JPH02106938A - ペレットボンディング方法および装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の組立工程、特にタブ等の取付部
材に対してペレットを装着するいわゆるペレットボンデ
ィングに適用して特に有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

この種のペレットボンディングの技術について記載され
ている例としては、たとえば特開昭５３−１０２６７１
号公報がある。

上記公報をはじめとする一般的なペレットボンディング
技術によれば、ペレットをウェハよりビツクアップした
後、これを−旦中間ポケットあるいは中間ステージにお
いて姿勢補正を行い、その後にボンディングアームで上
記姿勢補正の行われたペレットを取付部材に装着する作
業が行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、半導体装置の多様化・多機能化にともなって、
そのパッケージ構造も多種にわたっているが、このよう
なパッケージ組立、特にペレットボンディング工程にお
いては、品種交換の度毎に、取付部材であるリードフレ
ーム、ペレットなどのサイズ等に対応したコレットへの
交換、およびボンディングアームの移動制御量の調整を
行う必要があった。

特に小量多品種製品の処理を行う場合には、品種交換は
頻繁となり、パッケージ組立工程の効率を低下させる一
因となっていた。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、そ
の目的は、品種情報を認識し、該品種情報に対応したボ
ンディングアームの移動制御を行うことによって、品種
交換毎の人手による移動量の設定人力を回避し、品種交
換時の処理を高速化することによりパッケージ組立工程
を効率的化させることのできる技術を提供することにあ
る。

本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、概ね次のとおりである。

すなわち、ウェハからペレットを分割し、中間位置で姿
勢補正をした後に、該中間位置から取付部材までのペレ
ットの移動量を、取付部材に登録された品種情報に基づ
いて補正するものである。

また、上記ペレットを取付部材に装着した後は、上記品
種情報を更新するものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、ペレットおよび取付部材の大き
さ・配置等が品種毎に異なる場合であっても、登録され
た品種情報を認識することによって、中間位置から取付
部材までのペレットの最適な移動量を決定でき、多品種
間にふいてもペレットボンディングの自動化を図ること
ができる。このため、半導体装置の製造工程において、
パッケージ組立を効率的に行うことができる。

また、ペレットの装着後に上記品種情報を更新すること
によって、ペレットボンディング作業の完了をｍ械的に
認識することが可能となるため、後続の処理の効率化を
促進することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるペレットボンディング
装置の要部を示す斜視図、第２図は本実施例による位置
決め方法を示す説明図、第３図は本実施例で用いられる
ペレットボンディング装置のボンディングヘッド部分の
構成を示す側面図、第４図は本実施例におけるペレット
ボンディング工程を示すフロー図、第５図は光学系にお
ける信号処理を示すブロック図、第６図は本実施例での
ペースト塗布の手順を示すフロー図、第７図はタブ上に
おける位置ズレ補正の状態を示す説明図である。

第１図に示すように、本実施例のペレットボンディング
装置１は、ウェハステージ２に支持されたダイシング完
了状態のウェハ３からペレット４を１個毎にピックアッ
プする回動式の搬送アーム５を備えた搬送ヘッド６を有
しており、上記搬送アーム５の先端には、着脱可能に装
着された搬送コレット７を有している。搬送アーム５の
一方の回動半径内には、複数の交換用搬送コレラ）７ａ
が装着されたストック部８を有しており、制御部１０の
制御により、搬送アーム５の先端に装着される搬送コレ
ット７が適宜交換可能とされている。

なお、上記制御部１０には記憶部が設けられており、該
記憶部には品種情報に対応した各種の制御データが格納
されている。

ウェハステージ２上のウェハ３は、リング状のフレーム
１１に張設された粘着フィルム１２上に貼付された状態
とされている。このときウェハ３は、各ペレット４毎に
ダイシングが完了された状態とされており、本実施例に
おいてこのダイシング形態は、各ペレット４間が厚さ約
３０μｍ程度で連結された、いわゆるセミフルカット状
態となっている。

上記フレーム１１内の粘着フィルム１２上には、上記ウ
ェハ３とともにバーコードラベル１３ａが貼付されてお
り、このバーコードラベル１３　ａ　ｌ：はペレット４
の機能・大きさ等をコード化したバーコードが印刷され
ている。ウェハステージ２の側方には、上記バーコード
ラベル１３Ｈの内容を読み取るバーコードリーダ１４ａ
が配設されており、該読取り内容は制御部１０に出力さ
れる構造となっている。なお、バーコードリーダ１４ａ
としては、赤外線照射による静止読取形、あるいはレー
ザビームによるスキャン読取形のいずれであってもよい
。静止読取形の場合には、読取機構が簡素化でき、スキ
ャン読取形においては読取速度を高速にできる利点があ
る。

上記搬送アーム５の他方の回動半径内には、この搬送ヘ
ッド６によって搬送されたぺレット４の姿勢補正を行う
中間ステージ１５を有している。

この中間ステージ１５には、ステージ面をＸＹ力方向移
動可能なＬ字状のベレットガイド１６を備えており、こ
のペレットガイド１６のＹ方向およびＸ方向への所定量
の移動によってペレット４の二辺位置をガイドし、該ペ
レット４を所定のボンディング待機姿勢とするように構
成されている。

上記中間ステージ１５の側方には、取付部材であるリー
ドフレーム９の載置されるボンディングステージ１７を
有している。このボンディングステージ１７は、リード
フレーム９の移送手段であるシュート１８の一部に形成
されている。上記シュート１８はローダ側とアンローダ
側との間に配設されており、ローダ側にはリードフレー
ム９が複数枚収容されたラック２０ａが配置され、該ラ
ック２０ａの外周面には品種情報の登録手段としてのバ
ーコードラベル１３ｂが貼付されている。

このバーコードラベル１３ｂに印刷されたバーコードは
、品種情報として、リードフレーム９の製品・規格デー
タ等をコード化したものである。

上記ラック２０ａの側方には、上記バーコードラベル１
３ｂを読み取るためのバーコードリーダ１４ｂが配置さ
れている。このバーコードリーダ１４ｂにより読み取ら
れた品種情報は制御部ｌＯによって認識され各部の制御
が行われるが、これらについては後述する。

上記ローダ側のラック２０ａよりシュート１８上に供給
されたリードフレーム９は、ボンディングステージ１７
の部位においてペレット４の装着が行われた後に、再度
シｓ　　）１８を通じてアンローダ側に収容される。ア
ンローダ側にはペレット４の装着された後のリードフレ
ーム９を収容するための空状態のラック２０ｂが配置さ
れており、該ラック２０ｂの側方には、ラック２０ｂの
外周面に対してバーコードラベル１３ｃを貼付するため
のバーコードラベル発行部２１が設けられており、ラッ
ク２Ｏｂ内にリードフレーム９が所定枚数だけ収容され
た段階で、新たな品種情報を書き加えたバーコードラベ
ル１３ｃを当該ラック２０ｂに対して貼付可能としてい
る。

上記シュート１８の途中におけるボンディングステージ
１７の下部には、加熱源としてのヒートブロック２２を
備えており、ボンディングステージ１７上のリードフレ
ーム９が所定の温度にまで高められる構造となっている
。

上記ボンディングステージ１７の上方には、ＸＹテーブ
ル２３上に配置されたボンディングヘッド２４を有して
おり、ボンディングステージ１７面に対面する部位には
ボンディングコレット２５とペースト滴下ノズル２６と
が装着されている。

上記ボンディングヘッド２４はＸＹテーブル２３に設け
られたＸ軸モータ２７ｘとＹ軸モータ２７ｙによって水
平方向（ＸＹ軸方向）の移動を制御されるとともに、Ｘ
Ｙテーブル２３上のＺ軸モータ２７ｚによって垂直方向
（Ｚ軸方向）の移動を制御されている。したがって、こ
れらのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸モータ２７ｘ、２７ｙ、２７ｚ
の駆動によってボンディングコレット２５とペースト滴
下ノズル２６とはボンディングステージ１７上をＸＹＺ
方向に移動可能とされている。なお、上記３系統のモー
タ２７ｘ、２７ｙ、２７ｚは、いずれも制御部１０によ
ってその作動を制御されている。

ボンディングステージ１７のさらに上方には、ＴＶ左カ
メラからなる光学系２８が配置されており、取付部材と
してのリードフレーム９のタブ３５位置の検出等を行う
構成となっている。

上記光学系２８には、第５図に示すように、タブ中心算
出部３０、ティーチング用タブ中心データ記憶部３１、
比較・ズレ量算出部３２、ＸＹ子テーブル動量算出部３
３、ＸＹテーブルモータドライバ３４および操作パネル
キー人力部３９が接続され、Ｘ軸モータ２７ＸおよびＹ
軸モータ２７ｙを駆動制御し、位置ズレの補正を行う構
成となっている。

なお、本実施例ではこれらの各機構は全て制御部１０の
内部に設けられている。

次に、上記ペレットボンディング装置１を用いたペレッ
トボンディング作業の手順について第４図を中心に説明
する。

まず、リードフレーム９がラック２０Ｈに収容された状
態でローダ側に装着されると（ステップ４０１）、該ラ
ック２０ａに貼付されたバーコードラベル１３ｂがバー
コードリーダ１４ｂによって読み取られ（４０２）　、
これによって得られたリードフレーム９の品種情報が制
御部１０において認識される。一方、ウェハステージ２
上にはリング状のフレーム１１に張設された粘着フィル
ム１２上に貼着されたウェハ３が載置される。このとき
粘着フィルム１２上にウェハ３とともに貼着されたバー
コードラベル１３ａがバーコードリーダ１４ａによって
読み取られ（４０３）　、この読取データが、ウェハ３
の品種情報として制御部１０に対して出力される。制御
部１０ではこの読取データに基づいて、ウェハ３の品種
情報と上記リードフレーム９０品種情報′とを対比する
。このとき、制御部１０では上記両品種情報に基づいて
、ウェハ３とリードフレーム９とが正しい組合せ、すな
わち互いに適合品種となっているか否かを判定する（４
０４）。このとき、品種不適合である場合には、品種ミ
スとして作業を停止する（４０５）。

制御部１０において、品種適合と判定された場合には、
これらの品種情報に基づいて、品種に対応したデータを
記憶部より読み出して、各機構の調整（４０６）を指示
する。ここで調整とは、具体的にはシュート１８におけ
るシニート幅の調整（４０６ａ）、ストック部８におけ
る交換用搬送コレット７ａとの交換（４０６ｂ）、ＸＹ
ｆ−プル２３の移動量すなわちボンディングヘッド２４
の移動量等の変更（４０６ｃ）等であり、従来の装置構
造では、いずれもオペレータのマニュアル操作によって
品種毎に変更されていたものである。

次に、リードフレーム９がシュート１８上に供給され、
シ、−）１８を経てボンディングステージ１７上にフレ
ーム１１が停止されると、ペースト塗布が行われる（４
０７）。この作業についてさらに第６図のフローに基づ
いて説明する。まず、光学系２８によってリードフレー
ム９のタブ３５が認識され、樹脂ペースト３６の最適な
ポツティングを実行するために、上記タブ３５の中心位
置の補正が行われる。

光学系２８は、まず、ボンディングステージ１７上のタ
ブ３５の四辺位置を認識しく４０７Ａ）、この位置デー
タをタブ中心算出１１ｓ３０に出力する。

タブ中心算出部３０では、第７図におけるタブ３５の寸
法ｘ、ｙの値からタブ３５の中心Ｃ１を算出し、タブ中
心の認識データを得る。比較・ズレ量算出部３２におい
ては、上記認識データと、ティーチング用タブ中心デー
タ記憶部３１に人力されていたティーチングによるタブ
中心Ｃ２を示すティーチングデータとを比較しく４０７
Ｂ）、両タブ中心Ｃ１とＣ２とのズレ量りを算出する（
４０７Ｃ）。なお、このときのティーチングによるタブ
中心Ｃ２は、ボンディングヘッド２４に備えられたペー
スト滴下ノズル２６が本来配置されるべきタブ３５の中
心である。

上記のようにして算出されたズレ量りをＸＹ子テーブル
３の調整により補正するため、ＸＹ子テーブル動量算出
部３３においてＸＹテーブル２３の所要の移動量を算出
し、その算出値に基づいてｘＹ子テーブルータドライバ
３４を通じてＸ軸モータ２７ｘとＹ軸モータ２７ｙとを
駆動し、上記タブ３５の中心Ｃ１とＣ２とが一致するよ
うにＸＹ子テーブル３を移動する（４０７　Ｄ）。なお
このとき、上記のＸＹ子テーブル３の移動量の算出値は
記憶部に格納され、後述のペレットボンディングの補正
量としても用いられる。

この状態で、Ｚ軸モータ２７ｚが駆動されてペースト滴
下ノズル２６がタブ３５に対して所定位置まで下降する
と、所定量の樹脂ペースト３６をタブ３５上に滴下する
（４０７　Ｅ）。

次に、樹脂ペースト３６の被着状態が上記光学系２８に
よって検査され（外観検査４０７Ｆ）、ボンディング工
程（４０８）に移行する。

ボンディング工程では、まずウェハ３の下面側より突き
上げピン３７によって所定のペレット４が上方に突き上
げられ、続いて搬送コレット７が上方よりこのペレット
４を吸着する。

搬送コレット７がペレット４を吸着した状態で搬送アー
ム５が回動されて中間ステージ１５上にペレット４を載
置する。このように載置された状態において、ペレット
４は、ウェハ３上における位置および突き上げ条件等に
よって搬送コレット７による吸着状態にもばらつきを生
じているため、中間ステージ１５上でのペレット４の姿
勢にもばらつきを生じている。

本実施例で４よ、この中間ステージ１５上のベレットガ
イド１６が第２図中、ＸＹ軸の子方向に移動することに
よって、ペレット４の姿勢が補正される（４０８Ａ）。

この姿勢補正によって、ペレット４の中心軸ｍの延長上
には上記リードフレーム９のタブ中心ＣＩが位置する状
態となっている。

この状態で、制御部１０の制御によってＸ軸モータ２７
ｘおよびＹ軸モータ２７ｙが駆動され、まずボンディン
グコレット２５を中心軸ｍ上に配置した後、引続きＸ軸
モータ２７ｘの駆動によりこのボンディングコレット２
５をＸ軸に沿って移動させる。このときのＸ軸方向への
ボンディングコレット２５の全体の移動量はｌ＋Δ！と
なっている。ここで、ｌは規定値であるが、Δｌはペレ
ット４の大きさ等により品種毎に異なっている。

本実施例では制御部１０がウェハ３の品種情報を読み取
った段階で当該ベレット４の大きさを認識しているため
、これに対応したΔβの値を補正値として算出しく４０
８Ｂ）、この補正量、すなわちΔｌをＸＹテーブルモー
タドライバ３４に与えてＸＹ子テーブル３を移動する（
４０８Ｃ）。したがって、本実施例では品種情報に基づ
いてボンディングコレット２５は中心軸ｍ上を移動して
確実にペレット４の直上で停止される。

引き続いてＺ軸モータ２７ｚが駆動され、ボンディング
コレット２５が上記ペレット４に対して所定量下降され
るとともに、ボンディングコレット２５の先端より真空
吸引が開始される。これにともなって、ペレット４はボ
ンディングコレット２５に吸着される（４０８Ｄ）。こ
のようにしてペレット４がその先端に吸着された状態の
ボンディングコレット２５は、Ｘ軸モータ２７ｘの駆動
によってペレット４の中心Ｃ３が上記第７図で説明した
ティーチングによるタブ中心Ｃ２と一致する位置まで移
動される。

ここで、上記ティーチングによるタブ中心Ｃ２は、前述
のように実際のタブ中心Ｃ１とはズレ量りを生じている
ため、制御部１０は前述の樹脂ペースト３６塗布時に格
納されたＸＹ子テーブル３の移動量の算出値を記憶部よ
り再度読み出して、Ｘ軸モータ２７ｘとＹ軸モータ２７
ｙとを駆動し、ベレット中心Ｃ３が実際のタブ中心Ｃ１
と一致するように制御する（４０８Ｅ）。

続いて、Ｚ軸モータ２７ｚが駆動されてボンディングコ
レット２５がタブ３５に対して下降され、ペレット４の
下面が樹脂ペースト３６を介してタブ３５と接着される
と、ボンディングコレット２５の真空吸引が停止される
。次に、Ｚ軸モータ２７ｚの反転駆動によりボンディン
グコレット２５が上昇し、１枚のリードフレーム９に対
するペレット４の装着を完了する（４０８　Ｆ）。この
状態で光学系２８によってタブ３５上のペレット４の位
置が認識され、該ペレット４が規定値の範囲内で装着さ
れているか否かが検査される（外観検査４０９）。次に
、当該リードフレーム９はシュート１８上を移送されな
がらヒートブロック２２による樹脂ペースト３６のヰ二
アを経て、アンローダ側のラック２０ｂに収容される（
４１０）。

このようにして、所定枚数（１０ット分）のリードフレ
ーム９に対してペレット４の装着を完了した後、アンロ
ーダ側のラック２０ｂの近傍に配置されたバーコードラ
ベル発行部２１が作動し、新規なバーコードラベル１３
ｃが上記ラック２０ｂに貼付される（４１１）。このバ
ーコードラベル１３Ｃに印刷されたバーコードの内容は
、本実施例に基づいて、ペレット４の装着の完了を示す
コードに更新されている。このコード内容としては、た
とえば上記ペレット装着後の外観検査によりペレットボ
ンディング不良とされたリードフレーム９０ロツト内番
号等が登録されているものとする。

このようにしてバーコードラベル１３ｂの品種情報がバ
ーコードラベル１３ｃで更新されることによって、後続
のワイヤボンディング工程では、上記バーコードラベル
１３ｃの読取り内容から得られたペレットボンディング
不良データに基づいて、不良リードフレーム９に対して
はワイヤボンディングを施すことなく空送り等によって
処理の効率化を図ることができる。

なお、以上の説明では、ペレットボンディング工程にお
ける外観検査においてペレットボンディング不良が検出
された場合で、かつ不良リードフレームをそのままにし
たロフト状態で後続のワイヤボンディング工程を実行し
た場合で説明したが、ペレットボンディング工程とワイ
ヤボンディング工程との間において、不良リードフレー
ムをロフト内から排除する機構を設けてもよい。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、品種情報を登
録する手段としては、バーコードラベルで説明したが、
これに限らす他のコード体系による情報登録手段、ある
いは磁気カードもしくはＩＣカード等の品種情報登録手
段を用いてもよい。

また、上記品種情報の登録は、バーコードラベルによっ
て、ラックすなわちロフト単位で行う場合について説明
したが、これに限らずリードフレーム単位で品種情報を
登録する方法としてもよい。

この場合には、リードフレーム毎にペレットのズレ量等
等の個別情報を登録することができるため、後続のパッ
ケージ組立作業（たとえばワイヤボンディング工程等）
において、リードフレーム単位での個別の装置制御が可
能となり、パッケージ組立工程における組立信頼性なら
びに組立効率を高めることが可能となる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその利用分野である、いわゆるリードフレームのタブ
にペレットを装着するペレットボンディング工程に適用
した場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、たとえばセラミックパッケージ基板等を取付部
材とするペレットボンディング工程にも適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち本発明によれば、ペレットおよび取付部材の大
きさ・配置等が品種毎に異なる場合であっても、登録さ
れた品種情報を認識することによって、中間位置から取
付部材までのペレットの最適な移動量を決定でき、多品
種間においてもペレットボンディングの自動化を図るこ
とができる。

このため、半導体装置の製造工程において、パッケージ
組立を効率的に行うことができる。

また、ペレットの装着後に上記品種情報を更新すること
によって、ペレットボンディング作業の完了を機械的に
認識することが可能となるため、後続の処理の効率化を
促進することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるペレットボンディング
装置の要部を示す斜視図、 第２図は実施例による位置決め方法を示す説明図、 第３図は実施例であるペレットボンディング装置のボン
ディングヘッド部分の構成を示す側面図、第４図は実施
例におけるペレットボンディング工程を示すフロー図、 第５図は実施例の光学系における信号処理を示すブロッ
ク図、 第６図は実施例でのペースト塗布の手順を示すフロー図
、 第７ｒｇＪは実施例でのタブ上における位置ズレ補正の
状態を示す説明図である。 １・・・ペレットボンディング装置、２・・・ウェハス
テージ、３・・・ウェハ　４・・・ベレット、５・・・
搬送アーム、６・・・搬送ヘッド、７・・・搬送コレッ
ト、７ａ・・・交換用搬送コレット、８・・・ストック
部、９・・・リードフレーム、１０・・・制？１ｌｌｌ
Ｂ、１１・・・フレーム、１２・・・粘着フィルム、１
３ａ、１３ｂ、１３Ｃ・・・バーコードラベル、１４ａ
、１４ｂ・・・バーコードリーグ、１５・・・中間ステ
ージ、１６・・・ペレットガイド、１７・・・ボンディ
ングステージ、１８・・・シュート、２０ａ　２０ｂ・
・・ラック、２１・・・バーコードラベル発行部、２２
・・・ヒートブロック、２３・・・ＸＹテーブル、２４
・・・ボンディングヘッド、２５・・・ポンディングコ
レット、２６・・・ペースト滴下ノズル、２７ｘ・・・
Ｘ軸モータ、２７ｙ・・・Ｙ軸モータ、２７ｚ・・・Ｚ
軸モータ、２８・・・光学系、３０・・・タブ中心算出
部、３１・・・ティーチング用タブ中心データ記憶部、
３２・・・比較・ズレ量算出部、３３・・・ＸＹ子テー
ブル動量算出部、３４・・・ＸＹ子テーブルータドライ
バ、３５・・・タブ、３６・・・樹脂ペースト、３７・
・・突き上げビン、３９・・・操作パネルキー人力部。 代理人　弁理士　筒　井　大　和

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハから分割されたペレットを一旦中間位置で姿
   勢補正をした後ボンディングステージ上の取付部材に対
   して装着するペレットボンディング方法であって、上記
   取付部材に品種情報を登録した後、この品種情報を認識
   して中間位置から取付部材までのペレットの移動量を補
   正することを特徴とするペレットボンディング方法。 ２、上記ペレットを取付部材に装着した後、上記取付部
   材に登録された品種情報を更新することを特徴とする請
   求項１記載のペレットボンディング方法。 ３、上記品種情報がバーコードであることを特徴とする
   請求項１または２記載のペレットボンディング方法。 ４、ウェハから分割されたペレットをピックアップする
   搬送アームと、該搬送アームにより搬送されたぺレット
   の姿勢補正を行う中間テーブルと、品種情報の登録され
   た取付部材の配置されるボンディングステージと、上記
   中間テーブルとボンディングステージとの間のペレット
   の移送を行うボンディングアームと、上記ボンディング
   アームの移動量を上記品種情報の認識によって制御する
   制御部とを有するペレットボンディング装置。