JPH09186180A - ダイボンディング装置 - Google Patents

ダイボンディング装置

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JPH09186180A
JPH09186180A JP8265125A JP26512596A JPH09186180A JP H09186180 A JPH09186180 A JP H09186180A JP 8265125 A JP8265125 A JP 8265125A JP 26512596 A JP26512596 A JP 26512596A JP H09186180 A JPH09186180 A JP H09186180A
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collet
bonding
bonding head
semiconductor chip
lead frame
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JP8265125A
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Shukon Nan
秀根 南
Kokukan Kin
國煥 金
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SANSEI KOKU SANGYO KK
Hanwha Aerospace Co Ltd
Original Assignee
SANSEI KOKU SANGYO KK
Samsung Aerospace Industries Ltd
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直接ボンディングと間接ボンディングのい
ずれを行うこともできるダイボンディング装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明によるダイボンディング装置
は、フレーム部材と、前記フレームに沿って制御自在に
水平移動する第１ボンディングヘッドと、半導体チップ
の形成されたウェハを支持するウェハ支持手段と、前記
第１ボンディングヘッドに設けられて制御自在に昇降動
し、前記ウェハから半導体チップを吸着する第１半導体
チップ吸着手段と、前記第１ボンディングヘッドの半導
体チップボンディングの位置にリードフレームを移送さ
せるリードフレーム移送手段とを備えることを主な特徴
とする。本発明のダイボンディング装置は、コレット交
換機を備えることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイス製造
用のダイボンディング装置に係り、より詳しくは直接ボ
ンディング及び間接ボンディングを選択的に行うことの
できるダイボンディング装置に関する。
【０００２】また、本発明は、コレットをチップの寸法
に応じて自動的に選択することのできるコレット交換機
を備えたダイボンディング装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】ウェハに形成された半導体チップ（ダ
イ）は、通常、ダイボンディング装置によるボンディン
グ作業によって、リードフレームなどに接着される。リ
ードフレームは半導体チップを支持するとともに半導体
チップを外部回路に接続する役割をする。ボンディング
作業は仮位置決め装置（pre-alignment system）を使用
するかしないかによって、間接ボンディングと直接ボン
ディングに分けられる。
【０００４】近年、半導体デバイスは益々高密度に集積
される傾向にあり、一方、ＧａＡｓウェハの使用などに
よりチップ厚さは０．２５ｍｍ程度にまで薄くなってい
る。そのため、ボンディング作業にも極めて高い精度が
必要とされる場合が生じている。そのような極めて高い
精度が要求される場合、仮位置決め装置を備えたダイボ
ンディング装置を用いて間接ボンディング作業を行うこ
とが望ましい。
【０００５】直接ボンディングでは、仮位置決め装置は
使用されず、ウェハから分離された半導体チップは直接
リードフレーム等に載せられ接着される。直接ボンディ
ング用のダイボンディング装置は間接ボンディング用の
装置に比べて処理速度が速いため、高生産性を見込むこ
とができる。また、装置が簡単であるため、操作及び保
守が容易で故障も少ない。更に、直接ボンディング用の
装置はチップの寸法に応じて調整する個所が比較的少な
く、多品種少量生産に好適である。
【０００６】従来は作業目的に合わせて、直接ボンディ
ング用のダイボンディング装置と間接ボンディング用の
ダイボンディング装置を別々に用いていた。そのため、
多様な作業に応じるには、２種類の装置を備える必要が
あったが、設備費の増大や設置空間の確保などの問題が
生じていた。
【０００７】また、一般にダイボンディング装置には、
ウェハから切断されたチップをリードフレームやプリン
ト回路板に接着するべく所定の位置へ移送するためのチ
ップ移送手段が含まれる。半導体チップはごく小さいも
のであるため、ノズルやコレットによって真空吸着した
状態で移送するという手法が広く使用されている。コレ
ットによりチップを移送する場合、半導体チップは様々
な寸法を有するため、半導体チップの寸法に応じてコレ
ットを交換することが好ましい。しかしながら、従来、
コレットの交換は組立用ジグを用いて熟練した作業者が
行っていたため、長時間を要し、生産性が低下するとい
う問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を解決するために案出されたものであって、その主な
目的は、直接ボンディングと間接ボンディング作業のい
ずれを行うこともできるダイボンディング装置を提供す
ることである。
【０００９】本発明の別の目的は、半導体チップのサイ
ズに合わせコレットの交換を自動的に行うことのできる
コレット交換機を備えたダイボンディング装置を提供す
ることである。
【００１０】
【課題を解決するための課題】前記目的を達成するため
に、本発明の一特徴によれば、フレーム部材と、前記フ
レームに沿って制御自在に水平移動する第１ボンディン
グヘッドと、半導体チップの形成されたウェハを支持す
るウェハ支持手段と、前記第１ボンディングヘッドに設
けられて制御自在に昇降動し、前記ウェハから半導体チ
ップを吸着する第１半導体チップ吸着手段と、前記第１
ボンディングヘッドの半導体チップボンディングの位置
にリードフレームを移送するリードフレーム移送手段
と、前記フレーム部材に沿って制御自在に水平移動する
第２ボンディングヘッドと、前記第１半導体チップ吸着
手段からの半導体チップの位置を整列する仮位置決め手
段と、前記第２ボンディングヘッドに設けられて制御自
在に昇降動し、前記仮位置決め手段により整列された半
導体チップを吸着する第２半導体チップ吸着手段とを備
えたダイボンディング装置が提供される。
【００１１】本発明の他の特徴によれば、前記第１及び
第２半導体吸着手段は、前記第１ボンディングヘッド及
び第２ボンディングヘッドにそれぞれ交換自在に装着さ
れた第１及び第２コレットであり、前記コレットはボイ
スコイルモータにより昇降する。
【００１２】さらに、本発明の他の特徴によれば、前記
各コレットはセンシングプレートと近接センサにより垂
直方向移動の位置が検知される。
【００１３】さらに、本発明の他の特徴によれば、前記
第１コレットが前記ウェハ支持手段により支持されたウ
ェハから半導体チップを分離して前記仮位置決め手段に
配置するように、前記第１ボンディングヘッドが前記ウ
ェハ支持手段と前記仮位置決め手段との間で制御自在に
往復動し、前記第２コレットが前記仮位置決め手段に配
置されたチップを前記リードフレーム移送手段により支
持されたリードフレームにボンディングする作業を行う
ように、前記第２ボンディングヘッドが前記仮位置決め
手段と前記リードフレーム移送手段との間で制御自在に
往復動する。
【００１４】さらに、本発明の他の特徴によれば、前記
第１ボンディングヘッドまたは第２ボンディングヘッド
の水平移動はリニアステッピングモータにより駆動され
る。
【００１５】さらに、本発明の他の特徴によれば、前記
第１ボンディングヘッドまたは第２ボンディングヘッド
は、各ボンディングヘッドに設けられたリニアエンコー
ダと前記フレーム部材に設けられたリニアスケールによ
り水平方向移動の位置が検知される。
【００１６】さらに、本発明の他の特徴によれば、前記
第１及び第２半導体チップ吸着手段は、あり状の溝と通
孔が形成された第１チャックと、前記第１チャックの通
孔を通して前記あり状の溝内に制御自在に往復動するロ
ッドを有する第１シリンダと、一側に前記第１チャック
の溝に対応するあり状の第１突出部を有し他側にあり状
の第２突出部を有するコレットとを含む。
【００１７】さらに、本発明の他の特徴によれば、本ダ
イボンディング装置は前記コレットを交換するためのコ
レット交換機をさらに備え、前記コレット交換機は、前
記コレットの第２突出部に対応するあり状の溝と通孔が
形成された複数の第２チャックと、前記第２チャックの
通孔を通して制御自在に往復動するロッドを有する第２
シリンダとを有する。
【００１８】本発明の他の特徴によれば、前記複数の第
２チャックは前記コレット交換機上に所定の間隔を隔て
て放射状に配置され、前記第２シリンタのロッドが前記
複数の第２チャックのうち１つの通孔を通して往復自在
になるように、前記複数の第２チャックを制御自在に回
転させる手段を更に含む。
【００１９】さらに、本発明の他の特徴によれば、前記
複数の第２チャックに収容されたコレットを支持するよ
うに前記各第２チャックの一側に設けられた弾性部材を
さらに備える。
【００２０】さらに、本発明の他の特徴によれば、前記
第１ボンディングヘッドは、前記第１半導体チップ吸着
手段が前記ウェハ支持手段により支持されたウェハから
半導体チップを分離して前記リードフレーム移送手段に
より支持されたリードフレームにボンディングする作業
を行うように、前記ウェハ支持手段と前記リードフレー
ム移送手段との間で制御自在に往復動する。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳しく説明する。
【００２２】図１に本発明のダイボンディング装置１０
の正面図を示す。ダイボンディング装置１０は、第１ボ
ンディングヘッド１１と、第２ボンディングヘッド１２
と、リードフレーム移送装置１４と、仮位置決め装置１
９と、ウェハ支持手段１５と、フランジャ１６を備えて
いる。ダイボンディング装置１０は、後述するコレット
交換機（図１４参照）を更に備えることもできる。コレ
ット交換機は、例えば、仮位置決め装置１９の近くに配
置することができる。
【００２３】ボンディングヘッド１１、１２は、リニア
モータ（図示せず）によりフレーム１３に沿って水平に
往復動することができる。それによって、ボンディング
ヘッド１１、１２は各々水平方向に移動して、ウェハ１
８、仮位置決め装置１９またはリードフレーム１７の上
方に位置することができる。リードフレーム移送装置１
４はリードフレーム１７を所定の位置に連続的に供給す
る働きをする。仮位置決め装置１９は間接ボンディング
作業のときのみ用いられる装置であって、図示されてい
るように、フレーム１３の下方のリードフレーム移送装
置１４とウェハ支持手段１５の間に配置されることが望
ましい。ウェハ支持手段１５は半導体チップの形成され
たウェハ１８をその上に支持するとともに、支持したウ
ェハ１８の位置を水平面内で変位させることができる。
それによって、フレーム１３に沿って水平方向に移動す
るボンディングヘッド１１、１２が一定の位置でチップ
をピックアップすることができるように、ウェハ１８の
位置を調整することが可能となっている。
【００２４】図２は、図１のボンディングヘッド１１ま
たは１２がリードフレーム移送装置１４の上方に移動し
た状態の拡大図である。ボンディングヘッド１１、１２
は、上述したようにリニアモータの作用によって水平方
向に往復動可能なように、回転子２１を備えている。ボ
ンディングヘッド１１、１２の水平方向位置はリニアエ
ンコーダ２７により検知される。ボンディングヘッド１
１、１２に交換可能に装着されたコレット２４は、ウェ
ハ１８（図１参照）から半導体チップを分離してリード
フレーム１７（図１参照）にマウントするべく、真空力
で半導体チップを吸着する。コレット２４は他の実施例
では真空ノズルに取り替えることもできる。コレット２
４は垂直方向に昇降可能であり、その垂直方向位置は、
ホルダ２２に支持されたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
２９を駆動することによって制御可能となっている。コ
レット２４の垂直方向位置はセンシングプレート２５と
近接センサ２６により検知される。
【００２５】図３は図１の仮位置決め装置１９の拡大図
である。仮位置決め装置１９は、半導体チップの位置合
わせを精密に行うための装置である。半導体チップは、
仮位置決め装置１９の整列部３８上に配置され、そこで
ブレード３２によって位置調整がなされる。仮位置決め
装置１９を用いる間接ボンディングが行われる場合、半
導体チップは、第１ボンディングヘッド１１によってウ
ェハ１８からピックアップされ整列部３８の表面上に載
置される。
【００２６】整列部３８の表面には真空ホール３７が形
成されており、この真空ホール３７で発生する真空によ
りチップは整列部３８上に吸着保持される。モータ３１
によってカム３３が駆動されると、カムの動作はカム従
動部３４を通してブレード３２に伝えられる。ブレード
３２は整列部３８の表面に載置されたチップを所定の位
置に位置合わせする働きをする。位置合わせ（仮位置決
め）のなされた半導体チップは、ボンディングヘッド１
２（図１参照）によってピックアップされ、リードフレ
ーム１７上に運ばれボンディングされる。
【００２７】以下、本発明のダイボンディング装置の全
体的な動作について説明する。上述したように本発明の
ダイボンディング装置は、直接ボンディング作業と間接
ボンディング作業を両方とも行うことができる。図４〜
図６を参照して直接ボンディングを行う場合の本装置の
動作を、図７〜図１１を参照して間接ボンディングを行
う場合の本装置の動作を説明する。
【００２８】図４は、ボンディングヘッド１１、１２の
初期状態位置を示したものである。ここで、第２ボンデ
ィングヘッド１２はリードフレーム移送装置１４の中心
部に位置し、第１ボンディングヘッド１１はウェハ支持
手段１５の中心部に位置している。直接ボンディング作
業モードが選択された場合、第１ボンディングヘッド１
１だけが用いられることになるので、第２ボンディング
ヘッド１２は待機位置に移動させた方がよい。
【００２９】図５に、第２ボンディングヘッド１２が待
機位置へ移動した状態を示す。この例では、第２ボンデ
ィングヘッド１２の待機位置はフレーム１３の最左側と
なっている。その後、第１ボンディングヘッド１１はチ
ップピックアップ位置に移動する。
【００３０】図６に、第１ボンディングヘッド１１がチ
ップピックアップ位置に移動した状態を示す。チップピ
ックアップ位置は任意に設定可能であるが、図６に示し
た実施例ではフレーム１３の最右側に設定されている。
ボンディングヘッド１１、１２の水平位置制御は各ボン
ディングヘッド１１、１２に設けられたリニアエンコー
ダ２７によりそれらの位置を検出しながら行われる。第
１ボンディングヘッド１１が最右側に位置すると、ボイ
スコイルモータ２９（図２参照）が動作してコレット２
４が下降する。コレット２４は真空作用によりウェハ１
８に形成された半導体チップを吸着し、その半導体チッ
プをウェハ１８からピックアップする。このとき、コレ
ット２４の下降距離ｈ１は近接センサ２６（図２参照）
とセンシングプレート２５により検知される。半導体チ
ップの分離は、例えばフランジャ１６からニードル（図
示せず）が上昇することにより行われる。
【００３１】コレット２４によりピックアップされた半
導体チップはボイスコイルモータ２９の作用により上昇
した後、第１ボンディングヘッド１１が水平移動するこ
とによって、リードフレーム移送装置１４により支持さ
れたリードフレーム１７の上方に運ばれる。その後、コ
レット２４が下降し、真空が解除されることにより、チ
ップはリードフレーム１７の所定の位置に配置され、接
着される。
【００３２】半導体チップをウェハ１８からピックアッ
プして移動させた後（またはそれらの作業と並行し
て）、ウェハ支持手段１５がステップ移動して、次の半
導体チップをピックアップ位置に移動させることが望ま
しい。即ち、第１ボンディングヘッド１１が常時同一の
位置で半導体チップをウェハ１８からピックアップする
ことができるように、ウェハ支持手段１５がステップ移
動することが望ましい。
【００３３】図７乃至図１１は間接ボンディング作業の
各過程を表す状態図である。
【００３４】図７は、ダイボンディング装置の初期状態
を示す。第２ボンディングヘッド１２はリードフレーム
装置１４の上方に位置し、第１ボンディングヘッド１１
はウェハ支持手段１５の上方に位置している。間接ボン
ディングモードが選択されると、図８に示すように、第
２ボンディングヘッド１２は移動せず、第１ボンディン
グヘッド１１が最右側に設定されたチップピックアップ
位置に移動する。この位置で、第１ボンディングヘッド
１１のコレット２４は下降してチップを吸着し上昇す
る。その後、図９に示すように、第１ボンディングヘッ
ド１１は仮位置決め装置１９の上方に移動する。コレッ
ト２４によりピックアップされた半導体チップは仮位置
決め装置１９の整列部３８上に載置され、上述したよう
にブレード３２により位置調節される。
【００３５】図１０に、仮位置決め装置１９によるチッ
プの位置合わせが終わった後のボンディングヘッド１
１、１２の位置を示す。第１ボンディングヘッド１１は
仮位置決め装置１９の上方からチップピックアップ位置
へと移動し、第２ボンディングヘッド１２が仮位置決め
装置１９の上方に移動している。この状態で、各ボンデ
ィングヘッド１１、１２に設けられたコレット２４が下
降し、第２ボンディングヘッド１２のコレット２４は仮
位置決め装置１９上のチップをピックアップして上昇
し、第１ボンディングヘッド１１のコレット２４はウェ
ハ１８から次のチップを分離してピックアップし上昇す
る。続いて、図１１に示すように、第２ボンディングヘ
ッド１２はチップを仮位置決め装置１９からリードフレ
ーム１７の上方に運び、第１ボンディングヘッド１１は
チップをウェハ１８から仮位置決め装置１９の上方に移
送する。その後、各ボンディングヘッド１１、１２に設
けられたコレット２４は下降し、チップを解放する。即
ち、第２ボンディングヘッド１２はリードフレーム１７
でボンディング作業を行い、第１ボンディングヘッド１
１は仮位置決め装置１９に半導体チップを載置する。上
記した過程は繰り返し実行可能である。
【００３６】次に、図１２〜図１５を参照しつつ、本発
明のダイボンディング装置に選択的に備えられるコレッ
ト交換機について説明する。
【００３７】まず図１２を参照されたい。この実施例で
はコレット６１は両側にあり状の突出部６１ａ、６１ｂ
を有している。コレット６１は、交換機６２とボンディ
ングヘッドアーム６３との間で受け渡しされる。コレッ
ト交換機６２は、コレット６１の一方のあり状突出部６
１ａに対応する溝６６が形成されたチャック６４を含ん
でいる。図１２ではチャック６４は一つしか示されてい
ないが、これは例として図を見やすくするためであり、
実際にはコレット交換機は複数のチャック６４を有する
（図１４参照）。一方、ボンディングヘッドアーム６３
は、コレット６１の他方のあり状突出部６１ｂに対応す
る溝６７が形成されたボンディングヘッドチャック６５
を備えている。
【００３８】チャック６４の一方の側（溝６６と反対の
側）にはシリンダ６８が配置されている。シリンダ６８
のロッド６９はチャック６４に形成された通孔７０に挿
入可能となっている。チャック６４の他方の側にはコレ
ット６１を安置することができるように弾性部材（本実
施例では板ばね７３）が配置されている。コレット６１
のあり状突出部６１ａは、チャック６４の垂直上方から
溝６６内に挿入可能であり、挿入されるとコレット６１
は板ばね７３上に支持される。コレット６１が板ばね７
３上に支持された状態で、シリンダ６８のロッド６９を
通孔７０を通して挿入することにより、あり状突出部６
１ａを溝６６に密着するように加圧することができる。
【００３９】同様に、ボンディングヘッドアーム６３の
ボンディングヘッドチャック６５の一方の側（溝６７と
反対の側）にはシリンダ７１が設けられており、シリン
ダ７１のロッド７２はボンディングヘッドチャック６５
に形成された通孔（図示せず）を通って溝６７内へと前
進することも、逆方向に後進することも可能である。ボ
ンディングヘッドアーム６３は駆動手段（図示せず）に
より制御されて垂直方向に移動することができる。シリ
ンダ７１のロッド７２が後退した状態でボンディングヘ
ッドアーム６３が下降することにより、溝６７にコレッ
ト６１の突出部６１ｂが挿入される。その状態で、シリ
ンダロッド７２が前進すると、コレット６１は溝６７に
加圧密着される。
【００４０】図１３は、コレット交換機の一部と、コレ
ット６１と、ボンディングヘッドアーム６３を示した平
面図である。交換機チャック６４の溝６６とボンディン
グヘッドチャック６５の溝６７は、それぞれコレット６
１の突出部６１ａ、６１ｂより大きく形成されており、
シリンダロッド６９、７２が溝６６、６７に向けて前進
するとコレット６１が各溝６６、６７に密着され、シリ
ンダロッド６９、７２が反対方向に後進すると密着状態
が解除されるようになっている。図面中の符号７５はコ
レット６１の真空ラインを示しており、この真空ライン
７５はコレット６１がボンディングヘッドチャック６５
に固定されたとき、ボンディングヘッドチャック６５に
形成されている真空ライン７６と整合するように形成さ
れている。それによって、ボンディングヘッドに取り付
けられているとき、コレット６１は半導体チップを真空
吸着によりピックアップすることができる。
【００４１】図１４に示すコレット交換機８０では、ロ
ータリステップモータ８１上に８つの交換機チャック６
４と板ばね７３が、周方向に４５゜の間隔で配置されて
いる。シリンダ６８は中心部に配置されている。交換機
チャック６４にはそれぞれコレット６１が割り当てられ
ている。
【００４２】図１５は、図４のＩＸ−ＩＸに沿った断面
図である。ロータリステップモータ８１は下部の固定子
８１ａと上部の回転子８１ｂを備えている。固定子８１
ａは固定されているが、回転子８１ｂは固定子８１ａ上
で制御自在に回転する。回転子８１ｂ上には交換機チャ
ック６４及び板ばね７３が配置されており、これらは回
転子８１ｂの回転とともに回転する。シリンダ６８の位
置はこの例では固定である。ロータリステッピングモー
タ８１は、目的の交換機チャック６４の通孔７０内にシ
リンダロッド６９を挿入することができるように回転す
る。ロータリステッピングモータ８１の代わりに、例え
ばロータリアクチュエータを用いて交換機チャック６４
を回転させることもできる。
【００４３】以下、本発明によるダイボンディング装置
に用いられるコレット交換器の作用をより詳しく説明す
る。
【００４４】まず、コレットが取り付けられていないボ
ンディングヘッドアームにコレット交換機からコレット
を取り付ける場合について説明する。最初、図１４及び
図１５に示したように、多様な半導体チップの寸法に合
わせて使用される各コレット６１は、回転子８２ｂ上に
周方向に所定の間隔で配置された交換機チャック６４に
保持されている。このとき、図１２及び図１３に示した
ように、シリンダロッドがチャック６４内に挿入されて
いない状態では、コレット６１の一方の突出部６１ａは
チャック６４の溝６６に完全に密着されておらず、コレ
ット６１は底面が板ばね７３により支持された状態で保
持されている。
【００４５】特定のコレット６１を図１２に示したボン
ディングヘッドアーム６３のボンディングヘッドチャッ
ク６５に取り付けるため、まず、そのコレット６１を保
持しているチャック６４がシリンダ６８の前方に位置す
るように回転子８１ｂを回転する。次に、シリンダ６８
のロッド６９をそのチャック６４の通孔７０を通して挿
入して、コレット６１の突出部６１ａを溝６６に加圧密
着し、コレット６１を動かないように固定する。このと
きコレット６１の位置は、ボンディングヘッドアーム６
３が垂直下降したとき、ボンディングヘッドチャック６
５の溝６７内にコレット６１の突出部６１ｂが挿入され
る位置になっている。
【００４６】コレット６１が取り付けられるボンディン
グヘッドアーム６３は、シリンダ７１のロッド７２が後
退した状態で下降する。ボンディングヘッドアーム６３
が下降して、ボンディングヘッドチャック６５の溝６７
にコレット６１の突出部６１ｂが挿入されると、シリン
ダロッド７２が前進し、それによってコレット６１の突
出部６１ｂはボンディングヘッドチャック６５の溝６７
に加圧密着される。その後交換機６２のシリンダロッド
６９が後進することにより、コレット６１の突出部６１
ａは交換機チャック６４から解放される。こうして、ボ
ンディングヘッドアーム６３が上昇すると、ボンディン
グヘッドアームへのコレット６１の取り付け完了とな
る。
【００４７】ボンディングヘッドチャック６５に取り付
けられたコレット６１を交換するときも、上述したのと
同様にして、コレット６１の受け渡しがなされる。ま
ず、交換機６２のチャック６４のうち、コレット６１を
保持していないチャック６４がシリンダ６８の前面にく
るように回転子８１ｂ（図１４参照）が回転する。次
に、そのチャック６４上でボンディングヘッドアーム６
３が下降することにより、それに固定されたコレット６
１の一方の突出部６１ａが交換機チャック６４の溝６６
に挿入される。交換機のシリンダロッド６９が前進して
コレット６１を溝６６に加圧密着した後、ボンディング
ヘッドアーム６３のシリンダロッド７２が後進し、ボン
ディングヘッドアームからコレット６１を解放した後、
再びボンディングヘッドアーム６３は上昇する。続い
て、取り付けたいコレット６１を保持したチャック６４
が交換機６２のシリンダ６８の前面に位置するように回
転子８１ｂが回転する。その後、ボンディングヘッドア
ームにコレットが取り付けられていない場合について上
述したコレットの取り付け手順を実行することにより、
コレットの交換が完了する。
【００４８】図１６は、コレット交換機を採用した本発
明のダイボンディング装置を示した図である。図２に示
したようにコレット２４はボンディングヘッド１１、１
２に交換可能に装着されるが、この実施例のように図１
４に示したようなコレット交換機８０が用いられる場
合、ボンディングヘッド１１、１２の前面側にアーム
（図示せず）及びそれに取り付けられたチャック２３が
設けられる。チャック２３はホルダ２２に支持されたボ
イスコイルモータ２９により垂直方向に昇降可能であ
る。チャック２３には、図１２に示したようにシリンダ
７１が設けられている。コレット交換機８０は、フレー
ム１３の下方に設けられている。このダイボンディング
装置では、ボンディングヘッド１１、１２がリニアステ
ッピングモータの駆動により水平移動してコレット交換
機８０の上方に位置し、ボンディングヘッド１１、１２
のチャック２３がボイスコイルモータ２９の駆動により
昇降して、上述したようにコレット交換機８０と作用す
ることによって、コレットを交換することができる。コ
レット交換機８０はボンディングヘッド１１、１２が到
達することのできる位置であればとこに配置してもよ
い。例えば、図１に示した仮位置決め装置１９の近くに
配置してもよい。
【００４９】
【発明の効果】本発明のダイボンディング装置は、２つ
のボンディングヘッドがリニアモータにより水平移動可
能であり、それぞれのボンディングヘッドに設けられた
コレットがボイスコイルモータにより垂直移動して、目
的に応じて直接ボンディングまたは間接ボンディングの
どちらを行うこともできるので、非常に有用である。す
なわち、従来は半導体デバイスの種類及び生産ラインの
特性などにより装置を選定するかあるいは２種類の装置
を備える必要があったが、本発明の装置によればそのよ
うな必要はないため、生産性の向上と共にコスト削減も
可能になった。本発明はリードフレームに半導体チップ
をボンディングする装置について説明したが、本発明の
特徴的構成は、ウェハ上のチップをトレイに載せるため
のチップ移送装置、ウェハまたはトレイ上のチップをプ
リント回路板にマウントするＣＯＢボンディング装置、
またはテープフィーダまたはトレイ上のチップまたはパ
ッケージをプリント回路板にボンディングする装置など
に応用することもできる。
【００５０】また、本発明のダイボンディング装置に備
えられるコレット交換機により、チップ寸法に応じたコ
レット交換作業を迅速かつ正確に行うことができるた
め、ダイボンディング作業の効率が一層高められる。
【００５１】以上、本発明を添付した図面に示した実施
例に基づいて説明してきたが、これは例示に過ぎず、当
業者であれば等価な変形実施例が様々に可能であること
は明らかである。従って、本発明の権利範囲は請求の範
囲により定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダイボンディング装置の正面図で
ある。
【図２】図１の装置のダイボンディングヘッドに対する
部分拡大正面図である。
【図３】図１の装置の仮位置決め装置に対する拡大正面
図である。
【図４】本発明のダイボンディング装置を用いた直接ボ
ンディング作業の一過程を示した状態図のひとつであ
る。
【図５】本発明のダイボンディング装置を用いた直接ボ
ンディング作業の一過程を示した状態図のひとつであ
る。
【図６】本発明のダイボンディング装置を用いた直接ボ
ンディング作業の一過程を示した状態図のひとつであ
る。
【図７】本発明のダイボンディング装置を用いた間接ボ
ンディング作業の一過程を示した状態図のひとつであ
る。
【図８】本発明のダイボンディング装置を用いた間接ボ
ンディング作業の一過程を示した状態図のひとつであ
る。
【図９】本発明のダイボンディング装置を用いた間接ボ
ンディング作業の一過程を示した状態図のひとつであ
る。
【図１０】本発明のダイボンディング装置を用いた間接
ボンディング作業の一過程を示した状態図のひとつであ
る。
【図１１】本発明のダイボンディング装置を用いた間接
ボンディング作業の一過程を示した状態図のひとつであ
る。
【図１２】本発明によるコレット交換機の構成を説明す
るための分解斜視図である。
【図１３】図１２のコレット交換機の構成を説明するた
めの平面図である。
【図１４】本発明によるコレット交換機の平面図であ
る。
【図１５】図１４のＩＸ−ＩＸ線によるコレット交換機
の概略断面図である。
【図１６】本発明によりコレット交換機が設けられたダ
イボンディング装置の一部に対する正面図である。
【符号の説明】
１０ ダイボンディング装置 １１ 第１ボンディングヘッド １２ 第２ボンディングヘッド １３ フレーム １４ リードフレーム移送装置 １５ ウェハ支持手段 １６ フランジャ １７ リードフレーム １８ ウェハ １９ 仮位置決め装置 ２１ 回転子 ２２ ホルダ ２３ チャック ２４ コレット ２５ センシングプレート ２６ 近接センサ ２７ リニアエンコーダ ２９ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ） ３１ モータ ３２ ブレード ３３ カム ３４ カム従動部 ３７ 真空ホール ３８ 整列部 ６１ コレット ６１ａ、６１ｂ 突出部 ６２ コレット交換機 ６３ ボンディングヘッドアーム ６４ チャック ６５ ボンディングヘッドチャック ６６ チャック６４の溝 ６７ ボンディングヘッドチャック６５の溝 ６８ シリンダ ６９ シリンダ６８のロッド ７０ 通孔 ７１ シリンダ ７２ シリンダ７１のロッド ７３ 板ばね ７５ 真空ライン ７６ 真空ライン ８０ コレット交換機 ８１ ロータリステップモータ ８１ａ 固定子 ８１ｂ 回転子

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレーム部材と、 前記フレームに沿って制御自在に水平移動する第１ボン
    ディングヘッドと、 半導体チップの形成されたウェハを支持するウェハ支持
    手段と、 前記第１ボンディングヘッドに設けられて制御自在に昇
    降動し、前記ウェハから半導体チップを吸着する第１半
    導体チップ吸着手段と、 前記第１ボンディングヘッドの半導体チップボンディン
    グの位置にリードフレームを移送するリードフレーム移
    送手段と、 前記フレーム部材に沿って制御自在に水平移動する第２
    ボンディングヘッドと、 前記第１半導体チップ吸着手段からの半導体チップの位
    置を整列する仮位置決め手段と、 前記第２ボンディングヘッドに設けられて制御自在に昇
    降動し、前記仮位置決め手段により整列された半導体チ
    ップを吸着する第２半導体チップ吸着手段とを備えるこ
    とを特徴とするダイボンディング装置。
  2. 【請求項２】 前記第１及び第２半導体吸着手段は前
    記第１ボンディングヘッド及び第２ボンディングヘッド
    にそれぞれ交換自在に装着された第１及び第２コレット
    であり、前記コレットはボイスコイルモータにより昇降
    することを特徴とする請求項１に記載のダイボンディン
    グ装置。
  3. 【請求項３】 前記各コレットはセンシングプレート
    と近接センサにより垂直方向移動の位置が検知されるこ
    とを特徴とする請求項２に記載のダイボンディング装
    置。
  4. 【請求項４】 前記第１コレットが前記ウェハ支持手
    段により支持されたウェハから半導体チップを分離して
    前記仮位置決め手段に配置するように、前記第１ボンデ
    ィングヘッドが前記ウェハ支持手段と前記仮位置決め手
    段との間で制御自在に往復動し、 前記第２コレットが前記仮位置決め手段に配置されたチ
    ップを前記リードフレーム移送手段により支持されたリ
    ードフレームにボンディングする作業を行うように、前
    記第２ボンディングヘッドが前記仮位置決め手段と前記
    リードフレーム移送手段との間で制御自在に往復動する
    ことを特徴とする請求項２に記載のダイボンディング装
    置。
  5. 【請求項５】 前記第１ボンディングヘッドまたは第
    ２ボンディングヘッドの水平移動はリニアステッピング
    モータにより駆動されることを特徴とする請求項１に記
    載のダイボンディング装置。
  6. 【請求項６】 前記第１ボンディングヘッドまたは第
    ２ボンディングヘッドは各ボンディングヘッドに設けら
    れたリニアエンコーダと前記フレーム部材に設けられた
    リニアスケールにより水平方向移動の位置が検知される
    ことを特徴とする請求項１に記載のダイボンディング装
    置。
  7. 【請求項７】 前記第１及び第２半導体チップ吸着手
    段は、 あり状の溝と通孔が形成された第１チャックと、 前記第１チャックの通孔を通して前記あり状の溝内に制
    御自在に往復動するロッドを有する第１シリンダと、 一側に前記第１チャックの溝に対応するあり状の第１突
    出部を有し他側にあり状の第２突出部を有するコレット
    とを含むことを特徴とする請求項１に記載のダイボンデ
    ィング装置。
  8. 【請求項８】 前記コレットを交換するためのコレッ
    ト交換機をさらに備え、前記コレット交換機は、 前記コレットの第２突出部に対応するあり状の溝と通孔
    が形成された複数の第２チャックと、 前記第２チャックの通孔を通して制御自在に往復動する
    ロッドを有する第２シリンダとを有することを特徴とす
    る請求項７に記載のダイボンディング装置。
  9. 【請求項９】 前記複数の第２チャックは前記コレッ
    ト交換機上に所定の間隔を隔てて放射状に配置され、 前記第２シリンタのロッドが前記複数の第２チャックの
    うち１つの通孔を通して往復自在になるように、前記複
    数の第２チャックを制御自在に回転させる手段を更に含
    むことを特徴とする請求項８に記載のダイボンディング
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記複数の第２チャックに収容され
    たコレットを支持するように前記各第２チャックの一側
    に設けられた弾性部材を更に備えることを特徴とする請
    求項８に記載のダイボンディング装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１ボンディングヘッドは、前
    記第１半導体チップ吸着手段が前記ウェハ支持手段によ
    り支持されたウェハから半導体チップを分離して前記リ
    ードフレーム移送手段により支持されたリードフレーム
    にボンディングする作業を行うように、前記ウェハ支持
    手段と前記リードフレーム移送手段との間で制御自在に
    往復動することを特徴とする請求項１に記載のダイボン
    ディング装置。
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