(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ，Ｙ方向に自在に移動できるＸ，Ｙテーブルと、前記Ｘ，Ｙテーブルに回転自在に支持された回転インデックスと、前記回転インデックスにボンディング・ツールを備え、前記ボンディング・ツールにより被ボンディング・テープ側のリードをチップ側のバンプに接続するインナーリード・ボンディング装置において、
前記ボンディング・ツールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するツール姿勢計測手段と、
前記被ボンディング・テープのデバイスホールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するデバイスホール姿勢計測手段と、
前記ツール姿勢計測手段及び前記デバイスホール姿勢計測手段の計測値の差に基づき前記ボンディング・ツールと前記デバイスホールの相対角度ずれ量ならびに位置ずれ量を演算するずれ量演算手段と、
前記ずれ量演算手段により演算された相対角度ずれ量を前記回転インデックスの駆動装置に回転駆動指令として与え、かつ前記ずれ量演算手段により演算された位置ずれ量を前記Ｘ−Ｙテーブルの駆動装置の補正指令として与える制御手段と
を具備したインナーリード・ボンディング装置。
【請求項２】
Ｘ，Ｙ方向に自在に移動できるＸ，Ｙテーブルと、前記Ｘ，Ｙテーブルに回転自在に支持された回転インデックスと、前記回転インデックスにボンディング・ツールを備え、前記ボンディング・ツールにより被ボンディング・テープ側のリードをチップ側のバンプに接続するインナーリード・ボンディング装置において、
前記ボンディング・ツールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するツール姿勢計測手段と、
前記被ボンディング・テープのデバイスホールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するデバイスホール姿勢計測手段と、
前記ツール姿勢計測手段及び前記デバイスホール姿勢計測手段の計測値の差に基づき前記ボンディング・ツールと前記デバイスホールの相対角度ずれ量ならびに位置ずれ量を演算するずれ量演算手段と、
前記ずれ量演算手段により演算された相対角度ずれ量及びずれ量をプリセットし、該プリセット内容に基づいて前記回転インデックスの駆動装置の回転駆動指令として手動により与え、かつ前記ずれ量演算手段により演算された位置ずれ量を前記Ｘ−Ｙテーブルの駆動装置の補正指令として手動で与えるプリセット手段と
を具備したインナーリード・ボンディング装置。
【請求項３】
前記ずれ量演算手段の演算は、ボンディング毎に前記テープのデバイス・ホールの位置と角度を計測し、その都度それらから補正量の算出を行い、ボンディング毎に該補正値を出力するようにした請求項１または請求項２記載のインナーリード・ボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ペレット、即ちダイ（またはチップ）に被ボンデイングテープ（以下ＴＡＢテープまたはテープと称する）側のインナーリードをボンディングするインナー・リード・ボンディング装置（ＩＬＢ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のボンディング装置として公知例が種々あるが、図１０はその一例を示す概略構成図で、テープはスプロケットで送り出し、ウェーハ５１からチップをボンディング・ステージ５３上に搬送し、テープとの位置合わせ後、ボンディング・ヘッド５６に有するボンディング・ツール５５を押し当ててボンディングする。なお、図１０ではツール５５が２つ付いているのは、２種類のチップ（半導体ペレット）をペアで使う時に、ボンディング・ツール５５を交換せずに済むようにしたものである。
【０００３】
このような構成の従来のボンディング装置で実際にボンディングを行うには、次のような手順により行う。１）テープ・キャリア５０をリール状態でローダ側５２へセットし、スプロケットでテープを送り出す。２）ウェーハ５１からチップを真空吸着してボンディング・ステージ５３へ搬送する。３）ボンディング・ステージ５３でチップの位置ずれを修正する。４）テープのリードとチップの位置を検出し、位置合わせを行うと同時に、ボンディング・ステージ５３がテープガイド５４の下へ移動する。５）リードとチップのバンプをボンディングする。６）ボンディングしたチップをスプロケットで送り出し、次のチップに移る。ボンディングを全て終了すると、リールを外して次の工程に移る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べた従来のインナーリード・ボンディング装置にあっては、次のような問題点がある。
（１）スリムなＴＡＢテープ等の長いもの、または大きいチップではボンディング・ツール５５とＴＡＢテープのデバイスホールの平行度が出ていないと、チップ側のパッド下の酸化膜にクラックが生じ、場合によっては、このクラックがシリコン表面まで達して、電気的なリークが生じる。そのため、従来はボンディング・ツールとＴＡＢテープのデバイスホールの平行出しを手動にて調整をしていた。そのため、ボンディング時の作業性が悪かった。
【０００５】
（２）しかも、従来のインナーリード・ボンディング装置のうち、ＴＡＢテープがテンションレス搬送方式を適用したものにあっては、反ったＴＡＢテープを搬送すると、図９（ｄ），（ｅ）に示すようにテープ５にストレスが掛かり、正常な搬送ができない。
【０００６】
本発明は以上のような問題点を解決するためなされたもので、その目的はボンディング・ツールとＴＡＢテープのデバイスホールの平行出しが容易に行えるインナーリード・ボンディング装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、Ｘ，Ｙ方向に自在に移動できるＸ，Ｙテーブルと、前記Ｘ，Ｙテーブルに回転自在に支持された回転インデックスと、前記回転インデックスにボンディング・ツールを備え、前記ボンディング・ツールにより被ボンディング・テープ側のリードをチップ側のバンプに接続するインナーリード・ボンディング装置において、
前記ボンディング・ツールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するツール姿勢計測手段と、
前記被ボンディング・テープのデバイスホールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するデバイスホール姿勢計測手段と、
前記ツール姿勢計測手段及び前記デバイスホール姿勢計測手段の計測値の差に基づき前記ボンディング・ツールと前記デバイスホールの相対角度ずれ量ならびに位置ずれ量を演算するずれ量演算手段と、
前記ずれ量演算手段により演算された相対角度ずれ量を前記回転インデックスの駆動装置に回転駆動指令として与え、かつ前記ずれ量演算手段により演算された位置ずれ量を前記Ｘ−Ｙテーブルの駆動装置の補正指令として与える制御手段と
を具備したインナーリード・ボンディング装置である。
【０００８】
請求項１に対応する発明によれば、Ｘ，Ｙテーブルでボンディング・ツールをボンディング位置に合わせ、Ｘ，Ｙテーブルに回転自在に支持された回転インデックスでツールの回転補正を自動で行うことができる。なお、回転補正によるＸ，ＹのずれはＸ，Ｙテーブルで補正する。
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、Ｘ，Ｙ方向に自在に移動できるＸ，Ｙテーブルと、前記Ｘ，Ｙテーブルに回転自在に支持された回転インデックスと、前記回転インデックスにボンディング・ツールを備え、前記ボンディング・ツールにより被ボンディング・テープ側のリードをチップ側のバンプに接続するインナーリード・ボンディング装置において、
前記ボンディング・ツールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するツール姿勢計測手段と、
前記被ボンディング・テープのデバイスホールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するデバイスホール姿勢計測手段と、
前記ツール姿勢計測手段及び前記デバイスホール姿勢計測手段の計測値の差に基づき前記ボンディング・ツールと前記デバイスホールの相対角度ずれ量ならびに位置ずれ量を演算するずれ量演算手段と、
前記ずれ量演算手段により演算された相対角度ずれ量及びずれ量をプリセットし、該プリセット内容に基づいて前記回転インデックスの駆動装置の回転駆動指令として手動により与え、かつ前記ずれ量演算手段により演算された位置ずれ量を前記Ｘ−Ｙテーブルの駆動装置の補正指令として手動で与えるプリセット手段と
を具備したインナーリード・ボンディング装置である。
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項３に対応する発明は、前記ずれ量演算手段の演算は、ボンディング毎に前記テープのデバイス・ホールの位置と角度を計測し、その都度それらから補正量の算出を行い、ボンディング毎に該補正値を出力するようにした請求項１または請求項２記載のインナーリード・ボンディング装置である。
【００１１】
請求項３に対応する発明によれば、毎回補正を行うので、より高精度平行だしが行え、よりよいボンディング条件が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態の概略を構成を示すブロック図で、ボンディング・ツールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するツール姿勢計測手段Ａと、被ボンディング・テープのデバイスホールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するデバイスホール姿勢計測手段Ｂと、ツール姿勢計測手段Ａ及びデバイスホール姿勢計測手段Ｂの計測値の差に基づきボンディング・ツールとデバイスホールの相対角度ずれ量ならびに位置ずれ量を演算するずれ量演算手段Ｃと、ずれ量演算手段Ｃにより演算された相対角度ずれ量を回転インデックス２の駆動装置に回転駆動指令として与え、かつずれ量演算手段Ｃにより演算された位置ずれ量をＸ−Ｙテーブル１の駆動装置の補正指令として与える制御手段Ｄとを具備したインナーリード・ボンディング装置である。
【００２４】
図１の具体的な構成を図２に示し、図２（ａ）及び図２（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係るインナーリード・ボンディング装置の概略構成を示す平面図および側面図であり、図３はその動作を説明するための図である。
【００２５】
図２の様にＸＹテーブル１の上に円板状の回転インデックス２が回動可能に載置固定され、該回転インデックス２の外周面の所定位置にはボンディングヘッド３が取り付けられ、ボンディングヘッド３の下端部に垂直にボンディングツール４が取り付いている。
【００２６】
また、回転インデックス２の外周面であって、基準線ｙ（ボンディング位置７を通る線）に対して所定角度θｂ例えばほぼ９０度ずれた位置に、ツール４の姿勢（座標位置Ｘｔ，Ｙｔ、基準線ｘに対する角度θｔ）を計測するツール姿勢計測手段Ａ例えば固体撮像素子により構成されたエリアセンサからなるツール撮影装置８が取り付けられている。
【００２７】
ＸＹテーブル１には、Ｘ軸方向に駆動させるための駆動装置例えばＸ軸モータ１ｘおよびＹ軸方向に駆動させるための駆動装置例えばＹ軸モータ１ｙが取付けられており、この結果Ｘ軸モータ１ｘおよびＹ軸モータ１ｙを駆動させることにより、ＸＹテーブル１上に載置された回転インデックス２をＸ，Ｙ方向に自在に移動させることが可能である。
【００２８】
一方、テープ搬送ライン６の下方で、ボンディング位置７で固定されたテープ５の姿勢、具体的には図３に示すテープのデバイスホール１０の姿勢（座標位置Ｘａ，Ｙａ、基準線ｘに対する角度θａ）を計測する姿勢計測手段例えば固体撮像素子により構成されたエリアセンサからなるテープ撮影装置９がツール４の下方に配設されている。
【００２９】
図３は、図２の８の位置（基準線ｙに対して角度θｂだけずれた位置）で撮影したツール４の画像を、θｂだけずらしてボンディング位置７で見たように変換した時の画像４’と、テープデバイスホール１０の撮影画像である。また画像４”は、ツール４とテープ５の相対ずれ角度θｈだけ補正したときのものである。その時Ｘ，Ｙの変位量Ｘｈ，Ｙｈは次のようになる。
【００３０】
ただし、Ｘ，Ｙ座標の原点はボンディング位置７とした場合である。
θｈ＝θｔ−θａ
Ｘｈ＝Ｒ・ｓｉｎ（θｈ＋θｄ）−Ｘｔ
Ｙｈ＝Ｒ・［１−ｃｏｓ（θｈ＋θｄ）］−Ｙｔ
θｄ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘｔ／Ｒ）
ここで、ｘは座標のＸ軸の基準線、ｙは座標のＹ軸の基準線、θｔは基準線ｘとツール４とのずれ角度、θａはテープデバイスホール１０と基準線ｘのずれ角度、Ｒは回転インデックス２の回転中心からツール４の中心までの回転半径、θｄはボンディング位置７と画像４’のずれ角度、Ｘｔはボンディング位置７と画像４’の中心とのｘ軸方向のずれ距離、Ｙｔはボンディング位置７と画像４’の中心とのｙ軸方向のずれ距離である。
【００３１】
以上の操作で画像４”とテープデバイスホール１０の角度は一致したので、それらの操作に続いて次のずれ量Ｘｃ，Ｙｃを補正することで、ツール４とテープデバイスホール１０は重なり合う。
【００３２】
Ｘｃ＝Ｘａ−（Ｘｈ＋Ｘｔ）
Ｙｃ＝Ｙａ−（Ｙｈ＋Ｙｔ）
ただし、Ｘｔはボンディング位置７とツール４の基準線ｘとのずれ量、Ｙｔは基準線ｙとのずれ量を示している。
【００３３】
Ｘ，Ｙテーブル１でツール４をボンディング位置７に合わせ、回転インデックス２でツール４の回転補正をする。なお、回転補正によるｘ，ｙのずれ量Ｘｔ，ＹｔをＸ，Ｙテーブル１で補正する。
【００３４】
これらの計算は図示しない装置制御コンピュータにより行われ、図１のずれ量演算手段Ｃと制御手段Ｄを構成している。
ずれ量Ｘｔ，Ｙｔの計測方法は、特に限定されずいかなる方法でもよい。
【００３５】
以上述べた第１の実施形態によれば、従来手動で基準線ｙに対して角度θを補正をしていたのが、自動で行うことができる。
＜第２の実施形態＞
図４は本発明の第２の実施形態を説明するための概略構成を示すブロック図であり、これは前述の実施形態ではボンディング・ツール４とテープデバイスホール１０のずれ量をずれ量演算手段Ｃで演算し、該ずれ量を自動的に補正する制御手段Ｄを備えたものであるが、第２の実施形態ではずれ量演算手段Ｃにより演算されたずれ量をプリセット手段Ｅによりプリセットし、このプリセット値に基づき手動によりＸーＹテーブル１の駆動装置および回転インデックス２の駆動装置指令を与えるようにしたものである。具体的には、座標位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するツール姿勢計測手段Ａと、被ボンディング・テープのデバイスホールの位置及び基準線に対する角度から姿勢を計測するデバイスホール姿勢計測手段Ｂと、ツール姿勢計測手段Ａ及びデバイスホール姿勢計測手段Ｂの計測値の差に基づきボンディング・ツールと前記デバイスホールの相対角度ずれ量ならびに位置ずれ量を演算するずれ量演算手段Ｃと、ずれ量演算手段Ｃにより演算された相対角度ずれ量及びずれ量をプリセットし、該プリセット内容に基づいて回転インデックス２の駆動装置の回転駆動指令として手動により与え、かつずれ量演算手段Ｃにより演算された位置ずれ量をＸ−Ｙテーブル１の駆動装置の補正指令として手動で与えるプリセット手段Ｅを具備したインナーリード・ボンディング装置である。
【００３６】
＜第３の実施形態＞
図１のツール撮影装置８を用いず、ボンディング位置７でテープ５をボンディングし、その圧痕からずれ量を計測し、その補正値を手動入力し、次以降のボンディングに反映することも可能である。
【００３７】
＜第４の実施形態＞
図５は本発明の第４の実施形態のテープ搬送装置のみの概略構成を示すもので、テープ５をテープリール（送り出しリール）１２ー１に巻き、リール１２ー１をブレーキ１３の付いた軸に固定する。そのテープ５を、テープ最小曲げ許容値以上の直径のテープガイドローラ１４−１を介してテープ搬送レール１５を通し、巻取側でも同様にテープガイドローラ１４−２を介してテープリール（巻取りリール）１２ー２に巻き取るように、テープリール１２ー２に巻取り用モータ１６の回転軸を連結したものである。これ以外の構成は、図１〜図３に示す前述の実施形態と同一である。
【００３８】
このように構成することにより、テープ５に対し一方方向の曲げで搬送ができる。
以上述べた第４の実施形態によれば、テープガイドローラ１４ー１，１４ー２の下方に、両端部が湾曲した搬送レール１５を設置することにより、リール１２ー１から送り出されたテープ５がリール１２ー２とボンディング部搬送機構の間で垂れ下がりレール１５にテープ自重のみで乗る。そのためテンションが掛からず、またリール１２ー１，１２ー２と同一の方向に曲げて搬送できる。
【００３９】
＜第５の実施形態＞
図６は本発明の第５の実施形態のテープ搬送装置のみを説明するための図であり、図６（ａ），（ｂ）の様に、モータ１６−１の軸にリール１２−１が取り付けられ、リール１２ー１の下にテープガイドのための一直線状のレール２０が配置されている。テープ５はモータ１６ー２につながっているテープ送りローラ１８ー１によってボンディング位置７に送られ、レール２０の下部にテープ検出センサ１７ー１，１７ー２が互いに間隔を存して配置されている。テープ検出センサ１７ー１，１７ー２はテープ５が上にあるとオンすることで、図６（ｃ）に示すようにテープ５を検出するものである。図中２１はボンディングステージを示している。
【００４０】
モータ１６ー１は図６（ｃ）に示すように、テープ検出センサ１７ー１，１７ー２の動作により制御される。すなわち、センサ１７−１がオンするとモータ１６−１は停止し、テープ５の送り出しが止まる。その時のテープ５の状態は５−１の様に自重で垂れ下がり、その時のテープ曲率ｒが許容値以上になるように、センサ１７−１の位置を搬送ラインに対し前後して調整できるようになっている。
【００４１】
なお、モータ１６−１を速度可変にして且つセンサをより多く配置することにより、テープ５の位置を検出し、その位置によりモータ１６−１の送り速度を制御し、リール直径が変わってもテープ搬送速度ｖとテープ送り出し速度ｖｔを一定になるようにする。それにより、テープ搬送時にモータ１６−１のオン／オフによる振動などがなくなり、より安定した搬送が可能となる。
【００４２】
＜第６の実施形態＞
図７は第６の実施形態のテープ搬送装置のみを説明するための図であり、図７（ａ），（ｂ）は図６と異なるのは一直線状のレール２０がボンディング位置７よりｈだけ高くした例であり、また図７（ｃ）の様にレール２０として下に凸の曲線状のものを使用した例である。この場合もセンサ１７ー１，１７ー２と、モータ１６ー１，１６ー２の関係は図７（ｄ）に示すように図６と同一である。
【００４３】
以上述べた第６の実施形態も第５の実施形態と同様な作用効果が得られる。
＜第７の実施形態＞
図８は第７の実施形態のテープ搬送装置のみを説明するための図であり、図８（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は図７と異なるのはテープ５の搬送方向が逆な場合であり、これ以外の構成はほとんど同一であるが、符号のハイフォンの後の数字が異なる。すなわち、１２ー２はテープリール、１６ー３は巻取り用モータ、１６ー４はテープ送りモータ、１８ー２はテープ送りローラ、１７ー３，１７ー４はテープ検出センサである。
【００４４】
なお、巻取り用モータ１６ー３の制御も図７（ｄ）に示すように図７と同一である。
＜第８の実施形態＞
図９（ａ）に示すように、ＴＡＢテープ５は、ポリイミドテープ５ａに銅箔５ｂをラミネートし、銅箔５ｂの所望な位置にレジストを塗布してエッチングによりパターン５ｃを生成する。その上にエポキシ樹脂のソルダレジストを掛けると、エポキシ樹脂が縮むため、図９（ｂ）に示すようにパターン５ｃ面側が縮みパターン５ｃ側の反りが生じる。それ故、パターン面を内側にして曲げてもストレスは少ないが、図９（ｄ），（ｅ）に示すように反対側に曲げると縮まった面が延ばされることになり、ＴＡＢテープ５にストレスが掛かり易い。
【００４５】
以上述べた第８の実施形態によれば、図９（ｂ），（ｃ）に示すように反ったＴＡＢテープ５の搬送の場合でも、テープ５の曲げ方向を変えないことにより、ＴＡＢテープ５にストレスが掛からず搬送ができ、製品の品質が保てる。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べた本発明によれば、ボンディング・ツールとＴＡＢテープのデバイスホールの平行出しが容易に行えるインナーリード・ボンディング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインナーリード・ボンディング装置の第１の実施形態の概略構成を説明するためのブロック図。
【図２】図１の具体的構成を説明するための図。
【図３】図１の作用効果を説明するための図。
【図４】本発明のインナーリード・ボンディング装置の第２の実施形態の概略構成を説明するためのブロック図。
【図５】本発明のインナーリード・ボンディング装置の第４の実施形態のテープ搬送装置のみを説明するための図。
【図６】本発明のインナーリード・ボンディング装置の第５の実施形態のテープ搬送装置のみを説明するための図。
【図７】本発明のインナーリード・ボンディング装置の第６の実施形態のテープ搬送装置のみを説明するための図。
【図８】本発明のインナーリード・ボンディング装置の第７の実施形態のテープ搬送装置のみを説明するための図。
【図９】本発明のインナーリード・ボンディング装置の第８の実施形態のテープＴＡＢテープ構造を説明するための図。
【図１０】従来のインナーリード・ボンディング装置の１例を説明するための分解斜視図。
【符号の説明】
１…ＸＹテーブル
２…回転インデックス
２ｘ，２ｙ…モータ
３…ボンディングヘッド
４…ボンディングツール
５…ＴＡＢテープ
６…テープ搬送ライン
７…ボンディング位置
８…ツール撮影装置
９…テープ撮影装置
１０…テープデバイスホール
１２ー１，１２ー２…テープリール
１３…ブレーキ
１５…搬送レール
１６，１６ー１，１６ー２，１６ー３，１６ー４…モータ
１７ー１，１７ー２，１７ー３，１７ー４…テープ検出センサ
１８ー１，１８ー２…テープ送りローラ
２０…搬送レール
２１…ボンディングステージ
【図１】
0003587624.tif 000002
【図２】
0003587624.tif 000003
【図３】
0003587624.tif 000004
【図４】
0003587624.tif 000005
【図５】
0003587624.tif 000006
【図６】
0003587624.tif 000007
【図７】
0003587624.tif 000008
【図８】
0003587624.tif 000009
【図９】
0003587624.tif 000010
【図１０】
0003587624.tif 000011