(57)【要約】【課題】本発明は、ツール保持部に吸着されたボンディングツールとツール収容部の内面とを当接させることでボンディングツールの吸着位置を修正する。【解決手段】第１に、チップの品種に応じてボンディングツールを交換するボンディング装置とする。第２に、ツール保持部の下端面にボンディングツールの吸着手段を設ける。第３に、ボンディングツールのツール保持部と当接する吸着面を上方に向けた状態で水平方向にクリアランスを有して収容するツール収容部を設ける。第４に、ツール保持部がボンディングツールを吸着したら、ツール保持部とツール収容部を相対的に水平方向に移動させ、ボンディングツールとツール収容部の内面とを当接させることでボンディングツールの吸着位置を修正する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端面にチップ用吸引口を有するツール保持部と、ツール保持部の下端に装着され、ツール保持部のチップ用吸引口と連通するチップ用吸引孔が形成されたチップを吸着保持するボンディングツールとを備え、チップの品種に応じてボンディングツールを交換するボンディング装置において、
ツール保持部の下端面にボンディングツールを吸着する吸着手段と、
異なるチップに対応する複数のボンディングツールを、ツール保持部の下端面と当接する吸着面を上方に向けた状態で水平方向にクリアランスを有して収容するツール収容部を備え、
ツール保持部がボンディングツールを吸着したら、ツール保持部とツール収容部を相対的に水平方向に移動させ、ボンディングツールとツール収容部の内面とを当接させることでボンディングツールの吸着位置を修正することを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
吸着手段が、ボンディングツールの吸着力を強弱に調整する調整手段を備え、ツール保持部は、弱い吸着力でボンディングツールを吸着して、ボンディングツールを上昇させてからボンディングツールの吸着位置を修正し、修正後は修正中より強い吸着力で吸着することを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップを吸着するボンディングツールをチップの品種に応じて交換してボンディングするボンディング装置の改良に関するもので、詳しくはボンディングツール交換時等にツール保持部とボンディングツールの位置がずれた場合、該ボンディングツールの位置を修正するための機構を有するボンディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
チップを吸着するボンディングツールをチップの品種に応じて交換してボンディングするボンディング装置では、ツールストッカに収容されたツールをボンディングヘッドのツール保持部に吸着する。この交換時にツール保持部とボンディングツールがずれてしまい、面内の位置精度が出せず、特に０．５ｍｍ以下の微小チップでのピックアップ姿勢が悪くなるという問題点が生じていた。
【０００３】
そこで特許文献１に示されるように、ボンディングツールが、本体保持部に保持されるとセンタリングされる形状の嵌合部を本体保持部に形成し、ボンディングツールを常に本体保持部の中央に位置させ本体保持部とボンディングツールの間のずれを防止しようとする手段が開発された。しかし、両者の嵌合箇所で誤差が生じることは防止できず、ボンディングツールの保持位置修正のための手段の開発が求められていた。
【０００４】
【特許文献１】実公昭５８−３１４１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するために、ツール保持部に吸着されたボンディングツールとツール収容部の内面とを当接させることでボンディングツールの吸着位置を修正し、ツール保持部とボンディングツールのずれを防止しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、次の手段を採用する。
第１に、下端面にチップ用吸引口を有するツール保持部と、ツール保持部の下端に装着され、ツール保持部のチップ用吸引口と連通するチップ用吸引孔が形成されたチップを吸着保持するボンディングツールとを備え、チップの品種に応じてボンディングツールを交換するボンディング装置とする。
第２に、ツール保持部の下端面にボンディングツールを吸着する吸着手段を設ける。
第３に、異なるチップに対応する複数のボンディングツールを、ツール保持部の下端面と当接する吸着面を上方に向けた状態で水平方向にクリアランスを有して収容するツール収容部を設ける。
第４に、ツール保持部がボンディングツールを吸着したら、ツール保持部とツール収容部を相対的に水平方向に移動させ、ボンディングツールとツール収容部の内面とを当接させることでボンディングツールの吸着位置を修正する。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の改良に関するもので、次の手段を付加したものである。
第１に、吸着手段が、ボンディングツールの吸着力を強弱に調整する調整手段を備えたものとする。
第２に、ツール保持部は、弱い吸着力でボンディングツールを吸着して、ボンディングツールを上昇させてからボンディングツールの吸着位置を修正し、修正後は修正中より強い吸着力で吸着する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係るボンディング装置の一実施例を示す概略斜視図である。実施例に係るボンディング装置１は、チップ２を基板３に搭載するボンディング装置であり、実施例でのチップ２は、大きさが一辺０．３ｍｍ以下の非常に小さいものを用いている。本発明は、微小のチップ２をボンディングするボンディング装置１を主眼として開発されたものである。
【０００９】
ボンディング装置１は、ボンディングユニット４と基板ステージ部５とを主要部とするものである。
【００１０】
ボンディングユニット４は、図１に示されるように横方向移動装置であるＸ軸駆動装置６と昇降装置であるＺ軸駆動装置７により上下左右に移動可能なボンディングヘッド８を有し、該ボンディングヘッド８の下部にツール保持部９が形成され、図２に示されるようにツール保持部９の下端面にボンディングツール１０が吸着されたものである。
【００１１】
ツール保持部９には、図２及び図３に示されるように中央縦方向にチップ用吸引口１１が穿設され、下端面にはボンディングツール１０の吸着手段となる吸着溝１２とが形成されている。尚、実施例でのボンディングヘッド１０の吸着手段としてバキューム源１５での吸引力を利用しているが、マグネットの磁力を利用するもの等、他の手段であっても良い。この場合、上記吸着溝１２の形成は不要である。
【００１２】
吸着溝１２は、ボンディングツール１０の形状に合致した方形枠に穿設されたもので、吸着溝１２の内側底面には、ツール吸引口１３が穿設されている。該ツール吸引口１３は、通気路２３及び強弱切換装置１４を介して、バキューム源１５と接続されている。尚、実施例では、上記ボンディングツール１０の吸着のためのバキューム源１５は、図示されていないチップ２の吸着のためのバキューム源とは異なるものとされている。
【００１３】
基板ステージ部５には、図示されていないＸ軸駆動モータ及びＹ軸駆動モータにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への水平移動が可能なＸ−Ｙテーブル１６が存在する。
【００１４】
Ｘ−Ｙテーブル１６上には、基板３が載置され、基板３とチップ２がボンディングされるボンディングステージ１７と、チップ供給部となる多数のチップ２が収容されたチップトレイ１８と、ボンディングツール１０が収容されているツール収容部１９とが、設けられている。尚、ツール収容部１９は、Ｘ−Ｙテーブル１６に固定されており、Ｘ−Ｙテーブル１６の移動により一体的に移動する。
【００１５】
本発明におけるボンディング装置１は、チップ２の品種に応じてボンディングツール１０を交換する方式のものであるので、ツール収容部１９は、複数のボンディングツール１０が収容されている。
【００１６】
実施例でのボンディングツール１０は、方形のもので、窒化珪素等の素材にて作成されており、図２に示されるように、ツール保持部９のチップ用吸引口１１と連通するチップ用吸引孔２０が中央縦方向に形成されており、ツール保持部９の下端に装着される。
【００１７】
ツール収容部１９は、ボンディングツール１０が収容される方形の凹部が形成されており、該凹部にボンディングツール１０が、ツール保持部９の下端面と当接する吸着面２１を上方に向けて収容される。この凹部の大きさは、ボンディングツール１０の吸着面２１を上方に向けた状態で収容した場合に、水平方向にクリアランス２２が存在する大きさである。尚、実施例では３個の凹部が形成されている。
【００１８】
以下、ボンディングツール１０の交換及び吸着位置修正の動作について説明する。先ず、ツール保持部９とツール収容部１９の中心が一致するようにＸ−Ｙテーブル１６が移動する。ツール保持部９がツール交換の設定高さにまで高速下降する。その後、低速にて下降し、ツール保持部９に吸着したボンディングツール１０がツール収容部１９に接触したこと検出する。検出後、ツール吸着の真空破壊を行い、ボンディングツール１０をツール保持部９から外し、ツール収容部１９に収容する。
【００１９】
続いて、ツール保持部９を上昇させ、Ｘ−Ｙテーブル１６を交換するボンディングツール１０の吸着位置に移動させる。移動後、ツール保持部９を設定高さまで下降させる。その後、ツール保持部９を低速で下降させながら、ツール保持部９とボンディングツール１０が接触したことを検出したら、ツール保持部９の下降を停止し、強弱切換装置１４によりバキューム源１５を低真空に調節して、ボンディングツール１０を吸着する。この吸着のための低真空は、ツール保持部９が、ボンディングツール１０を保持して持ち上げることができ、且つ、ボンディングツール１０をずらすことができる程度の負圧である。
【００２０】
ツール保持部９が、微小距離（実施例ではおおよそ５０ミクロン）上昇し、Ｘ−Ｙテーブル１６がＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動し、ツール収容部１９の内側の側面がボンディングツール１０の側面にあたることにより、ツール保持部９に対するボンディングツール１０の位置を予め設定した位置に修正する。ツール収容部１９の内側にボンディングツール１０の側面にあてるための移動量は、ボンディングツール１０とツール保持部９の下端面が同形状・同寸法であれば、ツール保持部９の側面とツール収容部１９の内側面とがＸ軸方向・Ｙ軸方向の位置が一致する予め設定した量である。この位置修正動作をボンディングツール１０の４側面すべてについて行う。この位置修正動作を行うことでボンディングツール１０がツール保持部９の中心に位置合わせされるのである。
【００２１】
実施例において水平方向への移動を、Ｘ−Ｙテーブル１６を駆動し、ツール収容部１９側を移動することにより行っているが、この移動は相対的なもので良いので、ボンディングヘッド８を水平移動させ、ボンディングツール１０側を移動させる手段でも良い。
【００２２】
位置修正動作は、４側面すべてに対して行う方法の他、ツール収容部１９の対角線上の２角に当接させる方法や、該対角線上の２角の一方に合わせてツール保持部９を下降させて、ボンディングツール１０を吸着すれば、他方の角に当接させ、位置修正を行うことも可能である。ツール収容部１９の内側角にボンディングツール１０の角あてるための移動量は、ボンディングツール１０とツール保持部９の下端面が同形状・同寸法であれば、ツール保持部９の角とツール収容部１９の内側面の角とが一致する予め設定した量である。この位置修正動作を行うことでもボンディングツール１０がツール保持部９の中心に位置合わせされるのである。
【００２３】
ボンディングツール１０の位置修正が完了したら、強弱切換装置１４で、ツール吸着圧を高真空に切り替え、ボンディングツール１０をツール保持部９に強固に吸着する。そして、ツール保持部９が上昇し、交換作業は完了する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、ツール保持部の下端面にボンディングツールを吸着する吸着手段と、複数のボンディングツールを、ツール保持部の下端面と当接する吸着面を上方に向けた状態で水平方向にクリアランスを有して収容するツール収容部を備え、ツール保持部がボンディングツールを吸着したら、ツール保持部とツール収容部を相対的に水平方向に移動させ、ボンディングツールとツール収容部の内面とを当接させることでボンディングツールの吸着位置を修正することを特徴とするものであるので、ツール交換時に容易にボンディングツールの吸着位置を修正することができ、ボンディングツール交換精度の高いボンディング装置となった。
【００２５】
請求項２記載の発明の効果ではあるが、吸着手段が、ボンディングツールの吸着力を強弱に調整する調整手段を備え、ツール保持部は、弱い吸着力でボンディングツールを吸着して、ボンディングツールを上昇させてから吸着位置を修正し、修正後は修正中より強い吸着力で吸着するものであるので、保持位置の修正作業中のボンディングツール位置移動動作が容易であり、更に、位置修正後の強固な保持が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボンディング装置の一実施例を示す概略斜視図
【図２】ボンディングツールとツール保持部の関係を示す断面説明図
【図３】ツール保持部の底面図
【図４】ツール収容部の部分平面図
【図５】ツール収容部の断面説明図
【図６】修正の動作を示す断面説明図
【符号の説明】
１．．．．．ボンディング装置
２．．．．．チップ
３．．．．．基板
４．．．．．ボンディングユニット
５．．．．．基板ステージ部
６．．．．．Ｘ軸駆動装置
７．．．．．Ｚ軸駆動装置
８．．．．．ボンディングヘッド
９．．．．．ツール保持部
１０．．．．ボンディングツール
１１．．．．チップ吸引口
１２．．．．吸着溝
１３．．．．ツール吸引口
１４．．．．強弱切換装置
１５．．．．バキューム源
１６．．．．Ｘ−Ｙテーブル
１７．．．．ボンディングステージ
１８．．．．チップトレイ
１９．．．．ツール収容部
２０．．．．チップ吸着用孔
２１．．．．吸着面
２２．．．．クリアランス
２３．．．．通気路
【図１】
2004200443.tif 000003
【図２】
2004200443.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004200443.tif 000006
【図５】
2004200443.tif 000007
【図６】
2004200443.tif 000008