JPS6386528A - ダイボンデイング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はダイボンディング装置に関するもので、特に固
体撮像装置のような高精度を要求される半導体装置のダ
イボンディングに使用されるもので−２＝ ある。

（従来の技術） 半導体素子をセラミックｓ６のパッケージあるいはリー
ドフレーム（以下基板と称する）上に固着する技術とし
てダイボンディングがある。これには人別してメタライ
ジングによるものと、導電性接着剤を用いるものの２種
類があるが、現在は後者が主流となっており、半導体素
子が固着される基板−Ｌに導電性接着剤を供給しておき
、その上に半導体素子を載置することによりダイボンデ
ィングを行うものである。この際、半導体素子と基板と
は所定の位置精度を有している必要がある。これは半導
体装置におけるワイヤボンディングｌ＝の要求によるも
のであるか、半導体装置によっては固体撮像装置のよう
に実装置゛、の必要性から半導体素子とパッケージとの
位置精度を要求されるものがある。

このため、ダイボンディングの際、両者の位置精度を高
めるために基板および」′導体素子の位置を光学系を用
いて検出しておき、本来の位置からのずれを補正するよ
うにしている。これは、ダイボンディングにおいて半導
体素子はキャリアに搭載されてダイボンデインダステー
ジに搬送されるか、キャリアの製作誤差やキャリアへの
半導体素子の載置誤差かあるためである。なお、位置す
れとしてはＸ方向、Ｙ方向の他に必要に応じて回転方向
も検出される。第６図は従来行われているダイボンディ
ングの様子を示すフローチャー１・であって、先ず基板
位置をテレビカメラ等の撮像手段で確認しくステップ２
０１）、基ｌｆｔ５Ａと比較して基板ずれ級を算出しく
ステップ２０２）、これに基づいてボンディング位置を
補正しくステップ２（）３）、その後ダイボンディング
を行う（ステップ２０４）。

しかしながら、近年、ＣＣＤ等の固体撮像装置において
パッケージに対する半導体素子の粘度が特に厳しく要求
されるようになっており、例えば基準位置に対して３０
μｍ以下の精度が要求されることもある。このような高
精度は従来の方法では実現することが困難である。この
原因としては■キャリア、搬送装置、位置決め装置等に
おけるガタ′：ｒＪの精度並びに癖、■検出対象半導体
素子のロットごとの製品誤差変動、■吸着コレット、ゲ
ージング爪等の工具類の交換時における部品精度および
取付は精度不良、■周囲の環境の影響、■半導体素子位
置認識装置における照明条件、■ダイボンディング装置
オペレータによるボンディング位置座標の誤人力等が生
じ、これによりダイボンディングの位置が変動してしま
うためと考えられる。第７図はダイボンディングの位置
精度が急激に変化する例として工具交換時の位置精度を
示しており、ばらつきの多い初期状態から時間の形かと
ともにばらつきの少ない安定状態に達していた装置が工
具の交換により位置精度の中心値が急に変化する様子を
示している。

これに対処するため、従来、ダイボンディング後の゛１
′導体素子の基板に対する位置ずれを測定し、この測定
結果をもとにグイボンディング時の座標を修正する様に
しているが、この作業は繁雑であるとともに熟練を要し
、作業効率や装置の稼働率を低下させている。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のグイボンディング装置では高精度の
半導体装置を得るためにダイボンディング後の検査およ
びその結果に基づくグイボンディング条件の補正が繁韓
であるという問題がある。

本発明はこのような問題点を解決するためなされたもの
で、ダイボンディング後の検査およびこれに基づくダイ
ボンディング条件の変更が容易なグイボンディング装置
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、半導体素子を固着すべき基板の位置を
認識する第１の認識手段と、この第１の認識手段で認識
された半導体素子の位置情報をもとに半導体素子の位置
を補正して半導体素子をダイボンディングするグイボン
ディング手段を備えたグイボンディング装置において、
ダイボンディング直後の半導体素子の位置を認識する第
２の認１１段と、基板と半導体素子の許容位置誤差を保
持する記憶部と、この記憶部に記憶された許容位置誤差
値と第２の認摩手段での位置誤差とを比較して位置誤差
か最少になるようにダイボンディング手段を制御する制
御部とを備えたことを特徴としている。

（作　用） 本発明にかかるダイボンディング装置においては、ダイ
ボンディング直後の半導体素子と基板間の相対位置を認
識して予め記憶部に格納された基準位置および位置ずれ
許容値との比較を行って適当な修Ｗを行うようにし、ま
た、許容範囲を超えている場合には直ちに警報を発する
ようにしている。

（実施例） 以Ｆ２図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明にかかるダイボンディング装置の構成お
よび動作の概略を示す説明図であって、チップトレイ１
−にの半導体素子２は移送ノズル３て吸着されて半導体
素子位置決め台４上に移送され、中心に向かうゲージン
グ爪５によって挟まれることにより正確な位置決めが行
われる。次に半導体素子２はダイボンディングヘッド１
１から延びた吸着コレット１２によって再び吸着され、
ダイボンディングステージ６のキャリア８に位置決めさ
れ、所定位置に接石剤が塗布されたセラミック塙板９上
に降ドし、半導体素子は基板上に固着される。ダイボン
ディングステージ６の１一方にはテレビカメラ１０が設
けられており、ダイボンディング前のキャリアＩ−の基
板位置およびダイボンディング後の基板と半導体素子の
位置関係が認識部４０によって検出され、この検出精製
に基づいて制御部５０によりダイボンディングヘッド１
１、Ｘ−Ｙテーブル１３の駆動用パルスモータ１４．１
５を制御している。

第３図は第１図における認識部４０および制御部５０の
構成を示すブロック図であって、制御部５０は認識部４
０からの認識結果を受取って演算処理を行う演算処理部
４１、この演算処理結果に−只　　− 基づいてモータ等の機械動作部４５に対する制御信号を
出力する動作制御部４４を備え、演算処理部４１は許容
位置誤差を記憶している記憶部４３からン１容位置誤差
を読出して認識結果との比較を行う。また演算処理部に
はキーボード等の操作部４２も接続されている。

次に第２図を参照して本発明にかかるダイボンディング
装置の動作を説明する。

まず、キャリア８に搭載された基板７の位置をテレビカ
メラ１０により観察してその位置を認識部で認識しくス
テップ１０１）、記憶部４３に格納された基準値Ａと比
較して基板７のずれ量を算出する（ステップ１０２）。

制御部５０においてはこのずれ量に基づいてボンディン
グ位置を補正するための信号を演算処理部４１が出力し
、Ｘ−Ｙテーブルのモータ等に対する制御信号を動作制
御部４４が出力し、この信号に基づいてダイボンディン
グ位置が補正され（ステップ１０３）、この状態でダイ
ボンディングが行われる（ステップ１０４）。ここまま
では第６図に示した従来の位置補正と同様である。

このようにしてダイボンディングが完了した基板および
半導体素子についてテレビカメラ１ｏおよび認識部４０
によって再びボンド位置が認識され（ステップ１０５）
、この結果は記憶部４３に格納されている位置ずれ許容
値と比較される（ステップ１０７）。このとき所定の管
理限界内にずれ量が入っている場合にはずれ量が最少と
なるように機械動作部４５に対する補正値が出力される
（ステップ１０８）。これに対してずれ量が管理限界を
超えているときには、作業者に対して警報が発せられ（
ステップ１０９）、不良品の発生を防止するために装置
は直ちに停止される（ステップ１１０）。なお、ステッ
プ１０２において取出される基準値Ａとステップ１０７
において取出される位置ずれ許容値Ｂとは記憶部４３に
おいて異なるアドレスに格納されているか異なるメモリ
に格納されている。

第４図はずれ量の管理の様子を示すグラフであって基準
値に対してずれ量が時間の経過とともに変化するため、
管理限界に近付いたときには基準値に一致させるような
補正を行う事が有効であることを表している。

第５図は基板と半導体素子間の位置精度を測定するため
の手１段を説明する平面図であって、配線用リード２１
を有するセラミック基板２０Ｕｌの所定位置には基準位
置マーク２２ａおよび２２ｂが設けられており、またそ
の中央部にダイボンドされる半導体素子にはＬ面周間部
にワイヤボンディング用の電極２４が配設されている。

基板２０あるいはこれと半導体素子間の位置は位置決め
基準としての基準位置マーク２２および電極２４を観察
することにより認識される。この際、グイボンディング
前の基板２０の位置認識については狭い視野とし、半導
体素子をグイボンディングした後の位置認識は半導体素
子と基板の双方を同時に観察できるよう広い視野を用い
るようにすればよい。

以」二の実施例ではグイボンディングにおける位置とし
てＸ方向およびＹ方向を考えているが、必要に応じて回
転位置も検出して補正を行うようにすることができる。

また、実施例では位置の認識のためにテレビカメラを使
用しているが、これに限ることなく撮像装置等を用いた
あらゆる位置認識手段を使用することができる。

さらに、実施例ではダイボンディング前後で同じカメラ
を用いているか異なるカメラおよび認識処理装置を用い
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明
によれば、ダイボンディング後の半導体素子と基数との
位置精度を確認し、それにもとづいて適宜補正を行うよ
うにしているので、ダイボンディング後の作業か容易化
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるグイボンディング装置の構成を
示す概略正面図、第２図は本発明の動作を示すフローチ
ャート、第３図は制御部の構成を示すブロック図、第４
図は位置精度の管理を示すグラフ、第５図は位置精度の
測定のために用いられる基準を示す・Ｐ面図、第６図は
従来のグイボンディングにおける位置補正の様子を示す
フローチャート、第７図は工具交換時に生ずる問題点を
説明するグラフである。 １・・・チップトレイ、２・・・半導体素子、３・・・
移送ノズル、４・・・位置決め台、６・・・グイボンデ
ィングステージ、８・・・キャリア、１０・・・テレビ
カメラ、１１・・・ボンディングヘッド、１４．１５・
・・パルスモータ、２２ａ、２２ｂ・・・基準位置マー
ク、２４・・・電極、４０・・・認識部、４１・・・演
算処理部、４２・・・操作部、４３・・・記憶部、４４
・・・動作制御部、４５・・・機械動作部、５０・・・
制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子を固着すべき基板の位置を認識する第１
   の認識手段と、この第１の認識手段で認識された前記半
   導体素子の位置情報をもとに前記半導体素子の位置を補
   正して前記半導体素子をダイボンディングするダイボン
   ディング手段を備えたダイボンディング装置において、 ダイボンディング直後の半導体素子の位置を認識する第
   ２の認識手段と、 前記基板と前記半導体素子の許容位置誤差を保持する記
   憶部と、 この記憶部に記憶された許容位置誤差値と前記第２の認
   識手段での位置誤差とを比較して位置誤差が最少になる
   ように前記ダイボンディング手段を制御する制御部とを
   備えたことを特徴とするダイボンディング装置。 ２、第１の認識手段および第２の認識手段がそれぞれ認
   識対象の位置を検出するための撮像装置を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１記載のダイボンディング装
   置。 ３、第１の認識手段および第２の認識手段が基板および
   半導体素子のそれぞれに設けられた位置決め基準を検出
   するものである特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のダイボンディング装置。 ４、第１の認識手段および第２の認識手段がダイボンデ
   ィング工程の前後において使用される同一の認識手段で
   ある特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
   のダイボンディング装置。