JPH11312702A - ウエハに対する半田ボールマウント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハ上の不良品チップに対する半田ボールの
マウントをキャンセルし、半田ボールの無駄を防止する
と共にウエハ上の複数個のチップに対して同時に半田ボ
ールをマウントすることを可能とする。 【解決手段】本発明は上記課題を解決するため、次の手
段を採用する。第１に、半田ボール吸着穴の配列パター
ンが同一である複数のマウントヘッドを設ける。第２
に、該複数のマウントヘッドを各々単独で昇降可能に保
持する。第３に、ウエハ上のチップ配置パターン又はウ
エハ上のチップ配置パターンと不良品チップ位置データ
に基づき上記複数のマウントヘッドの昇降を制御して、
半田ボールをウエハ上のチップにマウントする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップに用
いられる接合用微小半田ボールをマウントする装置の改
良に関するものであって、半田ボール吸着穴の配列パタ
ーンが同一の複数のマウントヘッドにより、ウエハ上の
半導体チップに直接半田ボールをマウントする装置であ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウエハ状態でのバンプの形成では
メッキ法、印刷法等が主流であった。メッキ法や印刷法
の場合、ウエハ上に一括でバンプを形成するため、不良
品チップにも全てバンプを形成してしまっていた。

【０００３】また、従来より半導体チップに接合用の半
田ボールをマウントする装置も存在した。しかし、従来
の半田ボールマウント装置は、半導体チップが単体ある
いは複数個を具備するフレームにより搬送されるため、
半導体チップ単体だけか、搬送フレーム中の半導体チッ
プ数に応じた個数のマウントヘッドを有するものであっ
た。

【０００４】ところが、近年の半田ボールの使用普及に
伴い、生産向上が要求されるようになり、ウエハ上のチ
ップに直接半田ボールをマウントするニーズが高まって
きている。ウエハ上には同一のチップが多数配列されて
いるため、一度にいくつものチップにマウントできる可
能性がある。このチップを１個ずつマウントしていたの
では効率が悪い。このため、特許第２６５７３５６号特
許公報に記載された装置のように、例えばウエハ上の隣
接する４個のチップに対し一度にマウントすることが試
されている。

【０００５】しかし、図５に示すようにウエハ１上には
良品チップ２以外に不良品チップ３（図５中×が付され
たチップ）も存在しており、特許２６５７３５６号に記
載された方法でマウントしていくと、不良品チップ３に
も半田ボールを搭載することとなり、半田ボールの無駄
が生じる。図６に示すウエハ１のように不良品チップ３
が少数の場合、この半田ボールの無駄はコスト的に問題
とならないが、多数存在するとコスト的に問題となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ウエハ１上
の不良品チップ３に対する半田ボールのマウントをキャ
ンセルし、半田ボールの無駄を防止すると共にウエハ上
の複数個のチップに対して同時に半田ボールをマウント
することを可能とするウエハに対する半田ボールマウン
ト装置を提供するものである。

【０００７】

【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、半田ボール吸着穴の配列パターンが同一であ
る複数のマウントヘッドを有し、該複数のマウントヘッ
ドを各々単独で昇降可能に保持し、ウエハ上のチップ配
置パターン又はウエハ上のチップ配置パターンと不良品
チップ位置データに基づき上記複数のマウントヘッドの
昇降を制御して、半田ボールをウエハ上のチップにマウ
ントするウエハに対する半田ボールマウント装置を提供
する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図示の実施例と共に本発明
の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る
半田ボールマウント装置の一実施例を示す平面概略図で
あり、半田ボールマウント装置は、独立して昇降する４
つのマウントヘッドを有するマウントユニット４、ボー
ル供給ユニット５、ボール吸着確認ユニット６、ボール
排出ボックス７、ウエハステージ８、ウエハマガジン
９、１０、マウントヘッド及びマウントユニットを駆動
する駆動装置１１、１２から構成される。

【０００９】マウントユニット４には、半田ボール吸着
穴の配列パターンの同一である複数のマウントヘッドが
設けられる。図２に示されるマウントユニット４では、
図３に略図的に示されるように４個のマウントヘッド１
４、１５、２４、２５を有している。１つのマウントヘ
ッド１４の下面には、１個のチップ分の半田ボールだけ
を搬送し、マウントすることができる半田ボール吸着穴
の配列パターンが形成されている。他のマウントヘッド
１５、２４、２５の下面にも同一配列パターンの半田ボ
ール吸着穴が形成されている。

【００１０】マウントユニット４は、駆動装置１２によ
り上下に昇降自在のヘッド保持部１３を有し、ヘッド保
持部１３には４つのマウントヘッド１４、１５、２４、
２５が取り付けられている。尚、個々のマウントヘッド
１４、１５、２４、２５には、マウントユニット４とは
別個に昇降するためのエアシリンダ２０が設けられてい
る。

【００１１】半田ボールマウント装置では、マウントヘ
ッド１４、１５、２４、２５の移動は、駆動装置１１、
１２によりマウントユニット４の移動と一体に行われ
る。まず、マウントユニット４は、ボール供給ユニット
５上方へ駆動装置１１により移動し、駆動装置１２によ
り下降してマウントヘッド１４、１５、２４、２５下面
に形成された吸着穴で半田ボール１６を吸着する。

【００１２】４つのマウントヘッド１４、１５、２４、
２５の全部に半田ボールを吸着する場合には、上記のよ
うにマウントユニット４の昇降によるのみでよい。３つ
のマウントヘッド１４、２４、２５でのみ半田ボールを
吸着する場合には、図３に示すように半田ボールを吸着
しないマウントヘッド１５のエアシリンダ２０が作動
し、図３に示すように該マウントヘッド１５のみを上方
へ位置させ、その後にマウントヘッド１５のみ真空吸引
装置への接続を切断した状態で、半田ボール吸着のた
め、マウントユニット４を下降させ、３つのマウントヘ
ッド１４、２４、２５に半田ボールを吸着させるのであ
る。尚、半田ボール１６の吸着は図示されていない別設
の真空吸引装置で行なわれており、図２中符号２１は、
マウントヘッド１４、１５と真空吸引装置とを接続する
連結管である。

【００１３】２つのマウントヘッド１４、２４及び１つ
のマウントヘッド１４へ半田ボールを吸着させる場合に
も、半田ボールを吸着しないマウントヘッドをエアシリ
ンダ２０により上方へ退避させ、真空吸引装置への接続
を切断して半田ボールの吸着を行う。

【００１４】次にマウントユニット４はボール吸着確認
ユニット６へ移動し半田ボール１６の吸着漏れと余分に
吸着している半田ボール１６のチェックを行う。吸着漏
れがあった場合には再度ボール供給ユニット５へ戻り吸
着作業を行う。余分なものがあった場合にはボール排出
ボックス７へと移動し排出する。

【００１５】その後、マウントユニット４は図４に示す
ウエハステージ８へと移動する。ウエハステージ８では
ウエハ１が、あらかじめ位置決めされて待機している。
ウエハ１は、未マウントのウエハ１が収納されたウエハ
マガジン９より取り出され、図示されていないフラック
ス供給装置にてフラックスを塗布されて、ウエハステー
ジ８へと供給される。

【００１６】ウエハステージ８上でウエハ１全体の画像
を、図示されていない画像認識カメラにて取り込み、ウ
エハ１の位置決めと良品チップ２及び不良品チップ３の
ウエハ１内ポジションの確認を行う。この時、画像認識
カメラを用いることなく、前工程であるウエハ検査にて
認識した不良品チップ３の位置データを伝送して用いる
こともできる。この良品チップ２、不良品チップ３の位
置データから、効率よく半田ボールのマウントができる
パターンを演算する。

【００１７】このとき４つのマウントヘッド全てを用い
てマウントできる位置データの個数が変数Ｆに代入され
る（便宜的に４個取りヘッドのマウント数と称する）。
次に、４つのマウントヘッドの内、例えば図３の右下の
マウントヘッドを除いた３つのマウントヘッドを用いて
マウントできる位置データの個数が変数Ｔ１に代入され
る（便宜的に、くの字３個取りヘッドのマウント数と称
する）。

【００１８】４つのマウントヘッドの内、例えば図３で
左上のマウントヘッドを除いた３つのマウントヘッドを
用いてマウントできる位置データの個数が変数Ｔ２に代
入される（便宜的に、逆くの字３個取りヘッドのマウン
ト数と称する）。４つのマウントヘッドの内、隣接する
上下又は左右の２個のマウントヘッドを除いた２個のマ
ウントヘッドを用いてマウントできる位置データの個数
が変数Ｄに代入される（便宜的に、２個取りヘッドのマ
ウント数と称する）。

【００１９】４つのマウントヘッドの内、１個のマウン
トヘッドを用いてマウントできる位置データの個数が変
数Ｓに代入される（便宜的に、シングルヘッドのマウン
ト数と称する）。

【００２０】次に、マウント動作に移り、４個取りヘッ
ドの使用が可能な場所に、４チップ分の半田ボールをマ
ウントする。４個取りヘッド使用可能な場所を、すべて
マウントし終わると、図３に示すように１つのマウント
ヘッド１５の昇降装置であるエアシリンダ２０が作動
し、１つのマウントヘッド１５が上方へ退避する。この
退避動作は、くの字３個取りヘッドでのマウントの際
に、既にウエハ上にマウントされている半田ボールとマ
ウントヘッド１５の干渉を避けるためである。尚、この
上方への退避動作は他の場合においても同様の意味を持
つ。

【００２１】続いて、くの字３個取りヘッド、逆くの字
３個取りヘッドでのマウントを行う。その後更に、１個
のマウントヘッドが上方へ退避し、２個取りヘッドにて
マウントを行う。これが終了した時点で更に１個のマウ
ントヘッドを上昇退避させ、シングルヘッドによりマウ
ントする。

【００２２】ボール供給ユニット５及びマウント時のボ
ール吸着のための動作及びマウント動作としてのマウン
トヘッド１４、１５、２４、２５の下降は、マウントユ
ニット４の駆動装置１２にて一体的に行われる。

【００２３】尚、ウエハ１上でのマウント対象チップ間
の移動、すなわち平面での移動（Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸への
移動）は、ウエハステージ８の、ＸＹテーブル１７及び
回転テーブル１８にて行う。

【００２４】以下本実施例の制御例について図９に従っ
て説明する。半田ボールマウント装置スタート後、ウエ
ハ１上の不良品チップ３の位置データの取り込みを行
う。ウエハ１上の不良品チップ３の位置データは、前工
程での検査の際のデータを一括外部入力してもよく、又
は本装置における画像認識装置による不良品チップ３の
位置データの取り込みであってもよい。

【００２５】次に、ウエハ１上の不良品チップ３をスキ
ップし、かつ最適なボールマウント順序を計算する。マ
ウントユニット４のマウントヘッド１４、１５、２４、
２５によるマウント数の内、４個取りヘッドマウント数
が変数Ｆに、くの字３個取りヘッドマウント数が変数Ｔ
１に、逆くの字３個取りヘッドマウント数が変数Ｔ２
に、２個取りヘッドマウント数が変数Ｄに、シングルヘ
ッドマウント数が変数Ｓに代入される。

【００２６】ここで、ボールマウント動作がスタート
し、まず、４個取りヘッドによるボールマウントが行わ
れる。図７において隣接するチップ４個を連結する四角
形が４個取りヘッドによるボールマウント位置である。
１回のマウント動作で、Ｆ＝Ｆ−１の計算がなされ、Ｆ
＝０かどうかのチェックが行われる。Ｆ＝０でない間
は、４個取りヘッドによるボールマウントが行われる。
変数Ｆに代入された回数が終了し、Ｆ＝０が成立したと
き、くの字３個取りヘッドによるボールマウントへ移行
する。

【００２７】図７において、くの字形に隣接する３個の
チップを連結するくの字図形が、くの字３個取りヘッド
によるボールマウント位置である。くの字３個取りヘッ
ドによるボールマウントでは、１回のマウント動作で、
Ｔ１＝Ｔ１−１の計算がなされる。Ｔ１＝０か否かのチ
ェックが行われ、Ｔ１＝０でない間は、くの字３個取り
ヘッドによるボールマウントが行われる。変数Ｔ１に代
入された回数が終了し、Ｔ１＝０が成立したとき、逆く
の字３個取りヘッドによるボールマウントへ移行する。

【００２８】図７において、逆くの字形に隣接する３個
のチップを連結する逆くの字図形が、逆くの字３個取り
ヘッドによるボールマウント位置である。逆くの字３個
取りヘッドによるボールマウントでは、１回のマウント
動作で、Ｔ２＝Ｔ２−１の計算がなされ、Ｔ２＝０か否
かのチェックが行われ、Ｔ２＝０でない間は逆くの字３
個取りヘッドによるボールマウントが行われる。変数Ｔ
２に代入された回数が終了し、Ｔ２＝０が成立したと
き、２個取りヘッドによるボールマウントへ移行する。
尚、逆くの字３個取りヘッドによるマウントはウエハス
テージ８の回転テーブル１８のΘ軸を１８０度回転させ
ることによって、くの字３個取りヘッドで実施すること
も可能である。

【００２９】図７において、横又は縦に隣接する２個の
チップを連結する棒状図形が２個取りヘッドによるボー
ルマウント位置である。２個取りヘッドによるボールマ
ウントでは、１回のマウント動作で、Ｄ＝Ｄ−１の計算
がなされる。Ｄ＝０か否かのチェックが行われ、Ｄ＝０
でない間は２個取りヘッドによるボールマウントが行わ
れる。変数Ｄに代入された回数が終了し、Ｄ＝０が成立
したとき、シングルヘッドによるボールマウントへ移行
する。

【００３０】図７において○図形がシングルヘッドによ
るボールマウント位置である。シングルヘッドによるボ
ールマウントでは、１回のマウント動作で、Ｓ＝Ｓ−１
の計算がなされ、Ｓ＝０か否かのチェックが行われ、Ｓ
＝０でない間はシングルヘッドによるボールマウントが
行われる。変数Ｓに代入された回数が終了し、Ｓ＝０が
成立したとき、ボウルマウントは終了する。

【００３１】以上の制御例は、ボールマウントに必要な
マウントヘッドに半田ボールを吸着させてマウント動作
を行う場合である。しかし、半田ボール吸着時には全て
のマウントヘッド１４、１５、２４、２５を下降させて
おき、半田ボールを吸着させ、マウント時にチップパタ
ーンに合わせてマウント不要な位置のマウントヘッドを
上昇退避させ、必要部分のみをマウントし、その後にマ
ウントしなかった残りのマウントヘッドを端数チップ部
分に移動した後、降下させ、マウントを終了したマウン
トヘッドを上昇退避させてマウントする制御例も考えら
れる。

【００３２】本実施例及び上記例は、不良品チップ３
が、ある程度多数存在する場合について説明するが、図
６に示すウエハ１のように不良品チップ３（図６中×記
号で明示された部分）が、少数の場合、すなわち半田ボ
ールの無駄が無視できる程度に少数の場合、不良品チッ
プ３の位置データを取り込むことなく、図８に示すよう
にチップ配置パターンにのみ基づいてボールマウントす
ることもできる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、第１に、半田ボール吸着穴の
配列パターンが同一である複数のマウントヘッドにて、
同時にウエハ上の複数のチップに対して半田ボールをマ
ウントするものであるため、半田ボールマウントに要す
る時間が減少する。

【００３４】第２に、該複数のマウントヘッドを各々単
独で昇降可能に保持し、ウエハ上のチップ配置パターン
又はウエハ上のチップ配置パターンと不良品チップ位置
データに基づき上記複数のマウントヘッドの昇降を制御
するので、不良品チップへのボールマウントが避けら
れ、半田ボールの無駄が省ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】半田ボールマウント装置の一実施例を示す平面
概略図

【図２】マウントユニットの断面説明図

【図３】複数マウントヘッドの昇降状態を示す概略斜視
図

【図４】ウエハステージの斜視図

【図５】不良品チップの比率の高いウエハの平面説明図

【図６】不良品チップの比率の低いウエハの平面説明図

【図７】ウエハ上でのマウントの一例を示す正面説明図

【図８】ウエハ上でのマウントの他例を示す平面説明図

【図９】制御例を示す説明図

【符号の説明】

１．．．．．．．．．．．．ウエハ ２．．．．．．．．．．．．良品チップ ３．．．．．．．．．．．．不良品チップ ４．．．．．．．．．．．．マウントユニット ５．．．．．．．．．．．．ボール供給ユニット ６．．．．．．．．．．．．ボール吸着確認ユニット ７．．．．．．．．．．．．ボール排出ボックス ８．．．．．．．．．．．．ウエハステージ ９、１０．．．．．．．．．ウエハマガジン １１、１２．．．．．．．．駆動装置 １３．．．．．．．．．．．ヘッド保持部 １４、１５、２４、２５．．マウントヘッド １６．．．．．．．．．．．半田ボール １７．．．．．．．．．．．ＸＹテーブル １８．．．．．．．．．．．回転テーブル ２０．．．．．．．．．．．エアシリンダ ２１．．．．．．．．．．．連結管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半田ボール吸着穴の配列パターンが同一で
   ある複数のマウントヘッドを有し、該複数のマウントヘ
   ッドを各々単独で昇降可能に保持し、ウエハ上のチップ
   配置パターン又はウエハ上のチップ配置パターンと不良
   品チップ位置データに基づき上記複数のマウントヘッド
   の昇降を制御して、半田ボールをウエハ上のチップにマ
   ウントするウエハに対する半田ボールマウント装置。