JPH11150132A - ダイボンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハステージ１をＸ，Ｙに移動しないもの
としてダイボンダ小型化しながらペレットをピックアッ
プ、移送する機構を簡単にして、高速動作を可能とす
る。 【解決手段】回転自在なウェーハステージ１と、その回
転中心とボンディングポジション結ぶ線上を移送線とし
て自在に移動してウェーハステージ１上のペレットＰを
ピックアップしてボンディングポジションに移送する吸
着ノズル１７とを備えて、ウェーハステージ１が回転し
てピックアップするペレットＰを移送線に位置合わせ
し、吸着ノズル１７がそのペレットの位置に移動してピ
ックアップを行なってボンディングポジションに移送す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ペレット
（以下ペレットと略す）をリードフレームとか、ステム
とかに組み付けるダイボンダに関し、特に、径大のウェ
ーハに対応したダイボンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ダイボンダの代表的なものに付いて
説明する。ウェーハ上に行列に整列して完成したペレッ
トをその配置を保持して個別のペレットに分割し、略整
列状にシートに貼り付けて保持させて、ダイボンダに供
給する。ダイボンダはＸ，Ｙ，θ方向に移動自在なウェ
ーハステージを備え、それにペレットが貼り付けられた
シートを固定してウェーハステージが移動してペレット
を順次所定のピックアップポジションに位置合わせす
る。移動は主としてＸ，Ｙ方向に行ない、θ方向はペレ
ットの配置方向を合わせるためで、大きな動きはしな
い。さらに、ダイボンダはＹ，Ｚ方向に移動自在な真空
吸着ノズル（以下吸着ノズルと略す）を備え、ピックア
ップポジションに位置合わせされたペレットを吸着して
Ｙ方向所定位置のボンディングポジションに配置された
例えばリードフレームのような基材上に移載して組み付
ける。

【０００３】しかしながら、上記の様な従来の代表的な
装置では、ウェーハステ−ジの移動に要するスペースは
Ｘ，Ｙ方向共にウェーハの直径の２倍以上要するのでウ
ェーハの径が大きくなると装置が大型化する。

【０００４】そこで、その対策として、特開平４−１１
１３３０号公報にはペレットを載置するステージがＸ，
Ｙ方向には動かないダイボンダの提案がある。この装置
に付いて図面を参照して説明する。図３はその斜視図、
図４は側面図である。シート上に分離し整列され、かつ
貼付けされた複数のペレットＰはリング２０に保持され
ている。このリング２０は、ウェーハステージ２１に固
定されると共に、ウェーハステージ２１の近傍に配置さ
れるマガジン２２内に多数積載された状態で収容され
る。すなわち、上記ウェーハステージ２１上のリング２
０にあるペレットＰがすべて供給されたら、上記マガジ
ン２２内のリング２０が図示しない供給手段により引き
出され、ウェーハステージ２１上の空のリング２０と交
換されるようになっている。また、上記ウェーハステー
ジ２１は歯車機構２３上に載設されていて、この歯車機
構２３の駆動源として駆動モータ２４が連結される。

【０００５】２５は、後述するようにして移送される半
導体チップＰを載置するボンディングステージであっ
て、ＸＹθテーブル２６上に載設される。上記ボンディ
ングステージ２５に隣接される状態で、ボンディングヘ
ッド２７が配設される。そして、ボンディングヘッド２
７上にＸＹテーブル２８を介してボンディングツール２
９が支持される。このボンディングツール２９は、加熱
源をそなえるとともに下降にともなって所定圧での加圧
ができるようになっている。さらに、ボンディングヘッ
ド２７の前部にはテープ搬送機構３０が設けられてい
る。これは、テープキャリヤ３１に設けられる図示しな
い掛止孔に掛合し、かつ回転にともなってテープキャリ
ヤ３１を上記ボンディングツール２９の下方部位に間欠
的に搬送する複数のスプロケット３２からなる。

【０００６】このようなボンディングステージ２５と上
記ウェーハステージ２１との間に亘って、Ｘ，Ｙ移送機
構３３が設けられる。すなわち、ボンディングステージ
２５とウェーハステージ２１を例えばＹ方向に沿ってこ
れらの両側から囲繞する一対のＹガイドレール３４，３
４と、これらＹガイドレール３４，３４に掛け渡され、
かつ移動自在なＸガイドレール３５およびこのＸガイド
レール３５に設けられ、Ｘガイドレール３５に沿って移
動自在なペレット移送体３６とから構成される。尚、上
記Ｘガイドレール３５およびペレット移送体３６を駆動
する駆動機構は図示していない。上記ペレット移送体３
６は、Ｘガイドレール３５ごとＹガイドレール３４，３
４に沿って移動自在であるとともに、Ｘガイドレール３
５に沿って移動自在であるところから、ボンディングス
テージ２５と上記ウェーハステージ２１の間全てに亘っ
て移動可能である。このペレット移送体３６には、図示
しない真空源に連通し、その開口端部を下方に向けた吸
着ノズル３７およびカメラ３８が設けられる。上記カメ
ラ３８は、ペレットＰの位置検出、検査によってペレッ
トＰに付された不良マーク検出、ペレットＰの割れ、欠
けなどをパターン認識することができる。

【０００７】次にこの装置の動作に付いて説明する。は
じめ、マガジン２２内に収容されるリング２０が引き出
されてウェーハステージ２１上に載置される。ついで，
移送機構３３が動作し、Ｘガイドレール３５およびペレ
ット移送体３６が移動する。ここに取り付けられるカメ
ラ３８は、ウェーハステージ２１上の少なくとも２個以
上のペレットの位置認識をなし、その情報に基づいて駆
動モータ２４が駆動される。歯車機構２３はリング２０
に回転力を伝達して、吸着すべきペレットの向きを上記
テープキャリヤ３１に装着すべき方向に合わせる。

【０００８】そして、上記カメラ３８は吸着移送するペ
レットＰ上に位置を合わせ、このペレットＰの位置検
出、不良マーク検出、割れおよび欠け検出を行なう。不
良マークや割れあるいは欠けを検出したら、そのペレッ
トＰをそのまま残し、次に吸着移送すべきペレットＰ上
に位置を合わせるように移動する。不良マークや割れあ
るいは欠けが検出されない良品のペレットＰであれば、
位置検出情報に基づいてＸ，Ｙ移送機構３３が駆動さ
れ、吸着ノズル３７はその半導体ペレットとＰの上に位
置整合される。

【０００９】上記吸着ノズル３７はペレットを吸着保持
し、必要なＸＹ方向に移動してボンディングステージ２
５上にそのペレットＰを載置する。このように、ウェー
ハステージ２１からボンディングステージ２５上にペレ
ットＰを供給するには、Ｘ，Ｙ移送機構３３を動作させ
ればよく、したがって上記ウェーハステージ２１は移動
せずに済む。

【００１０】上記ボンディングステージ２５上の半導体
チップおよびテープキャリヤ３１に対し、１台もしくは
２台の図示しないカメラが、それぞれの任意の２点のパ
ターン位置認識をなす。その情報に基づいて、ボンディ
ングステージ２５を支持するＸＹθテーブル２８が駆動
され、ボンディングステージ２５をテープキャリヤ３１
の下方に移動する。したがって、ペレットＰの電極がテ
ープキャリヤ３１のデバイスホールに突出するインナー
リードと一致するよう整合される。ついで、ボンディン
グツール２９を支持するＸＹテーブル２８が駆動し、上
記ボンディングツール２９は正しいボンディング位置に
位置整合される。その位置を保持して上記ボンディング
ツール２９は降下し、テープキャリヤ３１のインナーリ
ードをペレットＰの電極に加圧して互いの熱圧着をな
す。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
装置によれば、ウェーハステージ２１はＸ，Ｙに移動し
ないので装置が大型化しないものの、Ｘ，Ｙに移動する
ペレット移送体３６に吸着ノズル３７とともにカメラ３
８も配置されている。従って、カメラ３８は吸着ノズル
３７と共に移動するので吸着ノズルがペレットＰをピッ
クアップして移送している間にカメラ３８が次にピック
アップすべきペレットＰの位置や良否を認識することが
できず、装置を高速化することが出来ない。そこで、高
速動作させるためにはカメラは吸着ノズル３７とは独立
して移動出来ることが不可欠で、そのためにはペレット
移送体３６に類似するカメラ移送体をＸ，Ｙ方向に移動
自在に設けることが必要であるが、双方２次元の動作で
あるから機構的に混み合った構造になり、メンテがし難
いのみならずそれぞれ慣性も大きく高速化し難いところ
がある。さらに、この装置は備えていないが、シート上
に貼り付けたペレットを吸着ノズルでピックアップする
場合は下方より突き上げピンで突き上げてシートよりペ
レットを剥がすようにしたものが多いが、その場合は突
き上げピンもＸ，Ｙ方向に移動自在とする必要があり機
構はさらに混み合った構造になる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明は回転自在なウェーハステージと、その回
転中心と特定の載置場所とを結ぶ線上を移送線として自
在に移動してウェーハステージ上のペレットをピックア
ップして前記載置場所に移送する吸着ノズルとを備え、
前記ウェーハステージが回転してピックアップするペレ
ットを前記移送線に位置合わせし、前記吸着ノズルがそ
のペレットの位置に移動してピックアップを行なって前
記載置場所に移送することを特徴とするダイボンダを提
供する。上記の構成によれば、吸着ノズルの移動は上下
動作の他は１次元なので、機構が簡単になる。さらに上
記構成に加えて前記移送線上を自在に移動してウェーハ
ステージ上のペレットの位置検出を行なう位置認識手段
を備え、その情報により前記ウェーハステージが回転し
てピックアップするペレットを前記移送線に位置合わせ
するダイボンダを提供する。この構成によれば、正確な
位置でピックアップ出来、しかも、位置検出手段は吸着
ノズルとは独立して動くので高速なピックアップ動作が
行なえる。尚、その動作は１次元であるから機構も比較
的簡単で、慣性も比較的小さく出来、高速な動作が可能
である。また、図３に示す従来装置におけるボンディン
グステージ２５のようにＸ，Ｙ，θに動いて、あらため
てペレットの位置や方向を合わせる場所にピックアップ
したペレットを載置するのではなく、位置合わせされて
いるリードフレーム等の基材に直接移送組み付ける場合
には、吸着ノズルを自転自在としてペレットをピックア
ップして前記載置場所に移送するに際して前記吸着ノズ
ルが自転してペレットの向きを調整する様にすることが
出来る。また、ペレットをピックアップするに際して吸
着ノズルとペレットの向きを合わせる必要がある場合
は、ウェーハステージ上のペレットをピックアップする
に際して吸着ノズルが自転してペレットの方向に向きを
合わせてピックアップする様にも出来る。ペレットがシ
ート上に貼り付けられて供給される場合には前記移送線
上を自在に移動してウェーハステージ上のピックアップ
するペレットを突き上げる突き上げピンを備える。この
場合突き上げピンの動きは突き上げの上下動作の他は１
次元の動作であるかから機構も、比較的簡単である。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の装置に供給されるペレ
ットの状態は図３に示す従来の装置同様にシートに略整
列状態で張り付けたものでもよいし、トレーに整列して
供給するものでも良い。そのようなペレットを載置する
回転自在なウェーハステージを備える。ウェーハステー
ジはＸ，Ｙ方向に動く必要は無い。そして、その回転中
心と特定の載置場所とを結ぶ線上を移送線として自在に
移動してウェーハステージ上のペレットをピックアップ
して載置場所に移送する吸着ノズルを備える。そして、
ペレットのピックアップに際してはウェーハステージが
回転してピックアップするペレットを移送線に位置合わ
せして、吸着ノズルがそのペレットの位置に移動してピ
ックアップを行なって載置場所に移送する様にする。即
ち、吸着ノズルの動きをピックアップとプレイスのため
の上下動作の他は１次元の動作とするものである。

【００１４】ペレットをプレイスする載置場所は図３に
示す従来装置のボンディングステージのように載置され
たペレットの位置や方向を合わせるようにする所であっ
たり、位置合わせしたリードフレーム等基材上に直接載
置組み付ける場所であったりする。ピックアップした後
に再度位置合わせを行なう場合にはウェーハステージ上
でさほど正確に位置合わせを行なう必要は無い。従っ
て、ペレットサイズが大きい場合は画像認識を行なうカ
メラのような位置確認手段を用いること無く、ペレット
のマップデータに基づきウェーハステージが回転して順
次移送線に位置合わせを行ないピックアップするように
出来る。

【００１５】ペレットサイズが小さい場合とか、直接基
材上に移送組み付ける場合にはさらに正確な位置合わせ
を必要とするので、前記移送線上を自在に移動してウェ
ーハステージ上のペレットの位置検出を行なう位置認識
手段例えば画像認識のためのカメラを備える。そうし
て、その情報によりウェーハステージが回転してピック
アップするペレットの中心を移送線に正確に位置合わせ
する。

【００１６】基材上にペレットを直接載置組み付ける場
合には回転方向の向きを合わせなければならない。そこ
で、吸着ノズルを自転自在としてペレットをピックアッ
プして載置場所に移送するに際して吸着ノズルが位置認
識手段の情報に基づいて自転してペレットの向きを調整
して載置場所に置くようにすることができる。移送中に
ペレットが位置ズレしないように先端に矩形な凹部を有
し、そこにペレットを吸着するような吸着ノズルの場合
は吸着時に予めペレットの向きと吸着ノズルの向きを合
わせなければならない、そこで吸着ノズルが位置認識手
段の情報に基づいて自転してペレットの向きにその向き
を調整してピックアップするようにすることができる。

【００１７】ペレットの供給がシートに貼り付けた状態
で行なわれる場合にはピックアップに際してシートの裏
から突き上げピンで突き上げてシートから剥がすように
するために、移送線上を自在に移動してウェーハステー
ジ上のピックアップするペレットを上下動作して突き上
げる突き上げピンを備えることが好ましい。

【００１８】

【実施例】この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図１はその側面図、図２は平面図である。この装置
もシート（図示せず）上に分離し整列され、かつ貼付け
された複数のペレットＰはリング（図示せず）に保持さ
れて装置に供給される。このリング（図示せず）は、ウ
ェーハステージ１に固定されると共に、ウェーハステー
ジ１の近傍に配置されるマガジン（図示せず）内に多数
積載された状態で収容され、上記ウェーハステージ１上
のリング（図示せず）にあるペレットＰがすべて供給さ
れたら、マガジン（図示せず）内のリング（図示せず）
が引き出され、ウェーハステージ１上の空のリング（図
示せず）と交換される点は図１に示す従来装置と同様で
あるから、図示および説明を略す。また、上記ウェーハ
ステージ１は歯車機構３上に載設されていて、この歯車
機構３の駆動源として駆動モータ４が連結され、回転中
心Ｃを軸に回転自在である。

【００１９】５はリードフレーム６を搬送するレール
で、その上をリードフレーム６に設けられ、ペレットが
組み付けられるアイランド（図示せず）のピッチでステ
ップ送りされ、ボンディングポジションＤにアイランド
（図示せず）が位置決めされ停止している間にペレット
Ｐが組み付けられる。なお、リードフレーム６は１個だ
け図示しているが、連続して搬送されるものである。そ
して、それを搬送する送り機構は図示を略している。

【００２０】このようなウェーハステージ１の回転中心
Ｃと上記ボンディングポジションＤを結ぶ直線Ａ−Ａを
移送線として移動自在な吸着ノズル１７が設けられる。
すなわち、移送線Ａ−Ａ（Ｙ方向）に沿ってノズル用ガ
イドレール１４が設けられる。なお、これの支持構造に
関しては図示を省略している。そしてこのノズル用ガイ
ドレール１５にノズル用ガイドレール１５に沿って移動
自在なペレット移送体１６が設けられ、そのペレット移
送体１６には上下動自在に吸着ノズル１７が設けられ
る。尚、上記ペレット移送体１６を駆動する駆動機構は
図示していない。この吸着ノズル１７は、図示しない真
空源に連通し、その開口端部を下方に向けている。そし
て吸着ノズル１７はモータ４１に駆動されて自転自在で
ある。

【００２１】ノズル用ガイドレール１５の上方には同様
に移送線Ａ−Ａ（Ｙ方向）に沿ってカメラ用ガイドレー
ル１８が設けられる。なお、これの支持構造に関しては
図示を省略している。そこにはカメラ用ガイドレール１
８に沿って移動自在なカメラ移送体１９が設けられる。
このカメラ移送体１９にはカメラ４０がその視野の中心
を移送線として取り付けられ、ウェーハステージ１上の
ペレットＰの位置検出、検査によってペレットＰに付さ
れた不良マーク検出、ペレットＰの割れ、欠けなどをパ
ターン認識することができる。なお、上記カメラ移送体
１９を移動させる機構は図示していない。

【００２２】ウェーハステージ１の下方には移送線Ａ−
Ａに沿って突き上げピン用ガイドレール４１が設けられ
る。なお、これの支持構造に関しては図示を省略してい
る。そしてこの突き上げピン用ガイドレール４１にはそ
れに沿って移動自在な突き上げ機構４２が設けられ、そ
の突き上げ機構４２には上下動自在に突き上げピン４３
がその先端を上にして設けられる。なお、上記突き上げ
機構を移動させる機構は図示していない。

【００２３】次にこの装置の動作に付いて説明する。は
じめ、マガジン（図示せず）内に収容されるリング（図
示せず）が引き出されてウェーハステージ１上に載置さ
れる。その際毎回ペレットＰの配置の方向が略統一され
て供給される。ついでカメラ移送体１９が移動してここ
に取り付けられるカメラ４０は、ウェーハステージ１上
の少なくとも２個以上のペレットの位置認識をなし、そ
の情報に基づいて駆動モータ４が駆動される。歯車機構
３はウェーハステージ１を回転させ、より正確にペレッ
トＰの配置の方向を合わせる。次に、カメラ移送体１９
が移動してカメラ４０を最初にピックアップするペレッ
トの位置例えば最外周位置に合わせる。 （１） 次に、カメラ４０は画像認識処理により、位置
（向き方向も含む）確認、不良マークの有無や割れ、欠
けの有無等良否確認を行ない、もしも不良であればウェ
ーハステージ１が回転して次にピックアップするペレッ
トＰを視野内に移動して同様に位置確認と良否の確認を
行なう。またも不良であれば、同様な処理を繰り返す。 （２） 良品であれば、位置検出情報に基づいてウェー
ハステージ１が回転してピックアップするペレットＰの
中心を移送線に正確に位置合わせする。 （３） 次に位置検出情報に基づき突き上げ機構４２が
移動して突き上げピン４３をピックアップするペレット
Ｐの下に位置合わせする。 （４） さらに、ペレット移送機構１６が駆動され、吸
着ノズル１７はその半導体ペレットＰの上に位置整合さ
れる。 （５） 次に、吸着ノズル１７が降下し、ペレットＰを
吸着し上昇する。この際突き上げ機構４２は突き上げピ
ン４３でペレットＰを突き上げてシート（図示せず）か
らペレットＰが確実に剥がれるようにする。なお、吸着
ノズル１７がペレットＰを吸着するに際してペレットＰ
に対する向きを合わせる必要のある場合は、位置検出情
報の内の方向情報に基づき吸着ノズル１７が自転してペ
レットＰの方向に向きを合わせて吸着に向かうように出
来る。 （６） 次に、上記吸着ノズル１７はペレットＰを吸着
保持し、必要なだけＹ方向に移動してボンディングポジ
ションＤにおいて降下してリードフレーム６上にそのペ
レットＰを載置組み付ける。その際い位置検出情報の内
の方向情報に基づき吸着ノズル１７が自転してペレット
Ｐの方向を合わせる。 （７） 次にリードフレームが送られて次のアイランド
がボンディングポジションＤに配置される。 （８） 上記（６）の工程と並行してウェーハステージ
１が回転して次にピックアップするペレットＰをカメラ
４０の視野内に移動する。そして、上記（１）〜（７）
の工程を繰り返して順次ペレットＰをピックアップして
リードフレーム６に組み付ける。 （９） ウェーハステージ１が１回転するとカメラ４０
が所定量回転中心C側に移動して上記に準じた動作を行
い、スパイラル状にペレットＰをピックアップして行
く。このように、ウェーハステージ１からボンディング
ポジションＤ上にペレットＰを供給するにはウェーハス
テージ１の回転中心Ｃは移動せずに済む。しかも吸着ノ
ズル１７はピックアップとプレイスのためのZ方向動作
と、移送のためのY方向動作の２方向でよく機構は簡単
であり、従って、慣性も小さくなり高速動作が容易とな
る。カメラ４０と吸着ノズル１７とは独立に動くのでペ
レット移送中に次のペレットの位置合わせが可能で高速
処理が可能である。

【００２４】上記実施例においては、外周からスパイラ
ル状にピックアップすることとしたが中心からスパイラ
ル状に外へ向けて順次ピックアップするようにソフトを
組む事も出来るし行（または列）を追ってピックアップ
するようにも出来る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の装置に
よれば、ウェーハステージの中心は移動せず回転するだ
けなので装置は小型であり、しかも、真空吸着ノズルの
動きはピックアップとプレイスのための上下方向動作の
他は移送のための１方向動作なの機構が簡単になり高速
化が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例の側概念図である。

【図２】 その平面図である。

【図３】 従来のダイボンダの斜視図である。

【図４】 その側面図である。

【符号の説明】

１ ウェーハステージ Ｃ 回転中心 Ｄ ボンディングポジション（載置場所） Ａ−Ａ 移送線 １７ 真空吸着ノズル ４０ カメラ（位置認識手段） Ｐ ペレット ４３ 突き上げピン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転自在なウェーハステージと、 その回転中心と特定の載置場所とを結ぶ線上を移送線と
   して自在に移動してウェーハステージ上のペレットをピ
   ックアップして前記載置場所に移送する真空吸着ノズル
   とを備え、 前記ウェーハステージが回転してピックアップするペレ
   ットを前記移送線に位置合わせし、 前記真空吸着ノズルがそのペレットの位置に移動してピ
   ックアップを行なって前記載置場所に移送することを特
   徴とするダイボンダ。
2. 【請求項２】前記移送線上を自在に移動してウェーハス
   テージ上のペレットの位置検出を行なう位置認識手段を
   備え、 その情報により前記ウェーハステージが回転してピック
   アップするペレットを前記移送線に位置合わせすること
   を特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
3. 【請求項３】前記移送線上を自在に移動してウェーハス
   テージ上のピックアップするペレットを突き上げる突き
   上げピンを備え、 真空吸着ノズルがペレットをピックアップするに際して
   ペレットを突き上げることを特徴とする請求項１、請求
   項２または請求項３に記載のダイボンダ。
4. 【請求項４】前記真空吸着ノズルは自転自在であって、 ペレットをピックアップして前記載置場所に移送するに
   際して前記真空吸着ノズルが自転してペレットの向きを
   調整することを特徴とする請求項1、請求項２または請
   求項３に記載のダイボンダ。
5. 【請求項５】ウェーハステージ上のペレットをピックア
   ップするに際して前記真空吸着ノズルが自転してペレッ
   トの方向に向きを合わせてピックアップする特徴とする
   請求項４に記載のダイボンダ。