(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディングツールに所定の位置関係をもって吸着された部品を基板にボンディングするボンディング方法において、
認識作業位置に位置付けられたボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンを認識する工程と、
ボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンが認識できなかったとき、それらの所定のパターンが認識できなかった複数の部品を仮置き台の複数のトレイに順に仮置きする工程と、
仮置き台の全てのトレイにそれらの部品が仮置きされた後、各トレイに仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすものになる当該トレイの特定位置に位置付ける工程と、
仮置き台の各トレイの特定位置に位置付けられた各部品を順に正しい吸着位置関係にてボンディングツールに再吸着して取出す工程と、
ボンディングツールを再度認識作業位置に位置付け、ボンディングツールに再吸着された部品の所定のパターンを認識する工程とを有してなることを特徴とするボンディング方法。
【請求項２】
前記仮置き台の各トレイに仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすものになる特定位置に位置付けるように、該仮置き台のゲージング部を作動させる請求項１記載のボンディング方法。
【請求項３】
ボンディングツールに所定の位置関係をもって吸着された部品を基板にボンディングするボンディング装置において、
認識作業位置に配置され、ボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンを認識する認識装置と、
ボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンが認識できなかったとき、それらの所定のパターンが認識できなかった複数の部品を順に仮置きする複数のトレイを備える仮置き台と、
仮置き台の全てのトレイにそれらの部品が仮置きされた後、各トレイに仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすものになる当該トレイの特定位置に位置付ける位置付け手段とを有し、
仮置き台の各トレイの特定位置に位置付けられた各部品を順に正しい吸着位置関係にてボンディングツールに再吸着して取出し、このボンディングツールを再度認識作業位置に位置付け、ボンディングツールに再吸着された部品の所定のパターンを認識可能にすることを特徴とするボンディング装置。
【請求項４】
前記位置付け手段が、前記仮置き台の各トレイに仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすものになる特定位置に位置付けるゲージング部を備えてなる請求項３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】
本発明はリードフレーム等の基板に半導体素子や電子部品等の部品をボンディングするフリップチップボンディングやペレットボンディング等のボンディング方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フリップチップボンディング装置においては、ボンディングツールに吸着したフリップチップ（部品）を基板にボンディングするに際して、フリップチップのバンプ群を基板の被接続端子群に位置合せする必要がある。
【０００３】
このため、従来技術において、チップ供給部からボンディングツールに吸着されてピックアップされたフリップチップは、基板へのボンディング作業位置に移送される過程の認識作業位置で、カメラを用いたパターン認識によりフリップチップ上において予め設定された所定のパターンが認識され、この認識された所定パターンの位置の基準位置に対する位置ずれが検出され、ボンディングツールによる基板へのボンディング時にその位置ずれが補正されて上述の位置合せを施される。
【０００４】
そして、従来技術では、カメラを用いたパターン認識により所定のパターンが認識できなかったフリップチップについては、これを破棄することとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、ボンディングツールに吸着されたフリップチップの所定のパターンが認識できない原因としては、フリップチップ自体の不良等だけでなく、ボンディングツールによりピックアップされたフリップチップの吸着位置が正しい位置から過大に位置ずれしていることによる場合もあり得る。
【０００６】
本発明の課題は、ボンディングツールに対する吸着位置が正しい位置から過大にずれていたことによって所定のパターンが認識できなかった部品の破棄を回避し、生産性を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ボンディングツールに所定の位置関係をもって吸着された部品を基板にボンディングするボンディング方法において、認識作業位置に位置付けられたボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンを認識する工程と、ボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンが認識できなかったとき、それらの所定のパターンが認識できなかった複数の部品を仮置き台の複数のトレイに順に仮置きする工程と、仮置き台の全てのトレイにそれらの部品が仮置きされた後、各トレイに仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすものになる当該トレイの特定位置に位置付ける工程と、仮置き台の各トレイの特定位置に位置付けられた各部品を順に正しい吸着位置関係にてボンディングツールに再吸着して取出す工程と、ボンディングツールを再度認識作業位置に位置付け、ボンディングツールに再吸着された部品の所定のパターンを認識する工程とを有してなるようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記仮置き台の各トレイに仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすものになる特定位置に位置付けるように、該仮置き台のゲージング部を作動させるようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、ボンディングツールに所定の位置関係をもって吸着された部品を基板にボンディングするボンディング装置において、認識作業位置に配置され、ボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンを認識する認識装置と、ボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンが認識できなかったとき、それらの所定のパターンが認識できなかった複数の部品を順に仮置きする複数のトレイを備える仮置き台と、仮置き台の全てのトレイにそれらの部品が仮置きされた後、各トレイに仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすものになる当該トレイの特定位置に位置付ける位置付け手段とを有し、仮置き台の各トレイの特定位置に位置付けられた各部品を順に正しい吸着位置関係にてボンディングツールに再吸着して取出し、このボンディングツールを再度認識作業位置に位置付け、ボンディングツールに再吸着された部品の所定のパターンを認識可能にするようにしたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３の発明において更に、前記位置付け手段が、前記仮置き台の各トレイに仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすものになる特定位置に位置付けるゲージング部を備えてなるようにしたものである。
【００１２】
【作用】
請求項１、３の発明によれば下記(a)の作用がある。
(a)ボンディングツールに吸着された部品の所定のパターンが認識できなかったとき、部品を一旦ボンディングツールから離して仮置き台に仮置きし、ボンディングツールに対する正しい吸着位置関係にて再吸着する。これにより、ボンディングツールに再吸着された部品は、正しい吸着位置に対する位置ずれをゼロないしは微小範囲内に止められて所定のパターンが認識され得るものとなり、破棄を回避されて生産性が向上するものとなる。
【００１３】
請求項２、４の発明によれば下記(b)の作用がある。
(b)部品を仮置きした仮置き台のゲージング部を作動させることにより、仮置き台に仮置きされた部品の位置をボンディングツールに対する正しい吸着位置関係をなすべく整合させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はボンディング装置を示す模式図、図２は本発明実施形態の仮置き台を示す模式図、図３は仮置き台の作動によるフリップチップの位置整合状態を示す模式図、図４は参考形態の仮置き台を示す模式図、図５はボンディングツールの移動によるフリップチップの位置整合状態を示す模式図である。
【００１６】
（本発明実施形態）（図１〜図３）
フリップチップボンディング装置１０は、ウエハステージ１１に、バンプ群を備える主面を上面にして載置されたフリップチップ（部品）１を反転アーム１２でピックアップするとともに反転可能とする。反転アーム１２は、反転によってフリップチップ１の主面を下面にし、該フリップチップ１をチップ供給位置でボンディングツール１３に供給可能とする。ボンディングツール１３は、フリップチップ１の裏面を吸着し、フリップチップ１の主面を搬送レール１４の上のボンディング作業位置に位置付けられている基板２に対向せしめる。基板２は基板ステージ１５により背面支持されている。そして、ボンディングツール１３は、ボンディング作業位置で、フリップチップ１のバンプ群を基板２の被接続端子群に位置合せした後、フリップチップ１を基板２に加圧する等によりそれらのバンプと被接続端子とを接続する。
【００１７】
ボンディングツール１３に吸着されたフリップチップ１は、基板２へのボンディング作業位置へ移送される過程で、特定の認識作業位置に取付けられたカメラ１６を用いたパターン認識により、フリップチップ１上において予め設定された所定のパターンが認識され、この認識された所定のパターンの位置と基準位置とが比較され、フリップチップ１の基準位置に対する位置ずれが検出され、ボンディングツール１３による基板２へのボンディング時にその位置ずれが補正されて上述の位置合せが施される。ここで、所定のパターンとは、フリップチップ１上に形成された特定の電極パターンや位置検出用に付された特定のマーク等である。カメラ１６を用いた所定のパターンの認識は、フリップチップ１自体の不良だけでなく、ボンディングツール１３により吸着されたフリップチップ１の吸着位置が正しい位置から過大に位置ずれしていた結果、フリップチップ１の所定のパターンがカメラ１６の視野範囲からはずれたときにも認識不能になる。
【００１８】
即ち、ボンディングツール１３は、その中心をチップ供給位置の中心、認識作業位置の中心、ボンディング作業位置の中心のそれぞれに合致せしめられた状態で、フリップチップ１の吸着、カメラ１６を用いたパターン認識による所定のパターンの認識、基板２へのフリップチップ１のボンディングを行なっており、フリップチップ１がチップ供給位置でボンディングツール１３に対する正しい吸着位置（フリップチップ１の中心がボンディングツール１３の中心に合致する位置関係）に吸着されていれば、カメラ１６を用いたパターン認識の結果、所定のパターンの認識ができなくなることは防止できる。
【００１９】
然るに、本発明実施形態では、カメラ１６を用いたパターン認識の結果、所定のパターンが認識できなかったフリップチップ１が破棄されることを回避するため、所定のパターンが認識できなかったフリップチップ１をボンディングツール１３から離して仮置きする仮置き台１７を有し、下記(1)〜(3)の再認識処理を行なう。尚、仮置き台１７はゲージング部１８を備える。
【００２０】
(1) カメラ１６を用いたパターン認識の結果、所定のパターンが認識できなかったフリップチップ１を、ボンディングツール１３を仮置き台１７の空トレイ１７Ａの中心にその中心が一致するように位置付け、そこで吸着解除することにより、仮置き台１７の複数のトレイ１７Ａに順に仮置きしていく（図２）。ここで、トレイ１７Ａは仮置きされるフリップチップ１の外形に対して充分大きく形成されており、ボンディングツール１３に対するフリップチップ１の吸着位置が正しい位置から過大に位置ずれしていたとしても確実にフリップチップ１をトレイ１７Ａ内に納めることができるようになっている。そして、仮置き台１７のすべてのトレイ１７Ａにフリップチップ１が収容された後、ゲージング部１８により仮置き台１７を傾斜（トレイ１７Ａの１つのコーナー部を最下位とするように下向き傾斜させる等）させ、各トレイ１７Ａに収容されたフリップチップ１を、当該トレイ１７Ａの特定位置（１つのコーナー部に寄せられた位置等）に位置付ける（図３）。
【００２１】
(2) 仮置き台１７の一方の端部に位置するトレイ１７Ａから順に収容されたフリップチップ１をボンディングツール１３に再吸着して取出す。このとき、ボンディングツールは、特定位置に位置付けられたフリップチップに対して正しい吸着位置関係（特定位置に位置付けられたフリップチップ１の中心とボンディングツール１３の中心とが合致する位置関係）となる位置に移動制御される。
【００２２】
(3) ボンディングツール１３に再吸着されたフリップチップ１の所定のパターンをカメラ１６を用いてパターン認識し、この認識結果に基づき、フリップチップ１のバンプ群と基板２の被接続端子群とを位置合せして接続する。尚、再吸着した後においても、所定のパターンが認識できないときは、そのフリップチップ１を破棄する。
【００２３】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼ボンディングツール１３に吸着されたフリップチップ１の所定のパターンが認識できなかったとき、フリップチップ１を一旦ボンディングツール１３から離して仮置き台１７に仮置きし、ボンディングツール１３に対する正しい吸着位置関係にて再吸着する。これにより、ボンディングツール１３に再吸着されたフリップチップ１は、正しい吸着位置に対する位置ずれをゼロないしは微小範囲内に止められて所定のパターンが認識され得るものとなり、破棄を回避されて歩留りが向上されるものとなる。
【００２４】
▲２▼フリップチップ１を仮置きした仮置き台１７のゲージング部１８を作動させることにより、仮置き台１７に仮置きされたフリップチップ１の位置をボンディングツール１３に対する正しい吸着位置関係をなすものに整合できる。
【００２５】
▲３▼ボンディングツール１３が、仮置き台１７のゲージング部１８により特定位置に位置付けられたフリップチップ１を再吸着したときには、フリップチップ１はボンディングツール１３に対して正しい吸着位置関係で保持されることから、フリップチップ１を基板２にボンディングする際、ボンディングツール１３によって付与される加圧力はフリップチップ１のバンプ個々に対して均一に付与されることとなる。この結果、ボンディングツール１３による加圧力が、フリップチップ１のバンプ群の一部に片寄って付与されることによるボンディング不良を防止でき、良好なボンディングを行なうことができる。
【００２６】
（参考形態）（図４、図５）
参考形態が本発明実施形態と異なる点は、カメラ１６を用いたパターン認識により所定のパターンが認識できなかったフリップチップ１の廃棄を回避するため、仮置き台２０に仮置きされたフリップチップ１の位置がボンディングツール１３に対する正しい吸着位置関係をなすものとするように、該ボンディングツール１３の移動位置を調整し、下記(1)〜(4)の再認識処理を行なうことにある。
【００２７】
(1) カメラ１６を用いたパターン認識の結果、所定のパターンが認識できなかったフリップチップ１については、ボンディングツール１３を手動等により調整移動させてフリップチップ１の所定のパターンをカメラ１６の視野範囲に位置付ける。そして、カメラ１６を用いてフリップチップ１の所定のパターンを認識し、フリップチップ１の基準位置に対する位置ずれａを検出する。
【００２８】
(2)ボンディングツール１３を仮置き台２０上に位置付けた後、フリップチップ１をボンディングツール１３の吸着解除により離して仮置き台２０の上に仮置きする。このとき、ボンディングツール１３の中心を仮置き台２０の中心に対し上述(1)の位置ずれの量ａだけずらして位置付け、仮置き台２０の中心にフリップチップ１の中心がくるように仮置きする。尚、仮置き台２０は支持台２１との間に緩衝バネ２２を介装され、フリップチップ１の仮置き時の衝撃的ダメージを回避する。
【００２９】
(3) ボンディングツール１３の中心を仮置き台２０の中心（上述(2) によりフリップチップ１の中心でもある）に合致させた状態で、仮置き台２０の上のフリップチップ１をボンディングツール１３により再吸着する。このとき、仮置き台２０の上のフリップチップ１は、ボンディングツール１３の中心との間で前述(1) の位置ずれａを解消された、正しい吸着位置関係（フリップチップ１の中心がボンディングツール１３の中心に合致する位置関係）にてボンディングツール１３に再吸着されるものとなる。
【００３０】
(4) ボンディングツール１３に再吸着されたフリップチップ１の所定のパターンをカメラ１６を用いて認識し、この認識結果に基づき、フリップチップ１のバンプ群と基板２の被接続端子群とを位置合せして接続する。尚、再吸着した後においても、所定のパターンが認識できないときには、そのフリップチップ１を破棄する。
【００３１】
本参考形態によれば、以下の作用がある。
(a)ボンディングツール１３に吸着されたフリップチップ１の所定のパターンが認識できなかったとき、フリップチップ１を一旦ボンディングツール１３から離して仮置き台２０に仮置きし、ボンディングツール１３に対する正しい吸着位置関係にて再吸着する。これにより、ボンディングツール１３に再吸着されたフリップチップ１は、正しい吸着位置に対する位置ずれをゼロないしは微小範囲内に止められて所定のパターンが認識され得るものとなり、破棄を回避されて歩留りが向上されるものとなる。
【００３２】
(b)ボンディングツール１３を移動することにより、仮置き台２０に仮置きしたフリップチップ１の位置を該ボンディングツール１３に対する正しい吸着位置関係をなすものに整合できる。
【００３３】
(c)ボンディングツール１３が、仮置き台１７の中心にその中心を合致させるように仮置きされたフリップチップ１を再吸着したときには、フリップチップ１はボンディングツール１３に対して正しい吸着位置関係で保持されることから、フリップチップ１を基板２にボンディングする際、ボンディングツール１３によって付与される加圧力はフリップチップ１のバンプ個々に対して均一に付与されることとなる。この結果、ボンディングツール１３による加圧力が、フリップチップ１のバンプ群の一部に片寄って付与されることによるボンディング不良を防止でき、良好なボンディングを行なうことができる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明はフリップチップボンディング装置に限らず、ペレットボンディング装置、アウタリードボンディング装置等においても同様に適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ボンディングツールに対する吸着位置が正しい位置から過大にずれていたことによって所定のパターンが認識できなかった部品の破棄を回避し、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はボンディング装置を示す模式図である。
【図２】  図２は本発明実施形態の仮置き台を示す模式図である。
【図３】  図３は仮置き台の作動によるフリップチップの位置整合状態を示す模式図である。
【図４】  図４は参考形態の仮置き台を示す模式図である。
【図５】  図５はボンディングツールの移動によるフリップチップの位置整合状態を示す模式図である。
【符号の説明】
フリップチップ（部品）
２  基板
１０  フリップチップボンディング装置
１３  ボンディングツール
１６  カメラ
１７  仮置き台
１８  ゲージング部（位置付け手段）
【図１】
0004390365.tif 000002
【図２】
0004390365.tif 000003
【図３】
0004390365.tif 000004
【図４】
0004390365.tif 000005
【図５】
0004390365.tif 000006