19 underneath Piercing the film 5 against the chip 2 pulled off the film 5 and pressed against an area 3 ″ ″.

Der Ejector 18 befindet sich innerhalb eines Rohrstückes 20 (Ejektorkappe), welches mit seinem unteren, offenen Ende gegen die Oberseite der Folie 5 anliegt und mit einem Vakuum beaufschlagt werden kann. Auf der den Ejector 18 gegenüberliegenden Seite ist ein Stempel 21 vorgesehen, der zur Unterstützung des Leadframe 3 bzw. des jeweiligen Bereiches 3''' dient und durch einen ebenfalls nicht dargestellten Hub-Antrieb im Gegentakt zum Ejector 18 in der Z-Achse auf- und abbewegt wird.The ejector 18 is located within a tube piece 20 (ejector cap) which bears with its lower, open end against the top of the film 5 and can be subjected to a vacuum. On the side opposite the ejector 18 , a stamp 21 is provided, which serves to support the leadframe 3 or the respective area 3 ″ ″ and is opened in the Z-axis by a lifting drive (also not shown) in push-pull to the ejector 18. and is moved.

Die grundsätzliche Arbeitsweise der Vorrichtung 1 läßt sich, wie folgt, beschreiben:The basic mode of operation of the device 1 can be described as follows:

Die Bereiche 3''' des Leadframe 3, die zusammen mit dem Leadframe durch die Vorschubrollen 16 schrittweise an der Bondposition 17 vorbeibewegt werden, werden durch eine geeignete, nicht dargestellte Einrichtung an ihrer Oberseite mit einem Kleber zum späteren Fixieren und Halten jeweils eines Chips 2 versehen. Sobald sich ein derart vorbereiteter Bereich 3''' an der Bondposition 17 befindet und auch durch entsprechende Steuerung des Schlittens 11 ein "guter" Chips 2 sich an der Übergabestation 17 befindet, wird durch Betätigen des Ejectors 18 dieser Chips durch die die Folie 9 durchstoßenden Nadeln 19 von der Folie abgetrennt und auf den darunterliegenden Steg 3''' gedrückt. Letzterer wird durch den nach oben bewegten Stempel 21 abgestützt. Das Rohr 20 wird mit einem Vakuum beaufschlagt, so daß die Folie 5 beim Durchstoßen mittels der Nadeln 19 zurückgehalten wird und sich nicht nach unten mitbewegt. Durch eine Lichtquelle, beispielsweise durch den Laser 22 wird der thermoplastische Kleber auf die Verarbeitungstemperatur.The areas 3 ″ ″ of the lead frame 3 , which are moved together with the lead frame by the feed rollers 16 step by step past the bonding position 17 , are covered by a suitable device (not shown) on their top with an adhesive for later fixing and holding a chip 2 in each case Mistake. As soon as a region 3 ″ ″ prepared in this way is located at the bond position 17 and a "good" chip 2 is also located at the transfer station 17 by appropriate control of the slide 11 , by actuating the ejector 18 these chips are pushed through the film 9 Needles 19 separated from the film and pressed onto the web 3 '''underneath. The latter is supported by the stamp 21 moved upwards. A vacuum is applied to the tube 20 , so that the film 5 is retained when it is pierced by means of the needles 19 and does not move downward. The thermoplastic adhesive is brought to the processing temperature by a light source, for example by the laser 22 .

Der Leadframe 3 wird dann soweit weiterbewegt, daß sich ein neuer Bereich 3''' an der Bondposition 17 befindet. Zugleich bei zurückgezogenem Stempel 21, bei abgeschaltetem Unterdruck sowie bei in die Ausgangsposition zurück bewegtem Ejector 18 der Schlitten 11 so bewegt, daß sich erneut ein "guter' Chip 2 an der Übergabeposition 17' befindet und dieser dann in der beschriebenen Weise auf dem Leadframe 3 übertragen werden kann. Die Übertragung der Chip 2 von dem auf der Folie 5 aufgespannten Wafer 4 erfolgt somit durch eine kurze Hubbewegung des Ejectors 18 senkrecht zur Ebene des Leadframe 3, der unmittelbar an der Bondposition 17 vorbeigeführt wird. Diese Hubbewegung ist kleiner als kleinste Abmessung, die die Chip 2 in Draufsicht besitzen. Die Auswahl der jeweils übertragenen Chip 2 erfolgt durch die Bewegung des Schlittens 11.The lead frame 3 is then moved so far that there is a new area 3 ″ ″ at the bond position 17 . At the same time with the plunger 21 retracted, with the vacuum switched off and with the ejector 18 moved back to the starting position, the carriage 11 moves such that there is again a "good" chip 2 at the transfer position 17 'and then on the lead frame 3 in the manner described The chip 2 is thus transferred from the wafer 4 clamped on the film 5 by a short stroke movement of the ejector 18 perpendicular to the plane of the leadframe 3 , which is guided past the bond position 17. This stroke movement is smaller than the smallest dimension which have a top view of the chip 2. The respectively transferred chip 2 is selected by the movement of the slide 11 .

Um das Ermessen der einzelnen Chip 2 hinsichtlich ihrer räumlichen Lage sowie ihrer elektrischen Werte von dem eigentlichen Bonden zu trennen und um beide Vorgänge zur Erzielung einer möglichst hohen Leistung parallel durchführen zu können, sind entsprechend der Fig. 4 zwei Prüfstationen 14 und 14a und zwischen diesen eine Arbeitsstation 15 vorgesehen. Es sind weiterhin zwei Aufnahmen 13 und 13a vorgesehen, von denen die Aufnahme 13a zwischen der Prüfstation 14a und der Arbeitsstation 15 und die Aufnahme 13 zwischen der Prüfstation 14 und der Arbeitsstation 15 bewegbar ist, und zwar jeweils durch lineares Verschieben in der Y-Achse. Jede Aufnahme 13 und 13a ist mit ihrem eigenen Schlitten 11, der dortigen Halterung 8 und beispielsweise auch mit den die Übergabeposition 17' bildenden Elementen (Ejector 18, Rohrstück 20) versehen. An jeder Prüfstation 14 bzw. 14a befindet sich u. a. eine Videokamera 23 eines Bilderfassungs- oder Erkennungssystems, welches in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise einerseits dem genauen Ausrichten des jeweiligen Wafer 4 sowie andererseits u. a. auch dazu dient, die Lage der einzelnen Chip 2 genau zu definieren. Weiterhin sind an jeder Prüfstation 14 und 14a Mittel vorgesehen, um die einzelnen Chip 2 insbesondere auch elektrisch auf ihre Funktionstüchtigkeit zu prüfen. Die Lage- und Prüfdaten der einzelnen Chip 2, insbesondere auch die Chip-Lage und die Lage von nicht brauchbaren Chip 2 werden im Speicher der Steuereinrichtung 12 gespeichert, so daß diese Daten dann beim Bonden zur Verfügung stehen und das Bonden entsprechen dieser Daten durchgeführt werden kann.In order to separate the measurement of the individual chip 2 in terms of its spatial position and its electrical values from the actual bonding and in order to be able to carry out both processes in parallel in order to achieve the highest possible performance, two test stations 14 and 14 a and between are shown in FIG. 4 this provided a workstation 15 . There are still two receptacles provided 13 and 13a, of which the receptacle 13 a between the inspection station 14 a and the working station 15 and the receptacle 13 between the inspection station 14 and the workstation 15 is moved, in each case by linearly moving in the Y -Axis. Each receptacle 13 and 13 a is provided with its own slide 11 , the holder 8 there and, for example, also with the elements (ejector 18 , tube piece 20 ) forming the transfer position 17 '. At each test station 14 or 14 a there is, inter alia, a video camera 23 of an image acquisition or detection system which, in the manner described in more detail below, serves on the one hand to precisely align the respective wafer 4 and on the other hand also serves to precisely position the individual chips 2 define. Furthermore, means are provided at each test station 14 and 14 a to test the individual chips 2, in particular also electrically, for their functionality. The position and test data of the individual chip 2 , in particular also the chip position and the position of unusable chip 2, are stored in the memory of the control device 12 , so that these data are then available during the bonding and the bonding corresponds to this data can.

Im einzelnen erfolgt jeweils das Aufspannen der mit einem Wafer 2 versehenen Folie 5 auf die Halterung 8 einer Aufnahme 13 bzw. 13a an der Prüfstation 14 bzw. 14a. Nach dem Aufspannen erfolgt dann zunächst über das System 23 ein automatisches Ausrichten zumindest in der Weise, daß durch Drehen der Halterung 8 oder des Schlittens 11 der Wafer 4 bzw. die dortigen Sägelinien 6 oder aber eine Bezugskante 24 dieses Wafer eine vorgegebenen Orientierung zu den X- und Y-Achsen aufweisen. Nach dieser Positionierung erfolgt dann die Ermittlung und Speicherung der Lage der einzelnen Chip 2 und deren Prüfung.Specifically, the film 5 provided with a wafer 2 is clamped onto the holder 8 of a receptacle 13 or 13 a at the test station 14 or 14 a. After clamping, the system 23 then automatically aligns at least in such a way that by rotating the holder 8 or the slide 11 the wafer 4 or the saw lines 6 there or a reference edge 24 of this wafer provides a predetermined orientation to the X. - and have Y-axes. After this positioning, the position of the individual chip 2 is then determined and stored and checked.

Für das anschließende Bonden wird die jeweilige Aufnahme 13 bzw. 13a von der Prüfstation 14 bzw. 14a bei unveränderter Aufspannung der Folie 5 an die Arbeitsstation 15 bewegt, so daß die an der Prüfstation 14 bzw. 14a ermittelten Werte, insbesondere auch bezüglich der Lage der einzelnen Chip 2 unverändert auch für die Arbeitsstation 15 gelten und somit aufgrund dieser Werte das Bonden durchgeführt werden kann.For the subsequent bonding, the respective receptacle 13 or 13 a is moved from the test station 14 or 14 a with the film 5 being held on the work station 15 unchanged, so that the values determined at the test station 14 or 14 a, in particular also with respect to the position of the individual chip 2 also apply unchanged to the workstation 15 and the bonding can therefore be carried out on the basis of these values.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß sich an der Arbeitsstation der an der Folie 5 aufgespannte Wafer über dem Leadframe befindet. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch möglich, daß sich der Wafer unterhalb des an der Bondposition 17 vorbeigeführten Leadframe befindet und der Ejector 18 dann auf einer unteren Ausgangsposition nach oben in die den Chip 2 gegen den Leadframe drückende Arbeitsposition bewegt wird. Auch eine andere Anordnung ist denkbar. Weiterhin ist es möglich, die Fixierung des jeweiligen Chips 2 auch auf andere Weise, beispielsweise durch einen vernetzenden Kleber oder durch doppeltseitige Klebebänder oder aber durch "heiße" Prozesse, wie z. B. Eutektikbonden, Lötbonden, Aktivlötverfahren usw. durchzuführen. Bei dem Eutektik- Bonden ist die Unterseite des jeweiligen Chips beispielsweise mit Gold und die Bereiche 3''' zumindest an den die Chips 2 aufnehmenden Flächen mit Silber beschichtet, so daß bei Erhitzen auf eine unter der Schmelztemperatur von Gold und auch von Silber liegende eutektische Temperatur des Gold-Silber-Eutektikums eine Verbindung mit hohem elektrischen Leitwert und hoher Wärmeleitfähigkeit zustande kommen.It was assumed above that the wafer spanned on the film 5 is located above the lead frame at the work station. In principle, it is of course also possible for the wafer to be located below the lead frame passed past the bond position 17 and for the ejector 18 to then be moved upward from a lower starting position into the working position pressing the chip 2 against the lead frame. Another arrangement is also conceivable. Furthermore, it is also possible to fix the respective chip 2 in another way, for example by means of a crosslinking adhesive or by double-sided adhesive tapes or else by “hot” processes, such as, for example, B. eutectic bonding, soldering, active soldering, etc. to perform. In the case of eutectic bonding, the underside of the respective chip is coated with gold, for example, and the regions 3 ″ ″ at least on the surfaces receiving the chips 2 are coated with silver, so that when heated to a temperature below the melting temperature of gold and also of silver, the eutectic layer Temperature of the gold-silver eutectic, a connection with high electrical conductivity and high thermal conductivity come about.

Sollen die Chip 2 jeweils mit ihrer aktiven Seite auf dem Leadframe 3 befestigt werden, so sind diese bzw. der Wafer 4 mit der nicht aktiven Seite an der Folie 5 gehalten. Sollen umgekehrt die Chip 2 mit ihrer nicht aktiven Seite auf dem Leadframe 3 befestigt werden, so sind diese Chips 2 mit ihrer aktiven Seite an der Folie 5 fixiert. Hierdurch wird in Verbindung mit der Erfindung auch erreicht, daß ein Drehen des Wafers oder aber der einzelnen Chip nach ihrer Entnahme, wie dies bei bekannten Techniken vielfach der Fall ist, ebenfalls entfällt.If the chip 2 is to be fastened with its active side on the leadframe 3 , then this or the wafer 4 with the non-active side is held on the film 5 . Conversely, if the chip 2 is to be attached to the leadframe 3 with its non-active side, these chips 2 are fixed to the film 5 with their active side. As a result, in connection with the invention, it is also achieved that rotating the wafer or the individual chip after its removal, as is often the case with known techniques, is also eliminated.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß zum Abheben des jeweiligen Chip 2 von der Trägerfolie 5 letztere von den Nadeln 19 des Ejectors 18 durchstoßen wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß durch den Ausstoßer oder Ejector 18 und/oder durch dort vorgesehene Nadeln ein zumindest teilweises Abziehen des jeweiligen Chip 2 von der Trägerfolie 5 durch Überdehnen dieser Folie erfolgt. Ein teilweises Abziehen kann den Vorteil haben, daß der jeweilige Chip 2 bis zum Übertragen an den Leadframe 3 noch an der Trägerfolie 5 haftet.It was assumed above that in order to lift the respective chip 2 from the carrier film 5, the latter is pierced by the needles 19 of the ejector 18 . In principle, it is also possible for the ejector 18 and / or the needles provided there to at least partially pull off the respective chip 2 from the carrier film 5 by overstretching this film. Partial peeling can have the advantage that the respective chip 2 still adheres to the carrier film 5 until it is transferred to the lead frame 3 .

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche weitere Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above using exemplary embodiments. It understands is aware that numerous other changes and modifications are possible without thereby leaving the inventive concept on which the invention is based.

Claims (12)

1. Bonder (Die-Bonder) zum Bonden von Halbleiterchips (2) von einem in die Chips (2) zertrennten Wafer (4) an einen Träger (3), mit Mitteln (8) zum Halten des Wafer (4), mit Mitteln (11) zum gesteuerten Bewegen des jeweiligen zu bondenden Chip (2) an eine Entnahmeposition (17') sowie mit Mitteln (18) zum Übertragen dieses Chip an den an einer Bondposition (17) befindlichen Träger (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Bondposition (17) unmittelbar an der Entnahmeposition (17') und dieser in einer Achsrichtung (Z-Achse) quer oder senkrecht zur Ebene (E) des Wafer (4) gegenüberliegend vorgesehen ist, und daß die Mitteln zum Übertragen des zu bondenden Chip von einem Ausstoßer (18) gebildet sind, mit dem der jeweilige Chip (2) von der Entnahmeposition (17') bzw. dem dortigen Wafer (4) direkt an den Träger (3) übertragen wird.1. Bonder (die bonder) for bonding semiconductor chips ( 2 ) from a wafer ( 4 ) separated into the chips ( 2 ) to a carrier ( 3 ), with means ( 8 ) for holding the wafer ( 4 ), with means ( 11 ) for the controlled movement of the respective chip ( 2 ) to be bonded to a removal position ( 17 ') and with means ( 18 ) for transferring this chip to the carrier ( 3 ) located at a bond position ( 17 ), characterized in that the Bond position ( 17 ) immediately at the removal position ( 17 ') and this in an axial direction (Z axis) transverse or perpendicular to the plane (E) of the wafer ( 4 ) opposite, and that the means for transferring the chip to be bonded from an ejector ( 18 ) is formed with which the respective chip ( 2 ) is transferred directly from the removal position ( 17 ') or the wafer ( 4 ) there to the carrier ( 3 ). 2. Bonder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Halten des Wafer von einer Waferspannvorrichtung gebildet sind, an der eine den Wafer (4) tragende Trägerfolie (5) eingespannt werden kann.2. Bonder according to claim 1, characterized in that the means for holding the wafer are formed by a wafer clamping device on which a carrier film ( 5 ) carrying the wafer ( 4 ) can be clamped. 3. Bonder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteln zum Übertragen des zu bondenden Chip von einem die Trägerfolie (5) durchstoßenden und/oder den zu bondenden Chip von der Trägerfolie (5) zumindest teilweise abhebenden Ausstoßer (18) gebildet sind.3. Bonder according to claim 1 or 2, characterized in that the means for transferring the chip to be bonded from a through the carrier film ( 5 ) piercing and / or the chip to be bonded from the carrier film ( 5 ) at least partially lifting ejector ( 18 ) are. 4. Bonder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoßer in einer Achsrichtung senkrecht zur Aufspannebene (E) der Trägerfolie (5) bewegbar ist.4. Bonder according to one of the preceding claims, characterized in that the ejector is movable in an axial direction perpendicular to the clamping plane (E) of the carrier film ( 5 ). 5. Bonder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Vorschub- und/oder Positionier-Mittel (16, 21) zum genauen Positionieren des Trägers (3) an der Bondposition (17). 5. Bonder according to one of the preceding claims, characterized by feed and / or positioning means ( 16 , 21 ) for precisely positioning the carrier ( 3 ) at the bond position ( 17 ). 6. Bonder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei horizontaler oder im wesentlichen horizontaler Wafer-Ebene (E) die Bondposition (17) unterhalb oder oberhalb dieser Ebene vorgesehen ist.6. Bonder according to one of the preceding claims, characterized in that the bond position ( 17 ) is provided below or above this level in the case of a horizontal or substantially horizontal wafer plane (E). 7. Bonder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bondposition (17) an derjenigen Seite der Trägerfolie (5) vorgesehen ist, an welcher der Wafer (4) bzw. die Chips (2) befestigt sind.7. Bonder according to one of the preceding claims, characterized in that the bonding position ( 17 ) is provided on that side of the carrier film ( 5 ) on which the wafer ( 4 ) or the chips ( 2 ) are attached. 8. Bonder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausstoßer (18) Nadeln (19) vorgesehen sind, die beim Ausstoßen den Chip (2) von der Trägerfolie (5) abheben.8. Bonder according to one of the preceding claims, characterized in that on the ejector ( 18 ) needles ( 19 ) are provided which lift the chip ( 2 ) from the carrier film ( 5 ) during ejection. 9. Bonder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel, vorzugsweise wenigstens ein Vakuum-Sauger oder -Saugrohr (20) vorgesehen sind, um die Trägerfolie (5) an ihrer den Wafer (4) abgewandten Seite zumindest am Übergabe- und Bondbereich (17, 17') zu halten.9. Bonder according to one of the preceding claims, characterized in that means, preferably at least one vacuum suction or suction pipe ( 20 ) are provided to the carrier film ( 5 ) on its side facing away from the wafer ( 4 ) at least at the transfer and Keep bond area ( 17 , 17 '). 10. Bonder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (8) zum Halten des Wafer oder der Trägerfolie (5) an einem Schlitten (11) vorgesehen sind, der in zwei in der Wafer- oder Aufspannebene (E) liegenden Achsrichtungen beweglich ist.10. Bonder according to one of the preceding claims, characterized in that the holding means ( 8 ) for holding the wafer or the carrier film ( 5 ) are provided on a carriage ( 11 ) which lie in two in the wafer or clamping plane (E) Axis directions is movable. 11. Bonder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (11) und/oder die die Haltemittel (8) für die Trägerfolie (5) um eine Achsrichtung senkrecht zur Wafer- oder Aufspannebene drehbar sind.11. Bonder according to claim 9, characterized in that the carriage ( 11 ) and / or the holding means ( 8 ) for the carrier film ( 5 ) are rotatable about an axial direction perpendicular to the wafer or clamping plane. 12. Bonder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (8) und/oder der Schlitten (11) an einer Aufnahme (13, 13a) vorgesehen sind, die zwischen wenigstens einer Prüfstation (14, 14a) und einer Arbeitsstation (15) beweglich ist, in der das Bonden erfolgt.12. Bonder according to one of the preceding claims, characterized in that the holding means ( 8 ) and / or the carriage ( 11 ) on a receptacle ( 13 , 13 a) are provided, which between at least one test station ( 14 , 14 a) and a work station ( 15 ) is movable, in which the bonding takes place.