KR20060019883A - Die bonding apparatus - Google Patents

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이병준
노승기
김상윤
선용균
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Abstract

본 발명은 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩과 LOC 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩을 모두 수행할 수 있도록 하는 다이 본딩 장치에 관한 것으로서, 서브스트레이트의 탑재 및 이동을 안내하는 인덱스 레일과; 소잉이 완료된 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 스테이지와; 웨이퍼 스테이지에 탑재된 웨이퍼로부터 다이를 픽업하는 픽커와 그 픽커를 회전시키는 회전 구동 수단을 포함하는 픽커 셔틀 픽커 셔틀을 가지며 그 상기 픽커 셔틀을 수직 및 수평으로 이동시키는 다이 트랜스퍼와; 다이 트랜스퍼의 상기 픽커 셔틀 이동 경로 상에 위치하며 다이 트랜스퍼에 의해 이송되는 다이가 놓여지는 다이 스테이지와, 그 다이 스테이지를 소정 거리만큼 후진 동작 후에 후진 동작과 더불어 하강 동작이 이루어지도록 안내하는 안내 슬릿이 형성된 구동 안내판을 가지는 다이 스테이지 유닛; 및 다이 스테이지에 놓여진 다이에 대한 위치 정렬 상태를 검사하는 비전 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 다양한 형태의 패키지 제조에 있어서의 다이 본딩 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 패키지 종류에 따른 각각의 다이 본딩 장치의 구비가 필요하지 않아 공간적, 비용적 손실이 크게 줄어들 수 있다.The present invention relates to a die bonding apparatus capable of performing both die bonding for manufacturing a package of a general form and die bonding for manufacturing a package of a LOC type, comprising: an index rail for guiding mounting and movement of a substrate; A wafer stage on which the sawing completed wafer is mounted; A die transfer having a picker shuttle picker shuttle including a picker for picking up a die from a wafer mounted on a wafer stage, and rotation drive means for rotating the picker, and moving the picker shuttle vertically and horizontally; The die stage is located on the picker shuttle movement path of the die transfer and the die stage on which the die conveyed by the die transfer is placed, and the guide slit for guiding the die stage to perform the descending operation together with the reverse operation after the reverse operation by a predetermined distance is provided. A die stage unit having a driving guide plate formed; And a vision camera for inspecting a position alignment with respect to the die placed on the die stage. According to this, the die bonding process in manufacturing various types of packages can be performed. Therefore, it is not necessary to provide each die bonding device according to the package type, so that the space and cost loss can be greatly reduced.

다이 본딩, 다이 어태치, 칩 마운트, 반도체 칩, 서브스트레이트Die Bonding, Die Attach, Chip Mount, Semiconductor Chip, Substrates

Description

다이 본딩 장치{Die bonding apparatus}Die bonding apparatus

도 1은 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치의 일 예를 나타낸 개략 구성도이다.1 is a schematic block diagram showing an example of a die bonding apparatus according to the prior art.

도 2는 도 1의 다이 본딩 장치에 의해 다이 본딩이 이루어지고 있는 상태를 나타낸 측면도이다.FIG. 2 is a side view illustrating a state in which die bonding is performed by the die bonding apparatus of FIG. 1.

도 3은 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치의 다른 예를 나타낸 개략 구성도이다.3 is a schematic block diagram showing another example of a die bonding apparatus according to the prior art.

도 4는 도 3의 다이 본딩 장치에 의해 다이 본딩이 이루어지고 있는 상태를 나타낸 측면도이다.4 is a side view illustrating a state in which die bonding is performed by the die bonding apparatus of FIG. 3.

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 일 실시예를 나타낸 개략 구성도이다.5A and 5B are schematic structural diagrams showing an embodiment of a die bonding apparatus according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 다이 트랜스퍼를 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view showing a die transfer of the die bonding apparatus according to the present invention.

도 7과 도 8은 본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 다이 스테이지 유닛을 나타낸 사시도와 측면도이다.7 and 8 are a perspective view and a side view showing a die stage unit of the die bonding apparatus according to the present invention.

도 9내지 도 11은 본 발명에 따른 다이 본딩 장치에서 픽커 셔틀의 동작 상태를 나타낸 부분 사시도이다. 9 to 11 are partial perspective views showing an operation state of the picker shuttle in the die bonding apparatus according to the present invention.                 

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10; 웨이퍼 11; 다이10; Wafer 11; die

20; 서브스트레이트 100; 다이 본딩 장치20; Substrate 100; Die bonding device

110; 인덱스 레일 120; 웨이퍼 스테이지110; Index rail 120; Wafer stage

130; 웨이퍼 익스팬더 150; 다이 트랜스퍼130; Wafer expander 150; Die transfer

170; 다이 스테이지 유닛 180; 비전 카메라170; Die stage unit 180; Vision camera

185; 다이 어태치 유닛 190; 본딩 스테이지185; Die attach unit 190; Bonding stage

본 발명은 반도체 칩 패키지 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩과 LOC 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩을 모두 수행할 수 있도록 하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor chip package manufacturing apparatus, and more particularly, to a die bonding apparatus capable of performing both die bonding for manufacturing a package in a general form and die bonding for manufacturing a package in a LOC form.

다이 본딩 장치는 웨이퍼에서 양호한 상태의 다이(또는 반도체 칩)를 선별 및 분리하여 리드프레임이나 인쇄회로기판 등과 같은 서브스트레이트(substrate)에 실장하는 장치이다. 일반적으로 다이 본딩 장치는 반도체 칩 패키지 형태 또는 다이 어태치에 사용되는 접착 수단의 종류 따라 두 가지 형태로 구분될 수 있다. 첫 번째는 서브스트레이트의 윗면에 도포된 액상 접착제에 서브스트레이트의 위쪽에서 다이를 부착시키는 방식의 다이 본딩 장치이고, 두 번째는 서브스트레이트의 밑면에 부착된 접착 테이프에 서브스트레이트의 아래쪽에서 다이를 부착시키는 방식의 다이 본딩 장치이다. 각각의 다이 본딩 장치 구조를 살펴보기로 한다.A die bonding apparatus is a device that sorts and separates dies (or semiconductor chips) in good condition from a wafer and mounts them on a substrate such as a lead frame or a printed circuit board. In general, the die bonding apparatus may be classified into two types according to the semiconductor chip package form or the type of adhesive means used for the die attach. The first is a die bonding device that attaches a die from the top of the substrate to a liquid adhesive applied to the top of the substrate, and the second is a die attach from the bottom of the substrate to an adhesive tape attached to the bottom of the substrate. Die-bonding apparatus. Each die bonding device structure will be described.

도 1은 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치의 일 예를 나타낸 개략 구성도이고, 도 2는 도 1의 다이 본딩 장치에 의해 다이 본딩이 이루어지고 있는 상태를 나타낸 측면도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a die bonding apparatus according to the prior art, and FIG. 2 is a side view illustrating a state in which die bonding is performed by the die bonding apparatus of FIG. 1.

도 1에서 예시되고 있는 다이 본딩 장치(300)는 다이패드를 갖는 리드프레임 또는 일반적인 인쇄회로기판과 같은 서브스트레이트(20)의 윗면에 다이를 부착시키기 위한 장치로서, 대부분의 반도체 칩 패키지 제조에서 주로 이용된다.The die bonding device 300 illustrated in FIG. 1 is a device for attaching a die to an upper surface of a substrate 20 such as a lead frame having a die pad or a general printed circuit board, and is mainly used in most semiconductor chip package manufacturing. Is used.

이 다이 본딩 장치(300)는 서브스트레이트(20)가 놓여지고 그 이동을 안내하는 인덱스 레일(index rain; 310)과, 웨이퍼(10)가 탑재되어 다이(11)를 공급해주는 웨이퍼 스테이지(wafer stage; 320)와, 웨이퍼 스테이지(320)에 탑재된 웨이퍼(10)의 다이 간격을 증가시키는 웨이퍼 익스팬더(wafer expander; 330)와, 분리된 다이(11)를 인덱스 레일(310)의 서브스트레이트(20)에 이송 및 부착시키는 다이 트랜스퍼(350), 그리고 다이(11)의 정렬 상태를 검사하기 위한 비전 카메라(vision camera; 380)를 포함하여 구성된다.The die bonding apparatus 300 has an index rail 310 on which the substrate 20 is placed and guides its movement, and a wafer stage on which the wafer 10 is mounted to supply the die 11. 320, a wafer expander 330 for increasing the die spacing of the wafer 10 mounted on the wafer stage 320, and the separated die 11 with the substrate 20 of the index rail 310. Die transfer 350, which transfers and attaches, and a vision camera 380 for checking the alignment of the die 11.

서브스트레이트(20)가 인덱스 레일(310)에 탑재 및 이동되어 소정 작업 위치에 대기하는 상태에서, 그리고 웨이퍼(10)가 웨이퍼 스테이지(320)에 탑재되고 웨이퍼 익스팬더(330)에 의해 웨이퍼 밑면에 부착되어 있는 자외선 테이프(15)를 잡아당김으로써 다이(11)들간 간격이 증가된 상태에서, 다이 트랜스퍼(350)의 픽커(picker; 353)에 의해 웨이퍼(10)로부터 양호한 상태의 다이(11)가 집어 올려져 서브스트레이트(20)의 접착제(25)가 도포되어 있는 실장 영역(23)으로 이송 및 부착 되어 다이 본딩이 이루어진다. 다이 본딩의 정확도를 높이기 위하여 다이의 정렬 상태가 비전 카메라에 의해 검사되고 그 검사 결과에 따라 웨이퍼 스테이지(320)의 위치 보정 동작이 이루어진다.The substrate 20 is mounted and moved on the index rail 310 to wait at a predetermined working position, and the wafer 10 is mounted on the wafer stage 320 and attached to the bottom surface of the wafer by the wafer expander 330. In a state where the distance between the dies 11 is increased by pulling the UV tape 15, the die 11 in a good state from the wafer 10 is picked up by the picker 353 of the die transfer 350. It is picked up and transferred to and attached to the mounting area 23 to which the adhesive 25 of the substrate 20 is applied, thereby performing die bonding. In order to increase the accuracy of die bonding, the alignment state of the die is inspected by the vision camera and the position correction operation of the wafer stage 320 is performed according to the inspection result.

이 다이 본딩 장치(300)는 도 2에서와 같이 다이 트랜스퍼(350)에 의해 다이(11)가 본딩패드가 형성된 윗면이 상방을 향하도록 밑면이 서브스트레이트(20)에 도포된 접착제(25)에 부착되고 가압되어 다이 본딩된다. 다이 본딩이 이루어지는 과정에서 서브스트레이트(20) 하부에 위치하는 본딩 스테이지(390)가 서브스트레이트(20)를 지지하게 되며, 다이 본딩이 원활하게 이루어질 수 있도록 서브스트레이트(20)를 소정의 온도로 유지시켜 준다.As shown in FIG. 2, the die bonding apparatus 300 is applied to the adhesive 25 coated on the substrate 20 by the die transfer 350 so that the upper surface of the die 11 where the bonding pad is formed is upward. Attached and pressed to die bonding. In the process of die bonding, the bonding stage 390 located under the substrate 20 supports the substrate 20, and maintains the substrate 20 at a predetermined temperature so that die bonding can be performed smoothly. Let it be.

도 3은 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치의 다른 예를 나타낸 개략 구성도이고, 도 4는 도 3의 다이 본딩 장치에 의해 다이 본딩이 이루어지고 있는 상태를 나타낸 측면도이다.3 is a schematic configuration diagram showing another example of a die bonding apparatus according to the prior art, and FIG. 4 is a side view illustrating a state in which die bonding is performed by the die bonding apparatus of FIG. 3.

도 3에서 예시되고 있는 다이 본딩 장치(500)는 다이패드가 존재하지 않는 LOC형 리드프레임 또는 BOC(Board On Chip) 패키지 제조에서 사용되는 인쇄회로기판 등과 같은 서브스트레이트(20)의 밑면에 다이(11)를 부착시키기 위한 장치이다. 도 3에서는 서브스트레이트(20)로서 LOC형 패키지 제조에 이용되는 LOC형 리드프레임이 적용되고 있다.The die bonding apparatus 500 illustrated in FIG. 3 includes a die on a bottom surface of a substrate 20 such as a LOC type leadframe or a printed circuit board used in manufacturing a board on chip (BOC) package without a die pad. 11) It is a device for attaching. In FIG. 3, a LOC type lead frame used for manufacturing a LOC type package is applied as the substrate 20.

이 다이 본딩 장치(500)는 전술한 도 1의 다이 본딩 장치에서와 동일한 기능을 수행하는 인덱스 레일(510), 웨이퍼 스테이지(520), 웨이퍼 익스팬더(530) 등을 포함하며, 웨이퍼 스테이지(520)로부터 이송되는 다이(11)가 탑재되고 인덱스 레일 (510) 하부로 이동 및 상승하여 다이(11)를 서브스트레이트(20)에 부착시키는 다이 스테이지(570)와 웨이퍼(10)로부터 양호한 다이(11)를 다이 스테이지(570)로 이송시키는 다이 트랜스퍼(550), 서브스트레이트(20)를 상부에서 가압하는 본딩 헤드(585) 및 다이 스테이지(570)에서 다이의 정렬 상태를 검사하기 위한 비전 카메라(580)를 포함하여 구성된다.The die bonding apparatus 500 includes an index rail 510, a wafer stage 520, a wafer expander 530, and the like, which perform the same functions as those of the die bonding apparatus of FIG. 1 described above, and the wafer stage 520. Die 11 transferred from the die stage 570 and wafer 10 that mounts and moves up and down the index rail 510 to attach the die 11 to the substrate 20. Die transfer 550 for transferring the die to the die stage 570, a bonding head 585 for pressing the substrate 20 thereon, and a vision camera 580 for checking the alignment of the die in the die stage 570. It is configured to include.

서브스트레이트(10)가 인덱스 레일(510)에 탑재 및 이동되어 작업 위치에 대기하는 상태에서, 그리고 웨이퍼(10)가 웨이퍼 스테이지(520)에 탑재되고 웨이퍼 익스팬더(530)에 의해 다이(11)의 간격이 증가된 상태에서 도 4a에서와 같이 다이 트랜스퍼(550)에 의해 웨이퍼(10)로부터 양호한 상태의 다이(11)가 집어올려져 다이 스테이지(570)로 이송되고 도 4b에서와 같이 다이 스테이지(570)가 인덱스 레일(510)에 위치한 서브스트레이트(20)의 하부로 이동 및 상승하여 접착 테이프(27)가 부착되어 있는 서브스트레이트(20)에 다이(11)를 부착시킨다. 역시 다이(11)의 정렬 상태가 비전 카메라에 의해 검사되고 그 검사 결과에 따라 다이 스테이지(570)의 위치 보정 동작이 이루어진다.With the substrate 10 mounted and moved on the index rail 510 and waiting at the work position, and the wafer 10 is mounted on the wafer stage 520 and the die expander 11 by the wafer expander 530. In the increased state, the die 11 in good condition is picked up from the wafer 10 by the die transfer 550 as shown in FIG. 4A and transferred to the die stage 570, and the die stage (as shown in FIG. 4B). 570 moves and rises below the substrate 20 located on the index rail 510 to attach the die 11 to the substrate 20 to which the adhesive tape 27 is attached. Again, the alignment state of the die 11 is inspected by the vision camera and the position correction operation of the die stage 570 is performed according to the inspection result.

이 다이 본딩 장치(500)는 다이 트랜스퍼(550)에 의해 다이(11)가 본딩패드가 형성된 윗면이 서브스트레이트(20)에 부착된 접착 테이프(27)에 부착이 이루어지고 본딩 헤드(585)로 가압되어 다이 본딩된다. 다이 본딩이 이루어지는 과정에서 서브스트레이트(20) 상부에 위치하는 본딩 헤드(585)가 서브스트레이트(20)를 지지하게 되며, 다이 본딩이 원활하게 이루어질 수 있도록 서브스트레이트(20)를 소정의 온도로 유지시켜 준다. The die bonding apparatus 500 is attached to the adhesive tape 27 attached to the substrate 20 by the die transfer 550 and the upper surface on which the die 11 is bonded to the substrate 20 is bonded to the bonding head 585. Pressurized and die bonded. In the process of die bonding, the bonding head 585 positioned on the substrate 20 supports the substrate 20, and maintains the substrate 20 at a predetermined temperature so that die bonding can be performed smoothly. Let it be.                         

전술한 바와 같은 종래의 다이 본딩 장치는 패키지 종류에 따라 그에 적합한 다이 본딩 방식의 것이 사용되기 때문에 여러 종류의 패키지를 제조하기 위해서는 두 종류의 다이 본딩 장치 모두가 구비되어야 한다. 따라서 공간적, 비용적인 측면에 있어서 효과적이지 못하다.As the conventional die bonding apparatus as described above is used in the die bonding method suitable for the type of package, both types of die bonding apparatus should be provided to manufacture different kinds of packages. Therefore, it is not effective in terms of space and cost.

또한 웨이퍼로부터 다이를 분리시켜 실장 영역까지 이동시키는 데에 소요되는 시간적 비중이 전체적인 다이 본딩 시간에 많은 영향을 미쳐 전체적인 효율을 떨어뜨리는 문제가 있었다.In addition, there is a problem in that the time portion that is required to separate the die from the wafer and move it to the mounting region has a large influence on the overall die bonding time, thereby reducing the overall efficiency.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서 단일 다이 본딩 장치로서 서브스트레이트의 상하로 다이 본딩이 가능한 다이 본딩 장치를 제공하는 데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a die bonding apparatus capable of die bonding up and down of a substrate as a single die bonding apparatus.

또한 본 발명의 다른 목적은 시간적 효율성을 향상시킬 수 있는 다이 본딩 장치를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a die bonding apparatus capable of improving time efficiency.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이 본딩 장치는, 서브스트레이트가 놓여지고 그 이동을 안내하는 인덱스 레일과; 소잉이 완료된 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 스테이지와; 상기 웨이퍼 스테이지에 탑재된 웨이퍼로부터 다이를 집어올리는 픽커와 상기 픽커를 회전시키는 회전 구동 수단을 포함하는 픽커 셔틀을 가지며 상기 픽커 셔틀을 수직 및 수평으로 이동시키는 다이 트랜스퍼와; 상기 다이 트랜스퍼의 상기 픽커 셔틀 이동 경로 상에 위치하며 상기 다이 트랜스퍼에 의해 이송되는 다이가 놓여지는 다이 스테이지와, 상기 다이 스테이지를 소정 거리만큼 후진 동작 후에 후진 동작과 더불어 하강 동작이 이루어지도록 안내하는 안내 슬릿이 형성된 구동 안내판을 가지는 다이 스테이지 유닛과; 및 상기 다이 스테이지에 놓여진 다이에 대한 위치 정렬 상태를 검사하는 언더 비전 카메라(under vision camera);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A die bonding apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises: an index rail on which a substrate is placed and which guides its movement; A wafer stage on which the sawing completed wafer is mounted; A die transfer having a picker shuttle including a picker for picking up a die from a wafer mounted on the wafer stage and rotational drive means for rotating the picker, and moving the picker shuttle vertically and horizontally; A die stage located on the picker shuttle movement path of the die transfer, in which a die conveyed by the die transfer is placed; and a guide for guiding the die stage to perform a descending operation together with a reverse operation after a reverse operation by a predetermined distance; A die stage unit having a drive guide plate on which a slit is formed; And an under vision camera for inspecting a position alignment with respect to the die placed on the die stage.

상기 다이 트랜스퍼는 서보 모터와 회전축 및 그들에 결합된 구동 벨트의 상부와 하부에 각각 설치된 2개의 픽커 셔틀을 갖는 것이 바람직하다.The die transfer preferably has two picker shuttles respectively installed on top and bottom of the servo motor and the rotating shaft and drive belts coupled thereto.

상기 비전 카메라는 상기 웨이퍼 스테이지의 다이가 놓여지는 위치의 중심 하부에서 언더 비전 검사가 이루어지도록 설치된 것이 바람직하다.The vision camera is preferably installed so that under vision inspection is performed under the center of the position where the die of the wafer stage is placed.

상기 웨이퍼 스테이지는 상기 다이 어태치 유닛의 픽업을 위한 제 1대기 위치와 다이 어태치 유닛의 픽업 후에 언더 비전 캡쳐가 이루어질 수 있도록 후방으로 소정 거리 후진된 제 2대기 위치 및 상기 다이 트랜스퍼와 간섭이 되지 않도록 제 1대기 위치의 후방 및 하방으로 이동되는 제 3대기 위치로 이동되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.The wafer stage does not interfere with the first standby position for pickup of the die attach unit and the second standby position reversed a predetermined distance backward to allow under vision capture after pickup of the die attach unit and the die transfer. It is preferable to have a structure that is moved to the third standby position to be moved to the rear and downward of the first standby position.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다이 본딩 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a die bonding apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 일 실시예를 나타낸 개략 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 다이 트랜스퍼를 나타낸 사시도이며, 도 7과 도 8은 본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 다이 스테이지 유닛을 나타낸 사시도와 측면도이고, 도 9내지 도 11은 본 발명에 따른 다이 본딩 장치에 서 픽커 셔틀의 동작 상태를 나타낸 부분 사시도이다.5A and 5B are schematic configuration diagrams showing an embodiment of a die bonding apparatus according to the present invention, FIG. 6 is a perspective view showing a die transfer of the die bonding apparatus according to the present invention, and FIGS. 7 and 8 illustrate the present invention. 9 and 11 are partial perspective views illustrating an operation state of the picker shuttle in the die bonding apparatus according to the present invention.

도 5에서 예시되고 있는 본 발명에 따른 다이 본딩 장치(100)는 종래와 달리 일반적인 형태의 반도체 칩 패키지와 LOC형 반도체 칩 패키지의 제조에 모두 이용될 수 있는 다이 본딩 장치로서, 서브스트레이트(20)가 탑재되고 이동이 안내되는 인덱스 레일(110)과 웨이퍼(10)로부터 다이(11)를 분리 및 정렬시키기 위한 웨이퍼 스테이지 유닛(120)과 웨이퍼 익스팬더(130)와, 웨이퍼(10)로부터 다이(11)를 집어 올려 이동시키는 다이 트랜스퍼(150)와, 그 다이 트랜스퍼(150)로부터 인덱스 레일(110)에 위치한 서브스트레이트(20)에 부착시키는 다이 어태치 유닛(185)과, 인덱스 레일(110)에 위치한 서브스트레이트(20)의 하부에 설치된 본딩 스테이지(190)와 그 상부에 설치되어 반도체 칩 부착 과정에서 가압하는 다이 어태치 유닛(185) 및 다이(11)의 위치 보정을 위한 위치 상태를 검출하는 언더 비전 카메라(180)를 포함하여 구성된다.The die bonding apparatus 100 according to the present invention illustrated in FIG. 5 is a die bonding apparatus that can be used in the manufacture of both a semiconductor chip package and a LOC type semiconductor chip package of a general type, unlike a conventional substrate. Stage unit 120, wafer expander 130, and wafer 11 from wafer 10 for separating and aligning die 11 from wafer 10 and index rail 110 on which the movement is guided. ) To the die transfer 150 for picking up and moving, the die attach unit 185 for attaching to the substrate 20 located on the index rail 110 from the die transfer 150, and the index rail 110. Bonding stage 190 installed on the lower portion of the substrate 20 located, and the position state for the position correction for the position of the die attach unit 185 and the die 11 which is installed on the upper part and pressurized during the semiconductor chip attaching process It is configured to include an under vision camera 180 to detect.

다이 트랜스퍼(150)는 도 6에서 나타난 바와 같이 서보 모터(151)와 회전 풀리(152), 그리고 그들에 연결되어 구동되는 하나의 구동 벨트(153)와 그 구동 벨트(153)에 결합되어 위치 이동되는 2개의 픽커 셔틀(155)을 포함한다. 픽커 셔틀(155)은 구동 벨트(153)의 상하에 각각 하나씩 결합되어 구동된다. 각각의 픽커 셔틀(155)은 다이(11)를 흡착하는 픽커(157)가 래크와 피니언에 의해 수직 방향으로 운동이 가능하도록 구성되어 있으며 픽커(157)에 흡착된 다이(11)에 대한 플립 동작을 위한 회전 구동 모터(158)가 설치되어 있는 구조이다. 서보 모터(151)의 제어에 따라 픽커 셔틀(155)의 이동이 이루어진다. As shown in FIG. 6, the die transfer 150 is coupled to the servo motor 151 and the rotational pulley 152, and is coupled to the drive belt 153 and the drive belt 153 which are driven to move the position thereof. Two picker shuttles 155. The picker shuttles 155 are coupled to and driven by the top and bottom of the driving belt 153, respectively. Each picker shuttle 155 is configured such that the picker 157, which sucks the die 11, is movable in the vertical direction by the rack and pinion, and the flip operation for the die 11 that is picked up by the picker 157 is performed. The rotation drive motor 158 for the structure is installed. The picker shuttle 155 is moved under the control of the servo motor 151.                     

픽커 셔틀(155)은 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩 시에는 웨이퍼 익스팬더(120)에서 다이(11)를 픽업 후 이동하여 다이 스테이지(171)에 위치 이동하여 놓는 역할을 하며, LOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩 시에는 다이를 집어 올린 후에 플립 동작을 한 상태에서 다이 스테이지(171)를 거치지 않고 다이 어태치 유닛(185)에 다이(11)를 넘겨주는 역할을 한다.The picker shuttle 155 picks up the die 11 from the wafer expander 120 and moves the die 11 to a position in the die stage 171 during die bonding. In die bonding, the die 11 may be transferred to the die attach unit 185 without passing through the die stage 171 in a state of flipping after lifting the die.

픽커 셔틀(155)은 픽커(157)의 수평을 조절하기 위한 기울임(tilt) 기능이 이루어질 수 있도록 구성되는데, 여기서는 픽커 셔틀(155)이 고정되는 상부가 축 결합이 이루어지도록 하여 기울임이 가능하도록 구성되어 있다.Picker shuttle 155 is configured to be tilted (tilt) function for adjusting the level of the picker 157, wherein the picker shuttle 155 is configured to be tilted by the upper shaft is fixed It is.

다이 스테이지 유닛(170)은 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩 시에 필요한 장치로서, 다이 어태치 유닛(185)이 다이 스테이지(171)에 놓여진 다이(11)를 진공 흡착하여 픽업할 수 있도록 구성되어 있다.The die stage unit 170 is a device required for die bonding for manufacturing a package of a general type, and is configured such that the die attach unit 185 can pick up the die 11 placed on the die stage 171 by vacuum suction. It is.

다이 스테이지(171)는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 구동 모터(172)에 의해 소정 거리만큼 후진 동작 후에 후진 동작과 더불어 하강 동작이 이루어지도록 안내하는 안내 슬릿(174)이 형성된 구동 안내판(173)과 결합되어 있다. 구동 안내판에서 다이 스테이지는 3개소의 대기 위치를 갖게 된다. 다이 어태치 유닛(170)의 픽업을 위한 제 1대기 위치(A)와 다이 어태치 유닛의 픽업 후에 언더 비전 캡쳐가 이루어질 수 있도록 후방으로 소정 거리 후진된 제 2대기 위치(B) 및 LOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩 시에 장치 사용을 하지 않고 다이 트랜스퍼(150)와 간섭이 되지 않도록 제 1대기 위치의 후방 및 하방으로 이동되는 제 3대기 위치(C)를 갖게 된다. 이때 다이 스테이지 유닛(170)은 다이 스테이지(171)의 수평도 유지를 위하 여 기울임(tilt)이 이루어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 7 and 8, the die stage 171 includes a driving guide plate on which a guide slit 174 is formed to guide the reverse operation and the lowering operation after the reverse operation by the drive motor 172. 173). In the driving guide plate, the die stage has three standby positions. A first standby position A for pickup of the die attach unit 170 and a second standby position B reversed a predetermined distance backward to allow under vision capture after the pickup of the die attach unit and a LOC type package It has a third standby position (C) which is moved rearward and downward of the first standby position so as not to interfere with the die transfer 150 without using the device during die bonding for manufacturing. At this time, the die stage unit 170 is preferably configured to be tilted to maintain the level of the die stage 171.

언더 비전 카메라(180)는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 다이 스테이지(171)의 중심점과 동일한 지점 아래에 위치하도록 하여 광경로 이동 없이 비전 검사가 가능하도록 다이 스테이지 유닛(170)에 결합 고정되어 있다. 언더 비전 카메라(180)를 통해 얻어진 위치 정보에 따라 보정 값이 계산되고 그에 따른 위치 보정이 이루어진다. 언더 비전 카메라(180)는 보다 넓은 시야 확보를 위하여 수동 줌 렌즈가 장착되는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 7 and 8, the under vision camera 180 is positioned below the same point as the center point of the die stage 171 and fixedly coupled to the die stage unit 170 to enable vision inspection without moving the optical path. It is. The correction value is calculated according to the position information obtained through the under vision camera 180, and the position correction is performed accordingly. Under vision camera 180 is preferably equipped with a manual zoom lens in order to ensure a wider field of view.

다이 어태치 유닛(185)은 다이 스테이지(171) 또는 다이 트랜스퍼(150)로부터 다이(11)를 공급받아 인덱스 레일(110)에 대기 중인 서브스트레이트(20)에 부착시키도록 구성된다. 다이 본딩 작업시 일정 압력 및 온도 조건이 필요하므로 힘과 온도 제어가 필수적이므로 온도 제어를 위한 히터와 온도 센서가 장착되도록 구성하는 것이 바람직하다.The die attach unit 185 is configured to receive the die 11 from the die stage 171 or the die transfer 150 and attach it to the substrate 20 waiting on the index rail 110. Since constant pressure and temperature conditions are required for die bonding, force and temperature control are essential, so it is preferable to configure the heater and the temperature sensor for temperature control.

본 발명에 따른 다이 본딩 장치의 동작을 일반적인 경우와 LOC형인 경우에 대하여 각각 설명하기로 한다.The operation of the die bonding apparatus according to the present invention will be described in the general case and LOC type, respectively.

먼저, 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩의 경우를 도 5a를 참조하여 설명하면, 웨이퍼 익스팬더(120)에 의해 웨이퍼(10) 밑면에 부착된 자외선 테이프(15)가 확장되어 다이의 분리가 용이하게 이루어지도록 된 상태에서 웨이퍼 스테이지(120) 내부의 이젝션 핀(도시안됨)에 의해 다이(11)가 밀어 올려진 상태에서 다이 트랜스퍼(150)의 픽커 셔틀(157)이 다이(11)를 흡착하여 다이 스테이지(171)로 이송시킨다. 다이 어태치 유닛(185)이 다이 스테이지(171)로부터 다이(11) 를 흡착한 소정 높이 상승하고 그 상태에서 다이 스테이지(171)가 제 2대기 위치(B)로 이동된 후 언더 비전 카메라(180)에 의해 검사가 이루어진다. 다이 어태치 유닛(185)이 인덱스 레일(110)로 이동하여 에러 값 보정후 서브스트레이트(20)에 다이 본딩을 한다.First, a case of die bonding for manufacturing a package in a general form will be described with reference to FIG. 5A. The UV tape 15 attached to the bottom surface of the wafer 10 is extended by the wafer expander 120 to facilitate separation of the die. The picker shuttle 157 of the die transfer 150 sucks the die 11 while the die 11 is pushed up by the ejection pin (not shown) inside the wafer stage 120. Transfer to die stage 171. After the die attach unit 185 lifts the predetermined height from the die stage 171 by the die 11 and moves the die stage 171 to the second standby position B in the state, the under vision camera 180 Inspection is carried out. The die attach unit 185 moves to the index rail 110 to die bond the substrate 20 after the error value is corrected.

LOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩의 경우를 도 5b와 도 9내지 11을 참조하여 설명하면, 다이 본딩을 위하여 공급되는 서브스트레이트(20)는 뒤집혀진 상태, 즉 접착 테이프(27)가 위쪽에 위치하도록 하는 상태로 공급된다. 다이 트랜스퍼(150)의 픽커 셔틀(155)이 웨이퍼(10)로부터 다이(11)를 진공 흡착으로 집어 올려 이동시키는 데, 이동 과정 중에 도 10에 도시된 바와 같이 픽커(157)의 회전에 의해 다이(11)에 대한 플립 동작이 수행된다. 도 11에 도시된 바와 같이 픽커 셔틀(27)에서 뒤집혀진 상태의 다이(11)를 다이 어태치 유닛(185)이 픽업한 상태에서 언더 비전 카메라(180)에 의해 언더 비전 검사가 이루어진다. 그리고, 다이 어태치 유닛(185)이 인덱스 레일(110)로 이동 후에 에러값 보정 후 다이를 서브스트레이트(20)의 실장 영역(23)에 도포되어 있는 접착제(25)에 올려놓고 가압하여 다이 본딩이 이루어진다.Referring to FIGS. 5B and 9 to 11 for die bonding for manufacturing a LOC type package, the substrate 20 supplied for die bonding is turned upside down, that is, the adhesive tape 27 is positioned upward. It is supplied in such a state as to be. The picker shuttle 155 of the die transfer 150 picks up and moves the die 11 from the wafer 10 by vacuum adsorption, which is caused by the rotation of the picker 157 as shown in FIG. The flip operation for 11 is performed. As shown in FIG. 11, the under vision inspection is performed by the under vision camera 180 while the die attach unit 185 picks up the die 11 in an inverted state from the picker shuttle 27. After the die attach unit 185 moves to the index rail 110, the die is placed on the adhesive 25 applied to the mounting area 23 of the substrate 20 after the error value correction. This is done.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 다이 본딩 장치는 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩의 경우 다이의 이동이 웨이퍼 익스팬더에서 다이 트랜스퍼에 의해 다이 스테이지의 픽업 위치로, 그리고 그 위치에서의 다이 어태치 유닛에 의한 픽업 상태에서 언더 비전 검사, 그 후 인덱스 레일 상에 대기 중인 서브스트레이트에 다이 본딩이 이루어지는 순서로 동작이 이루어진다. As described above, in the die bonding apparatus according to the present invention, in the case of die bonding for manufacturing a package of a general type, the movement of the die is carried out from the wafer expander to the pick-up position of the die stage by the die transfer, and the die attach unit at the position. The operation is performed in the order of under vision inspection in the pick-up state, followed by die bonding to the substrate waiting on the index rail.                     

그리고, LOC형 또는 BOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩의 경우 다이의 이동이 웨이퍼 익스팬더에서 다이 트랜스퍼에 의해 다이 스테이지의 픽업 위치로 이동 및 플립 동작이 이루어지고, 그리고 그 위치에서의 다이 어태치 유닛에 의한 픽업 상태에서 언더 비전 검사, 그 후 인덱스 레일 상에 대기 중인 서브스트레이트에 다이 본딩이 이루어지는 순서로 동작이 이루어진다.In the case of die bonding for manufacturing a LOC or BOC type package, the movement of the die is performed by the die transfer from the wafer expander to the pick-up position of the die stage, and the flipping operation is performed on the die attach unit at the position. The operation is performed in the order of under vision inspection in the pickup state, followed by die bonding to the substrate waiting on the index rail.

한편, 다이 트랜스퍼에 의한 다이의 이송이 2개의 픽커 셔틀에 의해 이루어져 다이 본딩 진행 중에 다이 트랜스퍼의 다이 이송 지연에 따른 다이 본딩 시간 증가를 감소시킬 수 있도록 한다.Meanwhile, the transfer of the die by the die transfer is performed by two picker shuttles so that the die bonding time increase due to the die transfer delay of the die transfer during die bonding is reduced.

이상과 같은 본 발명에 따른 다이 본딩 장치는, 다이 트랜스퍼의 픽업 셔틀에 반도체 칩이 180도 회전에 의해 뒤집어지는 플립 동작이 가능하도록 구성되어 있어서 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩 공정 수행과 더불어 LOC형 또는 BOC형 패키지 제조를 위한 다이 본딩 공정 수행이 가능하다. 즉, 다양한 형태의 패키지 제조에 있어서의 다이 본딩 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 패키지 종류에 따른 각각의 다이 본딩 장치의 구비가 필요하지 않아 공간적, 비용적 손실이 크게 줄어들 수 있다.As described above, the die bonding apparatus according to the present invention is configured to enable a flip operation in which a semiconductor chip is flipped by a 180-degree rotation in a pickup shuttle of a die transfer, thereby performing a die bonding process for manufacturing a package of a general type, and a LOC. It is possible to carry out the die bonding process for the production of mold or BOC package. That is, the die bonding process in manufacturing various types of packages can be performed. Therefore, it is not necessary to provide each die bonding device according to the package type, so that the space and cost loss can be greatly reduced.

또한, 본 발명에 따른 다이 본딩 장치는, 다이 트랜스퍼에 의한 다이의 이송이 2개의 픽커 셔틀에 의해 이루어지기 때문에 전체 다이 본딩 시간에서 많은 부분을 차지하는 다이 공급에 소요되는 시간을 감소시킴으로써 성능이 향상되어 생산성이 향상될 수 있다.In addition, the die bonding apparatus according to the present invention improves performance by reducing the time required for die supply, which takes up a large portion of the total die bonding time, because the transfer of the die by the die transfer is performed by two picker shuttles. Productivity can be improved.

Claims (4)

서브스트레이트가 놓여지고 이동을 안내하는 인덱스 레일과;An index rail on which the substrate is placed and guides movement; 소잉이 완료된 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 스테이지와;A wafer stage on which the sawing completed wafer is mounted; 상기 웨이퍼 스테이지에 탑재된 웨이퍼로부터 다이를 픽업하는 픽커와 상기 픽커를 회전시키는 회전 구동 수단을 포함하는 픽커 셔틀을 가지며 상기 픽커 셔틀을 수직 및 수평으로 이동시키는 다이 트랜스퍼와;A die transfer having a picker shuttle including a picker for picking up a die from a wafer mounted on the wafer stage and a rotation drive means for rotating the picker, and moving the picker shuttle vertically and horizontally; 상기 다이 트랜스퍼의 상기 픽커 셔틀 이동 경로 상에 위치하며 상기 다이 트랜스퍼에 의해 이송되는 다이가 놓여지는 다이 스테이지와, 상기 다이 스테이지를 소정 거리만큼 후진 동작 후에 후진 동작과 더불어 하강 동작이 이루어지도록 안내하는 안내 슬릿이 형성된 구동 안내판을 가지는 다이 스테이지 유닛; 및A die stage located on the picker shuttle movement path of the die transfer, in which a die conveyed by the die transfer is placed; and a guide for guiding the die stage to perform a descending operation together with a reverse operation after a reverse operation by a predetermined distance; A die stage unit having a driving guide plate on which a slit is formed; And 상기 다이 스테이지에 놓여진 다이에 대한 위치 정렬 상태를 검사하는 비전 카메라;A vision camera for inspecting a position alignment with respect to the die placed on the die stage; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.Die bonding apparatus comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 다이 트랜스퍼는 서보 모터와 회전축 및 그들에 결합된 구동 벨트의 상부와 하부에 각각 설치된 2개의 픽커 셔틀을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.2. The die bonding apparatus of claim 1, wherein the die transfer has two picker shuttles respectively installed on top and bottom of a servo motor, a rotating shaft, and a drive belt coupled thereto. 제 1항에 있어서, 상기 비전 카메라는 상기 웨이퍼 스테이지의 다이가 놓여 지는 위치의 중심 하부에서 언더 비전 검사가 이루어지도록 설치된 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The die bonding apparatus of claim 1, wherein the vision camera is installed to perform an under vision inspection at a lower center of a position where a die of the wafer stage is placed. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 다이 어태치 유닛의 픽업을 위한 제 1대기 위치와 다이 어태치 유닛의 픽업 후에 언더 비전 캡쳐가 이루어질 수 있도록 후방으로 소정 거리 후진된 제 2대기 위치 및 상기 다이 트랜스퍼와 간섭이 되지 않도록 제 1대기 위치의 후방 및 하방으로 이동되는 제 3대기 위치로 이동되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.The method of claim 1, wherein the wafer stage is the first standby position for the pickup of the die attach unit and the second standby position rearwards a predetermined distance to allow the under vision capture after the pickup of the die attach unit and the And a structure which is moved to a third standby position which is moved behind and below the first standby position so as not to interfere with the die transfer.
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