JP4316122B2 - Ｉｃチップ規正装置 - 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
【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
Claims (4)
- 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。 - 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。 - 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。 - 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＩＣチップ規正装置を備えるボンディング装置。
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