(57)【要約】【課題】  接着剤塗布作業工程のタクトタイムを抑制し、ダイボンド時間を短縮するダイボンド装置を得ることを目的とする。【解決手段】  ディスペンス１により実装される半導体部品６の部品サイズや形状に合わせた塗布形状を接着剤供給ステージ３に形成し、部品トレイ５上の半導体部品を部品吸着ヘッドで吸着し、接着剤供給ステージ３上に塗布された接着剤２の位置まで移動後、下降して半導体部品６裏面に接着剤２を転写する。その後、基板７のダイアタッチ部に、半導体部品６をダイボンドして部品実装を行う。【選択図】      図１
2011187629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤を吐出するディスペンスと、
上記ディスペンスから出た接着剤が、半導体部品サイズまたは形状に応じて複数個所に塗布される接着剤供給ステージと、
上記半導体部品を吸着する部品吸着ヘッドと、
上記部品吸着ヘッドにより吸着した半導体部品を接着剤供給ステージ上に移動させ、接着剤供給ステージに塗布された接着剤を当該半導体部品に転写した後、接着剤の転写された半導体部品が被実装部品のダイアタッチ部にダイボンドされるように、ディスペンス及び部品吸着ヘッドの可動を制御する駆動制御装置と、
を備えたボンディング装置。
【請求項２】
接着剤供給ステージ上面を摺動するスキージを備えた請求項１記載のボンディング装置。
【請求項３】
被実装部品に実装される半導体部品のサイズまたは形状に応じて、ディスペンスにより接着剤供給ステージ上の複数個所に接着剤を塗布する工程と、
部品トレイ上の上記半導体部品を部品吸着ヘッドで吸着し、接着剤供給ステージ上の接着剤塗布位置まで移動した後、部品吸着ヘッドを下降して上記半導体部品裏面に接着剤を転写させる工程と、
被実装部品のダイアタッチ部に、上記接着剤の転写された半導体部品をダイボンドして部品実装を行う工程と、
を備えて、ダイボンディングを行うダインボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体部品を接着剤によって基材に固定するダイボンド装置、及びダインボンディング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイボンド装置は、プリント配線基板やデバイスパッケージのダイアタッチ部について、接着剤を転写、液体定量吐出（ディスペンス）等の方法をもちいて塗布し、半導体部品を実装する装置である。
【０００３】
従来のダイボンド装置は、基材収納部に複数個並んで収納された基材１を１つずつ順番に取り出すローダー機構と、このローダー機構によって基材収納部から取り出された各基材を順次搬送する搬送機構と、基材に接着剤を塗布する接着剤塗布機構が設けられている。また、接着剤が塗布された基材に半導体部品をダイボンドするボンディング機構と、半導体部品がダイボンディングされた基材を搬出収納するアンローダー機構とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９５６６２号公報（第２乃至第１４段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
接着剤をプリント配線基板やデバイスパッケージのダイアタッチ部に塗布する場合、転写ピンによる転写方式では接着剤を塗布する面の平坦度(凹凸)の影響を受けやすく、接着剤塗布量にばらつきが生じやすい。その結果、接着強度不足や接着強度低下、電気特性不良の発生原因となってしまうという問題がある。
【０００６】
また、転写ノズルによる転写方式では、実装される半導体部品の大きさに合わせなければならず、設備スペース上の制約によりノズル取り付け本数が制限されるため、小さいノズルを用いて多点転写(分割転写)を行うこととなり、生産タクトが増加してしまうという問題がある。
【０００７】
さらに、ディスペンス方式では、接着剤を塗布する前にダイアタッチ部の高さ計測をおこない、平坦度(凹凸)に合わせた塗布が可能であるが、高さ計測に時間がかかるため、やはり生産タクトが増加してしまうという問題がある。
【０００８】
なお、特許文献１には、接着剤吐出装置から上に向かって吐出された接着剤を、半導体部品の裏面に直接塗布した後、基材に半導体部品をダイボンドする方法が示されているが、この方法では、半導体部品の裏面に塗布される接着剤の塗布量がばらつくという問題があった。
【０００９】
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、接着剤を半導体部品に転写する作業工程のタクトタイムを抑制し、ダイボンド時間を短縮するダイボンド装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によるダイボンド装置は、接着剤を吐出するディスペンスと、上記ディスペンスから出た接着剤が、半導体部品サイズまたは形状に応じて複数個所に塗布される接着剤供給ステージと、上記半導体部品を吸着する部品吸着ヘッドと、上記部品吸着ヘッドにより吸着した半導体部品を接着剤供給ステージ上に移動させ、接着剤供給ステージに塗布された接着剤を当該半導体部品に転写した後、接着剤の転写された半導体部品が被実装部品のダイアタッチ部にダイボンドされるように、ディスペンス及び部品吸着ヘッドの可動を制御する駆動制御装置を備えたものである。
【００１１】
また、この発明によるダイボンディング方法は、被実装部品に実装される半導体部品のサイズまたは形状に応じて、ディスペンスにより接着剤供給ステージ上の複数個所に接着剤を塗布する工程と、部品トレイ上の上記半導体部品を部品吸着ヘッドで吸着し、接着剤供給ステージ上の接着剤塗布位置まで移動した後、部品吸着ヘッドを下降して上記半導体部品裏面に接着剤を転写させる工程と、被実装部品のダイアタッチ部に、上記接着剤の転写された半導体部品をダイボンドして部品実装を行う工程により、ダイボンドを行うものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、接着剤供給ステージに予め接着剤を塗布し、接着剤供給ステージを介して半導体部品の裏面に一定厚の接着剤を転写することができるので、接着面の高さ計測の必要が無くなり、生産タクトの増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係る実施の形態１によるダイボンド装置の構成を示す図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１によるダイボンド装置による、接着剤供給ステージへの接着剤塗布から部品実装までの工程を示す図である。
【図３】この発明に係る実施の形態２によるダイボンド装置のスキージ作業工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１によるダイボンド装置の構成を示す図である。図１において、ダイボンド装置は、ディスペンス１と、接着剤供給ステージ３と、部品吸着ヘッド４と、部品トレイ５と、ディスペンス可動部１０と、部品吸着ヘッド可動部１１と、載置ステージ１２と、搬送機構１３と、制御装置１４から構成される。ダイボンド装置は、半導体チップや半導体集積回路等の半導体部品６を、プリント配線基板やデバイスパッケージ等の基板７上のダイアタッチ部に接着して、ダイボンディングを行う。なお、基板７上のダイアタッチ部は、半導体部品６が実装される実装位置に該当する。
【００１５】
ディスペンス１は、接着剤２を吐出する複数のノズル部と、接着剤２が収容されるシリンジ（注射筒）と、シリンジの内部で昇降するピストンと、シリンジの中でピストンを昇降させるように駆動する駆動部と、シリンジを保持する保持部を備えて構成される。ピストンが、シリンジの内筒を摺動し、接着剤２に圧力を加えて接着剤２をノズル部に押し出すように昇降することで、シリンジから各ノズル部に接着剤２が供給され、各ノズル部の吐出口から接着剤２が吐出される。
図１に例示するディスペンス１は、水平方向に所定の間隔を空けて配置された２つのノズル部が設けられている。ディスペンス１は、ディスペンス可動部１０によって水平面内と上下方向の３次元方向に可動する。ディスペンス可動部１０は、制御装置１４に予め組み込まれた制御シーケンスプログラムに従い、制御装置１４によって動作制御が行われる。
【００１６】
部品吸着ヘッド４は、真空空着により半導体部品６をピックアップする。部品吸着ヘッド４は、吸い込み口が設けられてエアを吸引し半導体部品６を吸着するヘッド部と、ヘッド部からエアを吸い込むエア吸引ポンプと、ヘッド部を保持する保持部を備えて構成される。部品吸着ヘッド４は、部品吸着ヘッド可動部１１によって水平面内と上下方向の３次元方向に可動する。部品吸着ヘッド４は、制御装置１４に予め組み込まれた制御シーケンスプログラムに従い、制御装置１４によって動作制御が行われる。
【００１７】
接着剤供給ステージ３は、板面が水平となるように据え置かれた平坦な平板から構成され、板面上にディスペンス１から吐出された接着剤が塗布される。部品トレイ５は、半導体部品６を個別に収容する複数の部品収容部が、水平面内に配列されて構成される。部品吸着ヘッド４が、部品トレイ５の上方から下降し、部品トレイ５の部品収容部から半導体部品６を取り出せるように、部品トレイ５の部品収容部は上方が開口した凹部形状をなしている。部品トレイ５は、半導体ウェハまたはワッフルトレイであっても良い。
載置ステージ１２は、基板７が載置される。搬送機構１３は、基板７の載置された載置ステージ１２を搬送する。搬送機構１３は、制御装置１４に予め組み込まれた制御シーケンスプログラムに従い、制御装置１４によって動作制御が行われる。
ディスペンス１は、制御装置１４の動作制御によりディスペンス可動部１０に駆動されて、接着剤供給ステージ３上に移動する。
また、部品吸着ヘッド４は、制御装置１４の動作制御により部品吸着ヘッド可動部１１に駆動されて、接着剤供給ステージ３上、部品トレイ５上及び載置ステージ１２上に移動する。
制御装置１４は、ディスペンス可動部１０及び部品吸着ヘッド可動部１１とともに駆動制御装置を構成し、部品吸着ヘッド４により吸着した半導体部品６を接着剤供給ステージ３上に移動させ、接着剤供給ステージ３に塗布された接着剤２を半導体部品６に転写した後、接着剤２の転写された半導体部品６が被実装部品である基板７のダイアタッチ部にダイボンドされるように、ディスペンス１及び部品吸着ヘッド４の可動の駆動制御を行う。
【００１８】
次に、実施の形態１のダイボンド装置による、接着剤供給ステージへの接着剤塗布から部品実装までの工程について説明する。
図２は接着剤供給ステージへの接着剤塗布から部品実装までの工程を示す図である。部品トレイ５には、予め半導体部品６の接着剤を塗布すべき裏面（ダイボンディング面）が、上を向いた状態で収容されている。以下、図２について説明する。
【００１９】
まず、第１の工程（ａ）において、ディスペンス１は、制御装置１４からのディスペンス可動部１０の動作制御により、接着剤供給ステージ３上に移動する。その後、ディスペンス１は、ノズル部が接着剤供給ステージ３の板上面に接近し、板上面から所定距離だけ離れた位置まで下降し、その高さ位置で一時止まる。
続いて、ディスペンス１は、ノズル部から予め決められた容積の接着剤２を吐出して、実装される半導体部品６の部品形状に合わせた塗布形状を有する接着剤２の塗布部を、接着剤供給ステージ３上に形成する。
図２の例では、ディスペンス１の２つのノズル部から接着剤２が吐出され、接着剤２が繭型形状に盛られて接着剤供給ステージ３上に塗布されている。このとき、ディスペンス１から吐出された接着剤２の塗布位置は、制御装置１４に記録される。
【００２０】
次いで、ディスペンス１を接着剤供給ステージ３の上方へ所定の短い距離だけ退避させた後、制御装置１４からのディスペンス可動部１０の動作制御により、ディスペンス１の位置を水平面内（縦方向、横方向、または斜め方向）で移動させる。
その後、再びディスペンス１のノズル部を接着剤供給ステージ３の板上面から所定距離だけ離れた位置まで下降してから、同様にして予め決められた容積の接着剤２を吐出して、実装される半導体部品６の部品形状に合わせた塗布形状を有する接着剤２の塗布部を、接着剤供給ステージ３上に形成する。このとき、ディスペンス１から吐出された接着剤２の塗布位置は、制御装置１４に記録される。
これらのディスペンス１の移動、接着剤塗布及び昇降動作を複数回繰り返すことで、接着剤供給ステージ３上の複数個所に、接着剤２の塗布部を形成することができる。
図２の例では、ディスペンス１を横方向に移動させることで、接着剤供給ステージ３上の３箇所に接着剤２の塗布部を形成している。
なお、ディスペンス１は、ノズル部が３つ以上設けられていても良く、ノズル部を所定間隔離して複数個所設けることで、一度の接着剤の吐出により複数個所に接着剤の塗布部を形成しても良く、また、半導体部品６の部品形状に合わせて、それぞれのノズル部が独立に接着剤を吐出できるように制御されても良い。
【００２１】
次に、第２の工程（ｂ）において、部品吸着ヘッド４は、制御装置１４からの部品吸着ヘッド可動部１１の動作制御により、部品トレイ５上に移動する。
その後、部品吸着ヘッド４は、部品トレイ５の部品収容部上面に接近し、部品収容部底面から所定距離だけ離れた位置まで下降し、停止する。続いて、部品吸着ヘッド４は、部品トレイ５に配置された半導体部品６を部品吸着ヘッド４で吸着し、上昇する。
【００２２】
次に、第３の工程（ｃ）において、部品吸着ヘッド４は、制御装置１４からの部品吸着ヘッド可動部１１の動作制御により、接着剤供給ステージ３上における、接着剤２の塗布位置の上方まで移動する。
続いて、第４の工程（ｄ）において、部品吸着ヘッド４は、制御装置１４からの部品吸着ヘッド可動部１１の動作制御により、接着剤供給ステージ３上に塗布された接着剤２の位置まで移動した後、下降して、半導体部品６の裏面を接着剤供給ステージ３の接着剤２塗布部に所定圧で押し当て、半導体部品６の裏面に一定量の接着剤２を転写及び付着させる。
【００２３】
その後、第５の工程（ｅ）において、制御装置１４からの部品吸着ヘッド可動部１１の動作制御により、部品吸着ヘッド４が上昇する。
続いて、第６の工程（ｆ）において、制御装置１４からの部品吸着ヘッド可動部１１の動作制御により、部品吸着ヘッド４とともに半導体部品６が基板７上のダイアタッチ部の上方まで移動する。このとき、載置ステージ１２は、制御装置１４による搬送機構１３の動作制御によって、接着剤供給ステージ３から離れた所定の位置で停止している。
その後、部品吸着ヘッド４が下降して基板７のダイアタッチ部に部品６を第ボンディングし、実装する。
【００２４】
かくして、上記第１の工程（ａ）乃至第６の工程（ｆ）の動作を行うことにより、半導体部品６の裏面に一定量の接着剤２が塗布されることになる。
【００２５】
また、予め接着剤供給ステージ３に塗布された接着剤２を、半導体部品６の裏面に転写することで、接着面の高さを所定誤差範囲内の一定高さ（一定厚）に維持することができるので、転写後の接着面の高さ計測が必要無くなる。このため、半導体部品６の接着面の高さ計測に要する生産タクトの増加を抑制することができる。
【００２６】
なお、接着剤供給ステージ３に接着剤２を供給する機構として、ディスペンス１を用いるのが適当であるが、均一な厚さで接着剤２を接着剤供給ステージ３に塗布できる方法であれば、例えば印刷方式を用いても良い。
【００２７】
以上説明した通り、実施の形態１のダイボンド装置は、ディスペンス１により実装される半導体部品６の部品サイズや形状に合わせた塗布形状を接着剤供給ステージ３に形成し、部品トレイ５上の半導体部品を部品吸着ヘッドで吸着し、接着剤供給ステージ３上に塗布された接着剤２の位置まで移動後、下降して半導体部品６裏面に接着剤２を転写及び付着させる。その後、プリント配線基板やデバイスパッケージ等の基板７のダイアタッチ部に、半導体部品６をダイボンドして部品実装を行う。
【００２８】
これにより、半導体部品６の裏面には、一定量の接着剤２が転写塗布されることになる。また、半導体部品６の裏面に転写される接着剤２の高さは常に一定の高さに維持でき、接着面の高さ計測の必要が無くなるため、生産タクトの増加を抑制できる。
【００２９】
また、基板７のダイアタッチ部に実装される半導体部品のサイズに合わせた転写ノズルが必要無くなり、例えば転写ノズルの取り付け可能数による設備上の制約を受けなくなる。その結果、転写ノズルの段取り替え作業が無くなり、多品種混合生産が可能となる。
【００３０】
また、半導体部品６の裏面に転写される接着剤２の量は接着剤供給ステージ３と半導体部品６裏面の隙間(クリアランス)で決まる。その結果、基板７のダイアタッチ部の形状や面粗さと無関係に、半導体部品６の裏面には常に均一な接着剤が塗布されるため、接着剤塗布量の安定化による品質向上が可能となる。
【００３１】
また、基板７のダイアタッチ部の高さ(面粗さ)計測機構が必要なくなるため、装置構成の簡素化が可能となる。
【００３２】
なお、接着剤供給ステージ３に接着剤２を塗布する接着剤の塗布機構は、ディスペンス１が適当であるが、均一な厚みで接着剤を塗布できるものであれば他の方法でも良く、例えば、接着剤供給ステージ３上にスクリーン印刷等により接着剤を印刷する印刷機械であっても良い。
【００３３】
実施の形態２．
図３は、この発明に係る実施の形態２によるダイボンド装置の接着剤供給ステージ３への接着剤塗布量を安定化させる機構の構造を示している。ダイボンド装置のその他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。
【００３４】
実施の形態１で説明したように、接着剤供給ステージ３上には、実装される半導体部品６の部品サイズに合わせた形状の接着剤２が塗布される。このため、実施の形態１のダイボンド装置では、制御装置１４の駆動制御により図３の（１）乃至（４）のように可動するスキージ１７を設けている。異なるサイズの半導体部品６を実装する際は、制御装置１４を操作して、接着剤供給ステージ３の上面でスキージ１７が摺動するように、スキージ１７を可動させる。このようにスキージ１７によるスキージングによって、前に塗布された接着剤供給ステージ３上の接着剤２を除去することにより、異なるサイズの半導体部品６を実装する場合でも、常に安定した供給量を実現させることができる。
【００３５】
なお、制御装置１４は、人手によるマニュアル操作指示によってスキージ１７を可動させる操作が行われる。また、制御装置１４は、カメラ画像処理装置を設けて、カメラ画像処理によって部品トレイ５に設けられた半導体部品６のサイズを自動検知し、部品サイズが異なる場合に、スキージ１７を自動的に可動させるように処理が行われる自動操作であっても良い。
【００３６】
このように、実施の形態２によるダイボンド装置は、接着剤供給ステージに塗布された接着剤をスキージングにより除去する接着剤塗布量安定化機構を備えたことを特徴としている。これにより、接着剤供給ステージ３に残った接着剤２をスキージング１７により除去した上で、次の接着剤２を塗布するため、半導体部品６の部品サイズが異なる部品を同一地点で転写させても、転写される接着剤量は部品サイズ毎に適正な量に設定することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ディスペンス、２  接着剤、３  接着剤供給ステージ、４  部品吸着ヘッド、５  部品トレイ、１０  ディスペンス可動部、１１  部品吸着ヘッド可動部、１２  載置ステージ、１３  搬送機構、１４  制御装置、１７  スキージ。
【図１】
2011187629.tif 000003
【図２】
2011187629.tif 000004
【図３】
2011187629.tif 000005