(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のボンディング部位の所定箇所に接着剤を付着させる接着剤付着工程と、接着剤が付着された基板上の箇所にチップを圧着する圧着工程とを備えたチップボンディング方法において、水平姿勢で保持された基板のボンディング部位の高さを接着剤付着工程でのみ検出し、圧着工程では、接着剤付着工程で検出された検出結果に基づき基板を昇降させて、基板のボンディング部位の高さを、基板のボンディング部位を下側から支持する圧着工程の固定部材の高さに一致させた状態でチップを圧着することを特徴とするチップボンディング方法。
【請求項２】
基板のボンディング部位の所定箇所に接着剤を付着させる接着剤付着ユニットと、接着剤が付着された基板上の箇所にチップを圧着する圧着ユニットとを備えたチップボンディング装置において、接着剤付着ユニットは、水平姿勢で保持された基板のボンディング部位の高さを検出する高さ検出手段を備え、圧着ユニットは、基板を水平姿勢で保持する昇降自在の基板保持手段と、この基板保持手段から延び出た基板のボンディング部位を下側から支持する固定部材と、接着剤付着ユニットでのみ得られた基板のボンディング部位の高さの検出結果に基づいて基板保持手段を昇降制御する制御手段とを備え、この制御手段により基板保持手段を昇降制御して基板のボンディング部位の高さを固定部材の高さに一致させた状態で基板のボンディング部位にチップを圧着することを特徴とするチップボンディング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、圧着ユニットは、接着剤が付着された基板上の箇所にチップを仮圧着する仮圧着ユニットと、仮圧着されたチップと基板とを本圧着する本圧着ユニットとから構成され、仮圧着ユニットは、接着剤が付着された基板へチップを仮圧着する際に、接着剤付着ユニットで得られた検出結果に基づいて基板保持手段を昇降制御するとともに、本圧着ユニットは、仮圧着されたチップを基板へ本圧着する際に、接着剤付着ユニットで得られた検出結果に基づいて基板保持手段を昇降制御するチップボンディング装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の装置において、接着剤付着ユニットは、基板上へ接着剤を付着させる複数個の接着剤付着ヘッドを備えているチップボンディング装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置において、接着剤付着ユニットは、複数個の接着剤付着ヘッドを使って一枚の基板に接着剤を付着し、この接着剤付着ユニットに備えられた高さ検出手段は、その基板のボンディング部位の中央１箇所の高さ又は複数個所の高さの平均値を検出するチップボンディング装置。
【請求項６】
請求項４に記載の装置において、接着剤付着ユニットは、複数個の接着剤付着ヘッドを使って個別の基板に接着剤を付着し、この接着剤付着ユニットに備えられた高さ検出手段は、各基板のボンディング部位の中央１箇所の高さ又は複数個所の高さの平均値をそれぞれ検出するチップボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂基板やガラス基板などの基板上に半導体素子や表面実装部品などのチップを実装するためのチップボンディング方法およびその装置に係り、特に基板の厚みのバラツキや基板の反りによって生じるボンディング時の基板の傾きを修正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のチップボンディング装置は、基板上のボンディング箇所に接着剤を付着させる接着剤付着ユニットと、接着剤が付着された基板とチップとを位置決めして基板上にチップを搭載し、接着剤を介してチップを基板上に仮圧着する仮圧着ユニットと、仮圧着されたチップを加熱・加圧してチップのバンプと基板の電極とを電気的に接続する本圧着ユニットなどを備えている。
【０００３】
以下、図７を参照して本圧着ユニットにおけるボンディング手法を説明する。
図中、符号１はチップが実装される基板であり、ここでは液晶ディスプレイパネルを例に採ってある。この基板１はガラス基材２の表面側に表示部３が形成されているとともに、その裏面側に偏光膜４が貼付けられている。チップ実装時に基板１は基板保持ステージ５上に水平姿勢で吸着保持される。基板１のボンディング部位１ａは基板保持ステージ５から延び出ており、このボンディング部位１ａの上面に仮圧着ユニットで仮圧着されたチップ６が搭載されている。基板のボンディング部位１ａは固定設置されたガラスブロックなどからなるバックアップ７によって下側から支持されている。このバックアップ７の上方に昇降自在の本圧着ヘッド８が配設されている。
【０００４】
以上のような構成の装置において、仮圧着ユニットでチップ６が搭載された基板１は、図示しない基板搬送機構によって本圧着ユニットの基板保持ステージ５上に移載される。基板１を受け取った基板保持ステージ５が水平移動して、基板１のボンディング部位１ａがバックアップ７上に位置決め載置される。続いて、上昇位置にあった本圧着ヘッド８が下降してチップ６が加熱・加圧されることにより、チップ６が基板１に本圧着される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、基板１に貼付けられた偏光膜４の厚みにバラツキがあるために、基板保持ステージ５に吸着保持された基板１のボンディング部位１ａの高さが基板１ごとに変動する。その結果、基板１のボンディング部位１ａがバックアップ７上に置かれたときに、ボンディング部位１ａとバックアップ７との間にできるギャップのために、基板１が撓んでボンディング部位１ａが傾くという問題がある。図８に示すように、基板１のボンディング部位１ａが傾くと、チップ６が加圧されたときに、チップ６が基板１の傾斜方向（図８中に鎖線矢印で示す方向）にずれるために、チップ６のバンプが基板１の電極上に正しく接続されなくなる。また、チップ６を仮付けした接着剤が、絶縁被膜で覆われた多数の導電性粒子を含む異方性の導電接着剤である場合、基板１のボンディング部位１ａが傾くと、チップ６が基板１に対して片当たりするために、導電性粒子の潰れ方が不均一になる。上記のいずれの場合にも電気的な接続不良を招き、製品の歩留りを低下させる要因になる。
【０００６】
基板１のボンディング部位１ａが傾くと接着剤付着ユニットや仮圧着ユニットでも問題を引き起こす。接着剤付着ユニットでは、接着剤が片面に塗布されたテープ状基材から、所定長さの接着剤を基板１に転写するときに、転写ミスを引き起こす。また、仮圧着ユニットでは基板１上にチップ６を搭載するときに、チップ６の位置ズレが生じやすい。
【０００７】
上記のような問題点を解決するために、特開２０００−２００８０５号公報に開示された「電子部品のボンディング方法」では、ボンディングの際に、基板保持ステージに保持された基板のボンディング部位の高さを検出し、その検出結果に基づいて基板保持ステージを昇降させて、基板のボンディング部位の高さを固定部材の高さに一致させている。
【０００８】
しかしながら、上記公報に記載の手法によれば、ボンディング工程で基板のボンディング部位の高さを検出しているので、検出に要する時間だけボンディング工程における処理時間が長くなり、この種のチップボンディング装置のタクトタイムを低下させるという別異の問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板の高さの変動に起因した基板の傾きを、処理効率を極力低下させることなく修正して、チップボンディングを正常に行うことができるチップボンディング方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわち、請求項１に記載の発明は、基板のボンディング部位の所定箇所に接着剤を付着させる接着剤付着工程と、接着剤が付着された基板上の箇所にチップを圧着する圧着工程とを備えたチップボンディング方法において、水平姿勢で保持された基板のボンディング部位の高さを接着剤付着工程でのみ検出し、圧着工程では、接着剤付着工程で検出された検出結果に基づき基板を昇降させて、基板のボンディング部位の高さを、基板のボンディング部位を下側から支持する圧着工程の固定部材の高さに一致させた状態でチップを圧着することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、基板のボンディング部位の所定箇所に接着剤を付着させる接着剤付着ユニットと、接着剤が付着された基板上の箇所にチップを圧着する圧着ユニットとを備えたチップボンディング装置において、接着剤付着ユニットは、水平姿勢で保持された基板のボンディング部位の高さを検出する高さ検出手段を備え、圧着ユニットは、基板を水平姿勢で保持する昇降自在の基板保持手段と、この基板保持手段から延び出た基板のボンディング部位を下側から支持する固定部材と、接着剤付着ユニットでのみ得られた基板のボンディング部位の高さの検出結果に基づいて基板保持手段を昇降制御する制御手段とを備え、この制御手段により基板保持手段を昇降制御して基板のボンディング部位の高さを固定部材の高さに一致させた状態で基板のボンディング部位にチップを圧着することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の装置において、圧着ユニットが、接着剤が付着された基板上の箇所にチップを仮圧着する仮圧着ユニットと、仮圧着されたチップと基板とを本圧着する本圧着ユニットとから構成され、仮圧着ユニットが、接着剤が付着された基板へチップを仮圧着する際に、接着剤付着ユニットで得られた検出結果に基づいて基板保持手段を昇降制御するとともに、本圧着ユニットが、仮圧着されたチップを基板へ本圧着する際に、接着剤付着ユニットで得られた検出結果に基づいて基板保持手段を昇降制御するものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の装置において、接着剤付着ユニットが、基板上へ接着剤を付着させる複数個の接着剤付着ヘッドを備えているものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の装置において、接着剤付着ユニットが、複数個の接着剤付着ヘッドを使って一枚の基板に接着剤を付着し、この接着剤付着ユニットに備えられた高さ検出手段が、その基板のボンディング部位の中央１箇所の高さ又は複数個所の高さの平均値を検出するものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の装置において、接着剤付着ユニットが、複数個の接着剤付着ヘッドを使って個別の基板に接着剤を付着し、この接着剤付着ユニットに備えられた高さ検出手段が、各基板のボンディング部位の中央１箇所の高さ又は複数個所の高さの平均値をそれぞれ検出するものである。
【００１６】
【作用】
本発明の作用は次のとおりである。
請求項１に記載の発明によれば、比較的に処理効率の高い接着剤付着工程で基板のボンディング部位の高さを検出し、接着剤付着工程と比べて処理効率の低い圧着工程ではボンディング部位の高さを検出することなく、接着剤付着工程で得られた検出結果に基づいて基板の高さを調整してチップを圧着しているので、圧着工程における処理効率の低下が最小限に抑えられる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、接着剤付着ユニットで基板のボンディング部位の高さが検出される。圧着ユニットでは、その基板にチップを圧着する際に、接着剤付着ユニットで得られた検出結果に基づき、基板保持手段を昇降制御して基板のボンディング部位の高さを固定部材と高さに一致させる。その結果、基板のボンディング部位が固定部材によって常に水平に支持された状態でチップが圧着される。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、接着剤付着ユニットで基板のボンディング部位の高さが検出されると、仮圧着ユニットでは、その検出結果に基づいて基板保持手段を昇降制御し、基板のボンディング部位の高さを固定部材の高さに一致させた状態でチップの仮圧着が行われる。本圧着ユニットでも同様に、接着剤付着ユニットで得られた検出結果に基づいて、ボンディング部位の高さを固定部材の高さに一致させた状態でチップの本圧着が行われる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、接着剤付着ユニットは複数個の接着剤付着ヘッドを備えているので、基板への接着剤の付着を効率よく行うことができる。したがって、この接着剤付着ユニットで基板のボンディング部位の高さを測定しても、装置全体としてのタクトタイムの低下を抑制することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、複数個の接着剤付着ヘッドによって一枚の基板に効率よく接着剤が付着される。この接着剤付着ユニットに備えられた高さ検出手段は、その基板ボンディング部位の中央１箇所の高さ又は複数個所の高さの平均値を検出する。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、複数個の接着剤付着ヘッドによって個別の基板に効率によく接着剤が付着される。この接着剤付着ユニットに備えられた高さ検出手段は、各基板ボンディング部位の中央１箇所の高さ又は複数個所の高さの平均値を検出する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明に係るチップボンディング装置の一実施例の概略構成を示した全体斜視図である。
【００２３】
本実施例に係るチップボンディング装置は、大きく分けて、装置基台１０と、この装置基台１０の一端側（図１では左端）に配設された基板供給ユニット２０と、装置基台１０の奥側に配設されたチップ供給ユニット３０と、基板供給ユニット２０の隣に配設された接着剤付着ユニット４０と、その隣に配設された仮圧着ユニット５０と、さらにその隣に配設された本圧着ユニット６０と、装置基台１０の他端側（図１では右端）に配設された基板収納ユニット７０と、装置基台１０の手前側に配設された４つの基板搬送機構８０Ａ〜８０Ｄとから構成されている。
【００２４】
基板供給ユニット２０は、チップ実装前の複数枚の基板１を一定間隔で多段に収納する基板収納マガジン２１と、この基板収納マガジン２１から基板１を順に取り出す昇降および水平移動可能な昇降テーブル２２とを備えている。本発明において基板１の種類は特に限定されず、例えば樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど、チップと接合可能な種々の種類および大きさのものを含む。例えば、この実施例では図７で説明したような液晶ディスプレイパネル用の基板にチップを実装する。また、基板供給ユニット２０は、基板１を順に供給可能であれば、その構造は特に限定されず、例えば、複数枚の基板１を水平面内に整列配置したトレイ構造であってもよい。
【００２５】
チップ供給ユニット３０は、基板１に実装すべき複数個のチップ６を水平に整列配置したチップトレイ３１と、このチップトレイ３１からチップ６を順に取り出して仮圧着ユニット５０に送るチップ移送機構３２とを備えている。本発明においてチップ６の種類は特に限定されず、例えばＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど、基板と接合可能な種々のものを含む。チップ移送機構３２は、水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向および上下（Ｚ）方向に移動してチップトレイ３１からチップ６を順に取り出すチップ保持具３３と、このチップ保持具３３から受け取ったチップ６を仮圧着ユニット５０に向けて水平搬送するスライダー３４とを備えている。
【００２６】
接着剤付着ユニット４０は、基板供給ユニット２０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル４１と、基板１のボンディング部位に接着剤を付着する２つの接着剤付着ヘッド４２とを備えている。可動テーブル４１は、基板１を吸着保持する基板保持ステージ４３を備え、この基板保持ステージ４３が水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向および上下（Ｚ）方向に移動自在に構成されている。基板１の一端側であるボンディング部位は基板保持ステージ４３から前方に延び出ている。
【００２７】
接着剤付着ヘッド４２は、テープ状の基材に塗布された接着剤を基板１のボンディング部位に転写する。本実施例において、接着剤は異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film)が用いられている。この異方性導電膜は、接着・導電・絶縁という３つの機能を同時にもつ接続材料で、熱圧着することにより、膜の厚み方向には導通性、面方向には絶縁性という電気的異方性をもつ高分子膜であり、接着性のあるバイダー内に導電粒子が混在している。なお、本発明において用いられる接着剤は、異方性導電膜に限らず、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste) であってもよい。また、チップ６に半田バンプなどの接続用電極を形成した場合には、単に接着機能だけを備えた非導電膜（ＮＣＦ：Non Conductive Film ）や、非導電ペースト（ＮＣＰ：Non Conductive Paste) を用いることもできる。接着剤としてペースト状のものを用いる場合には、その接着剤をスクリーン印刷あるいはディスペンサーで基板１に付着するようにしてもよい。
【００２８】
接着剤付着ヘッド４２の下方には、異方性導電膜を転写するときに、基板１のボンディング部位を下側から支持する固定部材であるバックアップ４４が配設されている。また、可動テーブル４１とバックアップ４４との間には、基板保持ステージ４３に保持された基板１のボンディング部位の高さを検出するための高さ検出センサ４５が配設されている。本実施例の高さ検出センサ４５は、オートフォーカス機能を備えた非接触式の光学センサで構成されている。この高さ検出センサ４５は本発明における高さ検出手段に相当する。なお、本発明の高さ検出手段は上記実施例のものに限らず、レーザ光や赤外線光を使った光学センサ、あるいは機械式の接触センサなど、種々のものを用いることが可能である。また、高さ検出センサ４５の取り付け位置は任意であり、例えばバックアップ４４に埋め込み設置してもよい。
【００２９】
仮圧着ユニット５０は、接着剤付着ユニット４０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル５１と、接着剤が付着された基板１のボンディング部位にチップ６を仮圧着する仮圧着ヘッド５２と、仮圧着時に基板１とチップ６との位置合わせを行う上下２方向の認識視野をもつ２視野の認識手段５３とを備えている。また、仮圧着ヘッド５２の下方にバックアップ５５が固定設置されている。可動テーブル５１は、基板１を吸着保持する基板保持ステージ５４を備え、この基板保持ステージ５４が水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向、上下（Ｚ）方向、およびＺ軸周り（θ）方向に、それぞれ移動自在に構成されている。
【００３０】
仮圧着ヘッド５２は、昇降自在であって、チップ供給ユニット３０のスライダー３４で移送されてきたチップ６を下端に吸着保持し、このチップ６を加熱して所定圧力で基板１のボンディング部位に押し付ける。これにより接着剤が半硬化状態になって、チップ６が基板１に仮圧着される。仮圧着ヘッド５２のチップ保持構造は吸着式に限らず、可動ツメを使った機械式保持、静電気を使った静電吸着、磁石を使った磁気吸着など、任意の保持構造を用いることができる。
【００３１】
２視野の認識手段５３は、水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向および上下（Ｚ）方向、または水平方向のみ等どのような形態でも良く移動可能であって、仮圧着ヘッド５２に吸着保持されたチップ６の認識マークと、バックアップ５５上に移送された基板１の認識マークとをそれぞれ認識して、両認識マークの位置ズレを検出する。この位置ズレを無くすように仮圧着時に可動テーブル５１がＸ，Ｙ，およびθ方向に駆動制御される。なお、２視野の認識手段はＣＣＤカメラ、赤外線カメラ、Ｘ線カメラ、センサーなど種類に関係なく認識マークを認識できる全ての形態（手段）を示す。
【００３２】
本圧着ユニット６０は、仮圧着ユニット５０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル６１と、基板１のボンディング部位に仮圧着されたチップ６を加熱・加圧して本圧着する４つの本圧着ヘッド６２とを備えている。本圧着ヘッド６２の下方にバックアップ６３が固定設置されている。また、可動テーブル６１は、仮圧着ユニット５０の可動テーブル５１と同様の可動テーブル６４を備えている。さらに、本圧着ユニット６０は、本圧着ヘッド６２でチップ６を加圧するときに、基板１に付着された接着剤が本圧着ヘッド６２に付くのを防止するために、フッソ樹脂製の保護テープＴを供給する機構を備えている。保護テープＴは、本圧着ユニット６０の本体フレームに取り付けられた供給ローラ６５から繰り出されて、巻き取りローラ６６に巻き取られる。
【００３３】
基板収納ユニット７０は、チップ実装された複数枚の基板１を一定間隔で多段に収納する基板収納マガジン７１と、この基板収納マガジン７１に基板１を順に収納する昇降および水平移動可能な昇降テーブル７２とを備えている。この基板収納マガジン７１に代えて、基板供給ユニット２０で説明したと同様に、トレイ構造の収納構造を備えてもよい。また、基板供給ユニット２０と基板収納ユニット７０とは必ずしも個別である必要はなく、これらを単一のユニットにして、チップが実装された基板１を元の基板供給ユニットに戻すようにしてもよい。
【００３４】
基板搬送機構８０Ａ〜８０Ｄは、装置基台１０の長手方向に配設されたレール８１と、このレール８１に沿って走行する支柱８２と、この支柱８２に昇降自在に取り付けられて基板１を吸着保持する基板保持具８３とを備えている。
【００３５】
次に、上述した構成を備えたチップボンディング装置の動作、特に、本発明の要部である基板１の高さ修正に係わる動作を、図２および図３も参照しながら説明する。図２は、本実施例に係るチップボンディング装置の制御系の概略構成を示したブロック図、図３は基板の高さ修正過程の説明図である。
【００３６】
基板搬送機構８０Ａは、昇降テーブル２２が基板収納マガジン２１から取り出した処理対象の基板１を受け取って、この基板１を接着剤付着ユニット４０に搬送する。この基板１は可動テーブル４１の基板保持ステージ４３上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ４３が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位が高さ検出センサ４５の上方に位置される。図３に示すように、高さ検出センサ４５は、基準面（例えば、装置基台１０の上面）から基板１のボンディング部位１ａまでの高さＨを検出する。なお、ボンディング部位１ａの高さは、例えば中央１箇所の高さを代表的な高さとしてもよく、あるいは複数箇所の高さの平均値を代表的な高さとして検出してもよい。また、ボンディング部位１ａ内の複数個所にチップ６を圧着する場合には、各個所の高さを検出するようにしてもよい。
【００３７】
ボンディング部位１ａの高さ検出結果は、図２に示すように、接着剤付着ユニット４０の制御部４６に与えられる。制御部４６は、基板１の高さ検出結果（Ｈ）と、バックアップ４４の高さＨ0 （図３参照）とを比較し、その差分ΔＨを求める。そして、基板保持ステージ４３をさらに前進させて、基板１のボンディング部位１ａをバックアップ４４上に載せるときに、差分ΔＨをなくすように基板保持ステージ４３のテーブル駆動機構４７が制御される。その結果、基板１のボンディング部位１ａの高さとバックアップ４４の高さとが一致して、ボンディング部位１ａは常に水平姿勢でバックアップ４４によって支持される。
【００３８】
基板１のボンディング部位１ａがバックアップ４４によって水平に支持された状態で、２つの接着剤付着ヘッド４２がそれぞれ下降して、ボンディング部位１ａ上に接着剤が転写される。基板１に厚みのバラツキがあっても、ボンディング部位１ａは常に水平に支持されるので、基板１の傾きに起因した接着剤の転写ミスがなく、接着剤が基板１に高品位に転写される。接着剤の転写が終わると、基板保持ステージ４３が基板１の受け渡し位置に水平移動する。
【００３９】
受け渡し位置に移動した基板１は基板搬送機構８０Ｂによって仮圧着ユニット５０に搬送される。基板１の搬送に同期して、接着剤付着ユニット４０の制御部４６は、その基板１の高さ検出結果を送信部４８を介して仮圧着ユニット５０に送る。仮圧着ユニット５０は、その高さ検出結果を受信部５６を介して制御部５７に取り込む。
【００４０】
仮圧着ユニット５０に搬送された基板１は可動テーブル５１の基板保持ステージ５４上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ５４が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位１ａをバックアップ５５上に位置させる。このとき、図２に示した、仮圧着ユニット５０の制御部５７は、接着剤付着ユニット４０から送信されてきた基板１の高さ検出結果を参照して、ボンディング部位１ａの高さがバックアップ５５の高さと一致するように、テーブル駆動機構５８を制御する。その結果、ボンディング部位１ａは常に水平姿勢でバックアップ５５によって支持される。このように仮圧着ユニット５０では、基板１の高さ検出を行わずに、接着剤付着ユニット４０から送信された検出結果を利用しているので、高さ検出に伴う処理効率の低下を回避することができる。
【００４１】
一方、チップ供給ユニット３０では、チップ保持具３３がチップトレイ３１からチップ６を取り出してスライダー３４に受け渡す。スライダー３４はチップ６を仮圧着ヘッド５２の下方にまで移送し、このチップ６を仮圧着ヘッド５２が吸着保持する。続いて、２視野の認識手段５３が仮圧着ヘッド５２と、バックアップ５５で支持されたボンディング部位１ａとの間に進出してきて、仮圧着ヘッド５２に吸着保持されたチップ６と基板１との位置ズレを検出する。この位置ズレを無くすように可動テーブル５１がＸ，Ｙおよびθ方向に制御されて、チップ６と基板１との位置合わせが行われる。
【００４２】
位置合わせが終わると、２視野の認識手段５３は元の位置にまで後退する。続いて、仮圧着ヘッド５２が下降して、接着剤が付着された基板１のボンディング部位１ａにチップ６を仮圧着する。上述したように基板１はその高さが修正されてバックアップ５５上で水平に支持されているので、仮圧着時にチップ６がずれることがなく、チップ６は高品位に仮圧着される。
【００４３】
チップ６の仮圧着が終わると、基板保持ステージ５４が基板１の受け渡し位置に水平移動する。受け渡し位置に移動した基板１は基板搬送機構８０Ｃによって本圧着ユニット６０に搬送される。基板１の搬送に同期して、仮圧着ユニット５０の制御部５７は、接着剤付着ユニット４０から送られてきた基板１の高さ検出結果を送信部５９を介して、さらに本圧着ユニット６０に送る。本圧着ユニット６０は、その高さ検出結果を受信部６７を介して制御部６８に取り込む。
【００４４】
本圧着ユニット６０に搬送された基板１は可動テーブル６１の基板保持ステージ６４上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ６４が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位１ａをバックアップ６３上に位置させる。このとき、仮圧着ユニット５０で説明したと同様に、本圧着ユニット６０の制御部６８は、仮圧着ユニット５０から送信されてきた基板１の高さ検出結果を参照して、ボンディング部位１ａの高さがバックアップ６３の高さと一致するように、テーブル駆動機構６９を制御する。その結果、ボンディング部位１ａは常に水平姿勢でバックアップ６３によって支持される。このように本圧着ユニット６０では、基板１の高さ検出を行わずに、仮圧着ユニット５０を介して接着剤付着ユニット４０から送られてきた検出結果を利用しているので、高さ検出に伴う処理効率の低下を回避することができる。
【００４５】
ボンディング部位１ａがバックアップ６３で水平に支持されると、本圧着ヘッド６２が下降して、仮圧着されたチップ６を保護テープＴを介して加熱・加圧する。これによりチップ６のバンプが接着剤（異方性導電膜）を介して基板１の電極に電気的に接続する。ここで基板１はその高さが修正されてバックアップ６３上で水平に支持されているので、本圧着時にチップ６がずれることがなく、チップ６は高品位に本圧着される。
【００４６】
チップ６の本圧着が終わると、基板保持ステージ６４が基板１の受け渡し位置に水平移動する。受け渡し位置に移動した基板１は基板搬送機構８０Ｄによって基板収納ユニット７０に搬送されて昇降ステージ７２上に受け渡され、この昇降ステージ７２によって基板収納マガジン７１に収納される。
【００４７】
以上で一枚の基板１のチップ実装が終了する。なお、ある基板１が仮圧着ユニット５０でチップ６を仮圧着されている間に、接着剤付着ユニット４０では次の基板１へ接着剤が転写されているとともに、その基板１の高さが検出されている。このように各ユニットでは基板１への接着剤の転写、チップ６の仮圧着、チップ６の本圧着が並行して行われている。そして、接着剤付着ユニット４０では各基板１ごとに高さ検出が行われ、その高さ検出結果は基板１の搬送に同期して、仮圧着ユニット５０および本圧着ユニット６０に順に送信されて、基板１の高さ修正に利用される。
【００４８】
以上のように本実施例に係るチップボンディング装置では、接着剤付着ユニット４０でのみ基板１の高さを検出し、その高さ検出結果を仮圧着ユニット５０および本圧着ユニット６０に送信して、基板１の高さ修正に利用しているで、基板１の高さ検出に伴う処理効率の低下を最小限に抑えることができる。しかも、接着剤付着ユニット４０では、複数個の接着剤付着ヘッド４２を使って基板１に接着剤を付着することにより、接着剤付着ユニット４０の処理効率を向上させているので、基板の高さの検出に伴って装置のタクトタイムが長くなるのを回避することができる。
【００４９】
本発明は上述した実施例に限らず、次のように変形実施することができる。
（１）上記実施例では各ユニットで基板１を一枚ずつ処理したが、複数枚の基板１を同時に処理するようにしてもよい。例えば、図４の例では２つの接着剤付着ヘッド４２を使って２枚の基板１に個別に接着剤を付着させている。各々２つの基板保持ステージ４３とバックアップ４４との間に基板１の高さ検出用の高さ検出センサ４５が配設されている。制御部４６は、２つの高さ検出センサ４５からそれぞれ与えられた２つの基板１の高さ検出結果に基づき、各基板保持ステージ４３を昇降制御して、各基板保持ステージ４３の高さを、対応するバックアップ４４の高さに一致させている。接着剤が付着された基板１を仮圧着ユニット５０に搬送するときに、制御部４６は送信部４８を介して各基板１の高さ検出結果を仮圧着ユニット５０に送信する。各仮圧着ユニット５０も同様に複数の仮圧着ヘッドを使って各基板へチップを個別に仮圧着するときに、各基板１の高さ検出結果に基づいて２つの基板保持ステージをそれぞれ昇降制御する。本圧着ユニット６０もこの例の仮圧着ユニット５０と同様であり、その説明は省略する。このように、各ユニットで複数個のヘッドを使って複数個の基板に個別に処理を行うことにより、装置の処理効率を向上させることができる。
【００５０】
（２）上記実施例では基板１を基板保持ステージ４３で片持ち支持し、この基板保持ステージ４３から延び出た基板の一端側の高さを検出するようにしたが、本発明における基板保持手段は上記例に限定されない。例えば、図５に示すように、基板１の周囲３辺を支持する「コ」の字形状、あるいは基板１の周囲４辺を支持する「ロ」の字形状などの枠型の基板保持ステージ４３Ａを用いて基板１を水平に支持するようにしてもよい。このような例では、基板１の中央部がバックアップ４４上に載置されるので、基板１の中央部の高さを検出して、基板１の中央部の高さがバックアップ４４の高さと一致するように、基板保持ステージ４３Ａを昇降制御すればよい。基板保持ステージ４３だけでなく、同５４、６４も枠型に設けても良い。また、保持ステージ４３、５４、６４が基板１を保持する手段としては、吸気孔による吸着手段だけでなく静電気による静電保持手段、磁石や磁気などによる磁気保持手段、単数または複数の可動ツメやクリップによって基板を挟む機械的手段、剥離可能なテープや接着剤などによる粘着保持手段、複数の基板保持ステージ間に挟む機械的手段などのような保持手段であってもよい。
【００５１】
（３）上記実施例では各ユニット４０，５０，６０ごとに制御部４６，５７，６８を設けて、基板の高さ検出結果を次段ユニットの制御部へ送信するようにしたが、図６に示すように、各ユニット４０，５０，６０が共通する単一の制御部９０で制御される場合、接着剤付着ユニット４０で得られた基板の高さ検出結果Ｓは制御部９０に接続されたメモリ９１内で送信（転送）される。すなわち、接着剤付着ユニット４０で検出された基板１の高さ検出結果Ｓは、メモリ９１内の第１ワークエリア９１ａに格納されて、接着剤付着ユニット４０における基板保持ステージ４３の昇降制御に用いられる。そして、基板１が次段の仮圧着ユニット５０に搬送されるとともに、第１ワークエリア９１ａに格納されていた高さ検出結果が、仮圧着ユニット５０用の第２ワークエリア９１ｂに転送され、仮圧着ユニット５０の基板保持ステージ５４の昇降制御に利用される。同様に、基板１が本圧着ユニット６０に搬送されるときに、第２ワークエリア９１ｂの高さ検出結果が本圧着ユニット６０用の第３ワークエリア９１ｃに転送される。本発明は、このようなメモリ内における高さ検出結果の転送（送信）も含む。
【００５２】
（４）上記実施例では接着剤付着ユニット４０で得られた基板の高さ検出結果を、仮圧着ユニット５０を介して本圧着ユニット６０に送るようにしたが、検出結果を仮圧着ユニット５０および本圧着ユニット６０に直接に送信するようにしてもよい。
【００５３】
（５）本発明は、接着剤付着ユニットで得られた基板の高さ検出結果を、必ずしもユニット間のデータ送信あるいはメモリ内のデータ転送によって各圧着ユニットに与える必要はない。例えば、図６の例で説明すると、接着剤付着ユニット４０で得られた基板の高さ検出結果をメモリ９１内の特定のエリアに格納しておき、仮圧着ユニット５０および本圧着ユニット６０の各制御過程で前記特定のエリアに格納された検出結果を参照するようにしてもよい。
【００５４】
（６）上記実施例では処理効率を上げるために圧着ユニットを仮圧着ユニット５０と本圧着ユニット６０との２つのユニットに分割したが、チップの位置合わせと電気的接続とを一つの圧着ユニットで行うようにしてもよい。
【００５５】
（７）本発明において各ユニットおよび基板搬送機構の配置や構成は上記実施例のものに限定されず、種々変更実施可能である。例えば、複数個の基板保持具を備えた基板搬送機構をＺ軸周りに回転可能に構成し、この基板搬送機構の周りに、基板供給ユニット、接着剤付着ユニット、仮圧着ユニット、本圧着ユニット、および基板収納ユニットを順に配置するようにしてもよい。このような例においても、接着剤付着ユニットで基板の高さを検出し、その検出結果を基板の搬送に同期させて次段の仮圧着ユニットおよび本圧着ユニットに順に送信するのが好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。
請求項１に記載の発明方法によれば、基板のボンディング部位の高さを比較的に処理効率の高い接着剤付着工程で検出し、比較的に処理効率の低い圧着工程ではその検出結果を利用して基板の高さを調整してチップを圧着しているので、圧着工程の処理効率の低下を最小限に抑えることができる。したがって、チップ実装工程の全体としてのタクトタイムをあまり低下させることなく、基板へチップを高品位に実装することができる。
【００５７】
請求項２に記載の発明によれば、接着剤付着ユニットで基板のボンディング部位の高さを検出した結果を次段の圧着ユニットで利用しているので、圧着ユニットで基板のボンディング部位の高さを測定する必要がなく、基板の高さ測定に伴う処理効率の低下を最小限に抑えることができる。
【００５８】
請求項３に記載の発明によれば、接着剤付着ユニットで基板のボンディング部位の高さを検出した結果を次段の仮圧着ユニットで利用するとともに、その検出結果を本圧着ユニッでも利用しているので、各圧着ユニットで基板のボンディング部位の高さを測定する必要がなく、基板の高さ測定に伴う処理効率の低下を一層抑えることができる。
【００５９】
請求項４に記載の発明によれば、複数個の接着剤付着ヘッドを使って基板への接着剤の付着を効率よく行っているので、この接着剤付着ユニットで基板のボンディング部位の高さを測定しても、装置全体としてのタクトタイムの低下を抑制することができる。
【００６０】
請求項５に記載の発明によれば、複数個の接着剤付着ヘッドを使って一枚の基板に効率よく接着剤を付着しているので、装置全体としてのタクトタイムの低下を抑制することができ、また基板へチップを高品位に実装することができる。
【００６１】
請求項６に記載の発明によれば、複数個の接着剤付着ヘッドを使って個別の基板に効率よく接着剤を付着しているので、装置全体としてのタクトタイムの低下を抑制することができ、また各基板へチップを高品位に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチップボンディング装置の一実施例の概略構成を示した斜視図である。
【図２】実施例装置の制御ブロック図である。
【図３】基板保持ステージの昇降制御の様子を示す説明図である。
【図４】２つの基板に個別に接着剤を付着させる例の説明図である。
【図５】基板保持ステージの変形例を示した斜視図である。
【図６】単一の制御部を備えた装置例において、高さ検出結果をメモリ内で転送する様子を示した図である。
【図７】従来例の説明図である。
【図８】従来例の問題点の説明に供する図である。
【符号の説明】
１…基板
６…チップ
１０…装置基台
２０…基板供給ユニット
３０…チップ供給ユニット
４０…接着剤付着ユニット
４２…接着剤付着ヘッド
４３，５４，６４…基板保持ステージ（基板保持手段）
４４，５５，６３…バックアップ（固定部材）
４５…高さ検出センサ（高さ検出手段）
４６，５７，６８…制御部（制御手段）
４８，５９…送信部（送信手段）
５０…仮圧着ユニット
５２…仮圧着ヘッド
６０…本圧着ユニット
６２…本圧着ヘッド
７０…基板収納ユニット
８０Ａ〜８０Ｄ…基板搬送機構
【図１】
0004562309.tif 000002
【図２】
0004562309.tif 000003
【図３】
0004562309.tif 000004
【図４】
0004562309.tif 000005
【図５】
0004562309.tif 000006
【図６】
0004562309.tif 000007
【図７】
0004562309.tif 000008
【図８】
0004562309.tif 000009