(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着シートに貼着された半導体チップを前記粘着シートの裏面から突上げピンを用いて突上げて剥離させ、その半導体チップを被ボンディング物にボンディングするダイボンディング装置において、前記突上げピンの突上げ動作に伴い前記半導体チップに作用する突上げ荷重を測定する荷重測定手段と、前記突上げピンの移動量を測定する移動量測定手段と、この移動量測定手段と前記荷重測定手段の各測定値が許容値を超えたか否かに基づいて前記突上げピンによる突上げ動作を継続させるか停止させるかを選択し実行する制御手段を設け、前記制御手段は、前記突上げピンの移動量の測定値が許容値よりも小さく、突上げ荷重の測定値（以下測定値Ａと称す。）が許容値以下のとき、更に突上げ荷重の測定値が測定値Ａよりも降下し、この測定値Ａが所定値以下となったとき、突上げピンの上昇を停止させ下降させることを特徴とするダイボンディング装置。
【請求項２】
粘着シートに貼着された半導体チップを前記粘着シートの裏面から突上げピンを用いて突上げて剥離させ、その半導体チップを被ボンディング物にボンディングするダイボンディング装置において、前記突上げピンを上下動させるモータと、前記突上げピンの突上げ動作に伴い前記半導体チップに作用する突上げ荷重を測定する荷重測定手段と、前記突上げピンの移動量を測定する移動量測定手段と、この移動量測定手段と前記荷重測定手段の各測定値が許容値を超えたか否かに基づいて前記突上げピンによる突上げ動作を継続させるか停止させるかを選択し実行するとともに前記モータの回転角度を制御可能とする制御手段を設け、前記制御手段は、前記突上げピンの移動量の測定値が許容値よりも小さく、突上げ荷重の測定値が許容値よりも大きなとき、前記モータの回転速度を低下させ、前記突上げピンの上昇速度を減速させることを特徴とするダイボンディング装置。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、粘着テープに貼着された半導体チップを粘着テープの裏側から突上げ、その半導体チップをリードフレーム等の被ボンディング物にボンディングするダイボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粘着シートに貼着された多数の半導体チップは、ダイボンディング装置を用いて粘着シートから剥離され、リードフレームのアイランド部にダイボンディングされる。この工程において、ダイボンディング装置に備えられたチップ突上げユニットが、半導体チップを粘着シートの裏側から突上げピンを用いて突上げて、この半導体チップを剥離させている。
【０００３】
上記チップ突上げユニットは、従来、突上げピンをカムを用いて昇降させるものである。このカムが連続回転され、突上げピンの昇降速度（突上げ速度）及び最大昇降ストローク（最大突上げ量）はー定値に設定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、半導体チップと粘着テープとの貼着力は、一般に半導体チップの大きさが大きな場合に大きくなり、また経時的にも増大してしまう。従って、このような場合、突上げピンの突上げ速度や突上げ量がー定であると、半導体チップが粘着シートから剥れず、この半導体チップが突上げピンによって損傷してしまう虞れがある。
【０００５】
この発明は、半導体チップのピックアップを、半導体チップを損傷することなく確実に実施できるダイボンディング装置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】
請求項１に記載の発明は、粘着シートに貼着された半導体チップを前記粘着シートの裏面から突上げピンを用いて突上げて剥離させ、その半導体チップを被ボンディング物にボンディングするダイボンディング装置において、前記突上げピンの突上げ動作に伴い前記半導体チップに作用する突上げ荷重を測定する荷重測定手段と、前記突上げピンの移動量を測定する移動量測定手段と、この移動量測定手段と前記荷重測定手段の各測定値が許容値を超えたか否かに基づいて前記突上げピンによる突上げ動作を継続させるか停止させるかを選択し実行する制御手段を設け、前記制御手段は、前記突上げピンの移動量の測定値が許容値よりも小さく、突上げ荷重の測定値（以下測定値Ａと称す。）が許容値以下のとき、更に突上げ荷重の測定値が測定値Ａよりも降下し、この測定値Ａが所定値以下となったとき、突上げピンの上昇を停止させ下降させることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、粘着シートに貼着された半導体チップを前記粘着シートの裏面から突上げピンを用いて突上げて剥離させ、その半導体チップを被ボンディング物にボンディングするダイボンディング装置において、前記突上げピンを上下動させるモータと、前記突上げピンの突上げ動作に伴い前記半導体チップに作用する突上げ荷重を測定する荷重測定手段と、前記突上げピンの移動量を測定する移動量測定手段と、この移動量測定手段と前記荷重測定手段の各測定値が許容値を超えたか否かに基づいて前記突上げピンによる突上げ動作を継続させるか停止させるかを選択し実行するとともに前記モータの回転角度を制御可能とする制御手段を設け、前記制御手段は、前記突上げピンの移動量の測定値が許容値よりも小さく、突上げ荷重の測定値が許容値よりも大きなとき、前記モータの回転速度を低下させ、前記突上げピンの上昇速度を減速させることを特徴とする。
【０００７】
請求項１の記載の発明には、次の作用がある。突上げピンの必要以上の突上げ移動を省略できる。この結果、チップ突上げユニットの作業速度を向上させることができる。
請求項２に記載の発明には、次の作用がある。半導体チップを粘着シートから剥離させるに際し、突上げピンによる半導体チップの損傷を防止できる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係るダイボンディング装置におけるチップ突上げユニットのー実施例を示す構成図である。図２は、図１のコントローラの制御を示すフローチャートである。
【００１０】
ダイボンディング装置は、一般に、チップ突上げユニット１０（図１）及びチップ移送ユニット（図示せず）を有して構成される。チップ突上げユニット１０は、粘着シート１２上に貼着された多数の半導体チップ１１を、粘着シート１２から剥離させる。チップ移送ユニットは、上記剥離された半導体チップ１１をコレット１３を用いて保持し、図示しないリードフレーム（被ボンディング物）のアイランド部まで移送し、このアイランド部に設置（ダイボンディング）させる。
【００１１】
チップ突上げユニット１０は、図１に示すように、バックアップホルダ１４と、ピンメイン支持体１６及びピンサブ支持体１７からなるピン支持体１５と、モータ１８に駆動されるカム１９と、貼着力低減手段としての熱風送風装置２０と、荷重測定手段としての荷重測定子２１及び荷重測定器２２と、移動量測定手段としてのエンコーダ２３と、熱風送風装置２０及び荷重測定器２２並びにモータ１８及びエンコーダ２３に接続された制御手段としてのコントローラ２４と、を有して構成される。
【００１２】
バックアップホルダ１４には、上面に開口して真空チャンバ２５が形成される。このバックアップホルダ１４には、真空チャンバ２５を貫通して、ピンサブ支持体１７が図の上下方向に摺動自在に挿通される。真空チャンバ２５には通路２６を経て、図示しない真空ポンプのホースが接続される。更に、バックアップホルダ１４の上面には、多数の小孔２７が、真空チャンバ２５に連通して穿設される。上記真空ポンプの作動により真空チャンバ２５内が負圧となり、この負圧が小孔２７を経て粘着シート１２に作用し、この粘着シート１２の裏面がバックアップホルダ１４の上面に吸着される。
【００１３】
ピン支持体１５は、ピンメイン支持体１６の上部１６Ａにピンサブ支持体１７の下部が、図の上下方向に移動可能に嵌合され、ピンサブ支持体１７の上端部に突上げピン２８が設けられて構成される。突上げピン２８は、バックアップホルダ１４の上面に形成された挿通孔２９に貫通可能に形成される。ピンメイン支持体１６の下部１６Ｂとピンサブ支持体１７の下端部との間に荷重測定子２１が設置される。また、ピンメイン支持体１６の下部１６Ｂに摺接ローラ３０が軸支される。ピンメイン支持体１６は、スプリング３１等の付勢手段を介して付勢されて、上記摺接ローラ３０がカム１９に常時摺接される。
【００１４】
また、ピンメイン支持体１６の上部１６Ａに長孔３２が開口され、ピンサブ支持体１７の下部に係止ピン３３が植設される。この係止ピン３３が長孔３２に係止されて、ピンメイン支持体１６及びピンサブ支持体１７がー体化される。ピンサブ支持体１７は、係止ピン３３が長孔３２の長手方向寸法を移動する範囲で、ピンメイン支持体１６に対し図の上下方向に相対移動可能に設けられ、その荷重が荷重測定子２１にて支持される。
【００１５】
カム１９を駆動するモータ１８は、回転角を制御可能な例えばステッピングモータであり、正逆回転可能で、コントローラ２４により制御される。また、カム１９は、ピン支持体１５のリフト量を回転角に比例して上昇させるような等速度曲線なるカム面を備える板カムである。上記モータ１８にはエンコーダ２３が設置される。このエンコーダ２３は、カム１９を回転させるモータ１８の回転角を検出して、ピン支持体１５及び突上げピン２８のリフト量（移動量）を測定する。この測定値は、コントローラ２４へ出力される。
【００１６】
上記荷重測定子２１は、ピンサブ支持体１７の荷重を支持して、ピン支持体１５がカム１９の作用で上昇するに伴うピンサブ支持体１７の押上力、即ち突上げピン２８が半導体チップに作用する突上げ荷重を随時測定し、その測定値を荷重測定器２２を介してコントローラ２４へ出力する。
【００１７】
また、熱風送風装置２０は、バックアップホルダ１４の近傍に設置される。この熱風送風装置２０は、粘着シート１２の裏側から媒体としての熱風を送風して、突上げピン２８による突上げ対象の半導体チップ１１と粘着シート１２との間の貼着力を低減させるものである。貼着力低減手段として、熱風送風装置２０の他に、紫外線を照射する紫外線照射装置であっても良い。この紫外線照射装置は、粘着シート１２がＵＶシート（紫外線照射により粘着力が低下する接着剤が用いられたシート）の場合に、とくに有効である。
【００１８】
コントローラ２４は、荷重測定器２２からの荷重測定値と、エンコーダ２３からの移動量測定値とを入力して、熱風送風装置２０を作動制御させ、モータ１８を制御してカム１９の回転角及び回転速度を制御するものである。
【００１９】
つまり、図２に示すように、コントローラ２４は、所定の半導体チップ１１を突上げ作業位置に位置付け、真空ポンプを作動させてバックアップホルダ１４の上面に粘着シート１２を吸着させた後、モータ１８を駆動させてカム１９を基準速度で回転させ、ピン支持体１５を介し突上げピン２８を突上げ速度ｖで上昇させる。この上昇により、突上げピン２８が粘着シート１２を貫通して、半導体チップ１１を突上げる。この突上げピン２８の突上げ動作に際して、随時、荷重測定子２１及び荷重測定器２２が突上げピン２８の突上げ荷重を測定し（測定値ｂ）、エンコーダ２３が突上げピン２８の移動量を測定する（測定値ｃ）。
【００２０】
コントローラ２４には、突上げ荷重の許容値ａ及び移動量の基準値ｈが格納されている。コントローラ２４は、まず、突上げ荷重の測定値ｂと許容値ａとを比較し、次に、移動量の測定値ｃと基準値ｈとを比較する。
【００２１】
突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａ以下であり、且つ移動量の測定値ｃが基準値ｈ以上であれば、半導体チップ１１が粘着シート１２から剥離されていると判断して、コントローラ２４は、カム１９を停止させて突上げピン２８の上昇を停止させる。コントローラ２４は、その後、突上げピン２８を下降させつつ、バックアップホルダ１４による粘着シート１２の吸着を解除し、粘着シート１２を図１の左右方向に移動させて、次の半導体チップ１１を突上げ作業位置に位置付ける。突上げピン２８にて突上げられた半導体チップ１１は、チップ移送ユニットのコレット１３によって保持され、リードフレームのアイランド部へ移送される。
【００２２】
突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａ以下であり、移動量の測定値ｃが基準値ｈよりも小さな場合には、半導体チップ１１が粘着シート１２から剥れていないと判断して、突上げピン２８を更に上昇させる。
【００２３】
また、突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａよりも大きなときには、コントローラ２４は、半導体チップ１１及び粘着シート１２間の貼着力が強大であると判断する。このとき、熱風送風装置２０が突上げ対象の半導体チップ１１に対し未だ１度も作動されていない場合に、コントローラ２４は、突上げピン２８を元の位置まで下降させ、熱風送風装置２０を作動させて突上げ対象の半導体チップ１１に向けて熱風を送風する。この送風後、送風回数ｎがｎ＝１にカウントされ、この値が検出される。上記熱風送風後、コントローラ２４は、再び突上げピン２８を上昇させて半導体チップ１１を突上げ、この半導体チップ１１を粘着シート１２から剥離する。
【００２４】
熱風送風後突上げピン２８を上昇させても、突上げピン２８の移動量がその基準値ｈに達するまでの間で突上げ荷重の測定値ｂが許容量ａを越えるような場合は、半導体チップ１１に対する熱的影響が著しいので、コントローラ２４は、熱風送風装置２０を再度作動させず、突上げピン２８を下降させるとともに、バックアップホルダ１４による粘着シート１２の吸着を解除して突上げを中止する。この中止後、コントローラ２４は、次の半導体チップ１１を突上げ作業位置に位置付ける。尚、送風回数ｎは零にリセットされる。
【００２５】
上記実施例によれば、荷重測定子２１及び荷重測定器２２からの突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａよりも大きくなったときに、コントローラ２４は、突上げピン２８を元の位置まで下降させた後、熱風送風装置２０を作動させて熱風を送風し、半導体チップ１１と粘着シート１２との貼着力を低減させ、この後、再び突上げピン２８を上昇させるようにしたので、半導体チップ１１と粘着シート１２との間の貼着力が強大なときに、突上げピン２８を無理に上昇させることがない。つまり、半導体チップ１１と粘着シート１２との貼着力を減少させてから突上げピン２８を再度上昇させて、半導体チップ１１を粘着シート１２から剥離させる。この結果、半導体チップ１１を粘着シート１２から剥離させ、コレット１３によりピックアップするに際し、突上げピン２８による半導体チップ１１の損傷を防止できる。
【００２６】
図３は、この発明に係るダイボンディング装置におけるチップ突上げユニットの他の実施例におけるコントローラの制御を示すフローチャートである。
【００２７】
このコントローラ２４には、突上げピン２８における突上げ荷重の許容値ａの他に、突上げピン２８の移動量の許容値ｓ（ｓ＞ｈ）が格納されている。コントローラ２４は、モータ１８を駆動してカム１９を回転させ、突上げピン２８を上昇させる間に、突上げピン２８の移動量の測定値ｃ及び突上げ荷重の測定値ｂを入力し、移動量の測定値ｃと許容値ｓとを比較し、次に突上げ荷重の測定値ｂと許容値ａとを比較する。
【００２８】
つまり、コントローラ２４は、移動量の測定値ｃが許容値ｓよりも小さく、突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａ以下のとき、更に突上げ荷重の測定値ｂが急激に低下したり零になったとき、半導体チップ１１が粘着シート１２から既に剥離されたと判断して、突上げピン２８の上昇を停止させ下降させて、次の半導体チップ１１の突上げ作業へ移行する。
【００２９】
移動量の測定値ｃが許容値ｓよりも小さく、突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａ以下であっても、この測定値ｂが急激に低下せず零でもない場合には、コントローラ２４は半導体チップ１１がまだ剥離されていないと判断して、突上げピン２８を更に上昇させる。
【００３０】
また、移動量の測定値ｃが許容値ｓよりも小さいが、突上げ荷重の測定値ｂが許容値ａよりも大きなときには、コントローラ２４は、半導体チップ１１が粘着シート１２から離れる速度よりも速く突上げピン２８を上昇させていると判断して、モータ１８の回転速度を低下させ、突上げピン２８の突上げ速度ｖを減速させる。
【００３１】
移動量の測定値ｃが許容値ｓ以上のときには、突上げ対象の半導体チップ１１に熱風が１度も送風されていない場合に限り、コントローラ２４は、突上げピン２８を元の位置まで下降させた後、熱風送風装置２０を作動させ、突上げ対象の半導体チップ１１に向けて熱風を送風させる。この熱風送風後、送風回数ｎがｎ＝１にカウントされて検出される。コントローラ２４は、熱風送風後再び突上げピン２８を上昇させる。
【００３２】
熱風送風後突上げピン２８を再度上昇させても、移動量の測定値ｃが許容値ｓに達するまでの間で突上げ荷重の測定値ｂが急激に低下したり零になることがない場合は、突上げ不可能と判断し、突上げピン２８を下降させて突上げを中止し、次の半導体チップ１１の突上げ作業へ移行する。
【００３３】
上記他の実施例によれば、エンコーダ２３からの突上げピン２８の移動量の測定値ｃが許容値ｓ以上になったときに、コントローラ２４は、突上げピン２８を元の位置まで下降させた後、熱風送風装置２０を作動させて熱風を送風し、半導体チップ１１と粘着シート１２との貼着力を低減させ、この後、再び突上げピン２８を上昇させるようにしたので、半導体チップ１１と粘着シート１２との貼着力が強大なときに、突上げピン２８を無理に上昇させることがない。従って、この他の実施例の場合にも、半導体チップ１１を粘着シート１２から剥離させるに際し、突上げピン２８による半導体チップ１１の損傷を防止できる。
【００３４】
更に、この他の実施例では、コントローラ２４が、荷重測定器２２からの突上げ荷重の測定値ｂが急激に低下するか零となった時点で、モータ１８を制御してカム１９を停止させ、突上げピン２８の突上げを停止させるようにしたので、突上げピン２８の必要以上の突上げ移動を省略できる。この結果、チップ突上げユニット１０の作業速度を向上させることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、上記した２つの実施例においては、ともに熱風送風装置２０を設け、突上げピン２８による突上げ荷重、或いは移動量が許容値を越えたことを条件に作動させるように構成した。然しなから、本発明の実施においては、熱風送風装置２０等の貼着力低減手段を設けず、突上げ荷重、或いは移動量が所定値を越えた時点で突上げ不可能と判断し、その半導体チップ１１の突上げ作業を中止し、次の半導体チップ１１を突上げ作業位置に位置付けるようにしても良い。
【００３６】
また、実施例において荷重測定子２１と荷重測定器２２にて構成される荷重測定手段や、エンコーダ２３にて構成される移動量測定手段の測定値を、生産管理情報として用いることもできる。即ち、半導体チップ１１の突上げ作業時において、半導体チップ１１が粘着シート１２から剥離されるときの突上げ荷重や突上げピン２８の移動量を粘着シート１枚分のすべての半導体チップ１１について求め、そしてその最大値、或いはそれらを用い所定式に基づいて算出した値を当該粘着シートと半導体チップとの組合わせにおける許容値情報として設定しておき、次回、同一の組合わせのチップに対して突上げ作業を行なうときに、この情報を呼出すことで、許容値の設定を容易且つ迅速に行なうことができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体チップのピックアップを、半導体チップを損傷することなく確実に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るダイボンディング装置おけるチップ突上げユニットのー実施例を示す構成図である。
【図２】図２は、図１のコントローラの制御を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明に係るダイボンディング装置におけるチップ突上げユニットの他の実施例におけるコントローラの制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  チップ突上げユニット
１１  半導体チップ
１２  粘着シート
１５  ピン支持体
１８  モータ
１９  カム
２０  熱風送風装置
２１  荷重測定子
２２  荷重測定器
２３  エンコーダ
２４  コントローラ
２８  突上げピン
【図１】
0003580787.tif 000002
【図２】
0003580787.tif 000003
【図３】
0003580787.tif 000004