(57)【要約】【課題】コレットの先端にチップを有するかを安定して正確に検出することができるダイボンダを提供する。【解決手段】中空状のシャフト２と、シャフトの先端開口部に付設されるコレット３とを有するボンディングアーム１と、ボンディングアーム１の内部の吸引孔１３を真空状態としてチップをコレット３先端部に真空吸引するための吸引機構１４と、シャフト内の真空流量の差によりコレット３の先端部にチップを有するか否かを検出するセンサとを備えたダイボンダである。シャフト２のコレット近傍に、センサと吸引孔１３とを連通する連通孔１６を有するセンサ連結体１５を設けるとともに、コレット３とシャフト２との間のエア漏れ防止用のシール材２５を配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状のシャフトと、このシャフトの先端開口部に付設されるコレットとを有するボンディングアームと、このボンディングアームの内部の吸引孔を真空状態としてチップをコレット先端部に真空吸引するための吸引機構と、シャフト内の真空流量の差によりコレットの先端部にチップを有するか否かを検出するセンサとを備えたダイボンダにおいて、
前記シャフトのコレット近傍に、前記センサと吸引孔とを連通する連通孔を有するセンサ連結体を設けるとともに、コレットとシャフトとの間のエア漏れ防止用のシール材を配置したことを特徴とするダイボンダ。
【請求項２】
前記シャフトは、中空状のシャフト本体と、このシャフト本体の先端に設けられるコレットホルダとを備え、コレットホルダ内に前記エア漏れ防止用のシール材を配置して、コレットホルダの雌ねじ内に、コレットの雄ねじを螺合したことを特徴とする請求項１のダイボンダ。
【請求項３】
シャフト内の真空流量の差によりコレットの先端にチップを有するかを検出することが可能なダイボンダ用ボンディングアームの製造方法であって、
中空状のシャフト本体と、このシャフト本体の先端部にコレットホルダを介して連結されるコレットとを形成した後、
前記シャフト本体に、前記吸引孔に連通する連通孔が開設されたセンサ連結体を固定、又はセンサ連結体を固定した後、このセンサ連結体に連通孔を開設して、この連通孔をシャフトの吸引孔に連通させ、その後、
このセンサ連結体に雌ねじを有するコレットホルダを取り付け、
コレットとセンサ連結体との間のエア漏れ防止用のシール材を、コレットホルダに内装して、コレットホルダの雌ねじ内に、コレットの雄ねじを螺着することを特徴とするダイボンダ用ボンディングアームの製造方法。
【請求項４】
前記センサ連結体を、前記シャフトの先端部に先端側から嵌入し、さらに、前記コレットホルダをセンサ連結体の先端面に固定することを特徴とする請求項３のダイボンダ用ボンディングアームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイボンダ及びダイボンダ用ボンディングアームの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の組立においては、半導体チップ（以下、チップという）を、はんだや樹脂を介してリードフレーム等の基板にボンディングする。このボンディングを行う場合、水平移動動作、下降動作、上昇動作、及び必要に応じて回転動作を行うダイボンダを用いている。
【０００３】
このダイボンダのボンディングヘッドは、図５に示すようなボンディングアーム１００を備えている。ボンディングアーム１００は、内部に軸方向孔部１０６を有するスプラインシャフト１０１と、このスプラインシャフト１０１の下端部に取り付けられ、内部に軸方向孔部１０５を有するコレット１０２とを備えている。そして、軸方向孔部１０５、１０６が連通して吸引孔１０４を構成し、吸引孔１０４の吸引口１０７が、コレット１０２の先端面に開口している。
【０００４】
ボンディングアーム１００の先端部は、スプラインシャフト１０１にコレット１０２を内嵌した構造となっている。さらに、セットねじ１０３にてスプラインシャフト１０１とコレット１０２とを径方向から固定している。
【０００５】
このボンディングアーム１００の上端部には、図示省略の吸引機構が設けられている。吸引機構は真空ポンプ等の真空機構を備えており、この吸引機構には、コレット先端にチップを有するか否かを検出するセンサを備えている（特許文献１）。
【０００６】
前記のようなボンディングアーム１０１にチップを保持する場合は、吸引機構を介して吸引孔１０４内のエアを吸引して負圧とし、コレット１０２下端にチップを吸着する。そして、保持したチップをリードフレーム等の基板上に移送し、ボンディングする。
【０００７】
センサは、吸引孔内部の真空流量（気体の流量）を検出することにより、コレット１０２の先端にチップを有するか否かを検出する。すなわち、コレット１０２の先端にチップを有する場合は、コレットの先端にチップを有さない場合よりも真空流量が小さくなる。このように、コレット１０２の先端にチップを有する場合と、チップを有さない場合との流量差を利用して、コレット１０２にてチップを保持しているか否かを検出することができる。
【０００８】
ところで近年では、吸引口１０７は、例えば内径φ０．１程度の微小なものが多く、コレット１０２にチップを保持している場合と保持していない場合との真空流量の差が僅かなものとなる。従って、吸引口１０７の内径が微小である場合は、特に真空流量の差を正確に検出しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１１０７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記特許文献１のボンディングアーム１００における吸引機構の真空機構の連結部は、コレット１０２よりも大きく離れた部位に形成される。このため、真空経路が長くなり、吸引口１０７及びその近傍（コレット１０２先端部における吸引孔１０４）の真空流量を正確に検出することができない。
【００１１】
また、スプラインシャフト１０１とコレット１０２との挿入部分のはめ合い、及びセットねじ１０３のねじ孔のわずかな隙間でリークし、真空流量の乱れが生じる。このため、コレット１０２にチップを保持して吸引口１０７が塞がれている場合であっても、リークすることによって吸引孔１０４の内部にエアが流通する。これにより、コレット１０２にチップを保持しているときの真空流量と、チップを保持していない場合の真空流量との差が安定しない。
【００１２】
これらにより、センサは吸引孔１０４の真空流量の正確な検出ができず、チップを保持している場合でも「チップを保持していない」と誤検出するおそれがあった。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みて、コレットの先端にチップを有するかを安定して正確に検出することができるダイボンダ、及び簡単に加工できるダイボンダ用ボンディングアームの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のダイボンダは、中空状のシャフトと、このシャフトの先端開口部に付設されるコレットとを有するボンディングアームと、このボンディングアームの内部の吸引孔を真空状態としてチップをコレット先端部に真空吸引するための吸引機構と、シャフト内の真空流量の差によりコレットの先端部にチップを有するか否かを検出するセンサとを備えたダイボンダにおいて、前記シャフトのコレット近傍に、前記センサと吸引孔とを連通する連通孔を有するセンサ連結体を設けるとともに、コレットとシャフトとの間のエア漏れ防止用のシール材を配置するものである。
【００１５】
本発明のダイボンダによれば、シャフトのコレット近傍に、センサに連通する連通孔を設けたので、コレットの先端部からセンサまでの真空経路を短くすることができて、コレットにおける吸引孔の真空流量を安定して検出することができる。また、コレットとシャフトとの間にシール材を配置したことにより、コレットとシャフトとのエアの流通経路を遮断することができる。これにより、コレット先端部の吸引孔（吸引口）以外の箇所からエア漏れが生じるのを防止することができる。
【００１６】
前記シャフトは、中空状のシャフト本体と、このシャフト本体の先端に設けられるコレットホルダとを備え、コレットホルダ内に前記エア漏れ防止用のシール材を配置して、コレットホルダの雌ねじ内に、コレットの雄ねじを螺合することができる。これにより、シャフトを、真空流量の検出に高精度を要する部分であるコレット近傍と、それ以外の部分とに分割することができる。
【００１７】
本発明のダイボンダ用ボンディングアームの製造方法は、シャフト内の真空流量の差によりコレットの先端にチップを有するかを検出することが可能なダイボンダ用ボンディングアームの製造方法であって、中空状のシャフト本体と、このシャフト本体の先端部にコレットホルダを介して連結されるコレットとを形成した後、前記シャフト本体に、前記吸引孔に連通する連通孔が開設されたセンサ連結体を固定、又はセンサ連結体を固定した後、このセンサ連結体に連通孔を開設して、この連通孔をシャフトの吸引孔に連通させ、その後、このセンサ連結体に雌ねじを有するコレットホルダを取り付け、コレットとセンサ連結体との間のエア漏れ防止用のシール材を、コレットホルダに内装して、コレットホルダの雌ねじ内に、コレットの雄ねじを螺着するものである。
【００１８】
本発明のダイボンダ用ボンディングアームの製造方法によれば、シャフト本体にセンサ連結体と、コレットホルダと、コレットとを連結することによりエア漏れ防止用のシール材が配設されたボンディングアームを製造することができる。しかも、連通孔を、真空流量の検出に高精度を要する部分であるコレット近傍に設けることができる。
【００１９】
前記センサ連結体を、前記シャフトの先端部に先端側から嵌入し、さらに、前記コレットホルダをセンサ連結体の先端面に固定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のダイボンダでは、コレットにおける吸引孔の真空流量を安定して検出することができ、コレット先端部の吸引孔以外の箇所からエアが流通するのを防止できるため、これらが相俟って、コレット先端部にチップを保持しているか否かの正確な検出を安定して行うことができる。
【００２１】
真空流量の検出に高精度を要する部分であるコレット近傍と、それ以外の部分とに分割することができるため、シャフト本体を単純な形状とできて、コストの低減を図ることができる。
【００２２】
本発明のダイボンダ用ボンディングアームの製造方法では、既存のシャフトから、コレット先端部にチップを保持しているか否かの正確な検出を安定して行うことができるボンディングアームを容易に製造することができる。
【００２３】
すなわち、ボンディングアームを標準購入部品と単純形状部品とから構成でき、しかも、組立により同軸度を満足させることができる。さらに、シャフト本体を単純な形状とすることができて、加工が一層容易となるとともに、加工コストも一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のダイボンダのボンディングアームの先端部の断面図である。
【図２】前記図１のボンディングアームのＡ−Ａ矢視図である。
【図３】前記図１のダイボンダの側面図である。
【図４】本発明のダイボンダ用ボンディングアームの製造方法を示す工程図である。
【図５】従来のボンディングアームの先端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００２６】
ダイボンダは、ウエハリングに支持されたウエハのチップを、リードフレーム等の基板に移送してボンディングする装置である。本発明のダイボンダは、図示省略の保持部に保持されて内部に吸引孔１３を有するボンディングアーム１と、チップを真空吸引するための吸引機構１４と、ボンディングアーム内の真空流量（気体の流量）を検出するセンサ（図示省略）とを備えている。
【００２７】
ボンディングアーム１は、中空状のシャフト２と、このシャフト２の先端開口部に付設されるコレット３とを備えている。シャフト２は、さらに軸方向孔部６が形成された中空状のシャフト本体４と、このシャフト本体４の先端に設けられるコレットホルダ５と、シャフト本体４の外周に設けられる筒状の外側部材８とを備えている。
【００２８】
吸引機構１４は、連通孔１６を有するセンサ連結体１５と、バキューム継手１７と、バキュームチューブ１８と、真空ポンプ等の真空機構（図示省略）とを備えている。センサ連結体１５は、図２に示すような平面視十字状のマニホールドにて構成している。センサ連結体１５は、シャフト本体４の下端部に外嵌されており、センサ連結体１５の連通孔１６は、シャフト本体４の軸方向孔部６と連通している。このセンサ連結体１５にバキューム継手１７が側方へ向けて突設されており、バキューム継手１７に、真空機構に連通するバキュームチューブ１８が連結されている。真空機構を作動させることにより、バキュームチューブ１８及びバキューム継手１７を介して吸引されて、吸引孔１３が負圧状態となり、コレット下端部の吸引孔１３にチップを吸着できる。
【００２９】
このバキュームチューブ１８には、ボンディングアーム１の吸引孔１３の真空流量を検出するセンサ（図示省略）が設けられている。このようにして、シャフト２のコレット近傍に、センサに連通する連通孔１６を設けているので、コレット３の先端部からセンサまでの真空経路を短くすることができる。
【００３０】
コレットホルダ５は、上部に鍔部２０を有する（図３参照）とともに、内部に孔部７を有する扁平角筒体である。コレットホルダ５の孔部７は、図１に示すように軸方向両端部に設けられる大径孔部７ａと、軸方向中間部に設けられる小径孔部７ｂとから構成されている。小径孔部７ｂには、後述するコレット３の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されている。コレットホルダ５の大径孔部７ａの一部は、シャフト本体４の下端部の外周側に、軸方向に重なるようにして配置されている。そして、コレットホルダ５は、図３に示すように鍔部２０の上面をセンサ連結体１５の下面に当接させた状態で、下方からボルト部材２１を挿入することによりセンサ連結体１５に固定されている。
【００３１】
コレット３は、コレットホルダ５に嵌入される第１軸部９と、コレットホルダ５の下端面に当接する鍔部１０と、鍔部１０から吸着側へ延びる第２軸部１１とから構成されている。第２軸部１１は、さらに円筒部１１ａと、先細テーパ部１１ｂとを備えている。第１軸部９には、コレットホルダ５の雌ねじに螺合する雄ねじ部が形成されている。コレット３には、軸方向に貫通する軸方向孔部１２が設けられており、この軸方向孔部１２は、大径孔部１２ａ、テーパ孔部１２ｂ、小径孔部１２ｃとから構成され、小径孔部１２ｃの先端部が吸引口２２となる。そして、シャフト本体４の軸方向孔部６と、コレットホルダ５の大径孔部７ａと、コレット３の軸方向孔部１２とが連通して、ボンディングアーム１の吸引孔１３を構成している。コレット３の第１軸部９とコレットホルダ５とは、セットねじ２６にて径方向から固定されている。
【００３２】
コレット３とシャフト２との間には、シリコンゴム等にて構成される短円筒状のシール材２５が設けられている。すなわち、コレット３の第１軸部９の上端部と、シャフト本体４の下端部とでシール材２５を挟持状としている。これにより、コレット３とシャフト２との当接箇所（本実施形態では、コレット３の第１軸部９とコレットホルダ５の小径孔部７ｂとの間）がシール材２５にて塞がれて、コレット３の第１軸部９の雄ねじ部と、コレットホルダ５の雌ねじ部との間のエア漏れを防止することができる。
【００３３】
このダイボンダにて、コレット３の先端部にチップを有するか否かを検出しつつチップをピックアップする方法について説明する。まず、真空機構を作動させ、コレット３の先端部にチップを有さない場合の吸引孔１３の真空流量をセンサにて検出する。この場合、吸引口２２は開状態となっており、吸引孔１３のエアの流量が大きい。
【００３４】
次に、コレット３の先端部にチップを吸着して、吸引孔１３の真空流量をセンサにて検出する。これにより、コレット３の先端部にチップを有するか否かを検出することができる。すなわち、コレット３の先端にチップを有すると、コレット３の先端にチップを有さない場合よりも真空流量が小さくなる。このように、真空流量差を利用して、コレット３の先端にチップ有するか否かを検出することができる。
【００３５】
次に、前記のようなダイボンダ用ボンディングアームの製造方法について説明する。まず、既存のスプラインシャフトを準備して、これをシャフト本体４とする（図４（ａ））。なお、図５に示すような、コレットホルダ機能を先端部に有するタイプのスプラインシャフトの先端部を切断して、図４（ａ）のような円筒状のスプラインシャフトを形成してシャフト本体４としてもよい。
【００３６】
次に、図４（ｂ）に示すように、シャフト本体４の先端部に、センサ連結体１５を先端側から嵌入する。この場合、連通孔１６が予め開設されたセンサ連結体１５を固定して、連通孔１６と吸引孔１３とを連通する。また、センサ連結体１５をシャフト本体４の下端部に固定した後、センサ連結体１５に連通孔１６を開設して、この連通孔１６をシャフト本体４の吸引孔１３に連通させてもよい。
【００３７】
次に、図４（ｃ）に示すように、シール材２５を内在させたコレットホルダ５を、センサ連結体１５の先端面（下端面）に固定する。すなわち、図３に示すように、コレットホルダ５の鍔部２０の上端面を、センサ連結体１５の下端面に当接させる。そして、下からボルト部材２１を螺着することにより、鍔部２０をセンサ連結体１５に固定する。これにより、コレットホルダ５をセンサ連結体１５に固定することができる。
【００３８】
さらに、コレット３の第１軸部９をコレットホルダ５に内嵌する。すなわち、コレット３の鍔部１０がコレットホルダ５の下端面に当接するまで、コレット３の雄ねじをコレットホルダ５の雌ねじ内に螺着していく。これにより、図４（ｄ）に示すように、コレット３の第１軸部９の上端部と、シャフト本体４の下端部とでシール材２５を挟持状とすることができる。そして、セットねじ２６にて、コレット３の第１軸部９とコレットホルダ５とを径方向から固定する。最後に、センサ連結体１５に、バキューム継手１７を取り付け、さらにバキューム継手１７にバキュームチューブ１８を取り付けて真空機構、及びセンサと連結する。このようにして、既存のシャフトを用いて、シャフト本体４にセンサ連結体１５と、コレットホルダ５と、コレット３とを連結することによりエア漏れ防止用のシール材２５が配設された前記本発明のダイボンダに用いられるボンディングアームを製造することができる。
【００３９】
本発明では、シャフト２のコレット近傍に、センサに連通する連通孔１６を設けたので、コレット３の先端部からセンサまでの真空経路を短くすることができて、コレット３における吸引孔１３の真空流量を安定して検出することができる。また、コレット３とシャフト２との間にシール材２５を配置したことにより、コレット３とシャフト２とのエアの流通経路を遮断することができる。これにより、コレット先端部の吸引孔以外の箇所からエア漏れが生じるのを防止することができる。これらが相俟って、コレット先端部にチップを保持しているか否かの正確な検出を安定して行うことができる。
【００４０】
前記シャフト２は、中空状のシャフト本体４と、このシャフト本体４の先端に設けられるコレットホルダ５とを備え、コレットホルダ内に前記エア漏れ防止用のシール材２５を配置して、コレットホルダ５の雌ねじ内に、コレット３の雄ねじを螺合している。すなわち、シャフト２を、真空流量の検出に高精度を要する部分であるコレット近傍と、それ以外の部分とに分割することができるため、シャフト本体４を単純な形状とできて、コストの低減を図ることができる。
【００４１】
既存のシャフトからシャフト本体４を形成し、このシャフト本体４にセンサ連結体１５と、コレットホルダ５と、コレット３とを連結することによりエア漏れ防止用のシール材２５が配設されたボンディングアームを製造する。しかも、連通孔１６を、真空流量の検出に高精度を要する部分であるコレット近傍に設けることができる。すなわち、センサまでの真空経路が短く、しかも、コレット先端部の吸引孔以外の箇所からエアが流通するのを防止することができるボンディングアームを簡単に製造することができる。これにより、コレット先端部にチップを保持しているか否かの正確な検出を安定して行うことができるボンディングアームを容易に製造することができる。
【００４２】
前記センサ連結体１５を、シャフト２の先端部に先端側から嵌入し、さらに、コレットホルダ５をセンサ連結体１５の先端面に固定しているため、ボンディングアームを標準購入部品と単純形状部品とから構成でき、しかも、組立により同軸度を満足させることができる。さらに、シャフト本体４を単純な形状とすることができて、加工が一層容易となるとともに、加工コストも一層低減することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、シール材２５の材質、大きさ等は、このボンディングアームが使用される環境に対応して劣化のない範囲で種々のものとできる。また、コレットの第１軸部９にシールテープを巻回することにより、コレット３とコレットホルダ５との間のエア漏れを防止してもよく、シール材２５とシールテープとを併用してもよい。コレット３の第１軸部９及びコレットホルダ５の小径孔部７ｂにねじ部を設けることなく、第１軸部９をコレットホルダ５に圧入してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１      ボンディングアーム
２      シャフト
３      コレット
４      シャフト本体
５      コレットホルダ
１３    吸引孔
１４    吸引機構
１５    センサ連結体
１６    連通孔
２５    シール材
【図１】
2011114144.tif 000003
【図２】
2011114144.tif 000004
【図３】
2011114144.tif 000005
【図４】
2011114144.tif 000006
【図５】
2011114144.tif 000007