JPH06177182A - ダイボンディング装置及びこの装置を用いたダイボンディング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】この発明は、ダイの品種を変更した際に、オペ
レータの負担を軽減できるとともに、オペレータの調整
ミスによって生ずるピックアップミスやダイボンディン
グ不良を低減でき、ダイボンディングの高速化と高信頼
性化とを図ることを目的とする。 【構成】コレット３のＺ方向（上下方向）の位置を検出
する位置センサ２２を設け、ダイボンディングにおいて
ダイ２の品種を変更する際に交換するコレット３、突上
げニードル１７及びバックアッププレート１８の厚さや
高さを上記位置センサ２２により、ダイボンディングに
先立って予め測定し、この測定結果に基づいてピックア
ップやダイボンディングのためのＺ方向に関係するパラ
メータを補正することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ダイボンディング装
置及びこの装置を用いたダイボンディング方法に関する
もので、特にダイ（半導体ペレット）のピックアップ時
におけるコレットの吸着面の高さやダイボンディング時
におけるボンディング面の高さを適正化するためのもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイボンディング装置では、ボン
ディングするダイの品種を替える場合、予めダイボンデ
ィング装置内あるいはこの装置を制御するコンピュータ
等の制御装置内に登録されている各品種毎に定められた
パラメータデータに応じてダイボンディングのための種
々のパラメータを自動調整している。上記ダイの品種変
更時には、ダイの品種毎にコレット、突上げニードル及
びバックアッププレート等が選択的に交換される。この
ため、交換されたコレットの厚さや突上げニードル及び
バックアッププレートの高さが異なっていたり、ダイの
品種によってその厚さも異なるため、オペレータがダイ
のピックアップ時におけるコレットの吸着面の高さやダ
イボンディング時におけるボンディング面の高さをマニ
ュアル操作で調整し、再設定する必要があった。このた
め、オペレータに負担がかかり、調整のための時間がか
かるとともに、調整ミスをするとダイのピックアップミ
スやダイボンディング不良が発生するという問題があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のダイボンディング装置及びダイボンディング方法は、
ダイの品種を変更する際にオペレータに負担がかかり、
且つダイボンディングの効率が低下するという問題があ
る。また、オペレータが調整ミスをするとピックアップ
ミスやダイボンディング不良が発生してしまい、信頼性
が低下するという問題がある。

【０００４】この発明は上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、オペレータの負担を軽減できるとともに、
オペレータの調整ミスによって生ずるピックアップミス
やダイボンディング不良を低減でき、ダイボンディング
の高速化と高信頼性化とを図れるダイボンディング装置
及びこの装置を用いたダイボンディング方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１のダ
イボンディング装置は、ダイの表面に対して平行なＸ方
向にコレットとダイを相対的に移動させる第１の移動手
段と、ダイの表面に対して平行で且つＸ方向と直交する
Ｙ方向にコレットとダイを相対的に移動させる第２の移
動手段と、ダイの表面に対して直交するＺ方向にコレッ
トとダイを相対的に移動させる第３の移動手段と、上記
コレットのＺ方向の位置を検出する位置検出手段と、上
記コレットのＺ方向の基準となる位置を設定するための
基準台と、ダイの品種変更時に上記第１，第２の移動手
段を制御して上記コレットを基準台上に移動させるとと
もに、上記第３の移動手段を制御して上記コレットを上
記基準台に押し付け、上記位置検出手段による位置情報
に基づいて上記コレットの厚さを算出し、この算出した
コレットの厚さに応じてダイのピックアップ及びダイボ
ンディングのためのＺ方向に関係するパラメータデータ
の補正演算を行う制御手段とを具備することを特徴とす
る。

【０００６】請求項２のダイボンディング装置では、上
記制御手段で、ダイの品種変更時に上記第１，第２の移
動手段を制御して上記コレットをバックアッププレート
上に移動させるとともに、上記第３の移動手段を制御し
て上記コレットをバックアッププレートに押し付け、上
記位置検出手段による位置情報に基づいて上記バックア
ッププレートの高さを算出し、この算出したバックアッ
ププレートの高さ情報に基づいてダイのピックアップ及
びダイボンディングのためのＺ方向に関係するパラメー
タデータの補正演算を更に行うようにしている。

【０００７】請求項３に記載したダイボンディング装置
では、上記制御手段で、ダイの品種変更時に上記第１，
第２の移動手段を制御して上記コレットを突上げニード
ル上に移動させるとともに、上記第３の移動手段を制御
して上記コレットを突上げニードルに押し付け、上記位
置検出手段による位置情報に基づいて上記突上げニード
ルの高さを算出し、この算出した突上げニードルの高さ
情報に基づいてダイのピックアップ及びダイボンディン
グのためのＺ方向に関係するパラメータデータの補正演
算を更に行うようにしている。

【０００８】また、請求項４のダイボンディング方法
は、ダイの品種変更時に、ダイを吸着するためのコレッ
トを交換する工程と、ダイの表面に直交するＺ方向の基
準となる位置を設定する基準台にコレットを押し付けて
Ｚ方向の位置を検出することによりコレットの厚さを測
定する工程と、測定されたコレットの厚さ情報に基づい
てダイのピックアップ及びダイボンディングのためのＺ
方向に関係するパラメータデータを補正する工程と、補
正されたパラメータデータに基づいてコレットのＺ方向
の位置を設定し、ダイのピックアップ及びダイボンディ
ングを行う工程とを具備することを特徴とする。

【０００９】請求項５に記載したダイボンディング方法
では、ダイの品種変更時に、バックアッププレートを交
換する工程と、このバックアッププレートにコレットを
押し付けてＺ方向の位置を検出することによりバックア
ッププレートの高さを測定する工程と、測定されたバッ
クアッププレートの高さの情報に基づいてダイのピック
アップ及びダイボンディングのためのＺ方向に関係する
パラメータデータを補正する工程とを更に具備してい
る。

【００１０】請求項６に記載したダイボンディング方法
は、ダイの品種変更時に、突上げニードルを交換する工
程と、この突上げニードルにコレットを押し付けてＺ方
向の位置を検出することにより突上げニードルの高さを
測定する工程と、測定された突上げニードルの高さの情
報に基づいてダイのピックアップ及びダイボンディング
のためのＺ方向に関係するパラメータデータを補正する
工程とを更に具備している。

【００１１】

【作用】請求項１に記載したような構成では、ダイの品
種変更時に位置検出手段と基準台とを用いてコレットの
厚さを測定し、この算出したコレットの厚さに応じてダ
イのピックアップ及びダイボンディングのためのＺ方向
に関係するパラメータデータの補正が行えるので、オペ
レータの負担を軽減できるとともに、オペレータの調整
ミスによって生ずるピックアップミスやダイボンディン
グ不良を低減でき、ダイボンディングの高速化と高信頼
性化とが図れる。

【００１２】請求項２及び３に記載したように、位置検
出手段によりバックアッププレートや突上げニードルの
高さを更に測定し、これらの高さ情報に基づいてダイの
ピックアップ及びダイボンディングのためのＺ方向に関
係するパラメータデータの補正演算を更に行えば、より
高精度にダイのピックアップ及びダイボンディングを行
える。

【００１３】請求項４に記載したような方法では、ダイ
のピックアップやダイボンディングに先立って、交換し
たコレットの厚さを予め測定し、測定したコレットの厚
さ情報に基づいてＺ方向に関係するパラメータデータを
補正するので、オペレータの負担を軽減できるととも
に、オペレータの調整ミスによって生ずるピックアップ
ミスやダイボンディング不良を低減でき、ダイボンディ
ングの高速化と高信頼性化とが図れる。

【００１４】請求項５及び６に記載したように、ダイの
ピックアップやダイボンディングに先立って、交換した
バックアッププレートや突上げニードルの高さを更に測
定し、これらの高さ情報に基づいてダイのピックアップ
及びダイボンディングのためのＺ方向に関係するパラメ
ータデータの補正を更に行えば、より高精度にダイのピ
ックアップ及びダイボンディングを行える。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図１ない
し図５を参照して説明する。図１は、この発明の一実施
例に係るダイボンディング装置の概略構成を示してい
る。図１において、１はウェーハ、２，２，…はダイ、
３はこれらのダイ２，２，…を個別にピックアップする
ためのコレット、４は上記コレット３を介してダイ２，
２，…を吸着するための吸引装置、５はピックアップや
ダイボンディングの状態を監視するためのＴＶカメラ、
６は上記コレット３、吸引装置４及びＴＶカメラ５をウ
ェーハ１（ダイ２，２，…）の表面に平行なＸ方向に移
動させるための移動機構部、７は同じくウェーハ１の表
面に平行で且つＸ方向と直交するＹ方向に移動させるた
めの移動機構部、８はリードフレーム、９は上記リード
フレーム８をＸ方向に順次送るためのフレーム送り爪、
１０はフィーダレール、及び１１はダイ２のピックアッ
プ時におけるコレット３の吸着面やダイボンディング時
におけるボンディング面の高さを決定するためのＺ方向
（ウェーハ１の表面と直交する方向）の基準となる基準
台である。なお、図示しないが上記ウェーハ１はＸＹス
テージ上に載置されており、上記移動機構部６，７とこ
のＸＹステージとによりコレット３のＸ，Ｙ方向の位置
が、基準台１１の表面の高さに基づいてＺ方向の位置
（高さ）が設定され、ダイ２のピックアップ位置や高
さ、リードフレーム８のアイランド部へのダイボンディ
ング位置や高さが決定されるようになっている。そし
て、選択されたダイ２がコレット３によってピックアッ
プされ、このコレット３がリードフレーム８のアイラン
ド上に搬送されてダイボンディングされるようになって
いる。

【００１６】図２は、上記図１におけるヘッド部（コレ
ット３の周辺部）を拡大して示す断面構成図である。図
２において、１２はマグネット、１３はコイル、１４は
リニアガイドベアリング、１５はコレット３の回り止め
ピン、１６はダイ２，２，…が張り付けられたシート、
１７は突上げニードル、１８はバックアッププレート、
１９はセンサ、２０はセンサターゲットである。上記マ
グネット１２とコイル１３はリニアモータ２１を構成し
ている。このリニアモータ２１とリニアガイドベアリン
グ１４とによって、コレット３がＺ方向に移動される。
上記突上げニードル１７は、図示しないパルスモータ等
によって上下方向に駆動され、ダイ２のピックアップ時
にバックアッププレート１８上に突出するようになって
いる。

【００１７】図３は、上記図２に示したセンサ１９とセ
ンサターゲット２０の近傍を拡大して示している。これ
らセンサ１９及びセンサターゲット２０は、コレット３
の位置を検出するための位置センサ（ホールセンサ）２
２として働く。この位置センサ２２は、センサ１９から
センサターゲット２０に例えば光を照射し、センサター
ゲット２０からの反射光と照射した光との位相差に基づ
いて、センサ１９とセンサターゲット２０間のギャップ
ΔＬを割り出し、位置センサ２２自身のＺ方向の位置
（高さ）を検出する。これによって、コレット３の吸着
面の位置を検出できる。なお、上記センサ１９から照射
するのは、光に限られず超音波など他のものでも良い。

【００１８】図４は、上記図１ないし図３に示したダイ
ボンディング装置におけるコレット３をＺ方向に駆動す
るためのリニアモータ２１、位置センサ２２及び制御用
コンピュータ２３間の信号の流れを概略的に説明するた
めの図である。位置センサ２２で検出されたギャップΔ
Ｌに対応する位置信号は、制御用コンピュータ２３に供
給され、この制御用コンピュータ２３により検出された
Ｚ方向の位置情報に応じてダイ２のピックアップ時及び
ダイボンディング時のコレット３の高さが制御されるよ
うになっている。

【００１９】次に、図５のフローチャートを参照しつつ
上記コレット３のＺ方向の位置制御について詳しく説明
する。ダイボンディングは、生産管理用メインコンピュ
ータからの指示、オペレータの操作及びダイボンディン
グ装置に予め登録されているプログラムによって段取り
が決められて実行される。ダイの品種を変更する場合に
は、変更するダイの品種毎のパラメータデータを制御コ
ンピュータ２３のメモリから読み出し（ステップ１）、
ダイボンディング装置の制御パラメータを変更する（ス
テップ２）。この際、制御コンピュータ２３のディスプ
レイ２３Ｄに表示を行うことにより、オペレータに品種
変更の際の段取りやコレット３、突上げニードル１７及
びバックアッププレート１８等の部品交換の指示を伝え
る（ステップ３）。オペレータが上記制御コンピュータ
２３のディスプレイ指示に応じて部品交換を行い（ステ
ップ４）、ダイボンディングの段取りの変更が終了する
と、移動機構部６，７によりコレット３を基準台１１上
へ移動する。そして、リニアモータ２１を駆動してコレ
ット３を下げて基準台１１の表面にコレット３の吸着面
を押し付け、この時のＺ方向の位置を位置センサ２２で
検出し、位置センサ２２から出力されるＺ方向の位置情
報に基づいてコレット３の厚さΔＣを算出する（ステッ
プ５）。次に、制御コンピュータ２３内のコレット３の
厚さに関係するパラメータデータを算出されたコレット
３の厚さΔＣをもとにして修正する（ステップ６）。次
に、移動機構部６，７によりコレット３をバックアップ
プレート１８上に移動させ、リニアモータ２１を駆動し
てコレット３を下げてバックアッププレート１８の表面
にコレット３の吸着面を押し付け、この時のＺ方向の位
置を位置センサ２２で検出し、位置センサ２２から出力
されるＺ方向の位置情報に基づいてバックアッププレー
ト１８の高さを算出する。同様にして、移動機構部６，
７によりコレット３を突上げニードル１７上に移動さ
せ、リニアモータ２１を駆動してコレット３を下げて突
上げニードル１７にコレット３の吸着面を押し付け、こ
の時のＺ方向の位置を位置センサ２２で検出し、Ｚ方向
の位置情報に基づいて突上げニードル１７の高さを算出
する（ステップ７）。算出したバックアッププレート１
８と突上げニードル１７の高さをそれぞれ、制御コンピ
ュータ２３に指示する（ステップ８）。上記バックアッ
ププレート１８と突上げニードル１７の高さ情報に基づ
いて、Ｚ方向に関係するパラメータを修正し（ステップ
９）、この修正結果をディスプレイ２３Ｄに表示する
（ステップ１０）。これによって、コレット３の厚さの
修正パラメータ、バックアッププレート１８及び突上げ
ニードルの高さによる修正パラメータ、及び制御コンピ
ュータ２２内に予め設定されている変更したダイの品種
に対する適正なダイボンディング高さ、ダイボンディン
グ位置等のパラメータデータをもとにして、ピックアッ
プ時及びダイボンディング時のコレット３の適正なＺ方
向の位置（高さ）を算出できる。そして、各パラメータ
の修正が終了すると、ダイボンディングが開始される
（ステップ１１）。

【００２０】このような構成並びに方法によれば、ダイ
の品種変更時に、ダイのピックアップやダイボンディン
グに先立って、位置センサ２２と基準台１１とを用いて
コレット３の厚さを検出するとともに、上記位置センサ
２２を用いてバックアッププレート１８及び突上げニー
ドル１７の高さを検出し、これらのデータに基づいてダ
イ２のピックアップ及びダイボンディングのためのＺ方
向に関係するパラメータデータの補正を行えるので、オ
ペレータの負担を軽減できるとともに、オペレータの調
整ミスによって生ずるピックアップミスやダイボンディ
ング不良を低減できる。従って、ダイボンディングの高
速化と高信頼性化とが図れる。

【００２１】なお、上記実施例では、部品交換時にコレ
ット３、バックアッププレート１８及び突上げニードル
１７を交換する場合を例にとって説明したが、必ずしも
全てを交換する必要はなく、ダイの品種に応じて選択的
に交換しても良い。この場合には、交換した部品の厚さ
や高さのみを測定すれば良く、交換しなかった部品に対
する厚さや高さの測定やパラメータの変更のための演算
は不要である。よって、例えばコレット３を交換し、バ
ックアッププレート１８と突上げニードル１７は交換し
ない場合には、ステップ６の工程の後、ステップ７〜９
の工程は実行せずにステップ１０に処理を進める。他の
部品の一部のみを交換した場合も同様である。また、上
記実施例に示したコレット３、バックアッププレート１
８及び突上げニードル１７だけでなく、同様にして図１
におけるリードフレーム８のアイランドを支える支持台
（図示せず）の高さを更に測定し、ダイボンディングの
ためのＺ方向に関係するパラメータデータの補正を行え
ば、よりダイボンディングの高精度化が図れる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ダイボンディングを行うダイの品種を変更する際に交換
するコレット、突上げニードル及びバックアッププレー
トの厚さや高さを予め測定し、この測定結果に基づいて
ダイのピックアップやダイボンディングのためのＺ方向
に関係する種々のパラメータを変更するようにしたの
で、オペレータの負担を軽減できるとともに、オペレー
タの調整ミスによって生ずるピックアップミスやダイボ
ンディング不良を低減でき、ダイボンディングの高速化
と高信頼性化とが図れるダイボンディング装置及びこの
装置を用いたダイボンディング方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るダイボンディング装
置の概略構成を示す斜視図。

【図２】図１におけるヘッド部を抽出して示す断面構成
図。

【図３】図２に示したセンサとセンサターゲットの近傍
を拡大して示す図。

【図４】図１ないし図３に示したダイボンディング装置
におけるコレットを駆動するためのリニアモータ、位置
センサ及び制御用コンピュータ間の信号の流れを概略的
に説明するための図。

【図５】図１ないし図４に示したダイボンディング装置
を用いたダイボンディング方法について説明するための
フローチャート。

【符号の説明】

２…ダイ、３…コレット、６…移動機構部（第１の移動
手段）、７…移動機構部（第２の移動手段）、１１…基
準台、１７…突上げニードル、１８…バックアッププレ
ート、２１…リニアモータ（第３の移動手段）、２２…
位置センサ（位置検出手段）、２３…制御コンピュータ
（制御手段）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイの表面に対して平行なＸ方向にコレ
   ットとダイを相対的に移動させる第１の移動手段と、ダ
   イの表面に対して平行で且つＸ方向と直交するＹ方向に
   コレットとダイを相対的に移動させる第２の移動手段
   と、ダイの表面に対して直交するＺ方向にコレットとダ
   イを相対的に移動させる第３の移動手段と、上記コレッ
   トのＺ方向の位置を検出する位置検出手段と、上記コレ
   ットのＺ方向の基準となる位置を設定するための基準台
   と、ダイの品種変更時に上記第１，第２の移動手段を制
   御して上記コレットを基準台上に移動させるとともに、
   上記第３の移動手段を制御して上記コレットを上記基準
   台に押し付け、上記位置検出手段による位置情報に基づ
   いて上記コレットの厚さを算出し、この算出したコレッ
   トの厚さに応じてダイのピックアップ及びダイボンディ
   ングのためのＺ方向に関係するパラメータデータの補正
   演算を行う制御手段とを具備することを特徴とするダイ
   ボンディング装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、ダイの品種変更時に上
   記第１，第２の移動手段を制御して上記コレットをバッ
   クアッププレート上に移動させるとともに、上記第３の
   移動手段を制御して上記コレットをバックアッププレー
   トに押し付け、上記位置検出手段による位置情報に基づ
   いて上記バックアッププレートの高さを算出し、この算
   出したバックアッププレートの高さ情報に基づいてダイ
   のピックアップ及びダイボンディングのためのＺ方向に
   関係するパラメータデータの補正演算を更に行うことを
   特徴とする請求項１に記載のダイボンディング装置。
3. 【請求項３】前記制御手段は、ダイの品種変更時に上記
   第１，第２の移動手段を制御して上記コレットを突上げ
   ニードル上に移動させるとともに、上記第３の移動手段
   を制御して上記コレットを突上げニードルに押し付け、
   上記位置検出手段による位置情報に基づいて上記突上げ
   ニードルの高さを算出し、この算出した突上げニードル
   の高さ情報に基づいてダイのピックアップ及びダイボン
   ディングのためのＺ方向に関係するパラメータデータの
   補正演算を更に行うことを特徴とする請求項１または２
   に記載のダイボンディング装置。
4. 【請求項４】 ダイの品種変更時に、ダイを吸着するた
   めのコレットを交換する工程と、ダイの表面に直交する
   Ｚ方向の基準となる位置を設定する基準台にコレットを
   押し付けてＺ方向の位置を検出することによりコレット
   の厚さを測定する工程と、測定されたコレットの厚さ情
   報に基づいてダイのピックアップ及びダイボンディング
   のためのＺ方向に関係するパラメータデータを補正する
   工程と、補正されたパラメータデータに基づいてコレッ
   トのＺ方向の位置を設定し、ダイのピックアップ及びダ
   イボンディングを行う工程とを具備することを特徴とす
   るダイボンディング方法。
5. 【請求項５】 ダイの品種変更時に、バックアッププレ
   ートを交換する工程と、このバックアッププレートにコ
   レットを押し付けてＺ方向の位置を検出することにより
   バックアッププレートの高さを測定する工程と、測定さ
   れたバックアッププレートの高さの情報に基づいてダイ
   のピックアップ及びダイボンディングのためのＺ方向に
   関係するパラメータデータを補正する工程とを更に具備
   することを特徴とする請求項４に記載のダイボンディン
   グ方法。
6. 【請求項６】 ダイの品種変更時に、突上げニードルを
   交換する工程と、この突上げニードルにコレットを押し
   付けてＺ方向の位置を検出することにより突上げニード
   ルの高さを測定する工程と、測定された突上げニードル
   の高さの情報に基づいてダイのピックアップ及びダイボ
   ンディングのためのＺ方向に関係するパラメータデータ
   を補正する工程とを更に具備することを特徴とする請求
   項４または５に記載のダイボンディング方法。