JP2990982B2 - ダイボンダにおける移載ヘッドのコレットとダイエジェクタのピンの位置合せ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウェハシート上のチップ
を基板に移送搭載するダイボンダにおける移載ヘッドの
コレットとダイエジェクタのピンの位置合せ方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ダイボンダは、ウェハシート上のチップ
をウェハシートの下方に配置されたダイエジェクタのピ
ンにより突き上げ、突き上げられたチップを移載ヘッド
のコレットに真空吸着してピックアップし、リードフレ
ームやプリント基板などの基板の所定位置に搭載するよ
うになっている。

【０００３】ダイボンダにおいては、ピンのセンター
と、ダイエジェクタの上方に到来したコレットのセンタ
ーを合致させておく必要があり、これが合致していない
とチップのピックアップミスが発生したり、コレットが
下降動作をしてチップを真空吸着する際に、コレットの
内面がチップのエッジに衝突してエッジを破損する。し
たがってダイボンダによりウェハシート上のチップを基
板に搭載するのに先立ち、コレットのセンターとピンの
センターの位置合せが行われる。

【０００４】従来、この位置合せは次のようにして行わ
れていた。まず、ダイエジェクタの上方に位置するウェ
ハシートを退去させたうえで、上方のカメラによりダイ
エジェクタのピンを観察し、カメラのオリジンポイント
（光学的基準点であって、例えばカメラの光軸）に対す
るピンのセンター座標を検出する。次にウェハシートを
ダイエジェクタの上方に配置し、ウェハシートをＸ方向
やＹ方向に移動させてウェハシート上の何れかのチップ
のセンターをオリジンポイントに合わせる。次に、移載
ヘッドのコレットをこのチップの上方へ移動させ、次に
コレットを下降させるとともに、前記チップをダイエジ
ェクタのピンにより突き上げてコレットとチップの位置
合せを行う。

【０００５】図５はこの位置合せを行っている様子を示
している。ウェハシート１上にはチップ２が多数個貼着
されており、チップ２をダイエジェクタ３のピン４によ
り下方から突き上げている。このダイエジェクタ３は、
立筒５の内部にピン４を配置し、立筒５の上部にキャッ
プ６を被蓋して構成されており、モータ、リンク、カム
などの図示しない駆動手段を駆動することによりピン４
が立設されたブロック８を上動させて、キャップ６のセ
ンターに開孔された孔部７からピン４を突出させ、ウェ
ハシート１上のチップ２を突き上げる。移載ヘッド９
は、Ｙテーブル１０に保持されており、Ｘテーブル（図
外）とＹテーブル１０を駆動することにより移載ヘッド
９を水平方向に移動させて、移載ヘッド９の下部に備え
られたコレット１１をチップ２の上方へ位置させる。そ
して図５に示すように、ピックアップ状態を顕微鏡１２
によりオペレータが視認しながら、ＸテーブルとＹテー
ブル１０を駆動してコレット１１をＸ方向やＹ方向に移
動させ、コレット１１とピン４の位置合せをする。この
ようにしてコレット１１とピン４の位置合せが終了した
ならば、ウェハシート１上のチップ２を基板（図外）に
搭載する作業が開始される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
方法は、図５に示すようにオペレータが顕微鏡１２によ
りコレット１１やチップ２を視認しながら位置合せを行
うため、多大な労力と時間を要し、かつこのような手段
ではピンとコレットの位置合せの自動化は実際上きわめ
て困難であるという問題点があった。因みに、この位置
合せに要求される精度は、一般に１０μｍ程度である。

【０００７】したがって本発明は、コレットとピンの位
置合せを自動的にしかも迅速に行うことができるダイボ
ンダにおける移載ヘッドのコレットとダイエジェクタの
ピンの位置合せ方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、チ
ップをコレットに真空吸着してダイエジェクタのキャッ
プ上に搭載し、真空吸着状態を解除してコレットをダイ
エジェクタ上から退避させるステップと、前記ステップ
でキャップ上に搭載されたチップを上方のカメラにより
観察してチップのセンター座標を求めるステップと、コ
レットをキャップ上のチップの上方へ移動させ、チップ
を真空吸着してピックアップしてダイエジェクタ上から
除去するステップと、ダイエジェクタのピンをカメラに
より観察してそのセンター座標を求めるステップと、前
記のようにして求められたチップのセンター座標とピン
のセンター座標のＸ方向とＹ方向の相対的な位置ずれ量
を計算し、コンピュータに登録するステップと、からダ
イボンダにおける移載ヘッドのコレットとダイエジェク
タのピンの位置合せ方法を構成したものである。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、コレットのセンター座標と
ピンのセンター座標のＸ方向とＹ方向の相対的な位置ず
れ量を簡単かつ正確に求めることができるので、ウェハ
上のチップを基板に搭載する際に、移載ヘッドのＸ方向
やＹ方向の移動量に位置ずれ量に基く補正を加えること
により、コレットのセンター座標をピンのセンター座標
に合致させて、ウェハシート上のチップを確実にピック
アップすることができる。

【００１０】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１１】図１はダイボンダの全体斜視図である。図
５に示す従来例の構成部品と同一部品には同一符号を付
すことによりその説明は省略する。移載ヘッド９はＹテ
ーブル１０の先端部に保持されている。Ｙテーブル１０
上にはＸテーブル１３が直交して配置されており、Ｘ方
向モータＭＸ１とＹ方向モータＭＹ１を駆動すると、移
載ヘッド９はＸ方向やＹ方向に水平移動する。このＸテ
ーブル１３とＹテーブル１０は、基台１７上に設置され
た支持ポスト１７ａに設けられている。

【００１２】移載ヘッド９の移動路の下方の基台１７上
にはコンベア１４が設けられており、コンベヤ１４上に
基板１５が載置されている。コンベヤ１４の側方にはウ
ェハシート１が配置されており、ウェハシート１の下方
にはダイエジェクタ３が設置されている。

【００１３】ウェハシート１はテーブル１６に装着され
ている。テーブル１６はＸテーブル２０上に配置されて
おり、Ｘテーブル２０はＹテーブル２１上にこれと直交
して配設されている。Ｘ方向モータＭＸ２とＹ方向モー
タＭＹ２を駆動することにより、ウェハシート１をダイ
エジェクタ３の真上に位置させたり、ダイエジェクタの
真上から側方へ退去させることができる。ダイエジェク
タ３は基台１７上に設置されている。またダイエジェク
タ３の上方にはカメラ１８が設けられている。１９はカ
メラ１８の固定用ブラケットであり、基台１７上に固定
されている。

【００１４】図３において、移載ヘッド９の内部にはコ
レット１１を上下動させるモータＭＺや、コレット１１
のシャフト９ａをベルト９ｂやギヤ９ｃ，９ｄを介して
回転させてコレット１１に真空吸着されたチップ２の回
転角度設定を行うモータＭθが収納されている。図２は
電気回路のブロック図である。カメラ１９は画像処理部
３０を介して制御部３１に接続されている。この画像処
理部３０はチップ２やピン４のセンター座標を算出す
る。３２は制御部３１に接続されたメモリであって、プ
ログラムなどの必要なデータを記憶する。制御部３１は
チップ２とピン４の位置ずれ量を計算し、またモータ駆
動回路３３〜３８を介して各モータＭＸ１，ＭＹ１，Ｍ
Ｘ２，ＭＹ２，Ｍθ，ＭＺを制御する。このダイボンダ
は上記のように構成されており、次に図３を参照しなが
ら、コレット１１とピン４の位置合せ方法を説明する。

【００１５】まず図３（ａ）に示すように、コレット１
１にチップ２を真空吸着させ、Ｙテーブル１０とＸテー
ブル１３を駆動して移載ヘッド９をダイエジェクタ３の
上方へ移動させ、そこでコレット１１を下降させてチッ
プ２をキャップ６上に着地させる（図３鎖線参照）。こ
のとき、ウェハシート１はダイエジェクタ３の側方に退
去させてある。

【００１６】次に図３（ｂ）に示すようにコレット１１
の真空吸着状態を解除したうえでコレット１１を側方へ
退避させ、チップ２をキャップ６上に搭載する。次にカ
メラ１８によりチップ２を観察し、そのセンター座標
（Ｘ１、Ｙ１）を求める。このセンター座標（Ｘ１、Ｙ
１）は周知画像処理方法により簡単に求めることがで
き、その値はメモリ３２に登録される。

【００１７】次に図３（ｃ）に示すように再びコレット
１１をダイエジェクタ３の上方へ移動させて、キャップ
６上のチップ２をピックアップし、チップ２をキャップ
６上から除去したうえで、カメラ１８によりピン４を観
察し、そのセンター座標（Ｘ２、Ｙ２）を求める。この
場合、図示するようにピン４をキャップ６から突出させ
てカメラ１８で観察してもよく、あるいはキャップ６の
内部に下降させている状態でピン孔７を通して観察して
もよい。このセンター座標（Ｘ２、Ｙ２）もメモリ３２
に登録される。

【００１８】図４は上記のようにして求められたコレッ
ト１１のセンター座標（Ｘ１、Ｙ１）とピン４のセンタ
ー座標（Ｘ２、Ｙ２）の相対的な位置関係を示してい
る。Ｘ方向の位置ずれ量 ΔＸ＝Ｘ１−Ｘ２、Ｙ方向の
位置ずれ量 ΔＹ＝Ｙ１−Ｙ２は画像処理部３０により
計算され、メモリ３２に登録される。

【００１９】以上のようにしてピン４のセンター座標
（Ｘ１、Ｙ１）とコレット１１のセンター座標（Ｘ２、
Ｙ２）の相対的な位置ずれ量ΔＸ、ΔＹが求められたな
らば、ウェハシート１上のチップ２を基板１５に搭載す
る作業が開始される。すなわち図１に示すようにウェハ
シート１をダイエジェクタ３の上方に位置させ、Ｘテー
ブル１３とＹテーブル１０を駆動して、移載ヘッド９の
コレット１１をダイエジェクタ３のピン４の真上に位置
させ、そこでコレット１１に上下動作を行わせることに
よりチップ２をピックアップし、次に移載ヘッド９を基
板１５の上方へ移動させ、そこで再度コレット１１に上
下動作を行わせることにより、チップ２を基板１５に搭
載する。このような動作を繰り返すことにより、ウェハ
シート１上のチップ２は基板１５に次々に搭載される。
この場合、上記のようにして予め求められたＸ方向とＹ
方向の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹに基いてＸテーブル１３と
Ｙテーブル１０の駆動による移載ヘッド９の移動量を補
正すれば、コレット１１のセンターとピン４のセンター
を正確に合致させて、チップ２を確実にピックアップす
ることができる。

【００２０】本発明は上記実施例に限定されないのであ
って、例えば図３においてコレット１１に真空吸着され
たチップ２はダミーチップでもよい。また図１におい
て、ダイエジェクタ３は基台１７上に固定的に設置され
ているが、ダイエジェクタ３をＸテーブルやＹテーブル
に支持させて、ダイエジェクタ３をＸ方向やＹ方向に移
動させるものでもよい。更には、図３（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示す順序を逆にしてもよい。すなわち、図３
（ｃ）に示すように、まずカメラ１８でピン４のセンタ
ー座標（Ｘ２、Ｙ２）を求めた後で、図３（ａ）（ｂ）
に示すようにキャップ６上にチップ２を搭載してそのセ
ンター座標（Ｘ１、Ｙ１）を求めてもよいものであり、
要はコレット１１のセンターとピン４のセンターのＸ方
向とＹ方向の相対的な位置ずれ量を検出すればよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
レットのセンター座標とピンのセンター座標のＸ方向と
Ｙ方向の相対的な位置ずれ量を簡単かつ正確に求めるこ
とができ、したがってウェハシート上のチップを基板に
搭載する際に、移載ヘッドのＸ方向やＹ方向の移動量に
位置ずれ量に基く補正を加えることにより、コレットの
センターをピンのセンターに合致させて、ウェハシート
上のチップを確実にピックアップすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のダイボンダの全体システム
図

【図２】本発明の一実施例の電気回路のブロック図

【図３】（ａ）本発明の一実施例のコレットとピンの位
置合せ中の要部側面図 （ｂ）本発明の一実施例のコレットとピンの位置合せ中
の要部斜視図 （ｃ）本発明の一実施例のコレットとピンの位置合せ中
の要部斜視図

【図４】本発明の一実施例のコレットとピンのセンター
座標図

【図５】従来のコレットとピンの位置合せ作業中の説明
図

【符号の説明】

１ ウェハシート ２ チップ ３ ダイエジェクタ ４ ピン ６ キャップ ９ 移載ヘッド １０ Ｙテーブル １１ コレット １３ Ｘテーブル １８ カメラ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハシート上のチップをウェハシートの
   下方に配置されたダイエジェクタのピンにより突き上
   げ、前記チップを移載ヘッドのコレットに真空吸着して
   ピックアップし、基板に移送搭載するダイボンダにおい
   て、 チップをコレットに真空吸着してダイエジェクタのキャ
   ップ上に搭載し、真空吸着状態を解除してコレットをダ
   イエジェクタ上から退避させるステップと、 前記ステップでキャップ上に搭載されたチップを上方の
   カメラにより観察してチップのセンター座標を求めるス
   テップと、 コレットをキャップ上のチップの上方へ移動させ、チッ
   プを真空吸着してピックアップしてダイエジェクタ上か
   ら除去するステップと、 ダイエジェクタのピンをカメラにより観察してそのセン
   ター座標を求めるステップと、 前記のようにして求められたチップのセンター座標とピ
   ンのセンター座標のＸ方向とＹ方向の相対的な位置ずれ
   量を計算し、コンピュータに登録するステップと、を含
   むことを特徴とするダイボンダにおける移載ヘッドのコ
   レットとダイエジェクタのピンの位置合せ方法。