JP2012199461A - ダイボンダ - Google Patents

Abstract

【課題】確実にダイを剥離できるピックアップ装置を提供すること、または前記ピックアップ装置を用い、信頼性の高いダイボンダのピックアップ装置を提供することを特徴とする。
【解決手段】ダイ４を表面に搭載したダイシングフィルムが固定されたピックアップ装置と、前記ダイシングフィルム上より剥離された前記ダイ４を吸着して基板に実装するコレット４２を備えたダイボンダのピックアップ装置において、前記ダイ４の周辺部の前記ダイシングフィルムを突き上げて剥離起点を形成する剥離起点形成手段と、前記剥離起点とは異なる部分の前記ダイシングフィルムを突き上げて前記ダイ４を前記ダイシングフィルムから剥離する剥離手段と、前記剥離起点形成手段の前記突き上げと前記剥離手段の前記突き上げとを別々に駆動する駆動手段とを有する突き上げユニット５０とを備えることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ダイボンダに関する。

ダイ（半導体チップ）（以下、単にダイという）を配線基板やリードフレームなどの基板に搭載してパッケージを組み立てる工程の一部に、半導体ウエハ（以下、単にウエハという）からダイを分割する工程と、分割したダイを基板上に搭載するダイボンディング工程とがある。

ボンディング工程の中にはウエハから分割されたダイを剥離する剥離工程がある。この剥離工程では、これらダイをピックアップ装置に保持されたダイシングテープから１個ずつ剥離して、コレットと呼ばれる吸着冶具を使って基板上に搬送するようになっている。

剥離工程を実施する従来技術としては、例えば特許文献１及び特許文献２に記載する技術がある。

特許文献１では、ダイの４コーナーに設けた第１の突き上げピン群と、先端が第1の突き上げピンより低く、ダイの中央部または周辺部に設けた第２の突き上げピン群とをピンホルダーに装着し、ピンホルダーを上昇させることで剥離する技術が開示されている。

また特許文献２では、ダイの中心部に行く程突き上げ高さを高くできる３つのブロックを設け、最も外側の外側ブロックの４コーナーに一体形成されダイのコーナー方向に突き出た突起を設け、３つのブロックを順次突き上げていく技術が開示されている。

特開２００２−１８４８３６号公報 特開２００７−４２９９６号公報

近年、ＩＣ高集積、実装密度高さからチップの薄型化が進んでいる。そのためチップをウエハテープより引き剥がす（ピックアップ）時間が増大するという問題があった。

したがって、一般的にテープにマウントされたチップの突き上げ時間を短縮させるために、突き上げ針のレイアウト、スライドによる剥離等があり、又その動作スピードや条件を変更してタクトを上げてきたが、チップへのストレスがあるため限界がある。それはチップが薄くなればなるほど脆くなることが分かった。そのためピックアップ時間が相乗的に上がってしまう。

これに対して、上記特許文献１，２はいずれもピン又はブロックを突き上げる構成となっているものの、剥離の時間短縮については配慮されているものではなかった。

本発明の目的は、ピックアップ時間を短縮するとともに、ダイにかかるストレスを低減しながら剥離を進行させることができるダイボンダを提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するために、ダイを表面に搭載したダイシングフィルムと、前記ダイシングフィルム上より剥離された前記ダイを吸着して基板に実装するコレットとを備えたダイボンダにおいて、前記ダイの周辺部のうち所定部における前記ダイシングフィルムを突き上げて剥離起点を形成する剥離起点形成手段と、前記剥離起点とは異なる部分の前記ダイシングフィルムを突き上げて前記ダイを前記ダイシングフィルムから剥離する剥離手段と、前記剥離起点形成手段の前記突き上げと前記剥離手段の前記突き上げとを別々に駆動する駆動手段とを有する第１の突き上げユニットとを備え、前記第１の突き上げユニットの前に前記ダイの一部を前記ダイシングフィルムから剥離する第２の突き上げユニットを設けたことを特徴とする。

また、本発明は、上記の目的を達成するために、前記第２の突き上げユニットは前記剥離起点形成手段が前記剥離起点を形成するピンを有することが好ましい。

また、本発明は、上記の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記第２の突き上げユニットの前記ピンは前記ダイのコーナー部分を突き上げることが好ましい。

また、本発明は、上記の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記ダイのコーナー部と対向する前記第２の突き上げユニットの突き上げ面に真空吸い込み孔を設け、この真空吸い込み孔から前記ダイシングフィルムを吸引することが好ましい。

また、本発明は、上記の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記真空吸い込み孔からの吸い込み動作を断続的に行うことが好ましい。

また、本発明は、上記の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記真空吸い込み孔からの吸い込み動作を断続的に行うことが好ましい。

また、本発明は、上記の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記第２の突き上げユニットは移動手段を備え、この移動手段によって前記第２の突き上げユニットは前記ダイの面の範囲内で移動することが好ましい。

また、本発明は、上記の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記第２の突き上げユニットを移動させるためのＸ軸方向レーンとＹ軸方向レーンを設け、これらのレーンに沿って前記第２の突き上げユニットは前記ダイの面の範囲内で移動することが好ましい。

本発明によれば、ダイの剥離時間を短縮させたダイボンダを提供できる。

本発明の一実施形態に係るダイボンダを上から見た概念図である。 図１に示したピックアップ装置の外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るピックアップ装置の主要部の概略断面図である。 図４（ａ）は本発明の実施形態に係る突き上げユニットとボンドヘッドユニットのうちコレット部の断面図であり、図４（ｂ）は、突き上げユニットの突き上げブロック部及び剥離起点形成ピンが存在する部分を上部から見た図である。 本発明の実施形態に係るピックアップ動作処理のフロー図である。 本発明の実施例１に係るピックアップ装置の概略断面図である。 実施例１に係る突き上げユニットによるダイの剥離工程を示す図である。 実施例１に係るプリピーリングを説明するフロー図である。 実施例２に係る第２の突き上げユニットの断面図である。 図９の第２の突き上げユニットを矢印Ａ方向から見た図である。 実施例３に係る突き上げユニットを説明する図である。 図１１に記載した突き上げユニットの概略図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るダイボンダを上から見た概念図である。
図１において、ダイボンダは大別してウエハ供給部１と、ワーク供給・搬送部２と、ダイボンディング部３とを有する。ワーク供給・搬送部２はスタックローダ２１と、フレームフィーダ２２と、アンローダ２３とを有する。スタックローダ２１によりフレームフィーダ２２に供給されたワーク（リードフレーム）は、フレームフィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送される。

ダイボンディング部３は、プリフォーム部３１とボンディングヘッド部３２とを有する。プリフォーム部３１は、フレームフィーダ２２により搬送されてきたワークにダイ接着剤を塗布する部分である。ボンディングヘッド部３２は、ピックアップ装置１２からダイをピックアップして上昇し、ダイを平行移動してフレームフィーダ２２上のボンディングポイントまで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２は、ダイを下降させダイ接着剤が塗布されたワーク上にボンディングする。

ウエハ供給部１は、ウエハカセットリフタ１１とピックアップ装置１２とを有する。ウエハカセットリフタ１１は、ウエハリングが充填されたウエハカセット（図示せず）を有し，順次ウエハリングをピックアップ装置１２に供給する。

次に、図２および図３を用いて、ピックアップ装置１２の構成を説明する。
図２は、図１に示したピックアップ装置の外観斜視図である。
図３は、本発明の一実施形態に係るピックアップ装置の主要部の概略断面図である。
図２、図３において、ピックアップ装置１２はウエハリング１４を保持するエキスパンドリング１５と、ウエハリング１４に保持され複数のダイ（チップ）４が接着されたダイシングテープ１６を水平に位置決めする支持リング１７（図３に示す）と、支持リング１７の内側に配置されダイ４を上方に突き上げるための突き上げユニット５０（図３に示す）とを有する。突き上げユニット５０は、図示しない駆動機構によって、上下方向に移動するようになっており、水平方向にはピックアップ装置１２が移動するようになっている。

ピックアップ装置１２は、ダイ４の突き上げ時に、ウエハリング１４を保持しているエキスパンドリング１５を下降させる。その結果、ウエハリング１４に保持されているダイシングテープ１６が引き伸ばされダイ４の間隔が広がり、突き上げユニット５０によりダイ下方よりダイ４を突き上げ、ダイ４のピックアップ性を向上させている。なお、薄型化に伴い接着剤は液状からフィルム状となり、ウエハとダイシングテープ１６との間にダイアタッチフィルム１８と呼ばれるフィルム状の接着材料を貼り付けている。ダイアタッチフィルム１８を有するウエハでは、ダイシングはウエハとダイアタッチフィルム１８に対して行なわれる。従って、剥離工程では、ウエハとダイアタッチフィルム１８をダイシングテープ１６から剥離する。

図４（ａ）は本発明の実施形態に係る突き上げユニットとボンドヘッドユニットのうちコレット部の断面図であり、図４（ｂ）は、突き上げユニットの突き上げブロック部及び剥離起点形成ピンが存在する部分を上部から見た図である。

図４（ａ），図４（ｂ）において、コレット部４０は、コレット４２とコレット４２を保持するコレットホルダー４１と、それぞれに設けられダイ４を吸着する為の吸引孔４１ｖ、４２ｖとがある。

一方、突き上げユニット５０は大別して、突き上げブロック部と、剥離起点形成ピン部と、突き上げブロック部と剥離起点形成ピン部を駆動する駆動部と,それらを保持するドーム本体５８とを有する。突き上げブロック部はブロック本体５９と、このブロック本体５９に直結した内側ブロック５４、１／２切替えバネ５２ｂを介して内側ブロックの周囲に設けられ、ダイ４の外形より小さい外形を有する外側ブロック５２とを有している。

図４（ｂ）に示すように、剥離起点形成ピン部は外側ブロック５２の４つのコーナーの外側、即ちダイの４隅にそれぞれ設けられた４本の剥離起点形成ピン５１と、剥離起点形成ピン５１を保持し、上下に移動可能なピン上下リンク５５と、５６ａを支点に回転しピン上下リンク５５を上下させるピン駆動リンク５６とを有する。

駆動部は、モータ（図示せず）によって上下に移動する駆動軸５７と、駆動軸５７の上下に伴い上下移動する作動体５３とを有する。この作動体５３が下降すると、左右のピン駆動リンク５６が回転し、ピン上下リンク５５が上昇し、剥離起点形成ピン５１を突き上げる。作動体５３が上昇すると、ブロック本体を上昇させ、外側、内側ブロックを押し上げる。なお、ピン上下リンク５５とピン駆動リンク５６は、上述の説明によれば、作動体５３の下降する動きを剥離起点形成ピン５１の突き上げ（上昇）の動きに変える反転部を構成する。

ドーム本体５８の上部には、ダイ４を吸着し保持する多くの吸着孔５８ａを具備するドームヘッド５８ｂを有する。図４（ｂ）ではブロック部の周囲に一列のみ示しているが、ピックアップ対象でないダイ４ｄを安定し保持するために複数列設けている。また、図４（ｂ）に示すように、内側ブロック５４と外側ブック５２との隙間５４ｖ、並びに外側ブロック５２とドームヘッド５８ｂとの隙間５２ｖを吸引しダイシングテープ１６（図２に示す）をブッロク部に側に保持している。

次に、上述した構成による突き上げユニット５０によるピックアップ動作を図５を用いて説明する。
図５は本発明の実施形態に係るピックアップ動作処理のフロー図である。

図５において、ステップ１０１は剥離起点形成ピン５１、外側ブロック５２、内側ブロック５４がドームヘッド５８ｂの表面と同一平面を形成するようにし、ドームヘッド５８ｂの吸着孔５８ａと、ブロック間の隙間５２ｖ、５４ｖとによってダイシングテープ１６（図３に示す）を吸着する。

ステップ１０２においてコレット部４０（図７で説明する）を下降させ、ピックアップするダイ４の上に位置決めし、吸引孔４１ｖ、４２ｖによってダイ４を吸着する。

次に、ステップ１０３においてコレット４２の鍔から漏れがないかを空気流量を検出し、リークが正常な範囲に収まるまで吸引する。

次に、ステップ１０４において外側ブロック５２の４コーナーに設けた剥離起点形成ピン５１のみを数十μｍから数百μｍ上昇させる。

この結果、剥離起点形成ピン５１の周辺においてダイシングテープ１６が盛り上がった突き上げ部分が形成され、ダイシングテープ１６とダイアタッチフィルム１８（図３に示す）との間に微小な空間（剥離起点）が形成される。この空間によりアンカー効果、即ちダイ４にかかるストレスが大幅に低減し、次のステップにおける剥離動作を行うことができる。

作動体５３は下降し、回転支点５６ａを軸としてピン上下リンク５６が回転し、ピン上下リンク５５を上昇させ、剥離起点形成ピン５１を突き上げる。剥離起点形成ピン５１は上述したように微小な区間を形成できればよいので、突き上げピンは例えば、径が700μｍ以下で先端が丸い形状でもフラット形状でもよい。この突き上げでは、コレット４２の鍔４２ｔ（図示せず）が若干変形し、空気の流入を防いでいる。

ステップ１０５においてステップ３と同様に空気流量を検出し、リークが正常な範囲に収まるまで吸引する。

次に、ステップ１０６において作動体５３を上昇させ、剥離起点形成ピン５１の位置を元の位置に戻す。剥離起点形成ピン５１は次のステップ以降のダイ４の剥離動作には寄与しない。

次に、ステップ１０８において外側ブロック５２及び内側ブッロク５４のダイ４の剥離動作にはいる。そのために、ステップ１０７において作動体５３を更に上昇させ、外側ブロック５２及び内側ブッロク５４による剥離動作を実施する。このときも、ステップ１０３、１０５と同様にコレットリークの検出処理を行う。

次に、ステップ１０９において更に作動体５３を上昇させると、１／２切替えバネ５２ｂの作用によって内側ブッロク５４のみが上昇する。この状態では、ダイシングテープ１６とダイ４との接触面積はコレットの上昇により剥離できる面積となり、コレット４２の上昇によってダイ４を剥離する。

以上説明したように、本第１の突き上げユニットの実施形態によれば、ダイ４の四隅に相当する位置に剥離起点形成ピン５１を設け、剥離処理の当初に剥離起点形成ピン５１を上昇させ、剥離の起点となる空間を形成することで剥離処理を行なうことができる。

ところで、剥離時間を更に短縮したいという要求が非常に強い。そこで、本発明の発明者らは上記突き上げユニット５０の前段階に、ダイの４角のみを予め剥離させておく工程の追加することを考え種々検討した結果、以下のごとき実施例を得た。

図６は、本発明の実施例１に係るピックアップ装置の概略断面図である。
なお、図６は第２の突き上げユニット以外は図３と同じ構成となっているため、詳細な説明は省略した。

図６において、突き上げユニット５０に隣接して第２の突き上げユニット６０を設けた。この第２の突き上げユニット６０は駆動機構（図示せず）によって、上下方向に移動するようになっており、水平方向の移動はピックアップ装置１２が水平方向に移動することによって行われるようになっている。

本実施例では、突き上げユニット５０の構成と同じように、剥離起点形成ピンが外側ブロックの４つのコーナー部分に設けられている。即ち剥離起点形成ピンはダイの４隅にそれぞれ対応するように設けられている。この剥離起点形成ピンは上下に移動可能なように、上下リンク５５と、回転して５６ａを軸として回転しピン上下リンク５５を上下動させるピン駆動リンク５６とを備えている。

図７は、実施例１に係る突き上げユニットによるダイの剥離工程を示す図である。
図７において、ダイシングテープ１６上に貼り付けられたダイ４の４隅が第２の突き上げユニット６０の上昇と剥離起点形成ピン５１上昇によって先行剥離動作（以下、プリピーリングという）が行われる。その後ピックアップ装置１２（図２示す）の水平移動によってプリピーリングされたダイ４は突き上げユニット５０の部分に移動して、上述して手順によって正式に剥離される。

図８は、実施例１に係るプリピーリングを説明するフロー図である。
図８において、スッテプ２０１でプリピーリングすべきダイ４をカメラ等の媒体で認識を行う。ステップ２０２でダイ４をプリピーリングすべき位置に移動させる。ステップ２０３でプリピーリングを開始する。ステップ２０４で突き上げユニット６０が所定位置まで突き上げ移動する。スッテプ２０５でプリピーリング済みダイの可否を確認し否であればスッテプ２０１に戻る。可の場合は、ダイ４は突き上げユニット５０に移動してプックアップされる。

図９は、実施例２に係る第２の突き上げユニットの断面図である。
図１０は、図９の第２の突き上げユニットを矢印Ａ方向から見た図である。

図９，図１０において、第２の突き上げユニットの上面には4個の真空吸い込み孔６０ａが設けられている。この真空吸い込み孔６０ａは図１０に示すようにダイ４の４角に位置している。また、この真空吸い込み孔６０ａは真空ポンプ６０ｂと連結されている。

本実施例によれば、真空吸い込み孔６０ａ上にあるダイシングテープ１６は真空によって図９に示すようにＵ字状に吸引されるため、ダイ４の４角とダイシングテープ１６とは剥離することになる。したがって、その後ダイ４が突き上げユニット５０側に移動して剥離すると短時間で確実な剥離ができる。

なお、本実施例はダイシングテープを単に吸引するだけのように記載したが、吸引動作を強弱或いは断続的に行うことにより、より一層剥離効果を向上させることができる。

また、真空吸い込み孔６０は、ダイ４の全ての４角に設けなくても、１つ以上の角部に設けるようにしてもよい。ダイ４の角部がプリピーリングによって剥離するこができれば、ダイ４は突き上げユニット５０で容易に剥離しやすくなる。

図１１は、実施例３に係る突き上げユニットを説明する図である。
図１２は、図１１に記載した突き上げユニットの概略図である。

図１１において、実施例２ではダイ４の４角を吸引できる突き上げユニットを説明したが、本実施例では真空で吸引できる突き上げユニットがダイ４の面の範囲内でＸ軸，Ｙ軸方向に可動できるようにしたものである。

つまり、図１１に示すように、真空吸い込み孔７０ａを有する突き上げユニット７０はＸ軸方向とＹ軸方向のレーン上を移動できるようになっている。Ｘ軸レーン８０とＹ軸レーン８１には、それぞれ駆動部材が取り付けられている。

図１２に示すように、真空ポンプＰで真空引きされている突き上げユニット７０によって、ダイシングテープ１６は真空吸い込み孔７０ａ方向に吸い込まれ、ダイ４が剥離していく。このような吸い込み状態の突き上げユニット７０がダイ４の面積範囲内を移動するので、優れたプリピーリングが可能となる。

実施例２でも述べたが、吸引動作をオンオフさせればより一層剥離効果が向上する。

以上のように本発明の実施例について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１・・・ウエハ供給部、２・・・ワーク供給・搬送部、３・・・ダイボンディング部、４・・・ダイ（半導体チップ）、１１・・・ウエハカセットリフタ、１２・・・ピックアップ装置、１４・・・ウエハリング、１５・・・エキスパンドリング、１６・・・ダイシングテープ、１７・・・支持リング、１８・・・ダイアタッチフィルム、２１・・・スタックローダ、２２・・・フレームフィーダ、２３・・・アンローダ、３１・・・プリフォーム部、３２・・・ボンディングヘッド部、４０・・・コレット部、４１・・・コレットホルダー、４２・・・コレット、５０・・・突き上げユニット、５１・・・剥離起点形成ピン、５２・・・外側ブロック、５３・・・作動体、５４・・・内側ブロック、５５・・・ピン上下リンク、５６・・・ピン駆動リンク、５７・・・駆動軸、５８・・・ドーム本体、５８ａ・・・吸着孔、５８ｂ・・・ドームヘッド、５９・・・ブロック本体、６０・・・第２の突き上げユニット、６ａ・・・真空吸い込み孔、６０ｂ・・・真空ポンプ、７０・・・突き上げユニット、７０ａ・・・真空吸い込み孔、８０・・・Ｘ軸方向レーン、８１・・・Ｙ軸方向レーン。

Claims (7)

1. ダイを表面に搭載したダイシングフィルムと、前記ダイシングフィルム上より剥離された前記ダイを吸着して基板に実装するコレットとを備えたダイボンダにおいて、
   前記ダイの一部を前記ダイシングフィルムから剥離する第１の突き上げユニットと、この第１の突き上げユニットによるダイの剥離部分を剥離起点として前記ダイを前記ダイシングフィルムから剥離する第２の突き上げユニットを備えたことを特徴とするダイボンダ。
2. 請求項１記載のダイボンダにおいて、
   前記第１の突き上げユニットは前記剥離起点形成手段が前記剥離起点を形成するピンを有することを特徴とするダイボンダ。
3. 請求項２記載のダイボンダにおいて、
   前記第１の突き上げユニットの前記ピンは前記ダイのコーナー部分を突き上げることを特徴とするダイボンダ。
4. 請求項１記載のダイボンダにおいて、
   前記ダイのコーナー部と対向する前記第１の突き上げユニットの突き上げ面に真空吸い込み孔を設け、この真空吸い込み孔から前記ダイシングフィルムを吸引することを特徴とするダイボンダ。
5. 請求項４記載のダイボンダにおいて、
   前記真空吸い込み孔からの吸い込み動作を断続的に行うことを特徴とするダイボンダ。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のダイボンダにおいて、
   前記第１の突き上げユニットは移動手段を備え、この移動手段によって前記第２の突き上げユニットは前記ダイの面の範囲内で移動することを特徴とするダイボンダ。
7. 請求項６記載のダイボンダにおいて、
   前記第１の突き上げユニットを移動させるためのＸ軸方向レーンとＹ軸方向レーンを設け、これらのレーンに沿って前記第２の突き上げユニットは前記ダイの面の範囲内で移動することを特徴とするダイボンダ。

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