JPH038349A - ダイボンデイング方法及び装置 - 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】 （ａ業上の利用分野） 本発明は、特に高速自動化に対応できるダイボンディン
グ方法及び装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のダイボンディング方法としては、例えば第７図及
び第８図に示すようなものがある。

これはボンディングアーム１の先端に取付けたボンディ
ングツール例えば真空吸着式のコレット２が２点鎖線示
のように吸着すべき半導体チップ３（以下チップ３とい
う）の真上からボンディングアームｌとともに下降して
チップ３を真空吸着した後所定高さまで上昇し次いで水
平方向に移動し、コレット２がボンディング点１０の真
上に来た時停止し、次いでボンディングアーム１ととも
に下降してチップ３をワーク例えばリードフレームＷ上
に熱圧着（ボンディング）する。

ボンディング完了後ボンディングアーム１及びコレット
２は所定高さまで上昇し再び水平方向にＳ動じて前記動
作を繰り返す。

なお冨７図及び第８図で４はボンディングヘッド、５は
ウェハー　６はウェハーを係持するウェハーリングであ
る。ウェハーリング６は図示省略したＸＹ子テーブル上
固定され、ＸＹテーブルの作動により順次、吸着すべき
半導体チップを吸着位置まで６勤させるようになってい
る。吸着位置の真下にはチップ突き上げ機構７が設けら
れ、チップ３の吸着時に、突き上げピン８をチップ３の
真下の粘着シートを介してチップ３を突上げることによ
り真空吸着を容易ならしめている。なお９はワークガイ
ドである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のごとき従来のダイボンディング方
法では、チップ３及び又はワークＷのボンディング箇所
例えばランド部が傾いていた場合チップ３は傾いたまま
コレット２で吸着され、傾いたままボンディング点まで
運ばれて傾いているボンディング箇所にボンディングさ
れるため、チップ３の傾きとワークＷとの傾きとによる
相加的効果により正しい向きにボンディングすることが
できず、そのためダイボンディング工程後のワイヤボン
ディング工程での認識精度に問題が生じ、これを如何に
解決すべきかというｉ！題が生じたのである。

すなわち第９図に示すように、　（イ）図において、は
チップ３及びランド１１の双方が正しい向きであるとき
は、チップ３及びランド１１の向き修正は不用であるが
、　（ロ）図及び　（八）図に示すように、チップ３の
向きが右方向又は左方向にＱｃだけ傾むいており、ラン
ド１１は正位置であるときは、そのチップ３の向きをＱ
ｃだけ左方向又は右方向に回動修正する必要が生じる。

また　（：）図においては、チップ３の向きが右方向に
Ｑｃだけ傾いているのに対し、ランド１１はさらに大な
るＱｗだけ右側に傾いているために、そのチップ３を、
Ｑ＋ｙ−Ｑｃの角度だけ右方向へ回動修正する必要が生
じる。　（ネ）図にあっては同様にしてチップ３をＱｃ
　−Ｑｗの角度だけチップ３を左方向へ回動修正する必
要が生°じる　（へ）図にあってはチップ３をＱｃ　＋
Ｑｗの角度だけチップ３を右方向へ回動修正する必要が
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ワ
ーク及びチップの傾き角をそれぞれ認識し、ツールをツ
ール吸着位置の真上に前進、降下させチップを吸着し、
ツールをボンディング点真上まで移動させる間に前記認
識結果に基づく演算により、チップをワークの傾き角に
合せるようにツールを回動させた後にボンディングを行
なうダイボンディング方法及びその装置を提供するもの
であって、これによればワークＷの正しい位置にチップ
３を載置することができ、取付精度の高いボンディング
が可能となる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の方法及び装置の一実施例を図面に基づき
説明する。第１図（イ）はウェハー５及びワークＷの平
面図であり、ウェハー５は分割された多数のチップ３を
粘着保持してなり、かつウェハリング６により拡張、保
持されている。ウェハリング６の拡張に基因して、個々
のチップ３は第１図（ロ）に示すように角度Ｑｃだけ傾
き、その傾と角度Ｑｃは各チップ毎に異なるのが実状で
ある。

ボンディングアーム１（第３．４図参照）の先端に取付
けられているツール２はチップ３を吸着した後、矢印ｘ
１に沿い、次に矢印ｘ２に沿って移動し、チップ３をラ
ンド１１（第１図（八））上にボンディングするもので
ある。

矢印Ｙはｘｌに直交するワークＷの進行方向を示すもの
で、ワークＷはボンディング完了するたびに１ピツチｐ
だけ矢印Ｙ方向に移動する。

第１図（八）に示すように、チップ３をボンディングす
べきランド１１は、矢印Ｙの方向に対して例えば角度Ｑ
ｗだけ傾いており、その傾き角度Ｑｌｌ＋は各ランド１
１により異なるのが実状である。Ｎはボンディング点を
示す。

次に第°２図において、１２はチップ吸着位置Ｍ（第１
図（イ）の符号３の箇所に相当）の真上に設けたテレビ
カメラ、１３はボンディング点Ｎ（第１図（八）参照）
の真上に設けられたテレビカメラ、１４及び１５はそれ
ぞれテレビカメラ１２及び宜３から発せられる映像信号
を受けて傾き角Ｑｃ及びＱ胃を認識する詔識装置、１６
はモニタである。

次に、ボンディングアーム１に取付けたツール回動手段
Ｋにつき、平面図たる第３図、側面図たる第４図、正面
図たる第５図を参照して説明する。

１はボンディングヘッド４に固定したボンディングアー
ム、１７はボンディングアーム１の先端部に固定したブ
ラケット、１８はブラケット１７に一体的に取付けたツ
ールホルダ案内部、１９はチップ吸着用及びボンディン
グ用のツール２０を保持するツールホルダで、軸心部に
は真空吸引用の穴（図示省略）が設けである。このツー
ルホルダ１９はツールホルダ案内部１８に設けた軸穴に
上下方南国動可能に嵌合している。

ツール２０は第３図〜第５図に示すようなニードルであ
る場合や、第６図に示すようなコレット４１である場合
がある。

２１はツールホルダ案内部１８と一体の張出し部であり
、該張出し部２１には従動プーリ２２が回動可能に枢着
され、従動プーリ２２の上面には該プーリの回転軸から
偏心して設けた偏心ピン２３が植設しである。

ツールホルダ１９の上方部には、片側に係合溝２４を備
え反対側にボス部２５を備えた揺動杆２６が止ねじ２７
により固定され、係合溝２４は前記偏心ピン２３に係合
しており、ボス部には所定長のストッパ棒２８が固定さ
れている。

２９はツールホルダ案内部１８に固定したブラケットで
、このブラケット２９には前記ストッパ棒２８の先端部
が当接可能な比較的面積の大きなストッパ面３０が設け
である。

揺動杆°２６とブラケット２９との間には引張りスプリ
ング３１が張設され、常時ツールホルダ１９をツールホ
ルダ案内部１８に対して図で下方に付勢している。

他方、３２はボンディングアーム１に固定した支持板で
、この支持板３２の下面にはモータ３３が固定しである
。モータ３３の駆動軸３３ａには駆動プーリ３４が固定
され、この駆動プーリ３４と従動プーリ２２との間には
ベルト３５が張設されている。

駆動軸３３ａにはさらにスリット３６付きの円板３フが
固定されている。また、支持板３２には円板３７を跨ぐ
ような溝が形成されたセンサ本体３８がブラケット３９
を介して固定されており、前記溝には発光部と受光部と
が対向し合う光センサ４０が設けである。

次に、以上の構成になる本実施例装置を用いて行なうダ
イボンディング方法の一例を説明する。

図示省略したＸＹ子テーブル上固定されたボンディング
ヘッド４は予め定めたＸＹテーブルの動作に従って移動
する。したがって、ブラケット１７及びツールホルダ案
内部１８を介してボンディングアーム１先端に取付けら
れたツール２０は、先づチップ吸着位置Ｍの真上まで前
進するが、その前に、テレビカメラ１２により吸着しよ
うとするチップ３を撮像してその映像信号を認識装置１
４に入力し、チップの傾き角Ｑｃを認識しておく。

前述のように、ツール２０がチップ吸着位置Ｍの真上ま
で前進すると、ボンディングアームｌは下降し、ブラケ
ット１７．ツールホルダ案内部１８及びツールホルダ１
９を介してツール２０も下降し、チップ３に当接してチ
ップを真空吸着するのであるが、その吸着の際、引張り
スプリング３２は伸張してストッパ面３０、ストッパ棒
２８間に隙間が生じ、チップ３には、スプリングの伸張
による復元力と等価の押圧力が与えられることとなる。

チップ吸着後、ツール２０は−たん上昇した後、第１°
図（イ）に示した矢印Ｘ１及びＸ２に沿って移動するが
、その移動の最中に予め認識装置１４及び１５による認
識に基づき演算されたＱｃ　＋Ｑｗ又はＱＣＮＱＩ＋に
基づく制御信号をモータ３３に与える。

すると、モータＷＡｗＪ軸３３δは前記演算結果に基き
所要角度だけ回動し、その回動は駆動プーリ３４、ベル
ト３５を介して従動プーリ２２に伝達される。

すると％偏心ピン２３が従動プーリ２２の中心軸線を中
心として揺動するため、その偏心ピン２３に係合溝２４
を介して係合している揺動杆２６は、ツールホルダ１９
の中心軸線を中心としてＱｃ〜Ｑ胃　（チップ、ランド
とも同じ向きに傾いている場合）、又はＱｃ＋Ｑｗ（チ
ップとランドとが異なる向きに傾いている場合）だけ回
動する。

そして、ツール２０がボンディング点Ｎの真上に到達し
た時には、チップ３の稜線はランド１１の稜線に平行と
なるので、そのままツールを下降させてボンディングを
行えば、第１図（八）に示すように、チップ３はランド
１１に対して正しくボンディングできる。

次に、チップ吸着用及びボンディング用のツールとして
第６図（（）、（ロ）に示すような、角錐面４０を有す
るコレット４１を使用した場合のボンディング方法の一
例を説明する。

この場合にも、先の方法と同様に、先づコレット４１が
先づチップ吸着位置Ｍの真上まで前進するが、その前に
テレビカメラ１２により吸着しようとするチップ３を撮
像してその映像信号を認識装置１４に入力し、傾き角Ｑ
ｃを認識する。

そしてコレット４１の下降前又は下降中に、第３図〜第
５図で説明したツール回動手段Ｋを作動させてコレット
４１を傾ぎ角Ｑｃだけ回動させた後、チップの吸着を行
なう、このようにすればコレット４１の各角錐面４０は
チップ３の各稜線に一致するため、コレット４１はチッ
プ３に損傷等を与えることなく容易に真空吸着できる。

チップ吸着後、コレット４１は−たん上昇し、第１図（
イ）で示した矢印ｘ１及びｘ２に沿ってｓｌｌ］するが
、その移動中に、予めテレビカメラ１３で認識したラン
ド１１の傾き角Ｑ胃に従い、ツール回動手段にを作動さ
せ、コレット４１をＱＣＮＱｗ又はＱｃ　＋Ｑｗだけ回
動させ、回動後、ボンディング点Ｎの真上から下降させ
てボンディングを行なえば、第１図（八）に示すように
、チップ３はランド１１に対して正しい位置にボンディ
ングできるのである。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明は、ワーク及びチップの
傾き角をそれぞれ認識し、ツールをツール吸着位置の真
上に前進、降下させチップを吸着し、ツールをボンディ
ング点真上まで移動させる間に前記認識結果に基づく演
算により、チップをワークの傾き角に合せるようにツー
ルを回動させた後にボンディングを行なう方法及び装置
としたため、チップやチップをボンディングすべぎラン
ド等に傾ぎがあった場合でも、ランドに対して正しい角
度にチップをボンディングでき、自動連続ボンディング
加工を速やかに行なうことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は本発明方法の一例を示す、ウェハー及び
ワークの平面図、同図（ロ）は吸着しようとするチップ
の平面図、同図（Ａ）は同図（イ）のＡ部の拡大平面図
、第２図は本発明方法に用いるテレビカメラ等の概略側
面図、第３図は本発明方法に用いるツール回動手段の平
面図、第４図は第３図の側面図、第５図は第４図の正面
図、第６図（イ）はコレットの断面図、同図（０）はコ
レットの底面図、第７図は従来のダイボンディング装置
の平面図、第８図は第７図の側面図、第９図（イ）〜（
へ）は傾き修正の説明図である。 １・・・ボンディングアーム ２・・・ツール　　　　　　３・・・チップ４・・・ボ
ンディングアーム ５・・・ウェハー　　　　　６・・・ウェハーリング７
・・・チップ突上げ機構　８・・・突上げピン９・・・
ワークガイド　　　　１０・・・ボンディング点１１・
・・ランド １２．１３…テレビカメラ １４．１５ＩＩ＝認識装置　１６・・・モニタ１７・・
・ブラケット １８・・・ツールホルダ案内部 １９・・・ツールホルダ　　２０・・・ツール２１・・
・張出し部　　　　２２・・・従動プーリ２３・・・偏
心ピン　　　　２４・・・係合溝２５・・・ボス部　　
　　　２６・・・揺動杆２７・・・止ねじ　　　　　２
８・・・ストッパ棒２９・・・ブラケット ３１・・・弓１弓艮りスプリング ３２・・・支持板 ３３ａ・・・駆動軸 ３５・・・ベルト ３７・・・円板 ３９・・・ブラケット Ｗ・・・ワーク Ｑｗ・・・ランドの傾き角 ３０・・・ストッパ面 ３３・・・モータ ３４・・・駆動プーリ ３６・・・スリット ３８・・・センサ本体 ４０・・・光センサ Ｑｃ・・・チップの傾き角 第１図（イ） Ｃ 第 図（ロ） 他４名 第 ２ 図 第 ２ ０ 図 ４２−・真空吸引穴 第 ８ 図 手 続 補 正 書 平成を年？月１６日 ！、事件の表示 平成１年特許願第１４３２５０号 ２、発明の名称 デイ叡ンテ゛イン２・・方；表ＬｙＬｌ−３補正をする
者 事件との関係　出　願　人 ４、代 理　　人 住所 東京都千代田区丸の内２丁目６番２号丸の内へ重洲ビル
３３０補　　　　正　　　　　書 ） 本願明細書および図面中下記事−項を補正いたします。 記 １、第５頁１７行目、１８８行目第６頁１行目、第７頁
１０行目、１１１行目第８頁１３行目、第１１頁１５行
目、′ｓ１３頁１８行目、第１４頁２行目、第１７頁８
行目に ’Ｑｃ　Ｊとあるをそれぞれ 「θＣ」と訂正する。 ２、第６頁２行目、第８頁４行目、５行目、１３３行目
第１４頁１１行目、第１７頁９行目に「Ｑｗ」とあるを
それぞれ 「θ、」と訂正する。 ３、第６頁３行目に ’Ｑｗ　−Ｑｃ　Ｊとあるを 「θ１−θ。」と訂正する。 ４、第６頁５行目に ’Ｑｃ　−Ｑｗ　Ｊとあるを 「θ０−０８」と訂正する。 ５．第６頁８行目、第１２頁１０行目、第１３頁１行目
、第１４頁１３行目に ｒ　Ｑ　ｃ　＋　Ｑ　ｗ　Ｊとあるをそれぞれ「θＣ＋
０１」と訂正する。 ６、第７頁８行目、９行目に ｒウェハリング６」とあるをそれぞれ ｒウェハーリング６」と訂正する。 ７、第７頁１４行目に 「ツール２」とあるを ｒツール２０Ｊと訂正する。 ８、第１２頁１０行目、２００行目第１４頁１３行目に ’Ｑｃ−ＱｗＪとあるをそれぞれ ｒθ。〜θ、」と訂正する。 ９、第１３頁１１〜１２行目、第１４頁４行目に「角錐
面４０」とあるをそれぞ 「角錐面４３」と訂正する。 １０、第１６頁６行目に 「２・・・ツール」とあるを削除する。 ！！、図面中「第６図（イ） 提出の図面に訂正する。 （ロ） を本日 第 図 ２ ３・−チップ ４２−真空吸引穴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ワーク及びチップの傾き角をそれぞれ認識し、ツール
   をツール吸着位置の真上に前進、降下させチップを吸着
   し、ツールをボンディング点真上まで移動させる間に前
   記認識結果に基づく演算により、チップをワークの傾き
   角に合せるようにツールを回動させた後にボンディング
   を行なうことを特徴とするダイボンディング方法。 ２ワーク及びチップの傾き角をそれぞれ認識し、ツール
   をツール吸着位置の真上に前進、降下させてチップを吸
   着する前にツールを前記認識に基づくチップの傾き角だ
   け回動させてチップを吸着し、次いでツールをボンディ
   ング点真上まで移動させる間に前記認識結果に基づく演
   算により、チップをワークの傾き角に合せるようにツー
   ルを回動させた後にボンディングを行なうことを特徴と
   するダイボンディング方法。 ボンディングアームの先端部に一体的に形 成されたツールホルダ案内部（１８）と、先端にチップ
   吸着用及びボンディング用のツール （２０）を取付け前記ツールホルダ案内部に設けられた
   軸穴に摺動可能に嵌合されたツールホルダ（１９）と、
   一方に係合溝（２４）を備え、他方にストッパ棒（２８
   ）を取付けてなり前記ツールホルダに固定された揺動杆
   （２８）と、前記ツールホルダ案内部と一体の張出し部
   （２１）上に回動自在に枢着された従動プーリ（２２）
   と、該従動プーリ上に設けられ前記係合溝に係合する偏
   心ピン（２３）と、前記揺動杆と前記ツールホルダ案内
   部との間に張設され常時は前記揺動杆、ツールホルダ及
   びツールを前記ツールホルダ案内部に対して前記ストッ
   パがツールホルダ案内部に設けたストッパ面（３０）に
   当接するように付勢している引張りスプリング（３１）
   と、ボンディングアーム（１）に取付けられ、かつ前記
   従動プーリを回動せしめるための駆動プーリを有するモ
   ータ（３３）とを備えたことを特徴とするボンディング
   装置。