JP6734942B2 - チップボンディング装置及びそのボンディング方法 - Google Patents
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Description
本発明によるチップボンディング装置は前記搬送装置により前記チップを前記分離モジュールと前記ボンディングモジュールとの間で運搬することによって前記チップの大量ピックアップ及び分離、大量搬送、及び前記チップと前記基底の大量ボンディング過程を実現することができ、それにより、チップボンディングの歩留まりを効果的に向上させ、また、前記制御装置を通じて前記チップボンディング装置における前記分離モジュール及び前記ボンディングモジュールをそれぞれ制御することにより、前記チップボンディング装置における少なくとも一つのモジュールが動作することを保証することができ、チップボンディングの歩留まりを向上させる。
スタートステップ;
チップをピックアップするステップであって、
第一マニピュレータ01は制御装置7を通じてキャリアシート貯蔵庫00からキャリアシート20を取って分離テーブル10上に搬送して載置し、前記キャリアシート20に一組のチップを載置し、一組のチップは複数のチップを含み(例え、2100、・・・210n)、対応する各チップの上方に対応するマーク2200、・・・220nがある。
第一分離領域A1で前記キャリア板31aの前記チップに対してピックアップ及び分離過程を完成するステップ:
分離テーブル10に前記キャリアシート20を載置して反転マニピュレータ12の下方へ移動すると、分離機構11は前記チップ(例えば2100)を突き上げ、前記キャリア板31aはアライメントシステム32aを伴って前記第一直行ガイドレール30a上で前記キャリアシート20の上方のピックアップされる単一チップ(例えば2100)の位置に移動され、アライメントシステム32aはこの単一チップ2100上方のマーク2200を走査し、且つこのマーク2200状態を判断する。このマーク2200が欠損されたり、チップがない場合、前記キャリア板310a及び分離機構11はそれに対応して移動して次のチップの位置に移動する。この位置がチップのピックアップ条件を満足する場合、前記アライメントシステム32aはキャリア板31aによって位置が調整され、ピックアップする単一チップ2100のマーク2200に位置合わせし、反転マニピュレータ12は前記チップを吸着して反転して前記キャリア板31aに接続する。前記キャリア板31a上のチップの数量及び配列方式が要求に応じてピックアップが完成されるまで前記単一チップのピックアップ過程を繰り返す。
前記制御装置7の制御下で、前記キャリア板31aはアライメントシステム32aを伴って前記第一直行ガイドレール30aに沿って第一分離領域A1から前記第一微調整領域B1の微調整位置に移動し、前記微調整テーブル40は第二アライメントシステム42を伴って前記キャリア板31a上の全てのチップの位置情報を走査した後、前記エジェクタピン42は調整する単一チップを上方へ突き上げて吸着させ、前記エジェクタピン42は下方の対応する位置に戻り、前記微調整テーブル40が前記エジェクタピン42を伴って前記チップの位置を調節した後、再び前記エジェクタピン42により単一チップを上方へ突き上げて前記キャリア板31aに接続する。このように前記キャリア板31a上の全てのチップの微調整過程を完成する。
前記制御装置7の制御によって、前記キャリア板31aはアライメントシステム32aを伴って前記第一直行ガイドレール30aに沿って第一微調整領域B1から第一ボンディング領域C1のボンディング位置に移動し、前記第一ボンディング領域C1にはボンディングする基底60が載置されており、前記基底60は金属材料または半導体材料または有機材料であり、前記アライメントシステム32aを前記基底60上のマーク位置に位置合わせし、前記ボンディングテーブル50上の第三アライメントシステム32aは前記キャリア板32a上のチップの位置を感知し、前記ボンディングテーブル50上の押圧装置51は上方へ垂直移動して前記キャリア板31a上の前記チップと前記基底60のボンディングを完成する。
このように、前記分離モジュール1、前記微調整モジュール4及び前記ボンディングモジュール5は三つの前記直行ガイドレールの間で規則的に往復運動して前記チップと基底のボンディング工程を完成する。
前記基底60のボンディング工程が全部終わると、第二マニピュレータ03は前記制御装置7の制御により前記基底60を取って、前記基底60を基板貯蔵庫02に搬送する。
Claims (19)
- チップを分離するための少なくとも一つの分離モジュールと、
前記チップを基底にボンディングするための少なくとも一つのボンディングモジュールと、
搬送装置であって、前記チップを載置するための少なくとも一つの搬送キャリアと、少なくとも一つの前記搬送キャリアが設けられる少なくとも一つのガイドレールと、を含む搬送装置と、
前記搬送キャリア上の前記チップの位置を微調整するための少なくとも一つの微調整モジュールと、
前記分離モジュール、前記微調整モジュール、前記ボンディングモジュール、前記搬送装置をそれぞれ制御する制御装置と、
を含み、
前記搬送装置は前記チップを前記分離モジュール、前記微調整モジュール、及び前記ボンディングモジュールの間で搬送するために用いられる、
ことを特徴とするチップボンディング装置。 - 前記搬送装置は複数の前記ガイドレールを含み、且つ前記ガイドレールの延伸方向に分離領域、微調整領域、ボンディング領域が設定される、
ことを特徴とする請求項1に記載のチップボンディング装置。 - 前記各搬送キャリア上には、キャリア板とアライメントシステムが設けられ、
前記キャリア板は、チップを載置するためのものであり、
前記アライメントシステムは、分離する前記チップの位置及び前記基底上のマークを感知するためのものである、
ことを特徴とする請求項1に記載のチップボンディング装置。 - 複数の前記ガイドレールは直行ガイドレールであり、
前記分離モジュールは前記分離領域内で複数の前記ガイドレールの間で移動するように構成され、
前記微調整モジュールは前記微調整領域内で複数の前記ガイドレールの間で移動するように構成され、
前記ボンディングモジュールは前記ボンディング領域内で複数の前記ガイドレールの間で移動するように構成される、ことを特徴とする請求項2に記載のチップボンディング装置。 - 前記各直行ガイドレール上に一つの前記搬送キャリアが設けられ、
前記制御装置により前記搬送キャリアを前記直行ガイドレール上で往復運動するように制御することで、各直行ガイドレール上にそれぞれ設けられる搬送キャリアのうちの少なくとも2つの搬送キャリアが分離領域、微調整領域及びボンディング領域の中の異なる領域内に位置させるようにし、
且つ分離モジュール、微調整モジュール及びボンディングモジュールの中の対応するモジュールとともに作業させるようにする、
ことを特徴とする請求項4に記載のチップボンディング装置。 - 前記搬送装置は、二つの前記ガイドレールを含み、二つの前記ガイドレールは首尾が互いに連結されて環状を成す、ことを特徴とする請求項2に記載のチップボンディング装置。
- 環状の前記ガイドレール上に複数の前記搬送キャリアが設けられ、
前記制御装置により前記搬送キャリアを環状の前記ガイドレール上で順次に移動するように制御することで、複数の前記搬送キャリアの少なくとも2つが分離領域、微調整領域及びボンディング領域の中の異なる領域内に位置させるようにし、且つ分離モジュール、微調整モジュール及びボンディングモジュールの中の対応するモジュールとともに作業させるようにする、
ことを特徴とする請求項6に記載のチップボンディング装置。 - 環状の前記ガイドレール上に少なくとも一つのシャントリングが設けられ、前記各シャントリングは、前記分離モジュール、前記微調整モジュールまたは前記ボンディングモジュールと対応する、ことを特徴とする請求項6に記載のチップボンディング装置。
- 前記分離モジュール、前記微調整モジュール及び前記ボンディングモジュールが単位作業を完成するのにかかる時間をそれぞれa、b、c秒とし、dをl、m、nの最小公倍数とし、l、m、nはそれぞれ3600/a、3600/b、3600/cとして整数に丸めた値とした場合において、前記分離モジュール、前記微調整モジュール及び前記ボンディングモジュールはそれぞれd/l、d/m、d/n個配置されることを特徴とする請求項7に記載のチップボンディング装置。
- 前記分離モジュールは、
前記チップを載置するための分離テーブルと、
前記チップをピックアップして反転させるための反転マニピュレータと、
前記分離テーブルに設けられて、前記チップを分離するための分離機構と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のチップボンディング装置。 - 前記分離機構は、上から下の順に、分離ニードル、吸着構造及び平面運動機構を含み、
前記分離ニードル及び吸着構造は前記平面運動機構の上方に固定され、
前記平面運動機構は第一方向及び第二方向への移動自由度を有し、
前記分離ニードルは第三方向への移動自由度を有し、
前記第一方向、第二方向及び第三方向は互いに垂直する、ことを特徴とする請求項10に記載のチップボンディング装置。 - 前記反転マニピュレータは第一方向、第二方向、及び第三方向への移動自由度及び回転自由度を有し、前記第一方向、第二方向及び第三方向は互いに垂直することを特徴とする請求項10に記載のチップボンディング装置。
- 前記微調整モジュールは、微調整テーブルと、前記微調整テーブル上に設けられるアライメントシステムと、エジェクタピンとを含み、
前記アライメントシステムは前記チップの位置を感知し、前記エジェクタピンは前記チップの位置を調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載のチップボンディング装置。 - 前記ボンディングモジュールは、前記基底を載置するためのボンディングテーブルと、アライメントシステムとを含み、
前記アライメントシステムは、前記チップの位置を感知する、ことを特徴とする請求項1に記載のチップボンディング装置。 - 前記ボンディングテーブルは第一方向、第二方向及び第三方向への移動自由度を有し、
前記第一方向、第二方向及び第三方向は互いに垂直する、ことを特徴とする請求項14に記載のチップボンディング装置。 - 前記ボンディングテーブルは第一方向及び第二方向への移動自由度を有し、
前記ボンディングテーブルの上方には押圧装置がさらに設けられ、
前記押圧装置は第三方向への移動自由度を有し、
前記第一方向、第二方向及び第三方向は互いに垂直する、ことを特徴とする請求項14に記載のチップボンディング装置。 - 前記チップを載置するための第一材料ピックアップモジュール及び前記基底を載置するための第二材料ピックアップモジュールをさらに含み、
前記第一材料ピックアップモジュールは、複数のキャリアシートを載置するためのキャリアシート貯蔵庫、及び前記キャリアシートを取って搬送するための第一マニピュレータを含み、前記各キャリアシートの中に一組の前記チップが置かれ、
前記第二材料ピックアップモジュールは、複数の基底を載置するための基板貯蔵庫、及び前記基底を取って搬送するための第二マニピュレータを含むことを特徴とする請求項1に記載のチップボンディング装置。 - 請求項10-17のいずれか一項に記載のチップボンディング装置を用いたチップボンディング方法において、
分離モジュールで前記チップをピックアップ及び分離し、搬送装置の搬送キャリアによって分離された前記チップを載置するステップと、
微調整モジュールで搬送キャリア上の前記チップの位置を微調整するステップと、
ボンディングモジュールで位置が微調整された前記チップと基底をボンディングするステップと、を含むことを特徴とするチップボンディング方法。 - 前記基底は金属材料または半導体材料または有機材料である、
ことを特徴とする請求項18に記載のチップボンディング方法。
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