JP4316122B2 - IC chip setting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプボンディング装置及びワイヤボンディング装置を含むボンディング装置において、ボンディングステージのICチップ載置面上でICチップの位置及び姿勢を規正して位置決めするICチップ規正装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ベアチップタイプの半導体集積回路チップ(ICチップ)の基板、部品等の回路形成体への実装技術として、フリップチップ法とワイヤボンディング法とが知られている。フリップチップ法は、バンプボンディング装置によりICチップの電極パッドに金製の凸状電極(バンプ)を形成し、このバンプと回路形成体上に形成された配線電極とをリード線を介さずに直接接合するものである。ワイヤボンディング法は、ワイヤボンディング装置によりICチップの電極パッドと回路形成体の電極とを金、アルミニウム等のワイヤで接続するものである。
【0003】
上記バンプボンディング装置やワイヤボンディング装置は、ボンディングステージのICチップ載置面上でICチップの位置及び姿勢を規正して位置決めし、その後、バンプボンディングやワイヤボンディングを実行する。そのため、これらの装置は、ICチップ載置面上でICチップの位置及び姿勢を規正するためのICチップ規正装置を備えている。
【0004】
図11及び図12は、バンプボンディング装置が備えるこの種のICチップ規正装置の一例を示している。ICチップ1に対するバンプボンディングが行われるボンディングステージ2は、ヒータ3により加熱されるようになっており、ICチップ載置面2aの所定位置にICチップ1を固定するための吸着機構(図示せず。)を備えている。
【0005】
ICチップ規正装置4は、XYテーブル6と、このXYテーブル6に取付けられた移動台7とを備えている。また、移動台7には規正アーム8の基端側が固定されており、この規正アーム8の水平方向に延びる先端に可動規正爪9が固定されている。この可動規正爪9は隙間11を隔ててICチップ載置面2aの上方に位置している。すなわち、可動規正爪9はICチップ載置面2aに対して非接触となっている。
【0006】
上記XYテーブル6が移動すると、それに伴って可動規正爪9が移動し、可動規正爪9の端面9aがICチップ1を押す。その結果、ICチップ1は固定規正ブロック12まで移動し、可動規正爪9と固定規正ブロック12の間に挟持されて位置及び姿勢が規正される。
【0007】
ICチップ1の厚みT1は、0.1mm〜0.7mm、通常0.4mm程度である。また、可動規正爪9の厚みT2は0.3mm程度である。さらに、上記隙間11の寸法Gは0.03mm〜0.1mm程度である。
【0008】
上記のように位置及び姿勢が規正されたICチップ1は、位置認識カメラ13により位置認識され、それに基づいて図示しないボンディングヘッドによりICチップ1の電極パッド1aに対してバンプボンディングが行われる。この位置認識カメラ13による位置認識の精度を高めるには、ICチップ1を厚みT1が異なる品種に変更した場合でも、ICチップ1の位置認識カメラ13とICチップ1の上面との距離Lを、位置認識カメラ13の焦点距離に保持する必要がある。
【0009】
そのため、厚みT1が異なるICチップ1に変更した場合には、ボンディングステージ2を異なる厚みT3を有するものに交換する必要がある。すなわち、ICチップ1の厚みT1が大きい場合には、厚みT3が小さいボンディングステージ2を使用し、ICチップ1の厚みT1が小さい場合には、厚みT3が大きいボンディングステージ2を使用する必要がある。また、ボンディングステージ2の交換に伴い、以下の2種類の作業が必要となる。まず、第1に、可動規正爪9とICチップ載置面2aの隙間11の寸法Gを上記所定値(0.1〜0.03mm)に調整する隙間調整が必要である。第2に、上記可動規正爪9とICチップ載置面2aとの間の平行度を所定範囲に調整する平行度調整が必要である。これらの隙間調整及び平行度調整には、上記移動台7を垂直方向下向きに変位させるための調整ボルト(押しボルト14)と、垂直方向上向きに変位させるための調整ボルト(引きボルト15)を使用する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のICチップ規正装置では、厚みT1が0.1mm程度の比較的薄型のICチップ1を使用する場合、以下の問題がある。まず、ICチップ1の厚みT1が0.1mm程度であると、隙間11の寸法Gを0.03mm程度の非常に小さい値に設定する必要がある。このように隙間11が非常に狭いと、上記押しボルト14と引きボルト15による隙間調整が困難となる。また、隙間11が非常に狭い場合には、可動規正爪9とICチップ載置面2aとの間に要求される平行度の精度が非常に高くなるため、平行度調整も困難となる。さらに、ボンディング装置に供給されるICチップは、その前工程でウェハをダイシングすることにより製作されるが、このダイシングの際に比較的高い頻度でICチップの端面にバリが発生する。そして、上記隙間11が非常に狭い場合にICチップ1の端面にバリがあると、可動規正爪9がバリと干渉し、ICチップ1を所望の位置及び姿勢に規正することが困難となる。
【0011】
本発明は、上記従来のボンディング装置が備えるICチップ規正装置における問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、ICチップの品種変更に伴い、厚みが異なるボンディングステージに交換する場合の調整作業を容易にすることを課題としている。また、本発明は、可動規正爪とICチップ端面のバリとの干渉を確実に防止することを課題としている。
【0012】
上記課題を解決するために第1の発明は、ボンディング装置のボンディングステージ上で、ICチップの位置及び姿勢を規正するICチップ規正装置であって、上記ボンディングステージのICチップ載置面上を摺動する可動規正爪と、上記可動規正爪の上記ICチップ載置面に対して平行な方向の移動を拘束する一方、上記可動規正爪がICチップ載置面に対して垂直な方向に移動可能となるように上記可動規正爪を連結した規正アームと、上記規正アームを上記ICチップ載置面に対して平行な方向に移動させ、上記可動規正爪の端面でICチップの端面を押すことにより、上記ICチップ載置面上でのICチップの位置及び姿勢を規正する駆動機構と、上記可動規正爪のICチップと当接する端面の上記ICチップ載置面側に設けた切欠とを備え、上記可動規正爪と規正アームのいずれか一方に凸部を設け、他方にこの凸部が挿入される凹部を設け、上記凸部の先端と上記凹部の底部に、同一極が互いに対向するように、それぞれ永久磁石を取付けたことを特徴とするICチップ規正装置を提供する。
【0013】
本発明に係るICチップ規正装置では、ICチップ載置面上を摺動する可動規正爪の端面がICチップの端面を押すことにより、ICチップの位置及び姿勢を規正するため、ICチップの品種を厚みが異なるものへ変更したことに伴い、厚みが異なるボンディングステージに交換した場合でも、可動規正爪とICチップ載置面の間の隙間調整を行う必要がない。
ICチップの端面にバリが発生していても、このバリは可動規正爪の切欠に入り込む。そのため、可動規正爪がバリと干渉することによるICチップの位置ずれ及び姿勢の傾きを防止することができる。上記切欠のICチップ載置面に対して垂直な方向の寸法(高さ)は、ICチップの厚みの40%程度であることが好ましい。切欠の高さがこの程度あれば、バリが確実に切欠内に入り込むため、可動規正爪とバリの干渉を確実に防止することができる。
また、上記可動規正爪と規正アームのいずれか一方に凸部を設け、他方にこの凸部が挿入される凹部を設け、上記凸部の先端と上記凹部の底部に、同一極が互いに対向するように、それぞれ永久磁石を取付けているので、永久磁石間に作用する反発力により可動規正爪がICチップ載置面上に押圧される。
【0017】
第2の発明は、ボンディング装置のボンディングステージ上で、ICチップの位置及び姿勢を規正するICチップ規正装置であって、上記ボンディングステージのICチップ載置面上を摺動する可動規正爪と、上記可動規正爪の上記ICチップ載置面に対して平行な方向の移動を拘束する一方、上記可動規正爪がICチップ載置面に対して垂直な方向に移動可能となるように上記可動規正爪を連結した規正アームと、上記規正アームを上記ICチップ載置面に対して平行な方向に移動させ、上記可動規正爪の端面でICチップの端面を押すことにより、上記ICチップ載置面上でのICチップの位置及び姿勢を規正する駆動機構と、上記可動規正爪のICチップと当接する端面の上記ICチップ載置面側に設けた切欠とを備え、上記可動規正爪と規正アームのいずれか一方に凸部を設け、他方にこの凸部が挿入される凹部を設け、上記凸部の先端と上記凹部の底部との間に弾性手段を縮装したことを特徴とするICチップ規正装置を提供する。
本発明に係るICチップ規正装置では、ICチップ載置面上を摺動する可動規正爪の端面がICチップの端面を押すことにより、ICチップの位置及び姿勢を規正するため、ICチップの品種を厚みが異なるものへ変更したことに伴い、厚みが異なるボンディングステージに交換した場合でも、可動規正爪とICチップ載置面の間の隙間調整を行う必要がない。また、ICチップの端面にバリが発生していても、このバリは可動規正爪の切欠に入り込む。そのため、可動規正爪がバリと干渉することによるICチップの位置ずれ及び姿勢の傾きを防止することができる。上記切欠のICチップ載置面に対して垂直な方向の寸法(高さ)は、ICチップの厚みの40%程度であることが好ましい。切欠の高さがこの程度あれば、バリが確実に切欠内に入り込むため、可動規正爪とバリの干渉を確実に防止することができる。さらに弾性手段から作用する弾性力により可動規正爪がICチップ載置面上に押圧される。
【0018】
第3の発明は、ボンディング装置のボンディングステージ上で、ICチップの位置及び姿勢を規正するICチップ規正装置であって、上記ボンディングステージのICチップ載置面上を摺動する可動規正爪と、上記可動規正爪の上記ICチップ載置面に対して平行な方向の移動を拘束する一方、上記可動規正爪がICチップ載置面に対して垂直な方向に移動可能となるように上記可動規正爪を連結した規正アームと、上記規正アームを上記ICチップ載置面に対して平行な方向に移動させ、上記可動規正爪の端面でICチップの端面を押すことにより、上記ICチップ載置面上でのICチップの位置及び姿勢を規正する駆動機構と、上記可動規正爪のICチップと当接する端面の上記ICチップ載置面側に設けた切欠とを備え、上記規正アームに上記チップ載置面に対して直交方向に延びるガイドレールを設け、このガイドレール上を移動するスライド部材に球面軸受の雌側要素を固定し、上記球面軸受の雄側要素に可動規正爪を固定していることを特徴とするICチップ規正装置を提供する。
【0020】
第2の発明は、上記ICチップ規正装置を備えるボンディング装置を提供するものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す本発明の実施形態について詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1から図3は、本発明の第1実施形態に係るICチップ規正装置21を備えるバンプボンディング装置を示している。このバンプボンディング装置は、バンプボンディングが実行されるボンディングステージ22、バンプボンディング前のICチップ1が蓄積されるICチップ供給装置23、バンプボンディング済のICチップ1が蓄積されるICチップ搬出装置24、及びICチップ1をICチップ供給装置23からボンディングステージ22を経てICチップ搬出装置24へ搬送するための搬送装置25を備えている。
【0022】
上記ボンディングステージ22は、ヒータ27により加熱される。また、ボンディングステージ22は、その上面(ICチップ載置面22a)の所定位置(ボンディング位置)に位置決めされたICチップ1を固定するために、複数の吸込孔(図示せず)と、この吸込孔によりICチップ1をICチップ載置面22a上に吸着するための吸引装置(図示せず。)とを備えている。
【0023】
上記ボンディングステージ22と対向して、公知の構造のボンディングヘッド29が配設されている。このボンディングヘッド29は、ワイヤ供給機構31、ボンディング作業機構32及び位置認識カメラ33を備え、これらはXYテーブル34上に搭載されている。
【0024】
上記ワイヤ供給機構31は、金製のボンディングワイヤを巻回状態で蓄えたリール31aを備え、ボンディング作業機構32に対して張力を付与しつつボンディングワイヤを供給する。上記ボンディング作業機構32は、クランパ32aと、その先端にキャピラリを固定した超音波ホーン32bとを備えている。上記ワイヤ供給機構31から供給されたボンディングワイヤは、上記キャピラリに挿通される。
【0025】
ICチップ1は、搬送装置25の吸着ノズルにより吸着され、上記ICチップ供給装置23上に載置されたICチップ供給トレー23aから、ボンディングステージ22のICチップ載置面22a上に載置される。次に、ICチップ1は、ICチップ規正装置21により位置及び姿勢が規正されてボンディング位置に位置決めされ、上記吸引機構の吸引力により固定される。さらに、位置認識カメラ33によるICチップ1の位置認識後に、ICチップ1の電極パッド1a(図3参照)に対してバンプボンディングが行われる。まず、キャピラリ先端から突出するボンディングワイヤの先端が、図示しない放電トーチとの間に発生するスパーク放電により溶融し、ボールが形成される。次に、このボールがICチップ1の電極パッド1aに押圧される。さらに、図示しない超音波発生源の発生する超音波振動が超音波ホーン32b及びキャピラリを経てボールに印加される。その結果、ボールが電極パッド1aに接合され、バンプが形成される。ICチップ1が備える複数の電極パッド1aについて以上の動作が繰り返される。バンプボンディング済みのICチップ1は、再び搬送装置25の吸着ノズルにより吸着され、ICチップ搬出装置24のICチップ回収トレー24aへ搬送される。
【0026】
次に、図2及び図3を参照して、本実施形態のICチップ規正装置21について説明する。このICチップ規正装置21は、可動規正爪36と、固定規正ブロック37とを備えている。このうち可動規正爪36は、後述するように規正アーム41により駆動されてボンディングステージ22のICチップ載置面22a上を摺動する。一方、固定規正ブロック37はボンディングステージ22に対して固定されている。
【0027】
図3に示すように、上記可動規正爪36はその先端に一対の角部36a,36bを備えている。各角部36a,36bは互いに直交する一対の端面36c,36dにより構成されている。また、可動規正爪36の下面36eは平面であり、ボンディングステージ22のICチップ載置面22a上に載置されている。また、可動規正爪36の上面36f側には、一対のピン38a,38bが突設されている。本実施形態では、これらのピン38a,38bの断面形状は半径が一定の円形である。
【0028】
上記可動規正爪36の角部36a,36bを構成する端面36c,36dには、ICチップ載置面22a側、すなわち下面36eとの接続部分に、バリとの干渉を防止するための切欠39が設けられている。この切欠39のICチップ載置面22aに対して垂直方向の寸法(高さ)は、ICチップ1の厚みT1の40%程度である。
【0029】
規正アーム41は、基部41a、垂直方向に延びる中間部41b、及び水平方向に延びる先端部41cを備えている。
【0030】
規正アーム41の先端部41cには、断面円形の一対のガイド孔41e,41fが厚み方向に貫通するように設けられている。このガイド孔41e,41fには、上記可動規正爪36のピン38a,38bがそれぞれ挿通されている。ガイド孔41e,41fの孔径は、ピン38a,38bの外径よりも僅かに大きく設定されている。そのため、ピン38a,38bは、ガイド孔41e,41fにより水平方向の移動が拘束されるが、ガイド孔41e,41f内を垂直方向に摺動可能である。すなわち、可動規正爪36は、ICチップ載置面22aに対して平行な方向の移動は拘束されるが、ICチップ載置面22aに対して垂直な方向に移動可能となるように規正アーム41に対して連結されている。また、可動規正爪36は、それ自体の自重により下面36eがICチップ載置面22aに対して押圧されている。
【0031】
上記規正アーム41の基端部41aは、移動台43に対してボルトにより固定されている。また、移動台43は、XYテーブル42に対して取付けられている。さらに、移動台43をXYテーブル42に対して垂直方向(Z方向)下向きに変位させるための押しボルト44と、垂直方向上向きに変位させるための引きボルト45とが設けられている。
【0032】
上記固定規正ブロック37は、可動規正爪36と同様に、一対の端面37b,37cにより構成された角部37aを備えている。
【0033】
次に、ICチップ規正装置21の動作を説明する。
まず、ICチップ供給装置23からボンディングステージ22のICチップ載置面22a上にICチップ1が供給されると、XYテーブル42がX方向及びY方向に移動し、それに伴って規正アーム41が移動する。上記のように可動規正爪36は規正アーム41に対してICチップ載置面22aに対して平行な方向の移動が拘束されるように連結されているため、規正アーム41がX方向及びY方向に移動すると、それに伴って可動規正爪36がICチップ載置面22a上を下面36eが接触した状態で移動する。この可動規正爪36の端面36c,36dによりICチップ1の端面が押され、ICチップ1がICチップ載置面22a上を移動する。図3において二点鎖線で示すように、ICチップ1は、固定規正ブロック37の角部37aの端面37b,37cと、可動規正爪36の角部36aの端面36c,36dとの間に挟持されることにより位置及び姿勢が規正され、ボンディング位置に位置決めされる。
【0034】
上記ICチップ供給装置23に蓄積されているICチップ1には、前工程のダイシングの際に端面にバリが発生している場合がある。しかし、図4に拡大して示すように、ICチップ1の端面のバリ1bは、上記可動規正爪36の切欠39内に入り込む。そのため、可動規正爪36がバリ1bと干渉することによるICチップ1の位置ずれ及び姿勢の傾きを防止することができ、ICチップ1をボンディング位置に高精度で位置決めすることができる。特に、本実施形態では、上記切欠39の高さをICチップ1の厚みT1の40%程度に設定しているため、バリ1bは確実に切欠39内に入り込み、可動規正爪36との干渉が防止される。
【0035】
ICチップ1を厚みT1が異なる品種に変更した場合には、位置認識カメラ33とICチップ1の距離Lを位置認識カメラ33の焦点距離に保持するために、厚みT3が異なるボンディングステージ22に交換する必要がある。上記のように可動規正爪36は規正アーム41に対してピン38a,38bをガイド孔41e,41fに摺動可能に挿通することにより連結されているので、ボンディングステージ22を厚みT3が異なるものに交換すると、可動規正爪36は自重によりボンディングステージ22のICチップ載置面22aに押圧される。従って、ボンディングステージ22の交換時に、隙間調整を行う必要がなく、ボンディングステージ22の交換作業が非常に容易になる。
【0036】
可動規正爪36のICチップ載置面22aに対する平行度調整は、押しボルト44及び引きボルト45により行うことができる。
【0037】
なお、上記可動規正爪36のピン38a,38b及び規正アーム41のガイド孔41e,41fの断面形状は円形に限定されない。すなわち、これらの断面形状は、可動規正爪36のICチップ載置面22aに対して平行な方向の移動を拘束する一方、可動規正爪36がICチップ載置面22aに対して垂直な方向に移動可能となるように可動規正爪36を規正アーム41に連結できればよい。具体的には、これらの断面形状としては楕円形、多角形等がある。また、これらのピン及びガイド孔の数は、可動規正爪36がICチップ載置面22aに対して平行な面内で回転するのを防止できればよい。具体的には、これらのピン及びガイド孔は2個以上あればよい。さらに、ガイド孔は貫通孔である必要はなく、ある程度の深さがあれば有底の孔であってもよい。さらにまた、規正アーム41側に2個以上のピンを設け、可動規正爪36にこれらのピンが挿通されるガイド孔を設けてもよい。
【0038】
(第2実施形態)
図5及び図6は、本発明の第2実施形態のICチップ規正装置21を示している。
この第2実施形態では、可動規正爪36の上面36fには、断面正方形の凸部47が設けられている。また、規正アーム41には、この凸部47が挿入される断面正方形の凹部48が設けられている。凸部47及び凹部48の断面の寸法は、凹部48が凸部47よりも僅かに大きくなるように設定されている。そのため、凸部47は、水平方向の移動は凹部48の周壁により拘束されるが、凹部48内を垂直方向に摺動可能である。すなわち、可動規正爪36はICチップ載置面22aに対して平行な方向の移動は拘束されるが、ICチップ載置面22aに対して垂直な方向に移動可能となるように、規正アーム41に対して連結されている。
【0039】
また、上記凸部47の先端と上記凹部48の底部には、同一極が互いに対向するように、それぞれ永久磁石49a,49bが取付けられている。可動規正爪36は、これらの永久磁石49a,49b間に作用する反発力により、ICチップ載置面22aに押圧されている。
【0040】
さらに、上記可動規正爪36の角部36a,36bを構成する端面36c,36dには、ICチップ載置面22a側に、バリとの干渉を防止するために高さがICチップ1の厚みT1の40%程度の切欠39が設けられている。
【0041】
第1実施形態と同様に、XYテーブル42により規正アーム41がX方向及びY方向を移動すると、それに伴って可動規正爪36はICチップ載置面22a上を下面36eが接触した状態で移動する。この可動規正爪36の端面36c,36dによりICチップ1の端面が押され、ICチップ1がICチップ載置面22a上を移動する。最終的には、図6において二点鎖線で示すように、ICチップ1は、固定規正ブロック37の角部37aの端面37b,37cと、可動規正爪36の角部36aの端面36c,36dとの間に挟持されることにより位置及び姿勢が規正され、ボンディング位置に位置決めされる。
【0042】
ICチップ1にバリ1b(図4参照)が発生していても、このバリ1bは可動規正爪36の切欠39内に入り込む。よって、可動規正爪36とバリ1bが干渉することによるICチップ1の位置ずれ及び姿勢の傾きを防止することができる。
【0043】
上記のように可動規正爪36は凸部47を凹部48に摺動可能に挿入することにより規正アーム41に連結されているので、厚みT1が異なる品種のICチップ1に対応するためにボンディングステージ22を厚みT3が異なるものに交換すると、可動規正爪36は永久磁石49a,49b間に作用する反発力により、ボンディングステージ22のICチップ載置面22aに押圧される。従って、ボンディングステージ22の交換時に、可動規正爪36とICチップ載置面22aの隙間調整を行う必要がなく、ボンディングステージ22の交換作業が非常に容易になる
なお、可動規正爪36のICチップ載置面22aに対する平行度調整は、押しボルト44及び引きボルト45により行うことができる。
【0044】
可動規正爪36の凸部47及び規正アーム41の凹部48の断面形状は正方形に限定されず、可動規正爪36のICチップ載置面22aに対して平行な方向の移動を拘束する一方、ICチップ載置面22aに対して垂直な方向に移動可能であれば、楕円形等であってもよい。なお、凸部47及び凹部の断面形状を円形とする場合には、可動規正爪36がICチップ載置面22aに対して平行な面内で回転するのを防止するために、2組以上の凸部及び凹部を設け、それらのうちの少なくもと1組に永久磁石を取付ければよい。さらに、規正アーム41側に凸部を設け、可動規正爪36にこの凸部が挿入される凹部を設けてもよい。
第2実施形態のその他の構成及び作用は第1実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【0045】
(第3実施形態)
図7及び図8は、本発明の第3実施形態のICチップ規正装置21を示している。この第3実施形態のICチップ規正装置21では、可動規正爪36の凸部47の先端と、規正アーム41の凹部48の底部との間につる巻ばね51を収容している。このつる巻ばねは自然長から圧縮された状態で配置されている。そのため、このつる巻きばね51から可動規正爪36に対して、下面36eをボンディングステージ22のICチップ載置面22aに押圧する弾性力が作用している。なお、ゴム部材等の他の弾性部材を、可動規正爪36の凸部47と規正アーム41の凹部48との間に縮装してもよい。
第3実施形態のその他の構成及び作用は第2実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【0046】
(第4実施形態)
図9及び図10は、本発明の第4実施形態のICチップ規正装置21を示している。
本実施形態のICチップ規正装置21では、規正アーム41の先端部41cに垂直方向、すなわちICチップ載置面22aに対して直交方向に延びるガイドレール41gが設けられており、このガイドレール41g上をスライド部材52が移動するようになっている。また、規正アーム41の基端部41aはXYテーブルに対して直接固定されており、移動台43、押しボルト44及び引きボルト45(図2参照)は設けられていない。可動規正爪36は周知の機械要素である球面軸受54を介してこのスライド部材52に連結されている。すなわち、この球面軸受54の雌側要素54aがスライド部材52に固定され、雄側要素54bが可動規正爪36に固定されている。雄側要素54bと対向する雌側要素54aの内周面は多孔質で構成されており、エアチューブ55を介して減圧装置56が接続されている。この減圧装置56により雌側要素54aの内部を減圧すると、雄側要素54bが雌側要素54aに真空吸着され、両者は一体に固定される。
【0047】
第1実施形態から第3実施形態と同様に、可動規正爪36の角部36a,36bを構成する端面36c,36dのICチップ載置面22a側には、バリとの干渉を防止するために、高さがICチップ1の厚みT1の40%程度である切欠39が設けられている。
【0048】
ICチップ1の位置及び姿勢を位置決めする際には、上記減圧装置56により雄側要素54bと雌側要素54aを一体に固定させる。この状態では、スライド部材52がガイドレール41g上を移動することにより、可動規正爪36はICチップ載置面22aに対して垂直な方向に移動可能である。また、可動規正爪36は、スライド部材52、球面軸受54及び可動規正爪36自体の重量により、ICチップ載置面22aに押圧されている。一方、スライド部材52はガイドレール41g上のみを移動するので、可動規正爪36のICチップ載置面22aに対して平行な方向の移動は拘束される。よって、XYテーブル42により規正アーム41がX方向及びY方向を移動すると、それに伴って可動規正爪36はICチップ載置面22a上を下面36eが接触した状態で移動する。ICチップ1は、固定規正ブロック37の角部37aの端面37b,37cと、可動規正爪36の角部36aの端面36c,36dとの間に挟持されることにより位置及び姿勢が規正され、ボンディング位置に位置決めされる。ICチップ1の端面のバリは切欠39内に入り込むため、可動規正爪36にバリが干渉することによる位置ずれ及び姿勢の傾きを防止することができる。
【0049】
厚みT1が異なる品種のICチップ1に対応するためにボンディングステージ22を交換する際には、球面軸受54の雌側要素54aと雄側要素54bを一定に固定したままで行う。厚みT3が異なるボンディングステージ22に交換しても、可動規正爪36は、スライド部材52、球面軸受54及び可動規正爪36自体の自重により、ICチップ載置面22aにより押圧され、可動規正爪36の下面36eはICチップ載置面22aに当接する。よって、本実施形態の場合もボンディングステージ22の交換時の隙間調整を行う必要がない。
【0050】
本実施形態では、球面軸受54によりボンディングステージ22の交換時の平行度調整を行うことができる。まず、ボンディングステージ22を交換した後、上記減圧装置56による減圧を停止し、雌側要素54aと雄側要素54bの固定状態を解除する。これにより、可動規正爪36は、雄側要素54b及び可動規正爪36の自重により、ICチップ載置面22aに押圧され、可動規正爪36の下面36e全体がICチップ載置面22aに当接した状態となる。その後、減圧装置56により球面軸受54の雌側要素54a内を減圧し、雌側要素54aと雄側要素54bを一体に固定する。
【0051】
本実施形態では、上記のようにボンディングステージ22の交換時に隙間調整が不要であると共に、平行度調整も減圧装置56による減圧の有無を切換えるだけで行うことができるため、ボンディングステージ22の交換作業の作業性が一層向上する。
第4実施形態のその他の構成及び作用は第1実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【0052】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態はバンプボンディング装置の場合を例に説明したが、本発明はワイヤボンディング装置の場合にも適用することができる。
【0053】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るICチップ規正装置では、ICチップ載置面上を摺動する可動規正爪の端面がICチップの端面を押すことにより、ICチップ載置面上でのICチップの位置及び姿勢を規正するため、ICチップの品種を厚みが異なるものへの変更したことに伴い、厚みが異なるボンディングステージに交換した場合でも、可動規正爪とICチップ載置面の間の隙間調整を行う必要がない。よって、本発明のICチップ規正装置により、ボンディングステージの交換作業が容易になる。
【0054】
また、可動規正爪のICチップと当接する端面に切欠を設けたので、ICチップの端面のバリがこの切欠に入り込むため、可動規正爪とバリが干渉することによるICチップの位置ずれ及び姿勢の傾きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係るICチップ規正装置を備えるバンプボンディング装置を示す斜視図である。
【図2】 本発明の第1実施形態に係るICチップ規正装置を示す側面図である。
【図3】 本発明の第1実施形態に係るICチップ規正装置を示す平面図である。
【図4】 図2の部分IIIの部分拡大図である。
【図5】 本発明の第2実施形態に係るICチップ規正装置を示す側面図である。
【図6】 図5のVI−VI線の断面図である。
【図7】 本発明の第3実施形態に係るICチップ規正装置を示す側面図である。
【図8】 図7のVIII−VIII線の断面図である。
【図9】 本発明の第4実施形態に係るICチップ規正装置を示す側面図である。
【図10】 本発明の第4実施形態に係るICチップ規正装置を示す平面図である。
【図11】 従来のICチップ規正装置を示す側面図である。
【図12】 従来のICチップ規正装置を示す平面図である。
【符号の説明】
1 ICチップ
1a 電極パッド
1b バリ
21 ICチップ規正装置
22 ボンディングステージ
22a ICチップ載置面
23 ICチップ供給装置
24 ICチップ搬出装置
25 搬送装置
27 ヒータ
29 ボンディングヘッド
33 位置認識カメラ
34 XYテーブル
36 可動規正爪
36a,36b 角部
36c,36d 端面
36e 下面
36f 上面
37 固定規正ブロック
37a 角部
37b,37c 端面
38a,38b ピン
39 切欠
41 規正アーム
41a 基部
41b 中間部
41c 先端部
41e,41f ガイド孔
41g ガイドレール
42 XYテーブル
43 移動台
44 押しボルト
45 引きボルト
47 凸部
48 凹部
49a,49b 永久磁石
51 つる巻ばね
52 スライド部材
54 球面軸受
54a 雌側要素
54b 雄側要素
55 エアチューブ
56 減圧装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an IC chip leveling device that positions and regulates the position and posture of an IC chip on an IC chip mounting surface of a bonding stage in a bonding system including a bump bonding system and a wire bonding system.
[0002]
[Prior art]
As a technique for mounting a bare chip type semiconductor integrated circuit chip (IC chip) on a circuit forming body such as a substrate or a component, a flip chip method and a wire bonding method are known. In the flip chip method, a gold convex electrode (bump) is formed on an electrode pad of an IC chip by a bump bonding apparatus, and the bump and a wiring electrode formed on the circuit forming body are directly connected without a lead wire. It is what is joined. In the wire bonding method, an electrode pad of an IC chip and an electrode of a circuit forming body are connected by a wire bonding apparatus using a wire such as gold or aluminum.
[0003]
The bump bonding apparatus and the wire bonding apparatus perform positioning by regulating the position and posture of the IC chip on the IC chip mounting surface of the bonding stage, and then perform bump bonding and wire bonding. Therefore, these devices include an IC chip regulating device for regulating the position and posture of the IC chip on the IC chip mounting surface.
[0004]
FIG. 11 and FIG. 12 show an example of this type of IC chip regulating device provided in the bump bonding apparatus. The
[0005]
The IC chip setting device 4 includes an XY table 6 and a moving table 7 attached to the XY table 6. Further, the base end side of the setting arm 8 is fixed to the movable table 7, and a
[0006]
When the XY table 6 moves, the
[0007]
The thickness T1 of the
[0008]
The
[0009]
Therefore, when the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional IC chip setting device has the following problems when a relatively
[0011]
The present invention has been made in order to solve the problems in the IC chip regulating device provided in the conventional bonding apparatus. That is, it is an object of the present invention to facilitate adjustment work when changing to a bonding stage having a different thickness in accordance with a change in the type of IC chip. Another object of the present invention is to reliably prevent the interference between the movable setting claw and the burr on the end face of the IC chip.
[0012]
In order to solve the above-mentioned problems, a first invention is an IC chip leveling device for regulating the position and posture of an IC chip on a bonding stage of a bonding apparatus, and slides on the IC chip mounting surface of the bonding stage. The movable setting claw that moves, and the movement of the movable setting claw in a direction parallel to the IC chip mounting surface are restrained, while the movable setting claw can move in a direction perpendicular to the IC chip mounting surface. And by moving the setting arm in a direction parallel to the IC chip mounting surface and pushing the end face of the IC chip with the end face of the moving setting claw A driving mechanism for regulating the position and posture of the IC chip on the IC chip placement surface, and a cut provided on the IC chip placement surface side of the end surface of the movable regulation claw that contacts the IC chip. Equipped with a doorA convex portion is provided on one of the movable leveling pawl and the leveling arm, and a concave portion is provided on the other side so that the same pole faces the tip of the convex portion and the bottom of the concave portion. Each with a permanent magnetAn IC chip setting device is provided.
[0013]
In the IC chip leveling device according to the present invention, the end surface of the movable leveling claw that slides on the IC chip mounting surface presses the end surface of the IC chip so as to regulate the position and posture of the IC chip. As a result, the gap between the movable setting claw and the IC chip mounting surface need not be adjusted even when the bonding stage is replaced with a bonding stage having a different thickness.
Even if burrs are generated on the end face of the IC chip, the burrs enter the notches of the movable setting claw. Therefore, it is possible to prevent the IC chip from being displaced and the posture being inclined due to the movable setting claw interfering with the burr. The dimension (height) of the cutout in the direction perpendicular to the IC chip mounting surface is preferably about 40% of the thickness of the IC chip. If the height of the cutout is about this level, the burr surely enters the cutout, so that the interference between the movable setting claw and the burr can be reliably prevented.
In addition, a convex portion is provided on one of the movable leveling pawl and the leveling arm, and a concave portion into which the convex portion is inserted is provided on the other side. As described above, since the permanent magnets are respectively attached, the movable leveling pawl is pressed onto the IC chip mounting surface by the repulsive force acting between the permanent magnets.
[0017]
A second invention is an IC chip leveling device for regulating the position and posture of an IC chip on the bonding stage of the bonding apparatus, and a movable leveling claw that slides on the IC chip mounting surface of the bonding stage; The movable regulation claw is restrained from moving in a direction parallel to the IC chip placement surface, while the movable regulation claw is movable in a direction perpendicular to the IC chip placement surface. The IC chip mounting surface by moving the setting arm to which the claw is connected and the adjusting arm in a direction parallel to the IC chip mounting surface and pressing the end surface of the IC chip with the end surface of the movable setting claw A drive mechanism that regulates the position and orientation of the IC chip above, and a notch provided on the IC chip placement surface side of the end face that abuts the IC chip of the movable regulation claw,A convex portion is provided on one of the movable leveling pawl and the leveling arm, and a concave portion into which the convex portion is inserted is provided on the other side. Elastic means is mounted between the tip of the convex portion and the bottom of the concave portion.An IC chip setting device is provided.
In the IC chip leveling device according to the present invention, the end surface of the movable leveling claw that slides on the IC chip mounting surface presses the end surface of the IC chip so as to regulate the position and posture of the IC chip. As a result, the gap between the movable setting claw and the IC chip mounting surface need not be adjusted even when the bonding stage is replaced with a bonding stage having a different thickness. Even if burrs are generated on the end face of the IC chip, the burrs enter the notches of the movable setting claw. Therefore, it is possible to prevent the IC chip from being displaced and the posture being inclined due to the movable setting claw interfering with the burr. The dimension (height) of the cutout in the direction perpendicular to the IC chip mounting surface is preferably about 40% of the thickness of the IC chip. If the height of the cutout is about this level, the burr surely enters the cutout, so that the interference between the movable setting claw and the burr can be reliably prevented.Furthermore, the movable setting claw is pressed onto the IC chip mounting surface by the elastic force acting from the elastic means.
[0018]
A third invention is an IC chip regulating device for regulating the position and posture of an IC chip on a bonding stage of a bonding apparatus, and a movable regulating claw that slides on the IC chip mounting surface of the bonding stage; The movable regulation claw is restrained from moving in a direction parallel to the IC chip placement surface, while the movable regulation claw is movable in a direction perpendicular to the IC chip placement surface. The IC chip mounting surface by moving the setting arm to which the claw is connected and the adjusting arm in a direction parallel to the IC chip mounting surface and pressing the end surface of the IC chip with the end surface of the movable setting claw A drive mechanism that regulates the position and orientation of the IC chip above, and a notch provided on the IC chip placement surface side of the end face that abuts the IC chip of the movable regulation claw,A guide rail extending in a direction orthogonal to the chip mounting surface is provided on the setting arm, a female element of the spherical bearing is fixed to a slide member that moves on the guide rail, and the male element of the spherical bearing is movable. Fixing clawAn IC chip setting device is provided.
[0020]
A second invention provides a bonding apparatus provided with the above IC chip regulating device.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention shown in the drawings will be described in detail.
(First embodiment)
1 to 3 show a bump bonding apparatus provided with an IC
[0022]
The
[0023]
A
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
Next, with reference to FIG.2 and FIG.3, the IC
[0027]
As shown in FIG. 3, the
[0028]
On the end surfaces 36c and 36d constituting the
[0029]
The setting
[0030]
A pair of
[0031]
The base end portion 41 a of the setting
[0032]
Similar to the
[0033]
Next, the operation of the IC
First, when the
[0034]
In the
[0035]
When the
[0036]
The parallelism adjustment of the
[0037]
The cross-sectional shapes of the
[0038]
(Second Embodiment)
5 and 6 show an IC
In the second embodiment, the
[0039]
Further,
[0040]
Further, the end surfaces 36c and 36d constituting the
[0041]
As in the first embodiment, when the setting
[0042]
Even if the
[0043]
As described above, the
The parallelism adjustment of the
[0044]
The cross-sectional shape of the
Since other configurations and operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0045]
(Third embodiment)
7 and 8 show an IC
Since other configurations and operations of the third embodiment are the same as those of the second embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0046]
(Fourth embodiment)
9 and 10 show an IC
In the IC
[0047]
As in the first to third embodiments, the end surfaces 36c and 36d constituting the
[0048]
When positioning the position and posture of the
[0049]
When the
[0050]
In the present embodiment, the parallelism adjustment at the time of replacement of the
[0051]
In the present embodiment, as described above, it is not necessary to adjust the gap when exchanging the
Since the other configurations and operations of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0052]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, although the above embodiment has been described by taking the case of the bump bonding apparatus as an example, the present invention can also be applied to the case of a wire bonding apparatus.
[0053]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the IC chip setting device according to the present invention, the end surface of the movable setting pawl that slides on the IC chip mounting surface pushes the end surface of the IC chip, thereby In order to regulate the position and orientation of the IC chip in the IC, even if the IC chip type is changed to one with a different thickness, even if it is replaced with a bonding stage with a different thickness, the movable regulation claw and the IC chip mounting surface There is no need to adjust the gap between the two. Therefore, the bonding operation of the bonding stage is facilitated by the IC chip setting device of the present invention.
[0054]
Also, a notch was provided on the end surface of the movable setting claw that contacts the IC chip.BecauseSince the burr on the end face of the IC chip enters this notch, the IC chip can be prevented from being displaced and tilted due to the interference between the movable setting claw and the burr.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a bump bonding apparatus including an IC chip setting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the IC chip setting device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing the IC chip setting device according to the first embodiment of the present invention.
4 is a partially enlarged view of a portion III in FIG. 2;
FIG. 5 is a side view showing an IC chip setting device according to a second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
FIG. 7 is a side view showing an IC chip setting device according to a third embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
FIG. 9 is a side view showing an IC chip setting device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing an IC chip setting device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side view showing a conventional IC chip setting device.
FIG. 12 is a plan view showing a conventional IC chip setting device.
[Explanation of symbols]
1 IC chip
1a Electrode pad
1b Bali
21 IC chip setting device
22 Bonding stage
22a IC chip mounting surface
23 IC chip supply device
24 IC chip unloading device
25 Conveyor
27 Heater
29 Bonding head
33 Position recognition camera
34 XY table
36 Movable Claw Claw
36a, 36b Corner
36c, 36d end face
36e bottom
36f upper surface
37 fixed regulation block
37a Corner
37b, 37c End face
38a, 38b pins
39 Notch
41 Normal arm
41a base
41b Middle part
41c Tip
41e, 41f Guide hole
41g guide rail
42 XY table
43 Moving platform
44 push bolt
45 Pull bolt
47 Convex
48 recess
49a, 49b Permanent magnet
51 helical spring
52 Slide member
54 Spherical bearing
54a Female element
54b Male element
55 Air tube
56 Pressure reducing device
Claims (4)
上記ボンディングステージのICチップ載置面上を摺動する可動規正爪と、
上記可動規正爪の上記ICチップ載置面に対して平行な方向の移動を拘束する一方、上記可動規正爪がICチップ載置面に対して垂直な方向に移動可能となるように上記可動規正爪を連結した規正アームと、
上記規正アームを上記ICチップ載置面に対して平行な方向に移動させ、上記可動規正爪の端面でICチップの端面を押すことにより、上記ICチップ載置面上でのICチップの位置及び姿勢を規正する駆動機構と、
上記可動規正爪のICチップと当接する端面の上記ICチップ載置面側に設けた切欠と
を備え、
上記可動規正爪と規正アームのいずれか一方に凸部を設け、他方にこの凸部が挿入される凹部を設け、
上記凸部の先端と上記凹部の底部に、同一極が互いに対向するように、それぞれ永久磁石を取付けたことを特徴とするICチップ規正装置。An IC chip regulating device that regulates the position and orientation of an IC chip on a bonding stage of a bonding apparatus,
A movable claw sliding on the IC chip mounting surface of the bonding stage;
The movable regulation claw is restrained from moving in a direction parallel to the IC chip placement surface, while the movable regulation claw is movable in a direction perpendicular to the IC chip placement surface. A setting arm connecting the claws;
By moving the setting arm in a direction parallel to the IC chip mounting surface and pressing the end surface of the IC chip with the end surface of the movable setting claw, the position of the IC chip on the IC chip mounting surface and A drive mechanism for regulating the posture;
A notch provided on the IC chip mounting surface side of the end surface that contacts the IC chip of the movable setting claw ,
A convex portion is provided on one of the movable leveling pawl and the leveling arm, and a concave portion into which the convex portion is inserted is provided on the other side.
An IC chip regulating device , wherein permanent magnets are attached to the tip of the convex part and the bottom part of the concave part so that the same poles face each other .
上記ボンディングステージのICチップ載置面上を摺動する可動規正爪と、
上記可動規正爪の上記ICチップ載置面に対して平行な方向の移動を拘束する一方、上記可動規正爪がICチップ載置面に対して垂直な方向に移動可能となるように上記可動規正爪を連結した規正アームと、
上記規正アームを上記ICチップ載置面に対して平行な方向に移動させ、上記可動規正爪の端面でICチップの端面を押すことにより、上記ICチップ載置面上でのICチップの位置及び姿勢を規正する駆動機構と、
上記可動規正爪のICチップと当接する端面の上記ICチップ載置面側に設けた切欠と
を備え、
上記可動規正爪と規正アームのいずれか一方に凸部を設け、他方にこの凸部が挿入される凹部を設け、
上記凸部の先端と上記凹部の底部との間に弾性手段を縮装したことを特徴とするICチップ規正装置。 An IC chip regulating device that regulates the position and orientation of an IC chip on a bonding stage of a bonding apparatus,
A movable claw sliding on the IC chip mounting surface of the bonding stage;
The movable regulation claw is restrained from moving in a direction parallel to the IC chip placement surface, while the movable regulation claw is movable in a direction perpendicular to the IC chip placement surface. A setting arm connecting the claws;
By moving the setting arm in a direction parallel to the IC chip mounting surface and pressing the end surface of the IC chip with the end surface of the movable setting claw, the position of the IC chip on the IC chip mounting surface and A drive mechanism for regulating the posture;
A notch provided on the IC chip mounting surface side of the end surface of the movable setting claw that comes into contact with the IC chip;
With
A convex portion is provided on one of the movable leveling pawl and the leveling arm, and a concave portion into which the convex portion is inserted is provided on the other side.
I C chip train wheel setting apparatus you characterized in that the compressed state of the elastic means between the bottom of the tip and the recessed portion of the convex portion.
上記ボンディングステージのICチップ載置面上を摺動する可動規正爪と、
上記可動規正爪の上記ICチップ載置面に対して平行な方向の移動を拘束する一方、上記可動規正爪がICチップ載置面に対して垂直な方向に移動可能となるように上記可動規正爪を連結した規正アームと、
上記規正アームを上記ICチップ載置面に対して平行な方向に移動させ、上記可動規正爪の端面でICチップの端面を押すことにより、上記ICチップ載置面上でのICチップの位置及び姿勢を規正する駆動機構と、
上記可動規正爪のICチップと当接する端面の上記ICチップ載置面側に設けた切欠と
を備え、
上記規正アームに上記チップ載置面に対して直交方向に延びるガイドレールを設け、このガイドレール上を移動するスライド部材に球面軸受の雌側要素を固定し、上記球面軸受の雄側要素に可動規正爪を固定していることを特徴とするICチップ規正装置。 An IC chip regulating device that regulates the position and orientation of an IC chip on a bonding stage of a bonding apparatus,
A movable claw sliding on the IC chip mounting surface of the bonding stage;
The movable regulation claw is restrained from moving in a direction parallel to the IC chip placement surface, while the movable regulation claw is movable in a direction perpendicular to the IC chip placement surface. A setting arm connecting the claws;
By moving the setting arm in a direction parallel to the IC chip mounting surface and pressing the end surface of the IC chip with the end surface of the movable setting claw, the position of the IC chip on the IC chip mounting surface and A drive mechanism for regulating the posture;
A notch provided on the IC chip mounting surface side of the end surface of the movable setting claw that comes into contact with the IC chip;
With
A guide rail extending in a direction orthogonal to the chip mounting surface is provided on the setting arm, a female element of the spherical bearing is fixed to a slide member that moves on the guide rail, and the male element of the spherical bearing is movable. I C chip train wheel setting apparatus you characterized by securing the regulating claw.
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