JP3949035B2 - Die bonding equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップを接着剤を用いて基材に固定するために使用されるダイボンド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体チップを接着剤によって基材上に固定するために使用される従来のダイボンド装置の一例を図4に示す。図4に示す従来のダイボンド装置は、基材収納部2内にそれぞれが水平状態で垂直方向に並んで収納された基材1を1つずつ順番に取り出す搬送ロボット7と、この搬送ロボット7によって基材収納部2から取り出された各基材1を、順次、搬送する搬送レール3とを有している。
【0003】
搬送レール3による基材1の搬送域の中程には、搬送レール3によって搬送される基材1に接着剤を塗布する接着剤塗布部4が設けられており、また、接着剤塗布部4の搬送方向下流側には、接着剤が塗布された基材1に半導体チップ10を搭載するチップ搭載部5が設けられている。基材1は、搬送レール3によって、接着剤塗布部4によって接着剤が塗布される接着剤塗布位置を経て、チップ搭載部5によって半導体チップ10が搭載されるチップ搭載位置に搬送される。そして、チップ搭載位置にて半導体チップ10が搭載された基材1は、この搬送レール3によって、基材収納部6に搬送されて、基材収納部6内に、半導体チップ10が搭載された基材1が、それぞれ水平状態で垂直方向に並んで収納される。
【0004】
接着剤塗布部4は、搬送レール3によって接着剤塗布位置に搬送される基材1上の所定部分に塗布する接着剤が収容されたシリンジ4aを有しており、このシリンジ4aが、搬送レール3の上方に垂直状態で配置されて、昇降機構4bによって昇降可能になっている。接着剤が収容されたシリンジ4aの内部には、ピストンが上下方向にスライド可能に配置されており、ピストンが下降することによって、シリンジ4aの内部に収容された接着剤が、下方のノズル部から吐出される。ピストンのスライド量は、制御部4cによって制御され、これにより、シリンジ4aからの接着剤の吐出量が制御される。
【0005】
接着剤塗布部4に対して搬送レール3の搬送方向下流側のチップ搭載位置に対応して設けられたチップ搭載部5は、チップ搭載位置の側方に配置されたチップ搭載ステージ5bを有しており、チップ載置ステージ5b上に、ダイシングされた多数個の半導体チップ10を有するウェハシート11が載置されるようになっている。チップステージ5b上に載置されたウェハシート11の各半導体チップ10は、第1のボンディングヘッド5dによって吸着されて、チップ載置ステージ5bと搬送レール3との間に設けられた位置補正部5cに搬送される。
【0006】
位置補正部5cは、ボンディングヘッド5dによって搬送される半導体チップ10が載置される位置補正ステージ5gを有しており、位置補正ステージ5gに載置された半導体チップ10は、4つのチップ位置補正治具5fによって、位置補正ステージ5g上に位置決めされる。チップ位置補正治具5fは、位置補正ステージ5g上に載置される半導体チップ10の四方にそれぞれ配置されており、位置補正ステージ5g上に載置された半導体チップ10を、四方から押圧することによって、位置補正ステージ5gに対する半導体チップ10を所定の位置になるように補正する。
【0007】
位置補正部5cによって位置補正された半導体チップ10は、第2のボンディングヘッド5eによって、位置補正部5cから、搬送レール3上の接着剤が塗布された基材1上へ搬送されるようになっている。
【0008】
このように構成されたダイボンド装置の動作は以下の通りである。まず、基材搬送ロボット7により、基材1が基材供給部2から、順次、取り出されて、順次、搬送レール3上に移載され、搬送レール3によって、接着剤塗布位置に順次、搬送される。基材1が接着剤塗布位置に到達すると、接着剤塗布部4では、昇降機構4bによってシリンジ4aが下降されるとともに、エア圧力又はモーターにてシリンジ4a内のピストンが下降され、シリンジ4aの下端部に設けられたノズル部から、所定量の接着剤が吐出される。これにより、ノズル部から吐出される接着剤が、基材1の表面における所定の位置に押しつけられて、所定量の接着剤が基材1の表面の所定部分に塗布される。
【0009】
接着剤の吐出量を高精度に制御する場合は、シリンジ4aの周囲に、ペルチェ素子、放熱板、冷却ファン等で構成される温度調節器が設置されて、この温度調節器を制御装置によって制御することにより、接着剤の温度を一定に保持される。これにより、シリンジ4a内の接着剤は、周囲の雰囲気温度にかかわらず、一定の温度に保持されるために、シリンジ4a内の接着剤の粘性も一定に保持され、シリンジ4a内のピストンの下降によって、常に、所定量の接着剤を吐出することができる。
【0010】
接着剤塗布部4において、基材1の表面の所定位置に接着剤が塗布されると、基材1は、搬送レール3によって、チップ搭載位置に、順次、搬送される。この場合、接着剤塗布位置には、搬送レール3によって、次の基材1が搬送される。チップ搭載位置に接着剤が塗布された基材1が搬送されると、チップ搭載部5では、接着剤塗布位置に新たに搬送された基材1に対して接着剤塗布部4によって接着剤を塗布する動作と並行して、以下の動作が行われる。
【0011】
チップ搭載部5のチップ載置ステージ5bには、ダイシングされた半導体チップ10を有するウェハーシート11が載置されており、ウェハーシート11のダイシングされた半導体チップ10が、第1のボンディングヘッド5dによって、真空吸着されると同時に、チップ載置ステージ5bに設けられた突き上げ針(図示せず)が、ウェハーシート11の下から、半導体チップ10を突上げる。これより半導体チップ10が、ウェハシート11から分離され、第1のボンディングヘッド5dによって吸着(ピックアップ)される。第1のボンディングヘッド5dにてピックアップされた半導体チップ10は、そのピックアップ時に生じた位置ズレを修正するために、一旦、位置補正部5cの位置補正テーブル5g上に載置される。
【0012】
位置補正部5cでは、位置補正テーブル5g上に載置された半導体チップ10を、その四方に配置された4個のチップ位置補正治具5fによって押圧することにより、機械的に位置補正を行う。なお、位置補正部5cによる半導体チップの位置補正は、このように、機械的に位置補正する方法に限らず、例えば、画像認識によって、位置補正ステージ5gに対する半導体チップ10の位置を認識して、半導体チップの位置を補正する方法等もある。
【0013】
位置補正部5cによって位置補正が完了した半導体チップ10は、第2のボンディングヘッド5eによって吸着されて、チップ搭載位置に搬送された基材1の表面における接着剤塗布部分に搭載される。このようにして半導体チップ10の搭載が終了した基材1は、搬送レール3により搬送されて、基材搬送ロボット7によって、基材収納部6内に収納される。
【0014】
図4に示すダイボンド装置では、第1のボンディングヘッド5dを用いて、半導体チップ10を、一旦、位置補正部5cに搬送して、位置補正部5cによって位置補正した後に、第2のボンディングヘッド5eによって、位置補正された半導体チップ10を基材1に搭載するようになっているが、1つのボンディングヘッドにより、ウェハシート11から基材1上へ直接半導体チップ10を搭載するダイボンド装置も一般的である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のダイボンド装置では、接着剤塗布部4が基材1を搬送する搬送レール3の搬送域上に設けられるものの、チップ搭載部5は、搬送レール3の側方に設けられているために、占有面積が大きくなるという問題がある。
【0016】
また、接着剤塗布部4による接着剤塗布作業が、シリンジ4aの昇降動作と、シリンジ4a内に設けられたピストンの下降動作とによって行われる。すなわち、シリンジ4aを下降させつつ、ピストンを下降させることによって、下端部のノズル部から接着剤を吐出させて、基材1に接着剤を塗布するようになっている。このために、接着剤を高速で塗布する場合には、シリンジ4aの下降速度および上昇速度、接着剤の吐出タイミング等によっては、基材1に塗布される接着剤の塗布量がばらつくおそれがあり、また、基材1に塗布された接着剤が、上昇するシリンジ4aから完全に分離せず、基材1の表面から糸を引いた状態になるおそれがある。
【0017】
さらに、接着剤塗布部4では、シリンジ4aが、下方に向かって接着剤を吐出するようになっているために、粘性が低い接着剤を使用する場合は、シリンジ4aから接着剤が液ダレするおそれもある。このような液ダレを防止するために、シリンジ4a内のピストンを真空によって上方へ引き上げるように制御すればよいが、この場合には、真空による引き上げ力の調整不良によって、接着剤の吐出量がばらついて、基材1に対する接着剤の塗布量にバラツキが生じるおそれがある。
【0018】
基材1は、接着剤が塗布された後に、接着剤塗布位置からチップ搭載位置まで搬送されて、基材1の接着剤塗布部分に半導体チップ10が搭載されるようになっているが、接着剤が塗布された後に半導体チップ10が搭載されるまで時間がかかるために、基材1に塗布された接着剤が乾燥するおそれがある。また、接着剤塗布位置からチップ搭載位置まで基材1が搬送レール3によって搬送される間に、搬送レール3に対して基材が正常に搭載されないこと等によって、基材1の搬送が停止するような場合にも、基材1の表面に塗布された接着剤が乾燥するおそれがある。基材1に塗布された接着剤が乾燥すると、基材1に搭載される半導体チップ10が基材1に確実に接着されず、接着不良が生じるおそれがある。
【0019】
また、チップ搭載部5において、基材1へのチップ搭載位置を補正するために、基材1の位置を画像認識する場合があるが、通常、基材1の位置は、基材1の表面に設けられた配線パターンを利用して、画像認識されるようになっている。このために、基材1の表面に接着剤が塗布されていると、基材1の表面に設けられた配線パターンの一部が画像認識の段階において接着剤により被覆されるために、配線パターンを認識することができる領域が制限されて、画像認識によって基材1の位置を正確に捉えることができなくなるおそれもある。
【0020】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、占有スペースが小さくて、基材の表面上に半導体チップを接着する際に、接着剤を安定的に供給でき、しかも、接着剤の液ダレ、乾燥等を防止でき、さらには、基材の表面に塗布された接着剤による悪影響を受けることなく、基材に対して確実に半導体チップを接着剤によって接着することができるダイボンド装置を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイボンド装置は、所定の位置に搬送された基材に体して、半導体チップを接着剤によって接着するダイボンド装置であって、半導体チップを支持するチップ支持手段と、内部に収容された接着剤を上方に向けて吐出する接着剤吐出手段とを具備し、該接着剤吐出手段によって吐出された接着剤に対して前記チップ支持手段によって支持された半導体チップの裏面を接触させる接着剤塗布手段と、該接着剤塗布手段のチップ支持手段にて支持されるように半導体チップを保持して搬送するとともに、該接着剤塗布手段によって裏面に接着剤が塗布された半導体チップを、前記基材の表面に搬送して搭載するチップ搬送手段と、を具備することを特徴とする。
【0022】
前記接着剤塗布手段は、前記チップ支持手段にて支持された半導体チップの支持位置を補正する手段を有する。
【0023】
前記接着剤塗布手段の前記接着剤吐出手段は、内部に収容された接着剤の温度を制御する手段を有する。
【0024】
前記接着剤塗布手段の前記接着剤吐出手段は、吐出される接着剤量を制御する手段を有する。
【0025】
前記接着剤吐出手段は、前記吐出された接着剤量を検出するセンサーを有し、該センサーによって、吐出される接着剤量が制御される。
【0026】
前記接着剤塗布手段の前記チップ支持手段が、昇降可能になったチップ支持ピンを有する。
【0027】
前記チップ支持ピンは、前記半導体チップの裏面に接着剤が接触した後に該半導体チップを持ち上げるようになっている。
【0028】
前記チップ支持ピンは、前記半導体チップの垂直方向の支持位置を変更することによって、前記半導体チップの裏面への接着剤の塗布量を制御する。
【0029】
前記チップ搬送手段は、接着剤が塗布された半導体チップを前記接着剤塗布手段から基材上に移載する動作と、次の半導体チップを接着剤塗布手段に供給する動作とを並行して行なう。
【0030】
前記接着剤塗布手段の前記接着剤吐出手段は、接着剤の吐出動作を、接着剤が塗布された半導体チップが該接着剤塗布手段から前記基材に搬送された後に、次の半導体チップが接着剤塗布手段に供給されるまでの間に行なう。
【0031】
前記接着剤塗布手段の前記接着剤吐出手段は、接着剤の吐出動作を、接着剤が塗布された半導体チップが基材に搭載されるタイミングと同様のタイミングで行なう。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0033】
図1は本発明のダイボンド装置の実施形態の一例を示す要部の斜視図である。このダイボンド装置は、ウェハシートにおけるダンシングされた多数個の半導体チップを、基材の所定位置に接着するために使用され、従来のダイボンド装置と同様に、基材1が、基材搬送手段30である搬送レール31によって、搬送されるようになっている。搬送レール31に搭載される基材1は、基材収納部2(図4参照)内にそれぞれが水平状態で垂直方向に並んで収納されており、基材収納部2内の基材1が、搬送ロボット7(図4参照)によって、1つずつ順番に取り出される。また、搬送レール31にて搬送される基材1は、チップ搭載位置に搬送されて、接着剤塗布部40によって接着剤が塗布された半導体チップ10が搭載される。その後に、半導体チップ10が搭載された基材1が、チップ搭載位置から搬送されて、基材収納部6(図4参照)内に、それぞれが水平状態で垂直方向に並んで収納される。
【0034】
接着剤塗布部40は、搬送レール31の側方に配置されており、この接着剤塗布部40のさらに側方に、ダンシングされた多数個の半導体チップ10を有するウェハシート11が載置されるチップ載置ステージ20が設けられている。チップ載置ステージ20に載置されたウェハシート11の半導体チップ10は、チップ搬送手段50によって、接着剤塗布部40に搬送されるとともに、接着剤塗布部40から、搬送レール31のチップ搭載位置に搬送された基材1へ搬送される。
【0035】
チップ搬送手段50は、チップ載置ステージ20上のウェハシート11から半導体チップ10を取り出して、接着剤塗布部40へ搬送する第1のボンディングヘッド51と、接着剤塗布部40から搬送レール31上のチップ搭載位置まで半導体チップ10を搬送する第2のボンディングヘッド52とを備えている。
【0036】
チップ載置ステージ20と基材搬送手段30の搬送レール31との間に設けられた接着剤塗布手段40は、図2に示すように、接着剤吐出手段として、内部に接着剤70が収容されて垂直に配置されたシリンジ41を備えており、シリンジ41の上端部に、上方に向けて接着剤を吐出するノズル部43が設けられている。
【0037】
シリンジ41の内部には、ピストン42が昇降可能に収容されており、ピストン42が上昇することにより、上端のノズル部43から接着剤70が上方に向かって吐出される。
【0038】
シリンジ41内のピストン42は、垂直に配置されたボールネジ44の上端部に取り付けられており、このボールネジ44の下端部がモータ45によって連結されており、このモータ45によってボールネジ44が正転および逆転されるようになっている。従って、モータ45によってボールネジ44が正転および逆転されることにより、ピストン41は、それぞれ上昇および下降され、ピストン41が上昇することによって、接着剤70は、ノズル部43から吐出される。接着剤70の吐出量を制御するために、モータ45の回転は、制御装置46によって制御される。
【0039】
シリンジ41は、内部に収容された接着剤70の温度を管理するために、温度調節器47内に収容されている。温度調節器47は、内部にシリンジ41を収容する円筒状の空間が形成された放熱部47aと、この放熱部47aの内周側部分に設けられたペルチェ素子47bとを有しており、制御装置48によってペルチェ素子47bを制御することにより、シリンジ41内の接着剤70の温度が所定値になるように制御される。なお、放熱部47aの外面には、放熱フィン(図1参照)が設けられている。
【0040】
シリンジ41の上方には、半導体チップ10が載置されるチップ支持部60が設けられている。チップ支持部60は、上面が水平になったステージ部61と、このステージ部61を貫通するようにそれぞれが垂直に設けられてそれぞれによって半導体チップ10をステージ部61の中央部上に支持する複数本のチップ支持ピン62と、各チップ支持ピン62によってステージ部61の中央部上に支持された半導体チップ10に対して位置補正を行う4つの位置補正治具63とを備えている。
【0041】
ステージ部61の中央部には、シリンジ41のノズル部43から吐出される接着剤70を上方に向かってガイドするガイド部64が垂直状態で設けられており、ガイド部64の上端部に、所定量の接着剤が貯留される接着剤溜り64aが設けられている。接着剤溜り64aは、上方になるにつれて内径が順次増加する逆円錐台形状になっている。
【0042】
チップ支持手段である複数本のチップ支持ピン62は、接着剤溜り64aの周囲に昇降可能に設けられており、昇降駆動手段である昇降カム65の回転によって、同期して一体的に昇降駆動されるようになっている。各チップ支持ピン62が一体的に上昇されると、各チップ支持ピン62のステージ部61から所定量だけ突出され、各チップ支持ピン62によって半導体チップ10はステージ部61の上方に突き上げられた状態になり、半導体チップ10は、各チップ支持ピン62によって支持される。この場合、各チップ支持ピン62によるステージ部61からの突出量を変更することにより、各チップ支持ピン62による半導体チップ10の上下方向の支持位置が調整される。
【0043】
ステージ部61に設けられた4つの位置補正治具63は、各チップ支持ピン62によってステージ部61の中央部上に支持された半導体チップ10の周囲における四方にそれぞれ配置されており、各チップ支持ピン62によって支持された半導体チップ10に対して、それぞれが同期して一体的に、相互に接近および離反するようになっている。そして、各位置補正治具63が一体的に相互に接近することにより、各チップ支持ピン62によって支持された半導体チップ10が、ステージ部61の中央部上の所定の位置に位置決めされる。
【0044】
ステージ部61には、接着剤溜り64a内に貯留される接着剤量を検出するための光センサ49が設けられており、この光センサ49の検出結果に基づいて、ピストン42を駆動するモータ45の動作が制御装置46により制御される。これにより、シリンジ47のノズル部43から吐出される接着剤量が制御されて、接着剤溜り64a内に所定量の接着剤70が貯留される。
【0045】
このような構成の本発明のダイボンド装置の動作を、図3に基づいて詳細に説明する。
【0046】
搬送レール31上に搭載された基材1は、チップ搭載位置まで搬送される。これと並行して、チップ載置ステージ20上に載置された半導体チップ10が第1のボンディングヘッド51によって、真空吸着されて、ウエハーシート11からピックアップされる。この場合も、従来のダイボンド装置と同様に、チップ載置ステージ20に設けられた突き上げ針(図示せず)が、ウェハーシート11の下から、半導体チップ10を突上げる。これより、半導体チップ10が、第1のボンディングヘッド51によって吸着されてピックアップされる。
【0047】
第1のボンディングヘッド51は、ピックアップした半導体チップ10を、接着剤塗布手段40におけるシリンジ41の最上部に取り付けられたチップ支持部60に搬送する。
【0048】
この場合、図3(a)に示すように、チップ支持部60におけるステージ部61の接着剤溜り64には、シリンジ41から吐出された所定量の接着剤70が貯留された状態になっている。接着剤溜り64に貯留される接着剤70の量は、ステージ部61上に設けられた光センサー49の出力に基づいて、ピストン42を駆動するモータ45が制御装置46によって制御されることにより調整される。シリンジ41内に収容された接着剤70は、温度調整器47によって一定の温度に保持されており、これにより、接着剤70は、所定の粘性に保持されている。
【0049】
さらに、チップ支持部60では、各チップ支持ピン62のステージ部61からの突出量が調節されており、チップ支持ピン62にて支持される半導体チップ10は、ステージ部61の上面に対する支持レベルが調節される。このように、半導体チップ10の支持レベルを調整することにより、半導体チップ10の底面と、接着剤充填部64に貯留された接着剤70との相対的な位置が調整される。これにより、半導体チップ10の裏面への接着剤70の塗布量が調整される。従って、各支持ピン62にて支持される半導体チップ10の裏面に、所定量の接着剤が接触して塗布されるように、各チップ支持ピン62のステージ部61からの突出量が調整される。
【0050】
このような状態で、第1のボンディングヘッド51によって搬送される半導体チップ10が、各チップ支持ピン62上に載置される。各チップ支持ピン62に半導体チップ10が支持されると、図3(b)に示すように、半導体チップ10の裏面が、接着剤充填部64に貯留された接着剤70に対して、上方から接触する。これにより、所定量の接着剤70が、半導体チップ10の裏面に塗布される。
【0051】
チップ支持ピン62への半導体チップ10の載置が終わると、図3(c)に示すように、第1のボンディングヘッド51による半導体チップ10の真空吸着が解除されて、チップ支持ピン62上に支持された半導体チップ10が、位置補正治具63によって位置補正される。この場合、半導体チップ10の周囲に配置された位置補正具63が、同期して、半導体チップ10に接触した後に離反するように一体的に移動される。これにより、半導体チップ10は、チップ支持ピン62に対して所定の位置に支持されるように、位置補正される。
【0052】
半導体チップ10が位置補正されると、図3(d)に示すように、第2のボンディングヘッド52によって半導体チップ10が真空吸着されて、半導体チップ10は、チップ支持ピン62上からピックアップされる。このとき、半導体チップ10を支持する各チップ支持ピン62が上昇して、半導体チップ10を上方に持ち上げる。これにより、接着剤溜り64aに貯留された接着剤70と半導体チップ10とが確実に分離され、接着剤70は、糸を引いた状態になることなく、半導体チップ10が第2のボンディングヘッド52によって確実にピックアップされる。
【0053】
第2のボンディングヘッド52にてピックアップされた半導体チップ10は、搬送レール31によってチップ搭載位置に搬送された基材1の表面にまで搬送されて、その基材1の表面における所定位置に搭載される。
【0054】
第2のボンディングヘッド52が半導体チップ10を接着剤塗布手段40から搬送レール31上の基材1上へ搬送する間に、第1のボンディングヘッド51は、チップ載置ステージ20上の次の半導体チップ10をピックアップして、接着剤塗布部40へ搬送する。
【0055】
また、接着剤70の塗布が終了した半導体チップ10が、チップ搭載位置から搬出されると、次の半導体チップ10がチップ搭載位置に搬入されるまでの間、例えば半導体チップ10が基材1に搭載されるのとほぼ同じタイミングで、接着剤塗布手段40では接着剤70が吐出されて、チップ支持部60の半導体チップ10に接着剤が塗布される。
【0056】
このような一連の動作により、1個の半導体チップ10が基材上に搭載される。この動作を連続的に行なうことにより、ウエハーシート11のダイシングされた多数個の半導体チップ10が、順次、基材1に搭載されて、接着剤によって接着される。
【0057】
このように、本発明のダイボンド装置では、半導体チップ10を基材1上に搭載する前に、基材1の表面に接着剤を塗布することなく、半導体チップ10の裏面に接着剤を塗布した後に、半導体チップ10を基材に搭載することにより、半導体チップ10が基材の表面に接着される。このように、接着剤70の塗布を行う接着剤塗布部40が、半導体チップ10をチップ載置ステージ20から基材1上に搬送する搬送域内に設けられているために、基材1の表面に接着剤を塗布する接着剤塗布部が基材1の搬送域内に設けられた従来のダイボンド装置と比べて、装置の占有面積を小さくすることができる。
【0058】
接着剤塗布部40は、接着剤70を半導体チップ10の裏面に塗布するために、基材10の表面に接着剤を塗布する必要がなく、従って、基材搬送手段30は、チップが搭載される位置にのみ半導体チップ10を搬送して停止させればよく、接着剤塗布位置及びチップが搭載される位置の2箇所に基材1を停止させる従来のダイボンド装置と比べて、処理効率が向上する。また、半導体チップ10に接着剤が塗布されて、基材1にまで搬送されるために、基材1に接着剤を塗布した状態で基材1を搬送する場合に比べて、塗布された接着剤70が乾燥することを抑制することができる。さらに、基材1の表面に接着剤70を塗布しないために、基材1の表面のチップ搭載位置を画像によって認識する場合にも、基材1の全体を確実に認識することができるために、基材1の位置を正確に認識することができる。
【0059】
接着剤塗布部40は、接着剤70を上方に向けて吐出して、吐出された接着剤70に対して上方から半導体チップ10の裏面が押しつけられることによって、その半導体チップ10の裏面に接着剤70を塗布している。このため、シリンジ41の上下動作によって接着剤70の塗布を行う場合に問題となる塗布量のばらつき、液ダレ、基材1の表面での接着剤70の糸引き等の事態を回避することができる。
【0060】
接着剤塗布部40には、半導体チップ10の位置を補正する位置補正治具63を有するチップ支持部60が設けられている。このため、接着剤塗布手段40の前後に半導体チップ10の位置補正手段を設ける必要がなく、これにより、装置の占有面積を小さくすることができるとともに、構成が簡略化される。また、接着剤塗布部40は、半導体チップ10を各チップ支持ピン62によって上方に支持した状態で、半導体チップ10の位置を補正しているために、半導体チップ10の位置補正が確実にかつ容易にすることができる。
【0061】
接着剤塗布部40は、内部に収容した接着剤70の温度を制御する温度調節器47及びその制御装置48が設けられていることにより、接着剤70の粘性を安定化させることができ、従って、その吐出量を高精度に制御することができる。
【0062】
接着剤塗布部40は、吐出量を斜め上方から検出する光センサー49の出力に基づいて、ピストン42を駆動するモータ45を制御して、接着剤の吐出量を制御しているために、吐出量の制御を高精度で、しかも、容易に行うことができる。さらには、接着剤に対する半導体チップ10の支持レベルを調整して、接着剤70への半導体チップ10の接触量を制御することにより、半導体チップ10への接着剤70の塗布量を高精度で制御することができる。
【0063】
接着剤塗布部40は、半導体チップ10を複数本の昇降式のチップ支持ピン42によって支持しているために、接着剤に対する半導体チップ10の支持レベル、簡潔な構成で容易に調整することができる。
【0064】
チップ支持ピン42は、半導体チップ10の裏面に接着剤70が接触した後に半導体チップを突上げる構成になっていることにより、接着剤70が塗布された後の半導体チップ10の搬出を容易に行うことができる。
【0065】
チップ搬送手段50は、2つのボンディングヘッド51および52を使用して、接着剤70が塗布された半導体チップ10を接着剤塗布部40から基材1上に移載する動作と、次の半導体チップ10を接着剤塗布部40に供給する動作とを並行的に行なうことができるために、半導体チップ10の基板1への搭載動作を効率的に行うことができる。
【0066】
接着剤塗布部40は、接着剤70の吐出動作を、接着剤70が塗布された半導体チップ10が接着剤塗布部40から搬出された後、次の半導体チップ10が接着剤塗布部40に搬送されるまでの間に行なうことができるために、接着剤70の塗布動作も、他の動作に影響を与えることなく効率的に行うことができる。
【0067】
【発明の効果】
本発明のダイボンド装置は、このように、基材に搭載される半導体チップの移動域内に接着剤塗布手段が設けられているために、占有面積を小さくすることができ、また、基材搬送手段による基材の搬送効率を向上させることができる。接着剤塗布手段においては、接着剤が上向きに吐出され、吐出された接着剤に対して上方から半導体チップが押しつけられることにより、接着剤が半導体チップの裏面に塗布されるために、基材の表面に接着剤が塗布されない。従って、半導体チップに対して接着剤を安定的に供給することができると共に、接着剤の液ダレ、乾燥等を防止することができ、また、基材の表面に接着剤が塗布されないために、基材の表面を正確に画像認識することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のダイボンド装置の実施形態の一例を示す要部の構成図である。
【図2】そのダイボンド装置に設けられた接着剤塗布手段の構成を示す縦断面図である。
【図3】(a)〜(d)は、それぞれ、その接着剤塗布手段における動作説明のための要部の断面図図である。
【図4】従来のダイボンド装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 半導体チップ
11 ウェハシート
20 チップ載置ステージ
30 基材搬送手段
31 搬送レール
40 接着剤塗布手段
41 シリンジ
42 ピストン
43 ノズル部
44 ボールネジ
45 モータ
46 制御装置
47 温度調節器
48 制御装置
49 光センサー
50 チップ搬送手段
51 第1ボンディングヘッド
52 第2ボンディングヘッド
60 チップ支持部
61 ステージ部
62 チップ支持ピン
63 位置補正治具
64 ガイド部
64a 接着剤溜り
65 昇降駆動装置
70 接着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a die bonding apparatus used for fixing a semiconductor chip to a base material using an adhesive.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional die bonding apparatus used for fixing a semiconductor chip on a substrate with an adhesive is shown in FIG. The conventional die-bonding apparatus shown in FIG. 4 includes a transfer robot 7 that sequentially takes out the base materials 1 stored in the base material storage unit 2 in a horizontal state and arranged in the vertical direction one by one. It has the conveyance rail 3 which conveys each base material 1 taken out from the base material storage part 2 sequentially.
[0003]
An adhesive application unit 4 for applying an adhesive to the base material 1 conveyed by the conveyance rail 3 is provided in the middle of the conveyance region of the substrate 1 by the conveyance rail 3, and the adhesive application unit 4 is provided. A
[0004]
The adhesive application unit 4 has a syringe 4a containing an adhesive to be applied to a predetermined portion on the substrate 1 that is conveyed to the adhesive application position by the conveyance rail 3, and the syringe 4a is a conveyance rail. 3 is vertically arranged above and 3 can be moved up and down by a
[0005]
The
[0006]
The position correction unit 5c has a position correction stage 5g on which the
[0007]
The
[0008]
The operation of the die bonding apparatus configured as described above is as follows. First, the base material 1 is sequentially taken out from the base material supply unit 2 by the base material transport robot 7, and sequentially transferred onto the transport rail 3, and sequentially transported to the adhesive application position by the transport rail 3. Is done. When the base material 1 reaches the adhesive application position, in the adhesive application unit 4, the syringe 4a is lowered by the
[0009]
When controlling the discharge amount of adhesive with high accuracy, a temperature regulator composed of a Peltier element, a heat sink, a cooling fan, etc. is installed around the syringe 4a, and this temperature regulator is controlled by a control device. By doing so, the temperature of the adhesive is kept constant. Thereby, since the adhesive in the syringe 4a is maintained at a constant temperature regardless of the ambient temperature, the viscosity of the adhesive in the syringe 4a is also maintained constant, and the piston in the syringe 4a is lowered. Therefore, a predetermined amount of adhesive can be always discharged.
[0010]
When the adhesive is applied to a predetermined position on the surface of the base material 1 in the adhesive application unit 4, the base material 1 is sequentially transported to the chip mounting position by the transport rail 3. In this case, the next base material 1 is transported to the adhesive application position by the transport rail 3. When the substrate 1 coated with adhesive is transported to the chip mounting position, the
[0011]
A
[0012]
The position correction unit 5c mechanically corrects the position by pressing the
[0013]
The
[0014]
In the die bonding apparatus shown in FIG. 4, the
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional die-bonding apparatus, the adhesive application unit 4 is provided on the conveyance area of the conveyance rail 3 that conveys the substrate 1, but the
[0016]
In addition, the adhesive application operation by the adhesive application unit 4 is performed by the raising / lowering operation of the syringe 4a and the lowering operation of the piston provided in the syringe 4a. That is, by lowering the piston while lowering the syringe 4 a, the adhesive is discharged from the nozzle portion at the lower end to apply the adhesive to the substrate 1. For this reason, when the adhesive is applied at a high speed, the application amount of the adhesive applied to the base material 1 may vary depending on the descending speed and ascending speed of the syringe 4a, the discharge timing of the adhesive, and the like. Further, the adhesive applied to the base material 1 may not be completely separated from the rising syringe 4a, and there is a possibility that a thread is pulled from the surface of the base material 1.
[0017]
Furthermore, in the adhesive application part 4, since the syringe 4a discharges the adhesive downward, the adhesive dripping from the syringe 4a when an adhesive with low viscosity is used. There is also a fear. In order to prevent such dripping, the piston in the syringe 4a may be controlled to be lifted upward by vacuum, but in this case, the discharge amount of the adhesive is reduced due to poor adjustment of the pulling force by vacuum. There is a possibility that the amount of the adhesive applied to the substrate 1 varies and varies.
[0018]
The substrate 1 is transported from the adhesive application position to the chip mounting position after the adhesive is applied, and the
[0019]
In addition, in order to correct the chip mounting position on the base material 1 in the
[0020]
The present invention solves such a problem, the purpose of which is to occupy a small space, can stably supply an adhesive when bonding a semiconductor chip on the surface of a substrate, The adhesive can be prevented from dripping and drying, and the semiconductor chip can be securely adhered to the base material without being adversely affected by the adhesive applied to the surface of the base material. It is to provide a die bonding apparatus.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The die bonding apparatus of the present invention is a die bonding apparatus for bonding a semiconductor chip with an adhesive on a base material transported to a predetermined position, and is housed inside chip support means for supporting the semiconductor chip. An adhesive discharge means for discharging the adhesive upward, and applying the adhesive to bring the back surface of the semiconductor chip supported by the chip support means into contact with the adhesive discharged by the adhesive discharge means And holding the semiconductor chip so as to be supported by the chip support means of the adhesive application means, and the semiconductor chip coated with the adhesive on the back surface by the adhesive application means. Chip transporting means for transporting and mounting on the surface of the substrate.
[0022]
The adhesive application means has means for correcting the support position of the semiconductor chip supported by the chip support means.
[0023]
The adhesive discharge means of the adhesive application means has means for controlling the temperature of the adhesive accommodated therein.
[0024]
The adhesive discharge means of the adhesive application means has means for controlling the amount of adhesive discharged.
[0025]
The adhesive discharge means has a sensor for detecting the discharged adhesive amount, and the discharged adhesive amount is controlled by the sensor.
[0026]
The chip support means of the adhesive application means has a chip support pin that can be moved up and down.
[0027]
The chip support pins are configured to lift the semiconductor chip after the adhesive contacts the back surface of the semiconductor chip.
[0028]
The chip support pins control the amount of adhesive applied to the back surface of the semiconductor chip by changing the vertical support position of the semiconductor chip.
[0029]
The chip conveying means performs in parallel the operation of transferring the semiconductor chip coated with the adhesive from the adhesive applying means onto the substrate and the operation of supplying the next semiconductor chip to the adhesive applying means. .
[0030]
The adhesive discharge means of the adhesive application means performs an adhesive discharge operation such that the next semiconductor chip is bonded after the semiconductor chip to which the adhesive has been applied is transported from the adhesive application means to the substrate. It is carried out until it is supplied to the agent application means.
[0031]
The adhesive discharge means of the adhesive application means performs the adhesive discharge operation at the same timing as the timing at which the semiconductor chip coated with the adhesive is mounted on the substrate.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
FIG. 1 is a perspective view of a main part showing an example of an embodiment of a die bonding apparatus of the present invention. This die bonding apparatus is used for adhering a large number of semiconductor chips damped on a wafer sheet to a predetermined position of a base material. Like the conventional die bonding apparatus, the base material 1 is a base
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
As shown in FIG. 2, the
[0037]
Inside the syringe 41, the
[0038]
A
[0039]
The syringe 41 is accommodated in the
[0040]
Above the syringe 41, a
[0041]
A
[0042]
The plurality of chip support pins 62 as the chip support means are provided around the adhesive reservoir 64a so as to be movable up and down, and are integrally driven up and down synchronously by the rotation of the
[0043]
The four position correction jigs 63 provided on the
[0044]
The
[0045]
The operation of the die bonding apparatus of the present invention having such a configuration will be described in detail with reference to FIG.
[0046]
The base material 1 mounted on the
[0047]
The
[0048]
In this case, as shown in FIG. 3A, a predetermined amount of adhesive 70 discharged from the syringe 41 is stored in the
[0049]
Further, in the
[0050]
In this state, the
[0051]
When the placement of the
[0052]
When the position of the
[0053]
The
[0054]
While the
[0055]
Further, when the
[0056]
Through such a series of operations, one
[0057]
As described above, in the die bonding apparatus of the present invention, the adhesive is applied to the back surface of the
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
The
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
Since the
[0064]
The chip support pins 42 are configured to push up the semiconductor chip after the adhesive 70 comes into contact with the back surface of the
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
【The invention's effect】
Thus, the die bonding apparatus of the present invention can reduce the occupation area because the adhesive application means is provided in the movement area of the semiconductor chip mounted on the base material, and the base material transport means. The substrate conveyance efficiency can be improved. In the adhesive application means, the adhesive is discharged upward, and the semiconductor chip is pressed against the discharged adhesive from above, so that the adhesive is applied to the back surface of the semiconductor chip. No adhesive is applied to the surface. Therefore, the adhesive can be stably supplied to the semiconductor chip, and the adhesive can be prevented from dripping and drying, and the adhesive is not applied to the surface of the substrate. It becomes possible to accurately recognize the surface of the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part showing an example of an embodiment of a die bonding apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an adhesive application unit provided in the die bonding apparatus.
FIGS. 3A to 3D are cross-sectional views of the main parts for explaining the operation of the adhesive application means.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a conventional die bonding apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Semiconductor chip
11 Wafer sheet
20 chip placement stage
30 Substrate conveying means
31 Transport rail
40 Adhesive application means
41 syringe
42 piston
43 Nozzle
44 Ball screw
45 motor
46 Control device
47 Temperature controller
48 Control device
49 Light sensor
50 Chip transfer means
51 First bonding head
52 Second bonding head
60 Chip support
61 Stage
62 Chip support pin
63 Position correction jig
64 Guide section
64a Adhesive reservoir
65 Lifting drive
70 Adhesive
Claims (10)
半導体チップを支持するチップ支持手段と、内部に収容された接着剤を上方に向けて吐出する接着剤吐出手段とを具備し、該接着剤吐出手段によって吐出された接着剤に対して前記チップ支持手段によって支持された半導体チップの裏面を接触させる接着剤塗布手段と、
該接着剤塗布手段のチップ支持手段にて支持されるように半導体チップを保持して搬送するとともに、該接着剤塗布手段によって裏面に接着剤が塗布された半導体チップを、前記基材の表面に搬送して搭載するチップ搬送手段とを具備し、
前記接着剤塗布手段の前記チップ支持手段が、昇降可能になったチップ支持ピンを有することを特徴とするダイボンド装置。A die-bonding device for bonding a semiconductor chip with an adhesive body on a substrate transported to a predetermined position,
Chip support means for supporting the semiconductor chip; and adhesive discharge means for discharging the adhesive contained therein upward. The chip support for the adhesive discharged by the adhesive discharge means An adhesive application means for contacting the back surface of the semiconductor chip supported by the means;
The semiconductor chip is held and transported so as to be supported by the chip support means of the adhesive application means, and the semiconductor chip coated with the adhesive on the back surface by the adhesive application means is applied to the surface of the base material. Chip conveying means for conveying and mounting,
The die bonding apparatus , wherein the chip support means of the adhesive application means has a chip support pin that can be moved up and down.
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