(57)【要約】【課題】簡単な構成により、生産性を高めることができると共に、コストを低減することができるようにした、チップ搭載基板製造装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】配線基板を保持するＸＹテーブル１２と、配線基板に対してダイボンディングを行なうダイボンディング部２０と、配線基板に対してワイヤーボンディングを行なうワイヤーボンディング部４０と、これらの各部材を駆動制御する制御部６０とを含むチップ搭載基板製造装置１０であって、ＸＹテーブルのダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置に保持された配線基板の所定位置に対して、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部が、並行してダイボンディング及びワイヤーボンディングを行なうように、チップ搭載基板製造装置１０を構成する。【選択図】        図３
2004363496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイボンディング及びワイヤーボンディングのためにそれぞれ配線基板を保持するＸＹテーブルと、
上記ＸＹテーブルのダイボンディング位置に保持された配線基板上の所定位置にチップ部品をダイボンディングするダイボンディング部と、
上記ＸＹテーブルのワイヤーボンディング位置に保持され、チップがダイボンディングされた配線基板に対して、各チップの電極部と配線基板上の対応する電極部との間にワイヤーボンディングを行なうワイヤーボンディング部と、  上記ＸＹテーブル，ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部を駆動制御する制御部と、
を含んでいる、チップ基板製造装置であって、
上記制御部が、上記ＸＹテーブルを、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部の動作に同期してＸＹ方向に移動制御することにより、ＸＹテーブルのダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置に保持された配線基板の所定位置に対して、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部が、並行してダイボンディング及びワイヤーボンディングを行なうことを特徴とする、チップ基板製造装置。
【請求項２】
上記ダイボンディング部が、垂直方向の回転軸の周りに回転可能に支持されていて、等角度間隔に配置された複数対のチップ搭載ヘッド及び接着剤付着ヘッドを有するダイボンダーテーブルを備えていることを特徴とする、請求項１に記載のチップ基板製造装置。
【請求項３】
上記ダイボンダーテーブルが、順次に各チップ搭載ヘッドをチップ吸着位置及びチップ搭載位置に、そして各接着剤付着ヘッドを接着剤付着位置に持ち来すように、制御部により回転制御されることを特徴とする、請求項２に記載のチップ基板製造装置。
【請求項４】
上記ダイボンダーテーブルにて、一つのチップ搭載ヘッドが、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に保持された配線基板の所定位置に対応するチップ搭載位置に在るとき、他の何れかのチップ搭載ヘッドが、チップ吸着位置に在ると共に、一つの接着剤付着ヘッドが、上記した一つのチップ搭載ヘッドと上記した他の何れかのチップ搭載ヘッドの間の位置に在ることを特徴とする、請求項３に記載のチップ基板製造装置。
【請求項５】
上記ダイボンダーテーブルの接着剤付着ヘッドは、ＸＹテーブル上の配線基板の所定位置に対応する接着剤付着位置に在るとき、他の何れかの接着剤が、接着剤吸着位置にあり、接着剤吸着位置が、接着剤付着位置に対して回転方向に関して一つ手前の接着剤付着ヘッドに対応する位置に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のチップ基板製造装置。
【請求項６】
上記各チップ搭載ヘッド及び各接着剤付着ヘッドがダイボンダーテーブルに対して上下動可能に支持されており、一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在るとき、または一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在るとき、接着剤付着またはチップ吸着のために下方に移動されることを特徴とする、請求項４または５に記載のチップ基板製造装置。
【請求項７】
上記ダイボンダーテーブルが、各チップ搭載ヘッドに対して、回転方向の前方に隣接して接着剤付着ヘッドを備えており、一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在る状態から一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在る状態までの一次回転と、続いて一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在る状態から一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在る状態までの二次回転を、間欠的に繰り返し行なうことを特徴とする、請求項２から６の何れかに記載のチップ基板製造装置。
【請求項８】
上記ワイヤーボンディング部が、ダイボンダーテーブルの一次回転及び二次回転の間に、ＸＹテーブルのワイヤーボンディング位置に保持された配線基板の所定位置のチップに関してワイヤーボンディングを行なうことを特徴とする、請求項７に記載のチップ基板製造装置。
【請求項９】
上記ワイヤーボンディング部が、ダイボンダーテーブルの一次回転中に、半導体チップのファースト溶接を行なうと共に、二次回転中に、セカンド溶接を行なうことを特徴とする、請求項８に記載のチップ基板製造装置。
【請求項１０】
上記ＸＹテーブルが、垂直軸の周りに回転可能に支持されており、
ＸＹテーブルの回転により、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置が、外部から容易にアクセス可能な材料供給位置に持ち来され、この材料供給位置にて、これらの位置への配線基板の挿脱が行なわれることを特徴とする、請求項１から９の何れかに記載のチップ基板製造装置。
【請求項１１】
さらに、上記ＸＹテーブルの材料供給位置にて、ＸＹテーブルのダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置に対する配線基板の挿脱を行なう移載装置を備えていることを特徴とする、請求項１から１０の何れかに記載のチップ基板製造装置。
【請求項１２】
さらに、ダイボンディング部により半導体チップがダイボンディングされた配線基板を強固に接着させるための硬化炉を備えていることを特徴とする、請求項１から１１の何れかに記載のチップ基板製造装置。
【請求項１３】
上記ＸＹテーブルの回転により、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置の一方が上記材料供給位置の硬化炉に対向する第一の位置に持ち来されたとき、他方がダイボンディング未実施の配線基板を投入すると共に、ワイヤーボンディング済の配線基板を取り出す第二の位置に持ち来されることを特徴とする、請求項１２に記載のチップ基板製造装置。
【請求項１４】
上記材料供給部が、ＸＹテーブルの第二の位置に位置するダイボンディング位置からダイボンディング済みの配線基板を硬化炉内に投入すると共に、硬化炉から硬化済みの配線基板をＸＹテーブルの第二の位置に位置するワイヤーボンディング位置に取り出すことを特徴とする、請求項１２に記載のチップ基板製造装置。
【請求項１５】
上記チップ部品がチップの下面に一方の電極部を有すると共に、チップ上面に他方の電極部を有する半導体チップの場合には、
上記ダイボンディング部が、半導体チップ下面の電極部を導電性接着剤を用いて配線基板にダイボンディングし、
上記ワイヤーダイボンディング部が、半導体チップ上面の電極部と配線基板上の対応する電極部をワイヤーボンディングし、
配線基板に対する少なくとも一つの半導体チップのダイボンディングと、それと同数のチップに対するワイヤーボンディングを並行して一体のＸＹテーブル上にて行い、
ダイボンディング部における配線基板に対する半導体チップの搭載位置と、ワイヤーボンディング部における配線基板に対する半導体チップのワイヤーボンディング位置が対応することを特徴とする、請求項１〜１４に記載の半導体搭載基板製造装置。
【請求項１６】
上記チップ部品がチップの上面に一対の電極部を有する半導体チップの場合には、
上記ダイボンディング部が、半導体チップ下面を接着剤を用いて配線基板にダイボンディングし、
上記ワイヤーダイボンディング部が、少なくとも２つのワイヤーボンダー機を備えており、２つのワイヤーボンダー機が同時にワイヤーボンディングを行い、
配線基板に対する少なくとも一つの半導体チップのダイボンディングと、それと同数のチップに対するワイヤーボンディングを並行して一体のＸＹテーブル上にて行い、
ダイボンディング部における配線基板に対する半導体チップの搭載位置と、ワイヤーボンディング部における配線基板に対する半導体チップのワイヤーボンディング位置が対応することを特徴とする、請求項１〜１４に記載の半導体搭載基板製造装置。
【請求項１７】
ＸＹテーブルのダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置にそれぞれ配線基板を固定保持する第一の工程と、
上記ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に保持された配線基板上の所定位置に半導体チップをダイボンディングする第二の工程と、
上記ＸＹテーブル上のワイヤーボンディング位置に保持され、半導体チップがダイボンディングされた配線基板に対して、各半導体チップの電極部と配線基板上の対応する電極部との間にワイヤーボンディングを行なう第三の工程と、
を含んでおり、
上記ＸＹテーブルを移動制御することによって、上記ＸＹテーブル上のダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置にそれぞれ保持された配線基板に対して、上記第二の工程と第三の工程を並行して行なうことを特徴とする、半導体装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板上に半導体チップをダイボンディングにより固定し、半導体チップ上の電極部と配線基板上の電極部との間をワイヤーボンディングにより電気的に接続することにより、半導体装置を製造するためのチップ搭載基板製造装置及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような半導体装置を製造する場合、図１８に示すように、まず第一の工程にて、ダイボンダー機１により、配線基板上に半導体チップをダイボンディング用接着剤にて配線基板上に固定し、続いて第二の工程にて、硬化炉２を使用して、ダイボンディング用接着剤を硬化させ、最後に第三の工程にて、ワイヤーボンダー機３により、半導体チップ上の電極部と配線基板上の電極部とをワイヤーボンディングにより電気的に接続する。これにより、半導体チップが配線基板上に実装され、半導体装置が完成する。
【０００３】
ここで、上記第一の工程におけるダイボンダー機は、具体的には、以下のように動作する。
まず、図１９に示すように、材料である配線基板４とダイボンディング用接着剤としての銀ペースト５をセットする。即ち、ダイボンダー機１のＸＹテーブル１ａ上に配線基板４を搭載すると共に、銀ペースト接着剤５をセットする。
そして、ダイボンダー機１の銀ペースト接着剤アーム１ｂが、実線図示位置から点線で示すＸ−Ｙテーブル上の所定位置まで揺動して、図２０（Ａ）に示すように、配線基板４上の所定位置に対して銀ペースト接着剤５を付着させ、元の位置（実線図示位置）に戻る。
【０００４】
続いて、チップ搭載アーム１ｃが、チップＸＹテーブル１ｄ上から半導体チップ６を吸着して、配線基板４上の所定位置に持ち来し、図１７（Ｂ）に示すように、当該所定位置の先に付着させておいた銀ペースト５上に搭載する。その後、硬化炉２にて銀ペースト５が硬化されることにより、図２０（Ｃ）に示すように、半導体チップ６が配線基板４上の所定位置にダイボンディングされることになる。
【０００５】
その後、ＸＹテーブル１ａがＸＹ方向に移動制御されることにより、順次に配線基板４上の次ステーションに相対的に移動し、上記動作が繰返し行なわれる。
このようにして、配線基板４上の複数の所定位置に対して、順次に半導体チップ６がダイボンディングされることになる。
ここで、ダイボンダー機１に対する材料即ち配線基板４と銀ペースト接着剤５のセットは、人手によって行なわれると共に、ダイボンディングが完了した配線基板４の取出しも人手によって行なわれる。
【０００６】
上記第二の工程における硬化炉は、具体的には、以下のように動作する。
硬化炉２は、炉内が例えば１９０℃に加熱されており、この炉内に、ダイボンダー機１により半導体チップ６が複数の所定位置に搭載された配線基板４が投入され、銀ペースト接着剤５が硬化される。そして、所定時間後に、上記配線基板４が硬化炉４から取り出される。
ここで、硬化炉４内への配線基板４の投入及び取出しは、人手によって行なわれる。
【０００７】
上記第三の工程におけるワイヤボンダー機は、以下のように動作する。
まず図１９（Ａ）に示すように、ワイヤボンダー機３のＸＹテーブル３ａ上に、硬化済みの配線基板４をセットする。そして、ワイヤボンダー機３のキャピラリ３ｂにより、図２１（Ｂ）に示すように、ボンディングワイヤ３ｃの先端を半導体チップ６の上面の電極部に対してファースト溶接する（点線図示位置）。
続いて、ＸＹテーブル３ａを移動させることにより、配線基板４上の電極部までキャピラリ３ｂを相対移動させてセカンド溶接する（実線図示位置）。その後、ボンディングワイヤ３ｃの端末処理が行なわれる。
【０００８】
そして、ＸＹテーブル３ａがＸＹ方向に移動制御されることにより、順次に配線基板４上の次ステーションに相対的に移動し、上記動作が繰返し行なわれる。
このようにして、配線基板４上の半導体チップ６のワイヤーボンディングが順次に行なわれることになる。
ここで、ワイヤボンダー機３に対する配線基板４のセットは、人手によって行なわれる。
【０００９】
しかしながら、このような構成の半導体装置の製造方法においては、ダイボンダー機１の動作速度が比較的遅いことから、上述した第一乃至第三の工程を順次に連続して円滑に行なうためには、複数台（図示の場合、二台）のダイボンダー機１を用意して、並行作業する必要がある。
また、各ダイボンダー機１，硬化炉２及びワイヤボンダー機３における作業がバッチ処理となり、人手が必要になると共に、リードタイムが長くなり、工程内在庫が多くなってしまう。
【００１０】
さらに、ダイボンダー機１，硬化炉２及びワイヤボンダー機３は、それぞれ市販されている個別のものを使用することになるため、設置面積が大きくなり、工程間の距離が長くなる共に、設備コストが高くなってしまう。
また、ダイボンダー機１が複数台必要であることから、設備台数が多くなり、使用電力が増大するため、ランニングコストが高くなってしまうと共に、レイアウトの変更が困難である。
【００１１】
これに対して、例えば特許文献１においては、ダイボンダ，ワイヤーボンダーさらに硬化装置を連続的に接続すると共に、それぞれ配線基板としてのリードフレーム搬送用のローダ及び搬出用のアンローダを接続することにより、一環ラインとして構成された半導体製造装置が開示されている。
【００１２】
このような構成の半導体製造装置によれば、ダイボンダ，ワイヤーボンダーを使用して、半導体チップを配線基板としてのリードフレームにダイボンディングし、半導体チップ上の電極部とリードフレームの電極部との間をワイヤーボンディングし、さらに半導体チップを包囲するように樹脂モールドすることにより、半導体装置が製造されることになる。
【００１３】
その際、ダイボンダ，ワイヤーボンダーまたはモールド装置がそれぞれリードフレームの搬送用ローダと搬出用アンローダを備えていることから、ダイボンダ，ワイヤーボンダーまたはモールド装置の少なくとも一つの装置が故障したとしても、他の装置では、ダイボンディング，ワイヤーボンディングまたはモールディングの作業が引き続いて行なわれ得ることになり、生産性が高く維持され得ることになる。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１−１２３４２５号
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１における半導体製造装置においては、各工程におけるリードタイムは改善されるものの、前述したダイボンダー機の動作速度が比較的遅い点については改善されるものではなく、生産性を高めるためには、複数台のダイボンダー機を設ける必要がある。従って、設備台数が多くなることから、同様に、設備コスト及びランニングコストが高く、又リードタイムが長くなる上レイアウト変更が困難である。
【００１６】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、生産性を高めることができると共に、コストを低減することができるようにした、チップ基板製造装置及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明の第一の構成によれば、ダイボンディング及びワイヤーボンディングのためにそれぞれ配線基板を保持するＸＹテーブルと、上記ＸＹテーブルのダイボンディング位置に保持された配線基板上の所定位置にチップ部品をダイボンディングするダイボンディング部と、上記ＸＹテーブルのワイヤーボンディング位置に保持され、チップがダイボンディングされた配線基板に対して、各チップの電極部と配線基板上の対応する電極部との間にワイヤーボンディングを行なうワイヤーボンディング部と、上記ＸＹテーブル，ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部を駆動制御する制御部と、を含んでいる、チップ基板製造装置であって、上記制御部が、上記ＸＹテーブルを、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部の動作に同期してＸＹ方向に移動制御することにより、ＸＹテーブルのダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置に保持された配線基板の所定位置に対して、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部が、並行してダイボンディング及びワイヤーボンディングを行なうことを特徴とする、チップ基板製造装置により、達成される。
【００１８】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ダイボンディング部が、垂直方向の回転軸の周りに回転可能に支持されていて、等角度間隔に配置された複数対のチップ搭載ヘッド及び接着剤付着ヘッドを有するダイボンダーテーブルを備えている。
【００１９】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ダイボンダーテーブルが、順次に各チップ搭載ヘッドをチップ吸着位置及びチップ搭載位置に、そして各接着剤付着ヘッドを接着剤付着位置に持ち来すように、制御部により回転制御される。
【００２０】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ダイボンダーテーブルにて、一つのチップ搭載ヘッドが、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に保持された配線基板の所定位置に対応するチップ搭載位置に在るとき、他の何れかのチップ搭載ヘッドが、チップ吸着位置に在ると共に、一つの接着剤付着ヘッドが、上記した一つのチップ搭載ヘッドと上記した他の何れかのチップ搭載ヘッドの間の位置に在る。
【００２１】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ダイボンダーテーブルの接着剤付着ヘッドは、ＸＹテーブル上の配線基板の所定位置に対応する接着剤付着位置に在るとき、他の何れかの接着剤が、接着剤吸着位置にあり、接着剤吸着位置が、接着剤付着位置に対して回転方向に関して一つ手前の接着剤付着ヘッドに対応する位置に配置されている。
【００２２】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記各チップ搭載ヘッド及び各接着剤付着ヘッドがダイボンダーテーブルに対して上下動可能に支持されており、一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在るとき、または一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在るとき、接着剤付着またはチップ吸着のために下方に移動される。
【００２３】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ダイボンダーテーブルが、各チップ搭載ヘッドに対して、回転方向の前方に隣接して接着剤付着ヘッドを備えており、一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在る状態から一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在る状態までの一次回転と、続いて一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在る状態から一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在る状態までの二次回転を、間欠的に繰り返し行なう。
【００２４】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ワイヤーボンディング部が、ダイボンダーテーブルの一次回転及び二次回転の間に、ＸＹテーブルのワイヤーボンディング位置に保持された配線基板の所定位置のチップに関してワイヤーボンディングを行なう。
【００２５】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ワイヤーボンディング部が、ダイボンダーテーブルの一次回転中に、半導体チップのファースト溶接を行なうと共に、二次回転中に、セカンド溶接を行なう。
【００２６】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ＸＹテーブルが、垂直軸の周りに回転可能に支持されており、ＸＹテーブルの回転により、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置が、外部から容易にアクセス可能な材料供給位置に持ち来され、この材料供給位置にて、これらの位置への配線基板の挿脱が行なわれる上記ＸＹテーブルが、垂直軸の周りに回転可能に支持されており、ＸＹテーブルの回転により、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置が、外部から容易にアクセス可能な第一の位置に持ち来され、この第一の位置にて、これらの位置への配線基板の挿脱が行なわれる。
【００２７】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、さらに、上記ＸＹテーブルの材料供給位置にて、ＸＹテーブルのダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置に対する配線基板の挿脱を行なう移載装置を備えている。
【００２８】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、さらに、ダイボンディング部により半導体チップがダイボンディングされた配線基板を強固に接着させるための硬化炉を備えている。
【００２９】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記ＸＹテーブルの回転により、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置の一方が上記材料供給位置の硬化炉に対向する第一の位置に持ち来されたとき、他方がダイボンディング未実施の配線基板を投入すると共に、ワイヤーボンディング済の配線基板を取り出す第二の位置に持ち来される。
【００３０】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記チップ部品がチップの下面に一方の電極部を有すると共に、チップ上面に他方の電極部を有する半導体チップの場合には、上記ダイボンディング部が、半導体チップ下面の電極部を導電性接着剤を用いて配線基板にダイボンディングし、上記ワイヤーダイボンディング部が、半導体チップ上面の電極部と配線基板上の対応する電極部をワイヤーボンディングし、配線基板に対する少なくとも一つの半導体チップのダイボンディングと、それと同数のチップに対するワイヤーボンディングを並行して一体のＸＹテーブル上にて行い、ダイボンディング部における配線基板に対する半導体チップの搭載位置と、ワイヤーボンディング部における配線基板に対する半導体チップのワイヤーボンディング位置が対応する。
【００３１】
本発明によるチップ搭載基板製造装置は、好ましくは、上記チップ部品がチップの上面に一対の電極部を有する半導体チップの場合には、上記ダイボンディング部が、半導体チップ下面を接着剤を用いて配線基板にダイボンディングし、上記ワイヤーダイボンディング部が、少なくとも２つのワイヤーボンダー機を備えており、２つのワイヤーボンダー機が同時にワイヤーボンディングを行い、配線基板に対する少なくとも一つの半導体チップのダイボンディングと、それと同数のチップに対するワイヤーボンディングを並行して一体のＸＹテーブル上にて行い、ダイボンディング部における配線基板に対する半導体チップの搭載位置と、ワイヤーボンディング部における配線基板に対する半導体チップのワイヤーボンディング位置が対応する。
【００３２】
また、上記目的は、本発明の第二の構成によれば、ＸＹテーブルのダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置にそれぞれ配線基板を固定保持する第一の工程と、上記ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に保持された配線基板上の所定位置に半導体チップをダイボンディングする第二の工程と、上記ＸＹテーブル上のワイヤーボンディング位置に保持され、半導体チップがダイボンディングされた配線基板に対して、各半導体チップの電極部と配線基板上の対応する電極部との間にワイヤーボンディングを行なう第三の工程と、を含んでおり、上記ＸＹテーブルを移動制御することによって、上記ＸＹテーブル上のダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置にそれぞれ保持された配線基板に対して、上記第二の工程と第三の工程を並行して行なうことを特徴とする、半導体装置製造方法により、達成される。
【００３３】
上記第一の構成によれば、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に、ダイボンディングすべき配線基板を保持すると共に、ワイヤーボンディング位置に、既に半導体チップをダイボンディングしたワイヤーボンディングすべき配線基板を保持する。
そして、制御部が、ダイボンディング部により、前者の配線基板の所定位置に対して半導体チップをダイボンディングすると共に、ワイヤーボンディング部により、後者の配線基板の所定位置における半導体チップに関してワイヤーボンディングを行なう。
【００３４】
その際、制御部が、ＸＹテーブルをダイボンディング部及びワイヤーボンディング部の動作に同期してＸＹ方向に移動制御することにより、各配線基板に対するダイボンディング部によるダイボンディングとワイヤーボンディング部によるファースト溶接又はセカンド溶接のワイヤーボンディングを同時に並行して行なう。
これにより、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部が、共通の一つのＸＹテーブルを備えることにより、全体として小型に構成され得ることになり、設置面積が大幅に削減され得ると共に、設備コストが低減され得ることになり、さらにはレイアウト変更も容易に行なうことができる。
【００３５】
また、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部における作業がバッチ処理ではなく、連続的に行なわれることになるので、リードタイムが短縮されると共に、工程内在庫が低減されることになる。従って、比較的動作速度の遅いダイボンディング作業に関しても、ダイボンダー即ちダイボンディング部を複数対設ける必要がなく、設置台数が少なくて済み、設備コスト及びランニングコストが低減され得ることになる。
【００３６】
上記ダイボンディング部が、垂直な回転軸の周りに回転可能に支持されていて、等角度間隔に配置された複数対のチップ搭載ヘッド及び接着剤付着ヘッドを有するダイボンダーテーブルを備えている場合には、ダイボンダーテーブルが所定角度づつ間欠回転されることによって、各チップ搭載ヘッド及び接着剤付着ヘッドがそれぞれＸＹテーブル上のダイボンディング位置に保持された配線基板上の所定位置に順次に持ち来されることにより、ダイボンディングがより短い時間間隔で行なわれ得ることになる。
【００３７】
上記ダイボンダーテーブルが、順次に各チップ搭載ヘッドをチップ吸着位置及びチップ搭載位置に、そして各接着剤付着ヘッドを接着剤吸着位置及び接着剤付着位置に持ち来すように、制御部により回転制御される場合には、ダイボンダーテーブルが所定角度づつ間欠回転されることによって、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に保持された配線基板上の所定位置に対して順次に接着剤付着及びチップ搭載が行なわれることになり、ダイボンディングがより短い時間間隔で行なわれ得る。
【００３８】
上記ダイボンダーテーブルにて、一つのチップ搭載ヘッドが、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に保持された配線基板の所定位置に対応するチップ搭載位置に在るとき、他の何れかのチップ搭載ヘッドが、チップ吸着位置に在ると共に、一つの接着剤付着ヘッドが、ＸＹテーブル上の配線基板の所定位置に対応する接着剤付着位置に在るとき、他の何れかの接着剤付着ヘッドが、接着剤吸着位置に在る場合には、チップ搭載ヘッドのチップ搭載位置での配線基板上の所定位置に対するチップ搭載及びチップ吸着位置におけるチップ吸着が同時に行なわれると共に、接着剤付着ヘッドの接着剤付着位置での配線基板上の所定位置に対する接着剤付着及び接着剤吸着位置における接着剤吸着が同時に行なわれるので、ダイボンダーテーブルの間欠回転中の停止位置が少なくて済み、全体としてより短い時間で半導体チップのダイボンディングが行なわれ得ることになる。
【００３９】
上記ダイボンダーテーブルの接着剤吸着位置が、接着剤付着位置に対して回転方向に関して一つ手前の接着剤付着ヘッドに対応する位置に配置されている場合には、接着剤吸着位置にて接着剤付着ヘッドに吸着された接着剤は、次の接着剤付着ヘッドの停止位置である接着剤付着位置にて、配線基板上の所定位置に付着されることになるので、接着剤付着ヘッドにおける接着剤吸着から接着剤付着までの時間をできるだけ短くすることができるので、接着剤の自然乾燥による硬化を最小限に抑制することができる。
【００４０】
上記各チップ搭載ヘッド及び各接着剤付着ヘッドがダイボンダーテーブルに対して上下動可能に支持されており、一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在るとき、または一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在るとき、接着剤吸着またはチップ吸着のために下方に移動される場合には、個々のチップ搭載ヘッド及び接着剤付着ヘッドの上下動によって、接着剤付着ヘッドへの接着剤吸着，チップ搭載ヘッドへの半導体チップの吸着，ＸＹテーブル上に保持された配線基板上の所定位置に対する接着剤付着及び半導体チップの搭載が行なわれることになり、ＸＹテーブルは上下に移動する必要がない。従って、ワイヤーボンディング部も上下動しないＸＹテーブルのワイヤーボンディング位置に保持された配線基板上の所定位置に対してワイヤーボンディングを行なうことになり、全体の構成が簡略化されると共に、コストが低減され得ることになる。
【００４１】
上記ダイボンダーテーブルが、各チップ搭載ヘッドに対して、回転方向の前方に隣接して接着剤付着ヘッドを備えており、一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在る状態から一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在る状態までの一次回転と、続いて一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に在る状態から一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に在る状態までの二次回転を、間欠的に繰り返し行なう場合には、一次回転によって一つの接着剤付着ヘッドが接着剤付着位置に持ち来されると共に、他の接着剤付着ヘッドが接着剤吸着位置に持ち来され、また二次回転によって一つのチップ搭載ヘッドがチップ搭載位置に持ち来されると共に、他のチップ搭載ヘッドがチップ吸着位置に持ち来される。
従って、一次回転の後に、ダイボンダーテーブルが下方移動することにより、接着剤の吸着及び付着が行なわれると共に、二次回転の後に、ダイボンダーテーブルが下方移動することにより、半導体チップの吸着及び搭載が行なわれ得ることになる。
【００４２】
上記ワイヤーボンディング部が、ダイボンダーテーブルの一次回転及び二次回転の間に、ＸＹテーブルのワイヤーボンディング位置に保持された配線基板の所定位置の半導体チップに関してワイヤーボンディングを行なう場合には、ＸＹテーブルはダイボンディング部によるダイボンディングに関する作業が行なわれていない間に、ワイヤーボンディング部によるワイヤーボンディングが行なわれることになり、ダイボンディングとワイヤーボンディングの作業が互いに干渉するようなことがない。
【００４３】
上記ワイヤーボンディング部が、ダイボンダーテーブルの一次回転中に、半導体チップのファースト溶接を行なうと共に、二次回転中に、セカンド溶接を行なう場合には、ワイヤーボンディング作業の二つの段階即ちファースト溶接及びセカンド溶接が、互いに分離され、それぞれ一次回転中及び二次回転中に行なわれることにより、ワイヤーボンディング作業が効率的に行なわれ得る。
【００４４】
上記ＸＹテーブルが、垂直軸の周りに回転可能に支持されており、ＸＹテーブルの回転により、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置が、外部から容易にアクセス可能な第一の位置に持ち来され、この第一の位置にて、これらの位置への配線基板の挿脱が行なわれる場合には、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置に保持された配線基板に対するダイボンディング及びワイヤーボンディングの作業が終了したとき、ＸＹテーブルが垂直軸の周りに回転されることによって、ＸＹテーブルのダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置に保持された配線基板が外部から容易にアクセス可能になることにより、ダイボンディング及びワイヤーボンディングが行なわれた配線基板の取り外し及び新たな配線基板の取付が容易に行なわれ得ることになる。
【００４５】
さらに、上記ＸＹテーブルの第一の位置にて、ＸＹテーブルのダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置に対する配線基板の挿脱を行なう材料供給部を備えている場合には、ダイボンディング及びワイヤーボンディングが行なわれた配線基板の取り外し及び新たな配線基板の取付が材料供給部によって自動的に行なわれるので、人手が少なくて済むことになり、より一層コストが低減され得ることになる。
【００４６】
さらに、ダイボンディング部により半導体チップがダイボンディングされた配線基板を硬化させるための硬化炉を備えている場合には、ダイボンディング部でダイボンディングされた配線基板が、この硬化炉によってダイボンディングに使用された接着剤が硬化されることになる。
【００４７】
上記ＸＹテーブルの回転により、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置またはワイヤーボンディング位置の一方が上記第一の位置に持ち来されたとき、他方が硬化炉に対向する第二の位置に持ち来される場合には、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に保持された配線基板に対するダイボンディングの作業が終了したとき、ＸＹテーブルが垂直軸の周りに回転されることによって、ＸＹテーブルのダイボンディング位置に保持された配線基板が第二の位置に持ち来されることにより、ダイボンディングが行なわれた配線基板が取り外され、容易に硬化炉に投入され得ることになる。その際、ＸＹテーブル上のワイヤーボンディング位置に保持された配線基板は、ワイヤーボンディングの作業が終了しており、ＸＹテーブルの回転によりワイヤーボンディング位置が第一の位置に持ち来されることにより、ワイヤーボンディングが行なわれた配線基板の取り外しが容易に行なわれ得ることになる。
【００４８】
上記材料供給部が、ＸＹテーブルの第二の位置に位置するダイボンディング位置からダイボンディング済みの配線基板を硬化炉内に投入すると共に、硬化炉から硬化済みの配線基板をＸＹテーブルの第二の位置に位置するワイヤーボンディング位置に取り出す場合には、ダイボンディングが行なわれた配線基板の取り外し及び硬化炉への投入と、硬化炉で硬化された配線基板の取出し及びＸＹテーブル上のワイヤーボンディング位置への保持が材料供給部によって自動的に行なわれるので、人手が少なくて済むことになり、より一層コストが低減され得ることになる。
【００４９】
また、上記第二の構成によれば、第一の工程にて、ＸＹテーブル上のダイボンディング位置に、ダイボンディングすべき配線基板を保持すると共に、ワイヤーボンディング位置に、既に半導体チップをダイボンディングしたワイヤーボンディングすべき配線基板を保持する。
そして、第二の工程にて、ダイボンディング位置に保持された配線基板の所定位置に対して半導体チップをダイボンディングすると共に、第三の工程にて、ワイヤーボンディング位置に保持された配線基板の所定位置における半導体チップに関してワイヤーボンディングを行なう。
【００５０】
この場合、ＸＹテーブルのＸＹ方向への移動制御により、第二の工程及び第三の工程、即ち各配線基板に対するダイボンディングとワイヤーボンディングを同時に並行して行なう。
これにより、ダイボンディング及びワイヤーボンディングの作業において、共通の一つのＸＹテーブルを備えることにより、全体として小型に構成され得ることになり、設置面積が大幅に削減され得ると共に、設備コストが低減され得ることになり、さらにはレイアウト変更も容易に行なうことができる。
【００５１】
また、ダイボンディング及びワイヤーボンディングの作業がバッチ処理ではなく、連続的に行なわれることになるので、リードタイムが短縮されると共に、工程内在庫が低減されることになる。従って、比較的動作速度の遅いダイボンディング作業に関しても、ダイボンダー即ちダイボンディング部を複数個設ける必要がなく、設置台数が少なくて済み、設備コスト及びランニングコストが低減され得ることになる。
【００５２】
このようにして、本発明によれば、共通のＸＹテーブル上のダイボンディング位置及びワイヤーボンディング位置に保持された各配線基板に対して、それぞれダイボンディング及びワイヤーボンディングの作業を同時に並行して行なうことにより、簡単な構成により、生産性を高めることができると共に、コストを低減することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図１７を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００５４】
図１は、本発明によるチップ搭載基板製造装置の一実施形態の構成を示している。  図１において、チップ搭載基板製造装置１０は、ＸＹテーブル部１１と、ダイボンディング部２０と、硬化炉３０と、ワイヤーボンディング部４０と、材料供給部５０と、制御部６０と、から構成されている。
【００５５】
上記ＸＹテーブル部１１は、図３に詳細に示すように、細長い平坦なＸＹテーブル１２と、このＸＹテーブル１２をＸＹ方向に並行移動させるＸＹ駆動部１３と、ＸＹテーブル１２を中心軸１２ｃの周りに回転させる回転駆動部１４と、を含んでいる。
上記ＸＹテーブル１２は、両端付近の領域に、それぞれダイボンディング位置１２ａ及びワイヤーボンディング位置１２ｂを備えており、これらの位置にそれぞれ図１に示すように、配線基板１５が適宜の保持手段（図示せず）により保持され得るように構成されている。
尚、配線基板１５は、複数個、例えば１２００個のチップ搭載位置を備えている。
【００５６】
上記ＸＹ駆動部１３は、公知の構成であって、ＸＹテーブル１２をＸＹ方向に適宜に並行移動させることにより、ＸＹテーブル１２の上記ダイボンディング位置１２ａ及びワイヤーボンディング位置１２ｂに保持された配線基板１５上の所定位置が、後述するダイボンディング部２０及びワイヤーボンディング部４０の作業位置に持ち来されるようになっている、即ち、ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａが、後述するダイボンディング部２０の接着剤付着位置及びチップ搭載位置に、またＸＹテーブル１２のワイヤーボンディング位置１２ｂが、ワイヤーボンディング部４０の溶接位置に、それぞれ持ち来されるようになっている。
尚、ＸＹ駆動部１３は、固定フレーム１６に対して固定配置されている。
【００５７】
上記回転駆動部１４は、ＸＹテーブル１２を、その中心に設けられた垂直回転軸１２ｃの周りに９０度回転させる。これにより、ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａ及びワイヤーボンディング位置１２ｂが、それぞれダイボンディング部２０及びワイヤーボンディング部４０に対向する位置から、それに垂直な奥の硬化炉３０側となる第一の位置Ａ及び手前材料供給部５０側の第二の位置Ｂ（図３（Ａ）にて鎖線図示）まで持ち来されるようになっている。
【００５８】
上記ダイボンディング部２０は、図４に詳細に示すように、ダイボンダーテーブル２１と、ダイボンダーテーブル２１の周縁に沿って配置された複数対（図示の場合、４対）のチップ搭載ヘッド２２及び接着剤ヘッド２３と、チップＸＹテーブル２４と、接着剤供給部２５と、を含んでいる。
【００５９】
上記ダイボンダーテーブル２１は、垂直な回転軸２１ａの周りに回転可能に支持された円板状に形成されており、回転駆動手段２１ｂにより後述するように間欠的に回転駆動されるようになっている。
【００６０】
上記チップ搭載ヘッド２２は、上記ダイボンダーテーブル２１の周縁に沿って等角度間隔に複数個配置されており、図示の場合には９０度間隔に、図１にて時計周りにチップ搭載ヘッド２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが配置されている。
そして、各チップ搭載ヘッド２２は、駆動手段２１ｂによるダイボンダーテーブル２１の回転駆動により、順次にＸＹテーブル１２上のダイボンディング位置に保持された配線基板１５上の所定位置に対応するチップ搭載位置まで持ち来されると共に、図示しない駆動手段によって下方に移動され得るようになっている。
【００６１】
ここで、各チップ搭載ヘッド２２は、従来公知のチップ搭載ヘッドと同様の構成であり、チップ吸着位置Ｃにて下降することにより、チップＸＹテーブル２４上の所定位置の半導体チップ２６を吸着保持すると共に、上記チップ搭載位置Ｄにて下降することにより、前記ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置に保持された配線基板１５上の所定位置に対して半導体チップを搭載するように構成されている。
尚、図示の場合、チップ吸着位置はＣ、ダイボンダーテーブル２１に関してチップ搭載位置Ｄとは反対側に配置されている。
【００６２】
上記チップＸＹテーブル２４は、従来公知の構成であって、ＸＹ方向に整列した状態で複数個（一枚の配線基板１５上に搭載可能な半導体チップの個数分）の半導体チップ２６が載置されており、駆動部２４ａによりＸＹ方向に移動制御されることによって、次にチップ吸着すべき半導体チップ２６が、上記ダイボンディング部２０のダイボンダーテーブル２１のチップ吸着位置Ｃの下方に持ち来されるようになっている。
なお、半導体チップ２６は、例えば導電性のＧａＡｓ基板上にＧａＡｌＡｓ半導層を成長させたＬＥＤ（発光ダイオード）チップであり、チップ上面とチップ下面（基板面）に電極部が形成されている。
【００６３】
尚、チップＸＹテーブル２４は、その高さが、ＸＹテーブル１２上のダイボンディング位置に保持された配線基板１５の所定位置の高さとほぼ同じになるように選定されている。これにより、チップ搭載ヘッド２２がチップ吸着のために下降する際、チップ搭載位置Ｄに在るチップ搭載ヘッド２２がＸＹテーブル１２上のダイボンディング位置に保持された配線基板１５の所定位置まで持ち来されて配線基板１５の所定位置に半導体チップ２６を搭載するときと同じ下降量により、チップ吸着位置Ｃに在るチップ搭載ヘッド２２がチップＸＹテーブル２４の所定位置にある半導体チップ２６を吸着保持することができる。
【００６４】
上記接着剤付着ヘッド２３は、同様に上記ダイボンダーテーブル２１の周縁に沿って等角度間隔にチップ搭載ヘッド２２と同じ個数だけ配置されており、図示の場合には９０度間隔に、図１にて時計周りに四個の接着剤付着ヘッド２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが配置されている。
さらに、上記各接着剤付着ヘッド２３は、それぞれ対となるチップ搭載ヘッド２２に対して、ダイボンダーテーブル２１の回転方向に関して僅かな角度θだけ前方に配置されている。θは５〜４０度、好適には２０度として配置する。
【００６５】
そして、各接着剤付着ヘッド２３は、駆動手段２１ｂによるダイボンダーテーブル２１の回転駆動により、順次にＸＹテーブル１２上のダイボンディング位置に保持された配線基板１５上の所定位置に対応する接着剤付着位置（上記チップ搭載位置Ｄと同じ）Ｅまで持ち来されると共に、図示しない駆動手段によって下方に移動され得るようになっている。。
ここで、各接着剤付着ヘッド２３は、従来公知の銀ペースト付着ヘッドと同様の構成であり、接着剤吸着位置Ｆにて下降することにより、接着剤供給部２５から銀ペースト等の導電性接着剤（図示せず）を吸着すると共に、上記接着剤付着位置Ｅにて下降することにより、前記ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置に保持された配線基板１５上の所定位置に接着剤を付着するように構成されている。
尚、図示の場合、接着剤吸着位置Ｆは、ダイボンダーテーブル２１に関して接着剤付着位置の一つ前の接着剤付着ヘッド２３の停止位置（−９０度）に配置されている。
【００６６】
上記接着剤供給部２５は、上面が開放した容器から構成されており、内部に銀ペースト２７等の導電性接着剤が収容されている。
そして、上記接着剤供給部２５は、上記ダイボンディング部２０のダイボンダーテーブル２１の接着剤吸着位置Ｆの下方に配置されている。
【００６７】
尚、接着剤供給部２５は、その高さが、ＸＹテーブル１２上のダイボンディング位置に保持された配線基板１５の所定位置の高さとほぼ同じになるように選定されている。これにより、接着剤付着ヘッド２３が接着剤吸着のために下降する際、接着剤付着位置Ｅに在る接着剤付着ヘッド２３がＸＹテーブル１２上のダイボンディング位置に保持された配線基板１５の所定位置まで持ち来されて配線基板１５の所定位置に接着剤２７を付着するときと同じ下降量により、接着剤吸着位置Ｆに在る接着剤付着ヘッド２３が接着剤供給部２５内の接着剤を吸着することができる。
【００６８】
ここで、前述したダイボンダーテーブル２１は、回転駆動手段２１ｂによって、チップ搭載ヘッド２２による半導体チップ２６の吸着及び搭載そして接着剤付着ヘッド２３による接着剤吸着，接着剤付着を順次に連続して行なうために、一つのチップ搭載ヘッド２２がチップ搭載位置に在る状態から次の接着剤付着ヘッド２３が接着剤付着位置に在る状態までの角度（９０度−θ）の一次回転と、一つの接着剤付着ヘッド２３が接着剤付着位置に在る状態から次のチップ搭載ヘッド２２がチップ搭載位置に在る状態までの角度（θ）の二次回転と、を繰返し間欠的に行なう。
さらに、ダイボンダーテーブル２１の一次回転と二次回転の間にて、各チップ搭載ヘッド２２及び接着剤付着ヘッド２３が下降することによって、チップ搭載ヘッド２２によるチップ吸着及びチップ搭載、そして接着剤付着ヘッド２３による接着剤吸着及び接着剤付着を繰返し間欠的に行なうようになっている。
【００６９】
上記硬化炉３０は、ＸＹテーブル１２の後方にて固定フレーム１６上側に固定配置されており、図５に詳細に示すように、Ｘ方向に延びる水平な回転軸３１の周りに回転駆動される環状の硬化テーブル３２と、硬化テーブル３２の周囲に配置された加熱部３３と、全体を包囲するハウジング３４と、を含んでいる。
【００７０】
上記硬化テーブル３２は、外周面に沿って等間隔に複数個（図示の場合、８個）の配線基板１５が保持された状態で、駆動手段３４ａにより所定の速度で間欠的に回転しながら、後述する加熱部３３からの熱風により、配線基板１５のダイボンディングによる接着剤を加熱硬化させるようになっている。
ここで、上記硬化テーブル３２は、その最上部３２ａが、前記ＸＹテーブル１２の上面とほぼ同じ高さになるように配置されている。
【００７１】
上記加熱部３３は、例えば熱風装置３５にて加熱した窒素ガスをハウジング３４内の周壁に設けた通風口から内側に向かって１９０℃の熱風を送るように構成されている。
【００７２】
上記ハウジング３４は、硬化テーブル３２及び加熱部３３を包囲することにより、熱的に絶縁すると共に、上方にて前側に開口部３４ｂを備えており、硬化テーブル３２の最上部３２ａ付近への前方からのアクセスを容易にするようになっている。
【００７３】
上記ワイヤーボンディング部４０は、公知のワイヤボンダーと同じ構成であって、図６に要部を詳細に示すように、固定フレーム１６に固定配置されたベース４１と、ベース４１に取り付けられたアーム４２と、このアーム４２の先端に取り付けられたキャピラリ４３と、を備えている。
これにより、ワイヤーボンディング部４０は、クランプ４４を介してキャピラリ４３の下端からボンディングワイヤ４５を繰り出すことにより、超音波溶接によりワイヤーボンディングを行なうように構成されている。
【００７４】
即ち、ワイヤーボンディング部４０は、そのキャピラリ４３の下端から繰り出したボンディングワイヤ４５を半導体チップ２６の上面の電極部（図示せず）に対してファースト溶接すると共に、配線基板１５の半導体チップ２６に隣接した領域にて対応する電極部（図示せず）に対してセカンド溶接した後、ボンディングワイヤ４５を端末処理することにより、半導体チップ２６に対するワイヤーボンディングを行なうようになっている。
【００７５】
硬化炉３０側の上記材料供給部５０は、図示しない公知の搬送アーム等により上記ＸＹテーブル１２が回転して図３（Ａ）にて鎖線で示す第一の位置Ａにて、ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａに装着されたダイボンディング済みの配線基板１５を硬化炉３０の硬化テーブル３２の最上部３２ａに移動させると共に、硬化炉３０の硬化テーブル３２の最上部３２ａから硬化済みの配線基板１５をＸＹテーブル１２のワイヤーボンディング位置１２ｂに移動させる。
【００７６】
さらに、材料供給部５０は、図示しない公知の搬送アーム等により上記ＸＹテーブル１２の図３（Ａ）にて鎖線で示す第２の位置Ｂにて、ＸＹテーブル１２のワイヤーボンディング位置１２ｂからワイヤーボンディング済みの配線基板１５を取り出すと共に、取り出した後のＸＹテーブル１２上に新たな配線基板１５を搭載するようになっている。
【００７７】
上記制御部６０は、上述したＸＹテーブル部１１，ダイボンディング部２０，硬化炉３０，ワイヤーボンディング部４０及び材料供給部５０を駆動制御することにより、各半導体チップ２６を配線基板１５上の所定位置にダイボンディングすると共に、ダイボンディングに使用される接着剤を硬化炉３０により硬化させた後、各半導体チップ２６を配線基板１５上の電極部に対してワイヤーボンディングにより接続するようになっている。
【００７８】
本発明実施形態によるチップ搭載基板製造装置１０は、以上のように構成されており、その動作について、図７乃至図１４を参照して説明する。
まず、ダイボンディング作業及びこれと同時に行なわれるワイヤーボンディング作業について、図７乃至図１３を参照して説明する。
【００７９】
図７においては、ＸＹテーブル１２は、そのダイボンディング位置１２ａに新しい配線基板１５が装着されており、そのワイヤーボンディング位置１２ｂにダイボンディング及び硬化済みの配線基板１５が装着されている。そして、ＸＹテーブル１２は、ＸＹ方向に移動制御されることにより、双方の配線基板１５上の所定位置が、ダイボンディング部２０及びワイヤーボンディング部４０の作業位置に持ち来されている。
ここで、ダイボンディング部２０のダイボンダーテーブル２１は、そのチップ搭載ヘッド２２ａがチップ吸着位置Ｃに位置するような回転位置に停止していると共に、チップ搭載ヘッド２２ａが下降状態にある。これにより、チップ搭載ヘッド２２ａは、チップＸＹテーブル２４上の所定位置の半導体チップ２６を吸着する。
【００８０】
次に、チップ搭載ヘッド２２ａが上昇した後、ダイボンダーテーブル２１は、一次回転を行なって、図８に示すように、接着剤付着ヘッド２３ａが接着剤付着位置Ｆに持ち来され、この接着剤付着ヘッド２３ａが下降される。これにより、接着剤付着ヘッド２３ａは、接着剤供給部２５上の接着剤２７を吸着する。
【００８１】
続いて、接着剤付着ヘッド２３ａが上昇した後、ダイボンダーテーブル２１は、二次回転を行なって、図９に示すように、チップ搭載ヘッド２２ｂがチップ吸着位置Ｃに持ち来され、チップ搭載ヘッド２２ｂが下降される。これにより、チップ搭載ヘッド２２ｂは、チップ吸着位置Ｃにて、その下方に位置するチップＸＹテーブル２４上の半導体チップ２６を吸着する。
尚、チップＸＹテーブル２４は、上記ダイボンダーテーブル２１の一次回転または二次回転の間に、次の半導体チップ２６をチップ吸着位置Ｃの下方に持ち来すように、移動制御される。
【００８２】
そして、チップ搭載ヘッド２２ｂが上昇した後、ダイボンダーテーブル２１は、次の一次回転を行なう。この一次回転の間に、図１０に示すように、ＸＹテーブル部１１のＸＹテーブル１２が移動して、そのワイヤーボンディング位置１２ｂに保持された配線基板１５の所定位置の半導体チップ２６がワイヤーボンディング部４０の作業位置に持ち来され、ワイヤーボンディング部４０により、半導体チップ２６の上面の電極部に対して、図１０（Ｃ）に示すように、ボンディングワイヤ４５のファースト溶接が行なわれる。
【００８３】
ダイボンダーテーブル２１の一次回転が終了すると、図１１に示すように、接着剤付着ヘッド２３ａが、接着剤付着位置Ｅに持ち来され、下降される。これにより、接着剤付着ヘッド２３ａは、接着剤付着位置Ｅにて、その下方に位置するＸＹテーブル部１１のＸＹテーブル１２上のダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５の所定位置に接着剤２７を付着させる。
【００８４】
続いて、接着剤付着ヘッド２３ａが上昇した後、ダイボンダーテーブル２１は、次の二次回転を行なう。この二次回転の間に、図１２に示すように、ＸＹテーブル部１１のＸＹテーブル１２が移動して、そのワイヤーボンディング位置１２ｂに保持された配線基板１５の所定位置の半導体チップ２６に隣接する電極部がワイヤーボンディング部４０の作業位置に持ち来され、ワイヤーボンディング部４０により、上記電極部に対して、図１２（Ｃ）に示すように、ボンディングワイヤ４５のセカンド溶接が行なわれ、キャピラリ４３から繰り出されているボンディングワイヤ４５が端末処理される。
【００８５】
そして、ダイボンダーテーブル２１の二次回転が終了すると、図１３に示すように、チップ搭載ヘッド２２ａが、チップ搭載位置Ｄに持ち来され、下降される。これにより、チップ搭載ヘッド２２ａは、チップ搭載位置Ｄにて、図１３（Ｃ）に示すように、その下方に位置するＸＹテーブル部１１のＸＹテーブル１２上のダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５の所定位置に接着剤２７の上から半導体チップ２６を搭載する。
【００８６】
以上で、ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５上の所定位置への接着剤付着ヘッド２３ａによる接着剤付着とチップ搭載ヘッド２２ａによる半導体チップ２６の搭載、そしてＸＹテーブル１２のワイヤーボンディング位置１２ｂに保持された配線基板上の所定位置の半導体チップ２６のワイヤーボンディングが行なわれることになる。
そして、各接着剤付着ヘッド２３及びチップ搭載ヘッド２２が順次に上記動作を繰返し行なうことにより、配線基板１５上の複数個の所定位置即ちチップ搭載位置への半導体チップ２６のダイボンディングと、ワイヤーボンディング部４０による配線基板１５上の複数個の半導体チップ２６に対するワイヤーボンディングとが、同時に並行して行なわれることになる。
また、上記した動作を繰返し行う際に、ＸＹテーブル１２は配線基板１５上の所定のチップ搭載位置への半導体チップ２６のダイボンディングがなされるように所定の位置まで移動する。ワイヤーボンディング部４０による配線基板１５への半導体チップ２６に対するワイヤーボンディングとが並行に行われるので、配線基板１５上への半導体チップ２６の搭載数とＸＹテーブルに設置された異なる配線基板１５上への半導体チップ２６に対するワイヤーボンディング数が同一となるので、ダイボンディング済の配線基板もしくはワイヤーボンディング済の配線基板のいずれかが滞留することが防止される。
【００８７】
次に、材料供給部５０の動作について、図１４及び図１５を参照して説明する。
材料供給部５０は、新しい配線基板１５をＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａに導入すると共に、すべてのチップ搭載位置に対して半導体チップ２６がダイボンディングされた所謂ダイボンディング済みの配線基板１５を、ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａから硬化炉３０内に導入し、また硬化炉３０で硬化された配線基板１５を、ワイヤーボンディングのために硬化炉３０からＸＹテーブル１２のワイヤーボンディング位置１２ｂに移動すると共に、すべての半導体チップ２６がワイヤーボンディングされた所謂ワイヤーボンディング済みの配線基板１５を外部に取り出す。
【００８８】
即ち、まず図１４（Ａ）にて、チップ搭載基板製造装置１０は、動作前の状態であって、ＸＹテーブル部１１のＸＹテーブル１２上には配線基板１５が保持されていない。
そして、図１４（Ｂ）に示すように、ＸＹテーブル１２が９０度だけ回転して、ダイボンディング部１２ａが手前の第二の位置Ｂに持ち来されると共に、材料供給部５０の搬入部５１が、この第二の位置Ｂに隣接した位置まで移動する。これにより、材料供給部５０は、搬入部５１上の新しい配線基板１５を、ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａ上に移載装置５４ａにより導入し、保持させる。尚、符号５３は配線基板供給テーブルである。
【００８９】
続いて、図１４（Ｃ）に示すように、ＸＹテーブル１２が９０度だけ逆回転して、そのダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５が、ダイボンディング部２０に対向する位置に持ち来される。
そして、この状態にて、上述したように、ダイボンディング部２０によるダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５に対する半導体チップ２６のダイボンディングが行なわれる。
【００９０】
そして、ダイボンディングが終了した後、図１４（Ｄ）に示すように、ＸＹテーブル１２が９０度だけ逆回転することにより、ダイボンディング位置１２ａが硬化炉３０に対向する第一の位置Ａに持ち来される。これにより、材料供給部５０は、移載装置５４ｂによりＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５を、硬化炉３０内の硬化テーブル３２の最上部３２ａに保持させる。
この状態で、当該配線基板１５は、硬化テーブル３２の一回転の間、加熱部３３により加熱され、ダイボンディングで使用された接着剤２７が硬化されることになる。
【００９１】
ここで、図１４（Ｅ）に示すように、ＸＹテーブル１２が１８０度回転して、ダイボンディング位置１２ａが再び第一の位置Ａに持ち来されて、材料供給部５０により、ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａに対して新しい配線基板１５が保持されると共に、ＸＹテーブル１２のワイヤーボンディング位置１２ｂに対して、硬化炉３０の硬化テーブル３２の最上部３２ａから硬化済みの配線基板１５が取り出され、保持される。
【００９２】
その後、図１４（Ｆ）に示すように、ＸＹテーブル１２が９０度だけ逆回転して、そのダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５が、ダイボンディング部２０に対向する位置に持ち来されると共に、ワイヤーボンディング位置１２ｂに保持された配線基板１５が、ワイヤーボンディング部４０に対向する位置に持ち来される。
この状態にて、上述したように、ダイボンディング部２０によるダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５に対するダイボンディングと、ワイヤーボンディング部４０によるワイヤーボンディング位置１２ｂに保持された配線基板１５に対するワイヤーボンディングとが同時に並行して行なわれる。
【００９３】
そして、ダイボンディング及びワイヤーボンディングが終了した後、図１４（Ｇ）に示すように、ＸＹテーブル１２が９０度だけ回転することにより、ダイボンディング位置１２ａが硬化炉３０に対向する第一の位置Ａに持ち来されると共に、ワイヤーボンディング位置１２ｂが第二の位置Ｂに持ち来される。
これにより、材料供給部５０は、ＸＹテーブル１２のダイボンディング位置１２ａに保持された配線基板１５を、硬化炉３０内の硬化テーブル３２の最上部３２ａに保持させると共に、ＸＹテーブル１２のワイヤーボンディング位置１２ｂに保持された配線基板１５を、配線基板供給テーブル５３の搬出部５２に移動させる。尚、移載装置５４ａ，５４ｂによる配線基板１５の移載は、例えば真空吸引機構を設けたチャック爪からなる搬送アームにより配線基板１５を保持して移動する。
【００９４】
このようにして、材料供給部５０が、新しい配線基板１５をダイボンディング部２０，硬化炉３０，ワイヤーボンディング部４０に順次に移動させることによって、複数個の配線基板１５に対して、順次に半導体チップ２６のダイボンディング，接着剤２７の硬化そしてワイヤーボンディングが自動的に行なわれることになる。
【００９５】
図１６は、本発明による半導体搭載基板製造装置の別の実施形態の構成を示しており、この製造装置は、主に絶縁性基板上に半導体層を形成した半導体チップ、例えば透光性の絶縁材料であるサファイア基板上にＺｎＯ半導体層を設け、その上面に一対の電極部を有する半導体チップ７１を配線基板１５上に搭載する際に好適である。
図１６において、半導体搭載基板製造装置７０は、ＸＹテーブル部１１と、ダイボンディング部２０と、硬化炉７３と、ワイヤーボンディング部８０と、材料供給部５０と、図示しない制御部と、から構成される点は先の実施形態の半導体搭載基板製造装置１０と同一であるが、以下の点で異なる。
【００９６】
ワイヤーボンディング部８０は、図６に詳細したワイヤーボンダー機を２台備えている。
これにより、ワイヤーボンディング部８０は、ＸＹテーブル部１２上に設置される配線基板１５に対して同時に２箇所のワイヤーボンディングを行うことができる。
【００９７】
すなわち、ワイヤーボンディング部８０は、２台のワイヤーボンダー８１，８２の夫々のキャピラリ４３の下端から繰り出したボンディングワイヤ４５を、図１７に示す所定の半導体チップ７１ａの上面の一対の電極部７２ａ，７２ｂのうち一方の電極部７２ａに対するファースト溶接および異なる半導体チップ７１ｂの上面の一対の電極部７２ｃ，７２ｄのうち一方の電極部７２ｃに対するファースト溶接を同時に実施すると共に、配線基板１５の半導体チップ７１ａ，７１ｂに隣接した領域にて対応する電極部（図示せず）に対応してセカンド溶接した後、ボンディングワイヤを端末処理することにより、半導体チップ７１に対するワイヤーボンディングを行うようになっている。
【００９８】
上記硬化炉７３は過熱部３３の代わりに図示しない紫外線光源が硬化炉内に設置されており、ダイボンディング部２０にて半導体チップ７１をＵＶ硬化接着剤を用いて配線基板上の所定位置にダイボンディングされた配線基板を、紫外線を照射することによりＵＶ硬化接着剤を硬化させる。なお、このとき絶縁性のサファイア基板を用いた半導体チップ７１は配線基板上に接着固定されるが、電気的な接続はなされていない。、
【００９９】
この実施形態においても、先の実施形態と同じ動作を繰返し行う際に、ＸＹテーブル１２は配線基板１５上の所定のチップ搭載位置への半導体チップ７１のダイボンディングがなされるように所定の位置まで移動する。このとき、ワイヤーボンディング部８０による配線基板１５への半導体チップ７１ａ，７１ｂに対するワイヤーボンディングとが並行に行われるので、配線基板１５上への半導体チップ７１の搭載数とＸＹテーブル上に設置された異なる配線基板１５上への半導体チップ７１に対する一対のワイヤーボンディング数が実質的に同一となるので、ダイボンディング済の配線基板もしくはワイヤーボンディング済の配線基板のいずれかが滞留することが防止される。
【００１００】
上述した実施形態においては、ＸＹテーブル部１１のＸＹテーブル１２は、両端付近にそれぞれダイボンディング位置１２ａ及びワイヤーボンディング位置１２ｂを備えており、ダイボンディングすべき配線基板１５をダイボンディング位置１２ａに保持し、ワイヤーボンディングすべき配線基板１５をワイヤーボンディング位置１２ｂに保持するために、図１４に示す動作の途中で１８０度回転して反転するようになっているが、これに限らず、ダイボンディング位置１２ａ及びワイヤーボンディング位置１２ｂを回転軸１２ｃに対して回転対称に構成してもよい。これにより、上記反転動作が不要になる。
また、上述した実施形態においては、上記ダイボンディング部２０のチップＸＹテーブル２４は、固定配置されているが、ダイボンダーテーブル２１に備えられたチップ搭載ヘッド２２のチップ吸着の際に、チップ搭載ヘッド２２が下降する代わりに、チップＸＹテーブル２４が上昇するようにしてもよいし、傾動させえてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、硬化炉３０は、環状の硬化テーブル３２を備えているが、これに限らず、他の構成であってもよいことは明らかである。
【００１０１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、制御部が、ＸＹテーブルをダイボンディング部及びワイヤーボンディング部の動作に同期してＸＹ方向に移動制御することにより、各配線基板に対するダイボンディング部によるダイボンディングとワイヤーボンディング部によるワイヤーボンディングを同時に並行して行なう。
これにより、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部が、共通の一つのＸＹテーブルを備えることにより、全体として小型に構成され得ることになり、設置面積が大幅に削減され得ると共に、設備コストが低減され得ることになり、さらにはレイアウト変更も容易に行なうことができる。
【００１０２】
また、ダイボンディング部及びワイヤーボンディング部における作業がバッチ処理ではなく、連続的に行なわれることになるので、リードタイムが短縮されると共に、工程内在庫が低減されることになる。従って、比較的動作速度の遅いダイボンディング作業に関しても、ダイボンダー即ちダイボンディング部を複数対設ける必要がなく、設置台数が少なくて済み、設備コスト及びランニングコストが低減され得ることになる。
【００１０３】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、生産性を高めることができると共に、コストを低減することができるようにした、チップ搭載基板製造装置及び製造方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるチップ搭載基板製造装置の一実施形態の構成を示す（Ａ）概略平面図，（Ｂ）概略正面図及び（Ｃ）概略側面図である。
【図２】図１のチップ搭載基板製造装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１のチップ搭載基板製造装置におけるＸＹテーブル部の構成を示す（Ａ）概略平面図及び（Ｂ）概略正面図である。
【図４】図１のチップ搭載基板製造装置におけるダイボンディング部の構成を示す（Ａ）概略平面図及び（Ｂ）概略正面図である。
【図５】図１のチップ搭載基板製造装置における硬化炉の構成を示す（Ａ）概略平面図及び（Ｂ）概略正面図である。
【図６】図１のチップ搭載基板製造装置におけるワイヤーボンディング部の構成を示す（Ａ）概略正面図及び（Ｂ）要部断面図である。
【図７】図１のチップ搭載基板製造装置におけるダイボンディング及びワイヤーボンディングの第一の段階を示す（Ａ）概略平面図及び（Ｂ）概略正面図である。
【図８】図１のチップ搭載基板製造装置におけるダイボンディング及びワイヤーボンディングの第二の段階を示す（Ａ）概略平面図及び（Ｂ）概略正面図である。
【図９】図１のチップ搭載基板製造装置におけるダイボンディング及びワイヤーボンディングの第三の段階を示す（Ａ）概略平面図及び（Ｂ）概略正面図である。
【図１０】図１のチップ搭載基板製造装置におけるダイボンディング及びワイヤーボンディングの第四の段階を示す（Ａ）概略平面図、（Ｂ）概略正面図及び（Ｃ）要部正面図である。
【図１１】図１のチップ搭載基板製造装置におけるダイボンディング及びワイヤーボンディングの第五の段階を示す（Ａ）概略平面図及び（Ｂ）概略正面図である。
【図１２】図１のチップ搭載基板製造装置におけるダイボンディング及びワイヤーボンディングの第六の段階を示す（Ａ）概略平面図、（Ｂ）概略正面図及び（Ｃ）要部正面図である。
【図１３】図１のチップ搭載基板製造装置におけるダイボンディング及びワイヤーボンディングの第七の段階を示す（Ａ）概略平面図、（Ｂ）概略正面図及び（Ｃ）要部正面図である。
【図１４】図１のチップ搭載基板製造装置における材料供給部の動作を順次に示す概略平面図である。
【図１５】図１４の材料供給部の動作を示す概略正面図である。
【図１６】本発明による半導体チップ搭載基板製造装置の他の実施態様を示す概略平面図である。
【図１７】図１６の半導体チップの搭載状態を説明する概略斜視図である。
【図１８】従来の半導体装置製造方法の一例の構成を図式的に示す図である。
【図１９】従来のダイボンダーの一例の構成を示す概略平面図である。
【図２０】図１９のダイボンダーによるダイボンディングの工程を順次に示す拡大側面図である。
【図２１】従来のワイヤボンダーの一例における（Ａ）構成を示す概略平面図及び（Ｂ）ワイヤーボンディングの工程を示す拡大側面図である。
【符号の説明】
１０    チップ搭載基板製造装置
１１    ＸＹテーブル部
１２    ＸＹテーブル
１２ａ  ダイボンディング位置
１２ｂ  ワイヤーボンディング位置
１３    ＸＹ駆動部
１４    回転駆動部
１５    配線基板
１６    固定フレーム
２０    ダイボンディング部
２１    ダイボンダーテーブル
２１ｂ  回転駆動手段
２２    チップ搭載ヘッド
２３    銀ペースト付着ヘッド
２４    チップＸＹテーブル
２５    銀ペースト供給部
２６    半導体チップ
２７    銀ペースト
３０    硬化炉
３１    回転軸
３２    硬化テーブル
３２ａ  最上部
３３    加熱部
３４    ハウジング
４０    ワイヤーボンディング部
４１    ベース
４２    アーム
４３    キャピラリ
４４    クランプ
４５    ボンディングワイヤ
５０    材料供給部
５１    搬入部
５２    搬出部
６０    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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