(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子からなるウェハが貼り付けられたウェハリングから半導体素子を取り出して接着剤を塗布し、接着剤を塗布した半導体素子を基板に実装するダイボンダー装置であって、
前記ウェハリングを保持するリングホルダと、
前記接着剤を塗布するペースト塗布装置と、
前記基板を保持及び搬送する基板搬送部と、
前記半導体素子を着脱可能な保持部を放射状に配置して構成され、当該保持部を放射中心で所定角度ずつ回転させるロータリー方式のピックアップ手段と、
を備え、
前記リングホルダと前記ペースト塗布装置と前記基板搬送部は、前記ピックアップ手段の周囲に配置され、
前記ピックアップ手段は、
回転により、同一タイミングで、複数の前記保持部のうちの一機を前記リングホルダの前記ウェハリングに向かい合わせ、複数の前記保持部のうちの他の一機を前記ペースト塗布装置に向かい合わせ、複数の前記保持部のうちの更に他の一機を前記基板搬送部に向かい合わせ、
前記ペースト塗布装置は、
前記ウェハリングから取り出されて前記保持部に保持された前記半導体素子の実装面に前記接着剤を塗布すること、
を特徴とするダイボンダー装置。
【請求項２】
前記ペースト塗布装置は、前記放射中心から前記保持部に向かう延長線上であって、前記ピックアップ手段の真上に配置されるとともに、実装面を上に向けた前記半導体素子に対して、上方から前記接着剤を塗布すること、
を特徴とする請求項１記載のダイボンダー装置。
【請求項３】
前記ペースト塗布装置は、
前記ピックアップ手段の頂点に位置した前記保持部と軸線を共通にして向かい合うとともに、前記接着剤を下端で保持したスタンピングピンを備えること、
を特徴とする請求項２記載のダイボンダー装置。
【請求項４】
前記ペースト塗布装置は、
複数の前記スタンピングピンを対向又は円周等配位置に配置し、
前記接着剤を貯留した受け皿を更に備え、
当該スタンピングピンを共通円周軌跡に沿って所定角度ずつ回転させ、
順次、各スタンピングピンを前記受け皿に位置させ、
順次、各スタンピングピンを、前記ピックアップ手段の頂点に位置した前記保持部と軸線を共通させて向かい合わせること、
を特徴とする請求項３記載のダイボンダー装置。
【請求項５】
前記ピックアップ手段の周囲に、前記半導体素子の実装面を観察して前記接着剤の有無を検出する検出手段を更に備えること、
を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のダイボンダー装置。
【請求項６】
前記ピックアップ手段の周囲に、前記接着剤が塗布されていない前記半導体素子を排出する排出位置を更に備えること、
を特徴とする請求項５記載のダイボンダー装置。
【請求項７】
前記リングホルダのウェハリング保持面、前記基板搬送部の基板保持面、及び当該ピックアップ手段に配置される前記保持部が延びる面とは、互いに直交するように配置され、
前記ペースト塗布装置は、前記ピックアップ手段を挟んで基板搬送部と向かい合わせに配置されていること、
を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のダイボンダー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の半導体素子からなるウェハが貼り付けられたウェハリングから半導体素子を取り出して接着剤を塗布し、接着剤を塗布した半導体素子を基板に実装するダイボンダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程では、マウンティング工程、ダイシング工程を経た後、ダイボンディング工程が実施される。マウンティング工程は、ウェハをリングに貼り付ける工程である。ダイシング工程は、ウェハを半導体素子に分割個片化する工程である。ダイボンディング工程は、ウェハから個片化された半導体素子を順次取り出し、リードフレームや基板（以下、これらを纏めて基板という）にダイボンディングする工程であり、ダイボンダー装置を用いて実施される。半導体素子を基板に実装する際には、ペースト塗布装置によって、予め、半導体素子を実装する基板上の該当箇所に接着剤を塗布しておく。【０００３】
ダイボンダー装置は、吸着ノズルを昇降及び２次元方向に水平移動させるボンディングヘッドを備え、その下方に基板保持部とリングホルダとを配置している（例えば、特許文献１参照。）。基板保持部は、基板を保持し、リングホルダは、ウェハリングを保持している。基板保持部とリングホルダとは、吸着ノズルが水平移動する平面と平行な基板の保持平面とウェハリングの保持平面とを有している。ペースト塗布装置は、接着剤を貯留した受け皿と、基板上の各所に向けて水平移動及び昇降可能なスタンピングピンとを有している（例えば、特許文献２参照。）。【０００４】
ペースト塗布装置を備えたダイボンダー装置は、次のような工程を経て基板に半導体素子を実装することが一般的である。まず、半導体素子のピックアップ工程を行う。すなわち、ウェハリングの上方から吸着ノズルを下降させて、ウェハリングの裏面側に存在する突き上げピンと吸着ノズルとで半導体素子を挟み込む。そして、吸着ノズルで半導体素子を吸着した上で、該吸着ノズルを上昇させつつ、突上げピンで半導体素子を突き上げる。【０００５】
ペースト塗布装置は、ディスペンス工程をピックアップ工程と同時期に実施する。すなわち、ペースト塗布装置は、スタンピングピンの先端を受け皿内の接着剤に浸漬し、ピックアップ工程で取り上げられた半導体素子の実装該当箇所にスタンピングピンを移動させ、スタンピングピンの先端に保持された接着剤を基板の実装該当箇所に塗布する。【０００６】
ピックアップ工程及びディスペンス工程が終了すると、半導体素子の実装工程を行う。すなわち、半導体素子を吸着した吸着ノズルを上昇させると、この吸着ノズルを水平方向に２次元移動させ、基板上の接着剤が塗布された実装該当箇所に位置させる。そして、吸着ノズルを降下させ、実装該当箇所に半導体素子を押し付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−５９９６１公報
【特許文献２】特開２０１１−１５９９７９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、ダイボンダー装置では、ピックアップ工程、ディスペンス工程、及び半導体素子の基板への実装工程を、この時系列順にシリアルに繰り返している。このとき、基板の実装箇所に応じて、半導体素子を吸着した吸着ノズルの移動距離は変化し、また、受け皿は固定位置に存在するため、受け皿と半導体素子の実装該当箇所との間を往復運動するスタンピングピンの移動距離も変化する。更に、基板に接着剤を塗布する場合には、実装時に接着剤の塗布箇所と半導体素子の実装箇所との位置合わせ確認も必要となる。【０００９】
そのため、従来のダイボンダー装置では、一個の半導体素子をピックアップしてから実装するまでのサイクルタイムが長くなっていた。尚、受け皿とスタンピングピンとを同一筐体に取り付け、接着剤を塗布する箇所に筐体ごと移動させるペースト塗布装置も提案されている。しかし、スタンピングピンとともに受け皿を移動させると、受け皿内部の接着剤が慣性力により偏在化し、スタンピングピンに付く接着剤の量が不安定になるため、実用化に難がある。【００１０】
そこで、全体的なサイクルタイムの短縮を図るためには、単純には、スタンピングピンの昇降速度や移動速度を高める方法が考えられる。しかしながら、スタンピングピンの昇降速度や移動速度を無理に高めようとすると、以下のように接着剤の糸引きや過量塗布の問題が生じてしまい、半導体素子の信頼性を低下させる一因となる。【００１１】
図１４は、基板に接着剤を塗布した場合の半導体素子の実装状況を示している。図１４の（ａ）に示すように、スタンピングピンに付着した接着剤が適量であれば、基板に塗布した接着剤上に半導体素子を押し付けても、半導体の側面に接着剤が付くことはない。【００１２】
しかし、図１４の（ｂ）に示すように、スタンピングピンの移動を急ぐと、基板に塗布した接着剤に糸引きが発生してしまうことがある。糸引きが発生した状態で半導体素子を基板に実装すると、糸引き部分が半導体素子の側面に露出しているジャンクションに付着してショートしてしまうおそれがある。【００１３】
更に、図１４の（ｃ）に示すように、スタンピングピンに付着した接着剤が過量であると、半導体素子が接着剤に浸かってしまう現象が確認された。接着剤に半導体素子が浸かってしまうと、半導体素子のジャンクションに接着剤が付着してショートしてしまうおそれがある。【００１４】
従って、スタンピングピンの昇降速度や移動速度を高めると、半導体素子の信頼性が低下してしまうという問題があった。【００１５】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、接着剤の糸引きや過量塗布が生じても半導体素子の信頼性を低下させず、以て半導体素子のダイボンディング工程を高速化することのできるダイボンダー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記のような課題を解決するダイボンダー装置は、複数の半導体素子からなるウェハが貼り付けられたウェハリングから半導体素子を取り出して接着剤を塗布し、接着剤を塗布した半導体素子を基板に実装するダイボンダー装置であって、前記ウェハリングを保持するリングホルダと、前記接着剤を塗布するペースト塗布装置と、前記基板を保持及び搬送する基板搬送部と、前記半導体素子を着脱可能な保持部を放射状に配置して構成され、当該保持部を放射中心で所定角度ずつ回転させるロータリー方式のピックアップ手段と、を備え、前記リングホルダと前記ペースト塗布装置と前記基板搬送部は、前記ピックアップ手段の周囲に配置され、前記ピックアップ手段は、回転により、同一タイミングで、複数の前記保持部のうちの一機を前記リングホルダの前記ウェハリングに向かい合わせ、複数の前記保持部のうちの他の一機を前記ペースト塗布装置に向かい合わせ、複数の前記保持部のうちの更に他の一機を前記基板搬送部に向かい合わせ、前記ペースト塗布装置は、前記ウェハリングから取り出されて前記保持部に保持された前記半導体素子の実装面に前記接着剤を塗布すること、を特徴とする。【００１７】
前記ペースト塗布装置は、前記放射中心から前記保持部に向かう延長線上であって、前記ピックアップ手段の真上に配置されるとともに、実装面を上に向けた前記半導体素子に対して、上方から前記接着剤を塗布するようにしてもよい。
【００１８】
前記ペースト塗布装置は、前記ピックアップ手段の頂点に位置した前記保持部と軸線を共通にして向かい合うとともに、前記接着剤を下端で保持したスタンピングピンを備えるようにしてもよい。【００１９】
前記ペースト塗布装置は、複数の前記スタンピングピンを対向又は円周等配位置に配置し、前記接着剤を貯留した受け皿を更に備え、当該スタンピングピンを共通円周軌跡に沿って所定角度ずつ回転させ、順次、各スタンピングピンを前記受け皿に位置させ、順次、各スタンピングピンを、前記ピックアップ手段の頂点に位置した前記保持部と軸線を共通させて向かい合わせるようにしてもよい。【００２０】
前記ピックアップ手段の周囲に、前記半導体素子の実装面を観察して前記接着剤の有無を検出する検出手段を更に備えるようにしてもよい。【００２１】
前記ピックアップ手段の周囲に、前記接着剤が塗布されていない前記半導体素子を排出する排出位置を更に備えるようにしてもよい。【００２２】
前記リングホルダのウェハリング保持面、前記基板搬送部の基板保持面、及び当該ピックアップ手段に配置される前記保持部が延びる面とは、互いに直交するように配置され、前記ペースト塗布装置は、前記ピックアップ手段を挟んで基板搬送部と向かい合わせに配置されているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、接着剤を半導体素子側に塗布した上で基板に実装するため、接着剤の塗布時に糸引き部分が発生しようと、過量の接着剤が塗布されようと、基板実装時に接着剤が半導体素子のジャンクションに及びにくくなる。そのため、全体的な高速化を図りつつも、ショートしにくく信頼性に優れたダイボンディング処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係るダイボンダー装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】ピックアップ装置の斜視図である。
【図３】ピックアップ装置の側面図である。
【図４】リングホルダの斜視図である。
【図５】ペースト塗布装置の斜視図である。
【図６】基板搬送装置の斜視図である。
【図７】半導体素子の取り上げ処理を説明する図である。
【図８】半導体素子への接着剤塗布処理を説明する図である。
【図９】ペースト塗布装置による接着剤塗布処理の詳細を説明する部分拡大図である。
【図１０】半導体素子に対する接着剤塗布の有無を検出する処理を説明する図である。
【図１１】接着剤が塗布されなかった半導体素子を排出する処理を説明する図である。
【図１２】半導体素子の実装処理を説明する図である。
【図１３】本実施形態のダイボンダー装置によって塗布された接着剤の状態を示す図である。
【図１４】従来のダイボンダー装置によって塗布された接着剤の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（全体構成）
以下、本発明に係るダイボンダー装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係るダイボンダー装置１の全体構成を示す斜視図である。ダイボンダー装置１は、ウェハが貼り付けられたウェハリングから半導体素子を取り出して、その半導体素子の実装面に接着剤を塗布し、接着剤を塗布した半導体素子を基板に貼り付ける。半導体素子は、例えばＬＥＤ素子等である。ウェハは、ダイシングされることで個片がアレイ状に並べられた円板であり、個片のそれぞれが半導体素子である。基板は、例えばリードフレームである。接着剤は、はんだや樹脂ペースト等である。
【００２７】
このダイボンダー装置１は、リングホルダ２とペースト塗布装置５と基板搬送装置３とピックアップ装置４とを備える。リングホルダ２は、筐体１０に固定されており、ウェハリングを立て掛けるようにして垂直に保持する。ペースト塗布装置５は、半導体素子の実装面に接着剤を塗布する。基板搬送装置３は、基板を保持及び搬送する。ピックアップ装置４は、半導体素子をウェハリングから取り出して、ペースト塗布装置５及び基板搬送装置３へ順次搬送する。
【００２８】
リングホルダ２とペースト塗布装置５と基板搬送装置３は、ロータリー方式のピックアップ装置４の周囲に配置されている。リングホルダ２とペースト塗布装置５と基板搬送装置３は、ピックアップ装置４を上下及び片側の三方から取り囲んでおり、リングホルダ２はピックアップ装置４の側方に位置し、基板搬送装置３はピックアップ装置４の下方に位置し、ペースト塗布装置５はピックアップ装置４の真上に位置している。すなわち、リングホルダ２と基板搬送装置３とピックアップ装置４とは互いに直交するように配置される。
【００２９】
ピックアップ装置４は、半導体素子を保持する保持部４１を放射状に複数備え、これら保持部４１を放射中心で所定角度ずつ間欠回転させる。このダイボンダー装置１は、ウェハリングから半導体素子を取り上げるピックアップ工程と、半導体素子に接着剤を塗布するディスペンス工程と、基板に半導体素子を実装する実装工程とを同時に行うことができる。
【００３０】
（ピックアップ装置）
図２は、ピックアップ装置４の斜視図であり、図３は、ピックアップ装置４の側面図である。図２及び３に示すように、保持部４１は、円形フレームの周縁から外方へ半径方向に放射状に延び、各保持部４１は円周等配位置になっている。保持部４１の放射面は、設置面に対して垂直である。
【００３１】
保持部４１の放射中心は、モータ４２の回転軸に嵌め込まれている。保持部４１は、モータ４２の駆動によって円周方向に一定角度ずつ間欠的に回動する。保持部４１の１ピッチの回転角度は、隣り合う保持部４１との設置角度に等しく、保持部４１の円軌跡上の頂点β、最下点ε、リングホルダ２側の最側点α、及びその他の任意の点γ及びδを停止位置に含む。
【００３２】
最側点αは、リングホルダ２と対向し、半導体素子をウェハリングから取り上げる地点である。頂点βは、ペースト塗布装置５と対向し、半導体素子の実装面に接着剤を塗布する地点である。最下点εは、基板搬送装置３と対向し、接着剤が塗布された半導体素子を基板に実装する地点である。
【００３３】
地点γは、保持部４１の回転方向において頂点βよりも下流側及び最下点εよりも上流側に位置し、半導体素子への接着剤の塗布を検出する地点であり、カメラ６１と画像処理装置を含む検出手段６が配置されている。地点δは、地点γよりも下流側及び最下点εよりも上流側に位置し、接着剤が塗布されていない半導体素子を排出する地点であり、保持部４１から脱落した半導体素子を受ける容器が配置されている。
【００３４】
保持部４１は、例えば、吸着ノズルである。吸着ノズル４１は、図３に示すように、アクチュエータ４１ｂとカム機構４１ｃとロッド４１ｄを有するノズル駆動部によって押し引きされる。ノズル駆動部は、保持部４１の裏側であって、保持部４１の円軌跡上の頂点β、最下点ε、及び最側点αに対応する位置に設けられている。
【００３５】
吸着ノズル４１ａは、内部が中空のパイプである。パイプ内部は、真空発生装置の空気圧回路とチューブを介して連通している。この吸着ノズル４１ａは、真空発生装置による負圧の発生によって半導体素子を吸着し、真空破壊によって半導体素子を離脱させる。また、アクチュエータ４１ｂを作動させてカム機構４１ｃを介してロッド４１ｄを吸着ノズル４１ａに向けて押し出すと、吸着ノズル４１ａは、後端でロッド４１ｄの先端と当接して押圧され、ノズル先端が飛び出す方向に移動する。アクチュエータ４１ｂによりロッド４１ｄが引き込まれると、吸着ノズル４１ａとロッド４１ｄとの当接は解除され、ノズル先端は基端中心側へ戻る方向に移動する。
【００３６】
（リングホルダ）
図４は、リングホルダ２の斜視図である。図４に示すように、リングホルダ２は、リング保持面が設置面に対して垂直になっており、保持部４１の放射面と直交している。すなわち、リングホルダ２は、ウェハリングが挿入されるリング挿入部２１を筐体１０の設置面に対する垂直面に有する。このリング挿入部２１が設けられた面を正面という。
【００３７】
また、リングホルダ２は、リング挿入部２１を筐体１０の正面に沿って可動にするリング移動機構２２と、リング挿入部２１を回転させるリング回転機構２３と、最側点αに設置されてウェハリングの裏側から半導体素子を突き上げる突上げピン２４とを備えている。
【００３８】
リング挿入部２１は、２枚のドーナツ板２１ａ、２１ｂで構成されている。一方のドーナツ板２１ａとドーナツ板２１ｂは、隙間部２１ｃを設けて重ね合わせられている。隙間部２１ｃは、ウェハリングを挿入するために設けられている。ドーナツ板２１ａ、２１ｂの中心に設けられた穴は、正面から見ると、隙間部２１ｃに挿入されたウェハリングのウェハ全体を包含している。
【００３９】
リング移動機構２２は、筐体１０側のドーナツ板２１ａを固定する支持板２２ａとレール２２ｂ、２２ｃとを有する。支持板２２ａの中心には、正面から見ると、隙間部２１ｃに挿入されたウェハリングのウェハ全体を包含する穴が設けられている。レール２２ｂ、２２ｃは、支持板２２ａの背面に設けられている。２種類のレール２２ｂ、２２ｃは筐体１０の正面を横断するように、また縦断するように延びている。支持板２２ａがレール２２ｂ、２２ｃに沿って摺動すると、支持板２２ａに固定されたリング挿入部２１は、筐体１０の正面と平行な面上を２次元移動する。
【００４０】
リング回転部２３は、リング挿入部２１に固定されたタイミングプーリ２３ａと、タイミングプーリ２３ａに巻回するベルト２３ｂと、ベルト２３ｂを走行させるモータ２３ｃとを備えている。タイミングプーリ２３ａは、リング挿入部２１と同心円のリング形状を有し、外周にベルト２３ｂが巻き付けられている。このリング回転部２３は、モータ２３ｃを回転させることで、ベルト２３ｂを走行させ、ベルト２３ｂの走行に伴ってタイミングプーリ２３ａを回転させる。リング挿入部２１は、タイミングプーリ２３ａの回転に連動して回転する。
【００４１】
突上げピン２４は、先端に行くに従って先細りした棒状部材である。この突上げピン２４は、最側点αに位置した保持部４１と軸線を共通となるように、筐体１０に設置されてリング挿入部２１の穴に向けて突き出している。突上げピン２４の先端は、駆動機構によって延び方向に沿って前進及び後退が可能となっており、前進時には、エキスパンド機構によって張られたウェハリングのシートを押し上げるまで前進する。
【００４２】
（ペースト塗布装置）
図５は、ペースト塗布装置の斜視図である。図５に示すように、ペースト塗布装置５は、下部に複数のスタンピングピン５１を備える。スタンピングピン５１は、接着剤を半導体素子に塗布する、先端が先細りした棒状部材である。スタンピングピン５１は、対向又は円周等配位置に配置され、それぞれ設置面に対して垂直に立っており、先細りした先端がピックアップ装置４へ向けられている。スタンピングピン５１を１対備える場合、両スタンピングピン５１は、１８０度間隔を空けて配置される。スタンピングピン５１を４本備える場合、スタンピングピン５１は、９０度間隔を空けて配置される。
【００４３】
各スタンピングピン５１は、各アーム５２の先端に昇降可能に支持されている。各アーム５２は、同長であり、共通の基端を有し、当該基端から放射状に延びて設置面に対して平行になっている。アーム５２の基端は、モータ５３の回転軸に軸支されている。モータ５３は、スタンピングピン５１の配置間隔と同一の回転角度で、ピックアップ装置４の回転と同期して間欠回転する。
【００４４】
このスタンピングピン５１は、共通の円軌跡を描くように所定回転角度ずつ間欠回転し、少なくとも２地点Ｐａ、Ｐｂで停止する。停止地点Ｐａは、ピックアップ装置４の頂点βと重なるように設定され、停止地点Ｐａで停止したスタンピングピン５１の先細りした先端と、頂点βで停止した保持部４１の先端とは、軸線を共通にして向かい合う。停止地点Ｐｂには、受け皿５４が備えられている。受け皿５４には、接着剤が貯留されている。停止地点Ｐｂに停止したスタンピングピン５１は、この受け皿５４の真上に位置する。
【００４５】
停止地点Ｐａ及びＰｂには、それぞれ、ピン駆動部が配置されている。ピン駆動部は、スタンピングピン５１の上方に、アクチュエータ５１ａとカム機構５１ｂとロッド５１ｃを備え、アーム５２内にスタンピングピン５１を上方に向けて付勢するバネ部材を備える。ロッドの下端は、停止位置Ｐａ及びＰｂに停止したスタンピングピン５１の上端と軸線を共通にして向かい合う。
【００４６】
このピン駆動部は、アクチュエータ５１ａを駆動させ、カム機構５１ｂに其の駆動力をロッド５１ｃへ伝達させ、ロッド５１ｃを押し下げることで、スタンピングピン５１を押し下げる。また、ピン駆動部は、ロッド５１ｃを上昇させることで、ロッド５１ｃを介した負荷からスタンピングピン５１を解放するとともに、バネ部材の付勢力でスタンピングピン５１を上昇させる。
【００４７】
このピン駆動部による昇降によって、スタンピングピン５１は、停止地点Ｐｂにおいて、先細りした先端を受け皿５４内の接着剤に浸け、停止地点Ｐａにおいて、ピックアップ装置４の頂点に位置した保持部４１が保持する半導体素子の実装面に接着剤を塗布する。
【００４８】
（基板搬送装置）
図６は、基板搬送装置３の斜視図である。図６に示すように、基板搬送装置３は、リングホルダ２の両脇に配置された一対のマガジン３１、３２と、マガジン３１、３２間を架橋し、ピックアップ装置４の真下を通過する搬送ラインとを備えている。一方のマガジン３１には半導体素子が未実装の基板が複数重ねて収納される。他方のマガジン３２には半導体素子が実装済みの基板が収納される。
【００４９】
搬送ラインは、コンベア部３３と基板保持部３４とから構成される。コンベア部３３と基板保持部３４は、マガジン３１、３２間を埋めるように連続して配置される。半導体素子が未実装の基板を収納するマガジン３１、コンベア部３３、基板保持部３４、及び半導体素子を実装済みの基板が収納されるマガジン３２がこの順番で連接して配置される。
【００５０】
コンベア部３３は、２本のガイドレールを平行に配し、両ガイドレールの内側に無端状のベルトを備えている。このコンベア部３３は、一方のマガジン３１から基板保持部３４に向けてベルトを走行させる。このコンベア部３３は、駆動機構によって上下動が可能となっており、所定の高さで基板保持部３４の高さと合致する。コンベア部３３のベルト上面の高さと基板保持部３４の載置台の高さとが合致したときには、コンベア部３３と基板保持部３４とが概略接続されるように、コンベア部３３の長さが設定されている。尚、コンベア部３３は、ベルトコンベア方式に限らず、搬送爪による２枚同時搬送を行うようにしてもよい。
【００５１】
基板保持部３４は、一枚の基板が載置される広さのＸＹステージであり、図示しない駆動機構によって高さ一定の２次元方向に移動可能となっている。基板保持部３４の移動可能範囲は、基板保持部３４に保持された基板の各実装箇所が真下に向いた保持部４１の直下を通れるように設定されている。基板保持部３４の２次元移動の際には、コンベア部３３は予め上昇し、基板保持部３４とコンベア部３３との物理的接触がない状態となっている。
【００５２】
この基板保持部３４には、基板の位置センサと、基板の位置決め機構が設けられている。位置センサは、コンベア部３３によって搬送された一枚の基板が規定箇所に位置している場合に検知信号を出力する。位置決め機構は、例えば、載置面に開口し、真空発生装置に繋がった穴であり、保持している基板が位置ズレしないように吸着している。
【００５３】
（動作）
（実装動作）
このダイボンダー装置１の動作に関し、特に半導体素子の取り出しから実装までの動作を図７乃至１１に基づき詳細に説明する。まず、予め、リング挿入部２１には、ウェハリングＲが挿入されており、基板保持部３４には、半導体素子Ｄが実装される基板Ｆ１が載置されている。
【００５４】
ウェハリングＲ及び基板Ｆ１がセットされると、図７に示すように、突上げピン２４と向かい合う最側点αに位置している保持部４１Ａは、正面に位置する半導体素子Ｄ１を取り上げる。
【００５５】
すなわち、保持部４１Ａの吸着ノズル４１ａは、ノズル駆動部によって半導体素子Ｄ１に向けて進出して半導体素子Ｄ１と当接する。尚、吸着ノズル４１ａで半導体素子Ｄ１を若干押し込む程度まで進出させてもよい。吸着ノズル４１ａを半導体素子Ｄ１に当接させると、突上げピン２４をウェハリングＲに向けて前進させ、半導体素子Ｄ１を吸着ノズル４１ａと突上げピン２４とで挟み込む。このとき、吸着ノズル４１ａは、真空発生装置による負圧の発生によって、挟み込まれた半導体素子Ｄ１を吸着する。そして、突上げピン２４で半導体素子Ｄ１を突き上げつつ、半導体素子Ｄ１を吸着させたまま吸着ノズル４１ａを後退させる。
【００５６】
次に、図８に示すように、保持部４１が１ピッチずつ回転し、半導体素子Ｄ１を保持した保持部４１Ａが頂点βで停止すると、ペースト塗布装置５は、実装面を上に向けて停止している当該半導体素子Ｄ１に対して接着剤を塗布する。
【００５７】
図９は、ペースト塗布装置５の詳細動作を示す部分拡大図である。ここで、図９に示すように、ペースト塗布装置５では、ピックアップ装置４による保持部４１の間欠回転と同期して、スタンピングピン５１を間欠回転させている。そして、順次、各スタンピングピン５１を停止位置Ｐｂに停止させることで、受け皿５４内の接着剤を先端に付着させ、所定ピッチ後に停止位置Ｐａに停止させることで、ピックアップ装置４の頂点βに位置した保持部４１が保持する半導体素子Ｄ１に対して接着剤を塗布している。
【００５８】
すなわち、頂点βへの保持部４１Ａの停止と同期して停止位置Ｐａに位置したスタンピングピン５１Ａは、２ピッチ前において停止位置Ｐｂで受け皿５４内の接着剤に浸されており、その先端には接着剤が付着している。このスタンピングピン５１Ａは、ピン駆動部によって半導体素子Ｄ１に向けて押し込まれ、スタンピングピン５１Ａの先端に付着している接着剤を半導体素子Ｄ１の実装面に付着させる。
【００５９】
ピン駆動部によってスタンピングピン５１Ａを再び上昇させると、スタンピングピン５１Ａの先端面積と半導体素子Ｄ１の実装面の面積との違いにより生じる接着剤の付着力の相違によって、スタンピングピン５１Ａの先端に付着していた接着剤は、半導体素子Ｄ１の実装面側に移る。
【００６０】
このスタンピングピン５１Ａの一連の接着剤塗布処理の間、停止位置Ｐｂ上に停止していた他のスタンピングピン５１Ｂは、停止位置Ｐｂ上に配置されているピン駆動部によって昇降されて先端に接着剤を保持している。このスタンピングピン５１Ｂは２ピッチ後にスタンピングピン５１Ａと同じ接着剤塗布処理を行い、２ピッチ後に頂点βに停止する他の半導体素子Ｄの実装面に接着剤を塗布する。
【００６１】
次に、図１０に示すように、保持部４１が１ピッチずつ回転し、半導体素子Ｄ１を保持した保持部４１Ａが地点γで停止すると、検出手段６のカメラ６１で半導体素子Ｄ１の実装面が観察され、画像処理により接着剤の有無が検出される。更に、図１１に示すように、保持部４１Ａが地点γから１ピッチ回転し、当該保持部４１Ａが地点δで停止すると、検出手段６で接着剤無しが検出された半導体素子がダイボンダー装置１から排出される。具体的には、保持部４１が吸着ノズル４１ａを有する場合には、真空破壊により半導体素子を吸着ノズル４１ａから脱落させる。
【００６２】
更に、図１２に示すように、保持部４１が１ピッチずつ回転し、半導体素子Ｄ１を保持した保持部４１Ａが最下点εで停止すると、保持部４１Ａは、半導体素子Ｄ１を基板保持部３４に載置されている基板Ｆ１の実装該当箇所に貼り付ける。
【００６３】
すなわち、保持部４１Ａの吸着ノズル４１ａは、半導体素子Ｄ１を先端に保持したまま、ノズル駆動部によって基板に向けて進出する。このとき、半導体素子Ｄ１に接着剤が塗布されることから、半導体素子Ｄ１と接着剤の位置関係を確認し、位置補正を行う必要はない。
【００６４】
基板Ｆ１に半導体素子Ｄ１が接触すると、密着性を高めるために、ノズル駆動部により一定程度の負荷をかける。その後、真空破壊により半導体素子Ｄ１を吸着ノズル４１ａから離脱させ、保持部４１Ａを上昇させる。
【００６５】
尚、図１２に示すように、保持部４１Ａが半導体素子Ｄ１を基板Ｆ１に実装している際には、最側点αでは他の保持部４１Ｂが他の半導体素子Ｄ２を取り出し、頂点βではペースト塗布装置５が他の半導体素子Ｄ３の実装面に接着剤を塗布し、地点γでは検出手段６が他の半導体素子Ｄ４に対する接着剤の有無を検出しており、地点δでは他の半導体素子Ｄ５に接着剤が塗布されていなければ其の半導体素子Ｄ５を排出している。
【００６６】
（作用効果）
以上のように、本実施形態のダイボンダー装置１では、リングホルダ２とペースト塗布装置５と基板搬送装置３とロータリー式のピックアップ装置４を備えるようにした。リングホルダ２は、ウェハリングＲを保持する。ペースト塗布装置５は、接着剤を塗布する。基板搬送装置３は、基板を保持及び搬送する。ピックアップ装置４は、半導体素子Ｄを着脱可能な保持部４１を放射状に配置して構成され、当該保持部４１を放射中心で所定角度ずつ回転させる。
【００６７】
そして、リングホルダ２とペースト塗布装置５と基板搬送装置３は、ピックアップ装置４の周囲に配置される。ピックアップ装置４は、回転により、同一タイミングで、複数の保持部４１のうちの一機をリングホルダ２のウェハリングＲに向かい合わせ、複数の保持部４１のうちの他の一機をペースト塗布装置５に向かい合わせ、複数の保持部４１のうちの更に他の一機を基板搬送装置３に向かい合わせる。ペースト塗布装置５は、ウェハリングＲから取り出されて保持部４１に保持された半導体素子の実装面に接着剤を塗布する。
【００６８】
図１３は、このようなダイボンダー装置１によって塗布された接着剤の状態を示す図である。図１３の（ａ）は、適量の接着剤Ｂが半導体素子Ｄの実装面に塗布された場合を示す。図１３の（ａ）に示すように、適量の接着剤Ｂが半導体素子Ｄの実装面に塗布された場合には、半導体素子Ｄと基板Ｆとの間で接着剤Ｂが半導体素子Ｄの側面に露出したジャンクションＪに及びにくい。
【００６９】
図１３の（ｂ）は、接着剤塗布の際に糸引きが発生していた場合を示す。図１３の（ｂ）に示すように、接着剤Ｂは半導体素子Ｄの実装面に塗布されているため、糸引き部分は、半導体素子Ｄの下方に向けて延びることとなる。そのため、半導体素子Ｄが基板Ｆに実装された際には、糸引き部分は半導体素子Ｄと基板Ｆとの間で潰されることとなり、糸引き部分が半導体素子Ｄの側面に露出したジャンクションＪに及びにくい。
【００７０】
また、図１３の（ｃ）は、過量の接着剤が半導体素子Ｄの実装面に塗布された場合を示す。図１３の（ｃ）に示すように、半導体素子側に接着剤Ｂを塗布した場合には、過量の接着剤は半導体素子Ｄと基板Ｆとの間で潰されて横方向に拡がり、その厚みは薄くなることが明らかとなった。そのため、接着剤Ｂは、半導体素子Ｄの側面に露出したジャンクションＪまでは及びにくい。
【００７１】
このように、接着剤を半導体素子側に塗布した上で基板に実装すると、接着剤の塗布時に糸引き部分が発生しようと、過量の接着剤が塗布されようと、基板実装時に接着剤が半導体素子の側面に露出したジャンクションに及びにくくなる。そのため、精度の高い接着剤塗布制御を行わずとも信頼性に優れたダイボンディング処理が可能となり、ダイボンディング処理の全体的な高速化を図り、生産効率を高めることができる。
【００７２】
また、半導体素子Ｄのピックアップ、接着剤の塗布、及び実装を同時に行うことができるため、生産性を高めることができる。更に、接着剤Ｂは既に半導体素子Ｄ側に塗布されているため、基板側に接着剤Ｂを塗布した場合のように、接着剤Ｂの塗布位置と半導体素子Ｄの実装位置との位置関係を確認し、所要の補正を行う必要はないため、更に生産効率を高めることができる。
【００７３】
また、このダイボンダー装置１においては、ピックアップ装置４は、保持部４１の放射面が垂直となるように備えられ、ペースト塗布装置５は、ピックアップ装置４の真上に配置されるとともに、実装面を上に向けた半導体素子Ｄに対して、上方から接着剤Ｂを塗布するようにした。
【００７４】
保持部４１の放射面を垂直となるように備えたピックアップ装置４と、半導体素子の実装面に接着剤Ｂを塗布するペースト塗布装置５とは、非常に親和性が高く、半導体素子Ｄをウェハから取り出してから裏返したりする処理を行うことなく、半導体素子Ｄの実装面に接着剤Ｂを塗布することができる。
【００７５】
そして、ペースト塗布装置５がスタンピングピン５１で接着剤Ｂを塗布する方式である場合には、スタンピングピン５１は、受け皿５４から接着剤Ｂを受け取った後、ピックアップ装置４の頂点に位置した保持部４１と軸線を共通させる一定位置に一定距離移動すればよい。そのため、接着剤Ｂの受け皿５４からの受け取りから塗布までの平均時間は大幅に短縮され、生産性を高めることができる。また、常に一定位置に一定距離移動させればよいため、スタンピングピン５１の移動精度は高くなり、歩留まり率を向上させることができる。
【００７６】
また、本実施形態では、ペースト塗布装置５は、複数のスタンピングピン５１を対向又は円周等配位置に配置し、接着剤Ｂを貯留した受け皿５４を備えるようにし、スタンピングピン５１を共通円周軌跡に沿って所定角度ずつ回転させることで、順次、各スタンピングピン５１を受け皿５４に位置させ、順次、各スタンピングピン５１をピックアップ装置４の頂点に位置した保持部４１と軸線を共通させて向かい合わせるようにした。これにより、接着剤を１回塗布するために、接着剤Ｂの受け取り位置と塗布位置とを往復することなく、片道移動すれば済むため、接着剤Ｂの受け取りから塗布までの時間は更に短縮され、生産性を更に高めることができる。
【００７７】
尚、接着剤Ｂをノズルから吐出するインジェクタ方式のペースト塗布装置５であっても、当該ペースト塗布装置５を、ピックアップ装置４の真上に配置し、実装面を上に向けた半導体素子Ｄに対して上方から接着剤を塗布するようにできる。これにより、リングホルダ２とペースト塗布装置５と基板搬送装置３とピックアップ装置４の配置関係がコンパクトに収まり、装置の小型化に寄与するとともに、半導体素子Ｄの各工程への移動距離も縮まり、生産性を更に高めることができる。
【００７８】
更に、リングホルダ２のウェハリング保持面、基板搬送装置３の基板保持面、及びピックアップ装置４に配置される保持部４１が延びる面とは、互いに直交するように配置され、ペースト塗布装置５は、ピックアップ装置４を挟んで基板搬送装置３と向かい合わせに配置されるようにしてもよい。これにより、装置の更なる小型化に寄与するとともに、半導体素子Ｄの各工程への移動距離も更に縮まり、生産性を更に高めることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、ピックアップ装置４の周囲に、半導体素子Ｄの実装面を観察して接着剤の有無を検出する検出手段６を備えるようにした。これにより、接着剤Ｂの塗布されていない半導体素子Ｄを基板に実装することはなくなり、歩留まり率が向上する。この場合、ピックアップ装置４の周囲に、接着剤Ｂが塗布されていない半導体素子Ｄを排出する排出位置を更に備えるようにしておけばよい。
【００８０】
（他の実施形態）
以上のように本発明の実施形態を説明したが、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００８１】
例えば、ペースト塗布装置５としては、スタンピングピン５１を用いたピン転写方式を採用したが、シリンジに封入された液体を空気圧又は機械圧力でノズルの先端から吐出させるディスペンサ方式を適用することもできる。
【符号の説明】
【００８２】
１  ダイボンダー装置
１０  筐体
２  リングホルダ
２１  リング挿入部
２１ａ  ドーナツ板
２１ｂ  ドーナツ板
２１ｃ  隙間部
２２  リング移動機構
２２ａ  支持板
２２ｂ  レール
２２ｃ  レール
２３  リング回転部
２３ａ  タイミングプーリ
２３ｂ  ベルト
２３ｃ  モータ
２４  突上げピン
３  基板搬送装置
３１  マガジン
３２  マガジン
３３  コンベア部
３４  基板保持部
４  ピックアップ装置
４１  保持部
４１ａ  吸着ノズル
４１ｂ  アクチュエータ
４１ｃ  カム機構
４１ｄ  ロッド
４２  モータ
５  ペースト塗布装置
５１  スタンピングピン
５１ａ  アクチュエータ
５１ｂ  カム機構
５１ｃ  ロッド
５２  アーム
５３  モータ
５４  受け皿
６  検出手段
６１  カメラ
Ｗ  ウェハ
Ｒ  ウェハリング
Ｄ  半導体素子
Ｆ  基板
Ｂ  接着剤
Ｊ  ジャンクション
【図５】
0005777261.tif 000002
【図９】
0005777261.tif 000003
【図１０】
0005777261.tif 000004
【図１３】
0005777261.tif 000005
【図１】
0005777261.tif 000006
【図２】
0005777261.tif 000007
【図３】
0005777261.tif 000008
【図４】
0005777261.tif 000009
【図６】
0005777261.tif 000010
【図７】
0005777261.tif 000011
【図８】
0005777261.tif 000012
【図１１】
0005777261.tif 000013
【図１２】
0005777261.tif 000014
【図１４】
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