JPH09246295A - ダイボンディング装置およびダイボンディング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘着シートのチップの保持力の大きさを考慮
してニードルによりチップを突き上げることにより、コ
レットが確実にチップをピックアップできるダイボンデ
ィング装置およびダイボンディング方法を提供する。 【解決手段】 コレット２３は下降して粘着シート３上
のチップ４に到達し、ニードル９は上昇して粘着シート
３の下面に到達する。安定時間が経過したならば、ニー
ドル９とコレット２３は同速度で同期して上昇し、チッ
プ４を粘着シート３からピックアップする。粘着シート
３のチップ４の保持力は、チップサイズと粘着係数で決
定される。そこでニードル９とコレット２３の同期上昇
速度や同期上昇高さと保持力のパラメータの相関関係を
予め求め、これに基づいてニードル９とコレット２３を
同期上昇させチップ４をピックアップする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粘着シートの上面
に貼着されたチップをコレットでピックアップして基板
に移送搭載するダイボンディング装置およびダイボンデ
ィング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダイボンディング装置は、粘着シートの
上面に貼着されたチップを下方からニードルで突き上げ
ながらコレットで真空吸着してピックアップし、コレッ
トをリードフレームやプリント基板などの上方へ移動さ
せ、そこでコレットに上下動作を行わせて、チップを基
板に搭載するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】チップは粘着シート上
にボンドで貼着されており、コレット単独ではピックア
ップは困難である。そこでコレットがチップをピックア
ップする際には、ニードルでチップを下方から突き上げ
て粘着シートから剥離させることにより、コレットのピ
ックアップ動作を助けるものである。

【０００４】粘着シートがチップを貼着する保持力は、
ボンドの貼着力とチップサイズ（チップの面積）の関数
である。すなわち、粘着力やチップサイズが大きい程、
粘着シートがチップを保持する保持力は大きく、ニード
ルで下方から突き上げてもチップは粘着シートから剥離
されにくい。ところが従来のダイボンディング装置は、
この保持力の大きさに留意せずにニードルを上昇させて
チップを下方から突き上げていたため、突き上げ力の不
足によるチップの剥離不十分や、突き上げ力の過大によ
るチップの飛び出し等を生じやすく、その結果、コレッ
トはチップをピックアップミスしやすいという問題点が
あった。

【０００５】したがって本発明は、粘着シートのチップ
の保持力の大きさを考慮してニードルによりチップを突
き上げることにより、コレットがピックアップミスなく
確実にチップをピックアップできるダイボンディング装
置およびダイボンディング方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、粘着シート上
のチップを下方から突き上げるニードルと、このニード
ルに上下動作を行わせる第１のモータと、このニードル
により突き上げられるチップをピックアップして基板に
移送搭載するコレットと、このコレットに上下動作を行
わせる第２のモータと、このコレットを粘着シートと基
板の間を移動させる移動テーブルとを備えたダイボンデ
ィング装置であって、前記第１のモータと前記第２のモ
ータの制御系が、前記第１のモータを駆動する第１のモ
ータ駆動回路と、前記第２のモータを駆動する第２のモ
ータ駆動回路と、前記ニードルと前記コレットが同期し
て上昇しながらチップをピックアップするときの前記ニ
ードルと前記コレットの同期上昇高さを登録する同期上
昇高さテーブルおよびまたは同期上昇速度を登録する同
期上昇速度テーブルと、この同期上昇高さテーブルおよ
びまたは同期上昇速度テーブルに登録されたデータに基
づいて前記第１のモータ駆動回路と前記第２のモータ駆
動回路を制御する制御部とを備えた。

【０００７】また第２の上下動手段を駆動して粘着シー
トの上面に貼着されたチップに向ってコレットを下降さ
せ、また第１の上下動手段を駆動して粘着シートに向っ
てニードルを上昇させてチップをコレットとニードルに
より上下からはさみ込み、このはさみ込み状態でコレッ
トとニードルを同速度で同期上昇させることによりチッ
プを粘着シートから剥離してコレットでピックアップ
し、次いでコレットを基板の上方へ移動させてチップを
基板に搭載するダイボンディング方法であって、前記粘
着シートのチップの保持力に応じて、コレットとニード
ルが同期上昇するときの同期上昇速度または同期上昇高
さのうちの少なくとも一方のデータを設定しておき、こ
のデータに基づいてコレットとニードルを同期上昇させ
てチップをピックアップするようにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明によれば、粘着シートのチ
ップの保持力に応じてコレットとニードルの同期上昇時
の上昇速度や上昇高さを調整することにより、ニードル
によりチップを粘着シートから確実に剥離させて、コレ
ットでピックアップすることができる。

【０００９】以下、本発明の一実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は、本発明の一実施の形態のダイボ
ンディング装置の構成図、図２は同チップのピックアッ
プ方法の説明図、図３は同チップのピックアップ動作の
説明図、図４は同粘着シートの粘着係数テーブル図、図
５は同同期上昇速度テーブル図、図６は同同期上昇高さ
テーブル図、図７は同動作パターンを求めるフローチャ
ートである。

【００１０】まず図１を参照して、ダイボンディング装
置の全体構成を説明する。１はウエハであり、リングホ
ルダ２に張り付けられた粘着シート３の表面にチップ４
がボンドにより多数個貼着されている。ウエハ１の下方
にはチップ４の突き上げユニット６が設けられている。
突き上げユニット６は、ケース７の上面にペパーポット
８を立設し、ペパーポット８の内部に、ニードル９を保
持するニードルホルダ１０を収納して構成されている。
ケース７の側部には第１のモータ１１が設けられてい
る。第１のモータ１１はカム１２を回転させる。ニード
ルホルダ１０の下部にはカム１２に当接するローラ１３
が軸着されており、ローラ１３はスプリング１４のバネ
力によりカム１２の周面に押し付けられる。カム１２は
等速カムであり、カム１２を正逆回転させることによ
り、ニードル９に所定の上下動作を行わせる。すなわ
ち、第１のモータ１１，カム１２，ローラ１３はニード
ル９に上下動作を行わせるための第１の上下動手段であ
る。

【００１１】ウエハ１の上方には移動テーブル２０が設
けられている。移動テーブル２０にはヘッド部２１が装
着されている。ヘッド部２１は第２のモータ２２が保持
されており、第２のモータ２２にはコレット２３が保持
されている。すなわち、第２のモータ２２はコレット２
３に上下動作を行わせるための第２の上下動手段であ
る。第２のモータ２２はリニヤモータである。したがっ
て第２のモータ２２が駆動すると、コレット２３は上下
動作を行う。また移動テーブル２０が駆動することによ
り、ヘッド部２１はウエハ１と基板２４の間を水平方向
へ移動する。２５は基板２４を位置決めするテーブルで
ある。

【００１２】次に制御系を説明する。４０は制御部であ
り、第１の動作パターン記憶部４１、第１のパルス発生
回路４２、第１のモータ駆動回路４３を通して第１のモ
ータ１１の駆動を制御する。また制御部４０は、第２の
動作パターン記憶部４４、第２のパルス発生回路４５、
第２のモータ駆動回路４６を通して第２のモータ２２の
駆動を制御する。

【００１３】第１の動作パターン記憶部４１と第２の動
作パターン記憶部４４は、それぞれニードル９とコレッ
ト２３に所定の上下動作を行わせるための動作パターン
が記憶されている。また第１のパルス発生回路４２と第
２のパルス発生回路４５は、それぞれ第１の動作パター
ン記憶部４１と第２の動作パターン記憶部４４に記憶さ
れた動作パターンに基いて、第１のモータ１１と第２の
モータ２２を駆動するためのパルスを発生する。制御部
４０には、同期上昇速度テーブル５１と同期上昇高さテ
ーブル５２が接続されている。５３は入力部であり、チ
ップサイズや粘着係数（後述）などのデータを入力す
る。

【００１４】図４は、粘着シート３の品種とその粘着係
数（粘着力の強さ）の例を示したものである。図示する
ように、粘着シート３の粘着係数は、ＵＶシート、弱粘
シートＡなどの品種によって異っている。この粘着係数
は、入力部５３で入力される。

【００１５】図５は同期上昇速度テーブルであって、縦
軸はニードル９とコレット２３の同期上昇速度Ｖ（図２
において、ｄ−ｅ間およびｉ−ｊ間の上昇速度）、横軸
は粘着シート３のチップ４の保持力のパラメータｍであ
る。保持力のパラメータｍは粘着シート３に貼着される
チップサイズ（チップの面積）と図４に示す粘着係数の
積である。図５は、パラメータｍが大きい程、チップ４
は粘着シート３に強く貼着されているので、同期上昇速
度を小さくしてチップ４をゆっくり突き上げながらピッ
クアップする必要があることを示している。図５の特性
線Ｐ１は、実験や経験により決定される。

【００１６】図６は同期上昇高さテーブルであって、縦
軸はニードル９の上昇高さＨ（図２においてｉ−ｊ間の
高さ）、横軸は図５と同様のパラメータｍである。図６
は、パラメータｍが大きい程、ニードル９の上昇高さＨ
を高くして、チップ４を大きく突き上げる必要があるこ
とを示している。この特性線Ｐ２も、実験や経験により
決定される。

【００１７】このダイボンディング装置は上記のように
構成されており、次に動作を説明する。まず、図７のフ
ローチャートを参照しながら、図１に示す第１の動作パ
ターン記憶部４１と第２の動作パターン記憶部４４に記
憶される動作パターンを求める方法を説明する。まず図
７のステップ１において、入力部５３からチップサイズ
（チップの面積）と粘着係数を入力する。次にステップ
２で、チップの面積と粘着係数の積ｍ（チップの保持力
のパラメータ）を求める。この積（パラメータ）ｍは、
制御部４０で演算して求められる。次に図５に示す同期
上昇速度テーブルより、そのパラメータｍに対応する同
期上昇速度Ｖを求める（ステップ３）。また同様に、図
６に示す同期上昇高さテーブルより、そのパラメータｍ
に対応する同期上昇高さＨを求める（ステップ４）。ス
テップ３とステップ４で求められた結果を基にして、第
１の動作パターンを求めて第１の動作パターン記憶部４
１に記憶する（ステップ５）。また第２の動作パターン
を求めて第２の動作パターン記憶部４４に記憶する（ス
テップ６）。第２の動作パターンは、図２においてｄ点
のタイミングをｉ点のタイミングに合わせ、またｄ−ｅ
の勾配と時間をｉ−ｋまたはｉ−ｊの勾配と時間にあわ
せることにより、簡単に求められる。

【００１８】以上のようにして、第１の動作パターンと
第２の動作パターンを求めたならば、その動作パターン
にしたがってウエハ１のチップ４を基板２４に搭載する
実装作業を始める。以下、この実装作業を説明する。

【００１９】まず、図１に示すように、コレット２３を
ウエハ１の所望のチップ４の上方で停止させる。次に第
２のモータ２２を駆動して、コレット２３をチップ４へ
向って下降させる。この場合、コレット２３は図２のａ
点からｂ点までは高速度で下降し、ｂ点から低速で下降
し、ｃ点でコレット２３はチップ４の上面に到達する。
なおｂ点で低速に移行するのは、コレット２３がチップ
４に高速度で強く着地してチップ４を破壊するのを避け
るためである。図３（ａ）は、コレット２３がｂ点まで
下降した状態を示しており、また図３（ｂ）はコレット
２３がｃ点まで下降した状態を示している。

【００２０】一方、ニードル９はｇ点で上昇を開始し、
ｈ点で粘着シート３の下面に到達する。図３（ｃ）はこ
のときの状態を示している。すなわち、ニードル９は、
コレット２３がチップ４の上面に着地した後、わずかに
遅れて粘着シート３の下面に到達する。ステップ３で、
コレット２３とニードル９が下降動作と上昇動作を停止
したことを確認する。この確認は、第１のモータ駆動回
路４３と第２のモータ駆動回路４６からのフィードバッ
ク信号により制御部４０が行う。すなわち、制御部４０
はコレット２３の下降動作とニードル９の上昇動作の停
止を確認する確認手段である。この確認をしたならば、
安定時間ｔが経過するのを待つ。この安定時間ｔは、コ
レット２３がチップ４をしっかり真空吸着するのに要す
る時間であり、図３（ｃ）はこの安定時間ｔ中のニード
ル９とコレット２３を示している。

【００２１】安定時間ｔが経過したならば、第１のモー
タ１１と第２のモータ２２を同時に駆動してニードル９
とコレット２３を同期上昇させ、チップ４を粘着シート
３から剥離してピックアップする。これにより、コレッ
ト２３が上昇を開始するタイミング（ｄ点）と、ニード
ル９が上昇を開始するタイミング（ｉ点）を確実に一致
させ、コレット２３とニードル９でチップ４を上下から
はさみ込んでピックアップすることができる。図３
（ｄ）はこのときの動作を示しており、図示するように
ニードル９は粘着シート３を突き破ってチップ４を突き
上げながら粘着シート３から剥離させ、コレット２３は
突き上げられたチップ４を上昇しながらピックアップす
る。

【００２２】図２において、ｄ点以降とｉ点以降におい
て、実線はチップサイズが大きい場合（すなわち粘着シ
ート３の保持力が大きい場合）を示しており、また破線
はチップサイズが小さい場合（すなわち保持力が小さい
場合）を示している。まずチップサイズが大きい場合を
実線を参照して説明する。この場合、ニードル９が図２
においてｊ点に到達すると上昇を停止し、次いでｋ点で
下降を開始し、スタート位置の高さであるｌ点へ向って
下向する。一方、コレット２３はｄ点からｅ点まではニ
ードル９と同速度で上昇するが、ｅ点から高速へ移行
し、ｆ点で上昇を停止する。図３（ｅ）はその途中の状
態を示している。以上によりコレット２３によるチップ
４のピックアップ動作は終了する。次に移動テーブル２
０が駆動を開始してコレット２３は基板２４の上方へ移
動し、そこで上下動作を行ってチップ４を基板２４の所
定位置に移送搭載した後、スタート位置に戻る。以上に
より、１サイクルの動作は終了する。

【００２３】次にチップサイズが小さい場合を、図２の
破線を参照して説明する。この場合、ａ−ｄおよびｇ−
ｉまでは、チップサイズが大きい場合と同じである。チ
ップサイズが小さい場合には、ｉ−ｊ’間でニードル９
を上昇させるが、チップサイズが大きい場合と比較し
て、上昇速度は速い。これは、チップサイズが小さい場
合は粘着シート３の保持力は弱いので、チップ４を高速
度で剥離させることが可能なためである。また上昇高さ
は、チップサイズが大きい場合よりも低い。これは、上
昇高さを高くすると、チップ４がニードル９で過大に突
き上げられて飛び出してしまうおそれがあるからであ
る。以上によりニードル９はチップ４を突き上げた後、
スタート位置の高さであるｌ’点へ下降する。一方、コ
レット２３は、ｄ−ｅ’間においてニードル９と同速度
で同期上昇し、ｅ’から上昇速度を速くしてｆ’でピッ
クアップを完了し、基板２４に移送搭載する。

【００２４】以上のように、チップサイズが大きい場合
は、ニードル９を低速度で大きく上昇させてコレット２
３でチップ４をピックアップする。またチップサイズが
小さい場合は、ニードル９を高速度で小さく上昇させて
コレット２３でチップをピックアップする。これによ
り、チップサイズが小さい場合は、チップサイズが大き
い場合と比較して、タクトタイムはｔａ（ｆ点とｆ’点
の差）短縮できる。よって本方法によれば、チップサイ
ズに応じてニードル９とコレット２３を最適運転し、殊
にチップサイズが小さい程、タクトタイムを短縮して高
速実装することができる。本発明は上記実施の形態に限
定されないのであって、例えば図５および図６に示す特
性線Ｐ１、Ｐ２のうち、一方のみを用いてもピックアッ
プミスの発生を軽減できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、粘着シートのチップの
保持力に応じてコレットとニードルの同期上昇時の上昇
速度や上昇高さを調整することにより、ニードルにより
チップを粘着シートから確実に剥離させて、コレットで
ピックアップすることができる。したがってチップのピ
ックアップミスを解消し、チップを基板に確実に実装す
ることができる。さらには、チップサイズに応じて、ニ
ードルとコレットを最適運転し、殊にチップサイズが小
さい程、タクトタイムを短縮して高速実装することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のダイボンディング装置の構
成図

【図２】本発明の一実施例のチップのピックアップ方法
の説明図

【図３】本発明の一実施例のチップのピックアップ動作
の説明図

【図４】本発明の一実施例の粘着シートの粘着係数テー
ブル図

【図５】本発明の一実施例の同期上昇速度テーブル図

【図６】本発明の一実施例の同期上昇高さテーブル図

【図７】本発明の一実施例の動作パターンを求めるフロ
ーチャート

【符号の説明】

１ ウエハ ３ 粘着シート ４ チップ ６ 突き上げユニット ９ ニードル １１ 第１のモータ ２０ 移動テーブル ２２ 第２のモータ ２３ コレット ４０ 制御部 ４１ 第１の動作パターン記憶部 ４２ 第１のパルス発生回路 ４３ 第１のモータ駆動回路 ４４ 第２の動作パターン記憶部 ４５ 第２のパルス発生回路 ４６ 第２のモータ駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘着シート上のチップを下方から突き上げ
   るニードルと、このニードルに上下動作を行わせる第１
   のモータと、このニードルにより突き上げられるチップ
   をピックアップして基板に移送搭載するコレットと、こ
   のコレットに上下動作を行わせる第２のモータと、この
   コレットを粘着シートと基板の間を移動させる移動テー
   ブルとを備えたダイボンディング装置であって、 前記第１のモータと前記第２のモータの制御系が、前記
   第１のモータを駆動する第１のモータ駆動回路と、前記
   第２のモータを駆動する第２のモータ駆動回路と、前記
   ニードルと前記コレットが同期して上昇しながらチップ
   をピックアップするときの前記ニードルと前記コレット
   の同期上昇高さを登録する同期上昇高さテーブルおよび
   または同期上昇速度を登録する同期上昇速度テーブル
   と、この同期上昇高さテーブルおよびまたは同期上昇速
   度テーブルに登録されたデータに基づいて前記第１のモ
   ータ駆動回路と前記第２のモータ駆動回路を制御する制
   御部とを備えたことを特徴とするダイボンディング装
   置。
2. 【請求項２】第２の上下動手段を駆動して粘着シートの
   上面に貼着されたチップに向ってコレットを下降させ、
   また第１の上下動手段を駆動して粘着シートに向ってニ
   ードルを上昇させてチップをコレットとニードルにより
   上下からはさみ込み、このはさみ込み状態でコレットと
   ニードルを同速度で同期上昇させることによりチップを
   粘着シートから剥離してコレットでピックアップし、次
   いでコレットを基板の上方へ移動させてチップを基板に
   搭載するダイボンディング方法であって、 前記粘着シートのチップの保持力に応じて、コレットと
   ニードルが同期上昇するときの同期上昇速度または同期
   上昇高さのうちの少なくとも一方のデータを設定してお
   き、このデータに基づいてコレットとニードルを同期上
   昇させてチップをピックアップすることを特徴とするダ
   イボンディング方法。