特許 5997448 ダイボンダ及びボンディング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5997448

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月28日

(54)【発明の名称】ダイボンダ及びボンディング方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20160915BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/52 F

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-18365(P2012-18365)

(22)【出願日】2012年1月31日

(65)【公開番号】特開2013-157529(P2013-157529A)

(43)【公開日】2013年8月15日

【審査請求日】2015年1月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】515085901

【氏名又は名称】ファスフォードテクノロジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】深澤 信吾

(72)【発明者】

【氏名】大久保 達行

(72)【発明者】

【氏名】栗原 芳弘

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１８５９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１４５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０３６５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイをピックアップし、前記ダイをワークに実装するボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドを昇降する昇降駆動軸と、前記ボンディングヘッドを前記昇降する方向とは垂直な水平方向に前記昇降駆動軸を移動させる水平方向駆動軸とを備える２軸駆動軸と、
前記２軸駆動軸を制御する制御部と、
を備え、
前記昇降駆動軸は、
前記ボンディングヘッドを昇降し、前記ボンディングヘッドを介して前記ダイに所定以上の高荷重の接着荷重をかけることできる第１の昇降駆動軸と、
前記第１の昇降駆動軸の先端側に設けられ、前記昇降する方向に昇降可能で、前記ボンディングヘッドを介して前記ダイに前記所定以下の軽荷重の接着荷重をかけることできる第２の昇降駆動軸と、
を有し、
前記第１の昇降駆動軸及び前記第２の昇降駆動軸はリニアモータで構成され、
前記第１の昇降駆動軸と前記ボンディングヘッドとに係止された圧縮バネは、前記第２の昇降駆動軸のリニアモータよりも上方に配置され、
高荷重の前記接着荷重を検出する荷重検出センサは、前記第２の昇降駆動軸のリニアモータよりも上方に配置され、前記ボンディングヘッドの頭部が接触可能な前記第１の昇降駆動軸に設けられることを特徴とするダイボンダ。

【請求項2】

前記第２の昇降駆動軸のリニアモータは、前記ボンディングヘッドを前記圧縮バネに抗して上昇させ、前記荷重検出センサに接触させ、高荷重が前記ボンディングヘッドに伝わるようにすることを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。

【請求項3】

前記第１の昇降駆動軸のリニアモータは磁石型リニアモータであり、前記第２の昇降駆動軸のリニアモータはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項２に記載のダイボンダ。

【請求項4】

前記制御部は、前記接着荷重をかけるときは前記第１の昇降駆動軸の前記リニアモータをトルク制御し、その他のときは前記第１の昇降駆動軸の前記リニアモータを位置制御することを特徴とする請求項２のダイボンダ。

【請求項5】

前記第１の昇降駆動軸は、前記ボンディングヘッドを第１のリニアガイドに沿って昇降する第１の可動部と第１の固定部とを備える第１のリニアモータを駆動軸とし、
前記水平方向駆動軸は、前記ボンディングヘッドを前記水平方向に移動させる第２の可動部と第２の固定部とを備える第２のリニアモータを駆動軸とし、
前記第１の可動部を前記第１のリニアガイドを介して連結し、前記第２の可動部を直接的又は間接的に連結する連結部と、
前記第１の可動部、前記第２の可動部及び前記連結部を一体となって前記水平方向に移動させる第２のリニアガイドと、
前記第１の固定部と前記第２の固定部を前記水平方向に所定の長さで互いに平行に固定する支持体と、
を有することを特徴する請求項２に記載のダイボンダ。

【請求項6】

前記２軸駆動軸に電源を供給する主電源と、
前記主電源の電源喪失時に、前記ボンディングヘッドの落下を防止する昇降軸落下防止手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載のダイボンダ。

【請求項7】

第１の昇降駆動軸でボンディングヘッドを昇降し、ダイをピックアップするピックアップステップと、
前記ボンディングヘッドを降下し、前記ピックアップしたダイをワークに実装する実装ステップと、
前記実装後、前記ボンディングヘッドで前記ダイに荷重をかけて前記ダイを前記ワークに接着をする接着ステップと、
前記荷重が所定以上か以下かを判断する判断ステップと、
を備え、
前記接着ステップは、
前記荷重が所定以上の高荷重の場合に、前記第１の昇降駆動軸で前記高荷重をかける高荷重ステップと、
前記荷重が所定以下の軽荷重の場合に、前記第１の昇降駆動軸の下部に直列に設けられ、前記ボンディングヘッドを昇降可能な第２の昇降駆動軸で、前記軽荷重をかける軽荷重ステップと、
を有し、
前記第１の昇降駆動軸及び前記第２の昇降駆動軸はリニアモータで構成され、
前記第１の昇降駆動軸と前記ボンディングヘッドとに係止された圧縮バネは、前記第２の昇降駆動軸のリニアモータよりも上方に配置され、
高荷重の前記接着荷重を検出する荷重検出センサは、前記第２の昇降駆動軸のリニアモータよりも上方に配置され、前記ボンディングヘッドの頭部が接触可能な前記第１の昇降駆動軸に設けられることを特徴とするボンディング方法。

【請求項8】

前記高荷重ステップは、前記ボンディングヘッドを前記圧縮バネに抗して上昇させ、前記荷重検出センサに接触させ、高荷重が前記ボンディングヘッドに伝わるようにすることを特徴とする請求項７に記載のボンディング方法。

【請求項9】

前記ピックアップステップは、前記第２の昇降駆動軸でピックアップ時及び実装時の荷重を制御することを特徴とする請求項７に記載のボンディング方法。

【請求項10】

前記高荷重ステップは、第２の昇降駆動軸の荷重を零又はほぼ零にし、前記第１の昇降駆動軸を位置制御からトルク制御に切り換えることを特徴とする請求項７に記載のボンディング方法。

【請求項11】

前記軽荷重ステップは、前記荷重をかけている間、前記第１の昇降駆動軸を位置制御することを特徴とする請求項７に記載のボンディング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイボンダ及びボンディング方法に係わり、特に半導体チップ(ダイ)を確実にワークに実装できる信頼性の高いダイボンダ及びボンディング方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置の一つにダイをリードフレーム、基板などのワークにボンディングするダイボンダがある。ダイボンダでは、ボンディングヘッドがウェハ上で個片に分割されたダイを真空吸着し、その後、高速で上昇し、水平移動し、降してワークに実装する。

【0003】

実装されたダイは、ワーク上に塗布された接着剤又はダイ裏面に貼り付けられた接着テープに接合される。確実に接合するためには、ボンディングヘッドでダイの表面に任意の荷重をかけ、所定の接着強度を得る必要がある。

【0004】

このような、所定の接着強度を得る従来技術としては、特許文献１がある。特許文献１は、そのために、ボンディングヘッドと別に押下げ部材を設け、そのロードセルを有する面をボンディングヘッドに押付けて、ボンディングヘッドの下降速度を漸次低下させる技術を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−２００３７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の技術では、荷重の範囲が数十(例えば３０)Ｎ(ニュートン）の高荷重をかけることができるが、一桁(例えば８)Ｎ以下の軽荷重にかけることができない。また、ボンディングヘッド及び押下げ部材の駆動にボールネジを用いたサーボモータ駆動では高速化の限界がある。

【0007】

従って、本発明の第１の目的は、軽荷重から高荷重まで接着荷重が得られるダイボンダ及びボンディング方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、高速に実装できるダイボンダ及びボンディング方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、ダイをピックアップし、前記ダイをワークに実装するボンディングヘッドと、前記ボンディングを昇降する昇降駆動軸と、前記ボンディングヘッドを前記昇降する方向とは垂直な水平方向に前記昇降駆動軸を移動させる水平方向駆動軸とを備える２軸駆動軸と、前記２軸駆動軸を制御する制御部と備え、前記昇降駆動軸は、前記ボンディングを昇降し、前記ボンディングヘッドを介して前記ダイに所定以上の高荷重の接着荷重をかけることできる第１の昇降駆動軸と、前記第１の昇降駆動軸の先端側に設けられ、前記昇降する方向に昇降可能で、前記ボンディングヘッドを介して前記ダイに前記所定以下の軽荷重の接着荷重をかけることできる第２の昇降駆動軸と、を有することを第１の特徴とする。

【0009】

また、本発明は、第１の昇降駆動軸でボンディングヘッドを昇降し、ダイをピックアップするピックアップステップと、前記ボンディングヘッドを降下し前記ピックアップしたダイをワークに実装する実装ステップと、前記実装後、前記ボンディングヘッドで前記ダイに荷重をかけて前記ダイを前記ワークに接着をする接着ステップと、を備え、前記荷重が所定以上か以下かを判断する判断ステップと、前記接着ステップは、前記荷重が所定以上の高荷重の場合に、前記第１の昇降駆動軸で前記高荷重をかける高荷重ステップと、前記荷重が所定以下の軽荷重の場合に、前記第１の昇降駆動軸の下部に直列に設けられ、前記ボンディングヘッドを昇降可能な第２の昇降駆動軸で、前記軽荷重をかける軽荷重ステップと、を有することを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記第１の昇降駆動軸及び前記第２の昇降駆動軸はリニアモータで構成されたことを第３の特徴とする。

【0010】

また、本発明は、前記第１の駆動軸のリニアモータは磁石型リニアモータであり、前記第２の駆動軸のリニアモータはボイスコイルモータであることを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記制御部は、前記接着荷重をかけるときは前記第１の昇降駆動軸の前記リニアモータをトルク制御し、その他ときは前記第１の昇降駆動軸の前記リニアモータを位置制御することを第５の特徴とする。

【0011】

また、本発明は、高荷重の前記接着荷重を検出する荷重検出センサが、前記ボンディングヘッドの頭部が接触可能な前記第１の昇降駆動軸に設けられたことを第６の特徴とする。
さらに、本発明は、前記ピックアップは、前記第２の昇降駆動軸でピックアップ時及び実装時の荷重を制御することを第７の特徴とする。

【0012】

また、本発明は、前記高荷重は、第２の昇降駆動軸の荷重を零又はほぼ零にし、前記第１の昇降駆動軸を位置制御からトルク制御に切り換えることを第８の特徴とする。
さらに、本発明は、前記軽荷重ステップは、前記荷重をかけている間、前記第１の昇降駆動軸を位置制御することを第９の特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、軽荷重から高荷重まで接着荷重が得られるダイボンダ及びボンディング方法を提供できる。
また、本発明によれば、高速に実装できるダイボンダ及びボンディング方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態であるダイボンダを上から見た概念図である。

【図2】図１に示すＺＹ駆動軸のボンディングヘッドが存在する位置おけるＡ−Ａ断面図である。

【図3】図２に示すＺＹ駆動軸をＢの方向から見た矢視図である。

【図4】所定の位置でボンディングヘッドを昇降できる左右の固定磁石部の構成例を模式的に示す図である。

【図5】第１の実施形態における実装処理フローを示す図である。

【図6】第２の実施形態のＺＹ駆動軸における軽荷重Ｚ駆動軸の他の実施例を示す図である。

【図7】第３の実施形態のＺＹ駆動軸における軽荷重Ｚ駆動軸の他の実施例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるダイボンダ１０を上から見た概念図である。ダイボンダは大別してウェハ供給部１と、ワーク供給・搬送部２と、ダイボンディング部３と、電源部７１と、これ等を制御する制御部７とを有する。

【0016】

ウェハ供給部１は、ウェハカセットリフタ１１とピックアップ装置１２とを有する。ウェハカセットリフタ１１はウェハリングが充填されたウェハカセット(図示せず）を有し，順次ウェハリングをピックアップ装置１２に供給する。ピックアップ装置１２は、所望するダイをウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。

【0017】

ワーク供給・搬送部２はスタックローダ２１と、フレームフィーダ２２と、アンローダ２３とを有し、ワーク（リードフレーム等の基板）を矢印方向に搬送する。スタックローダ２１は、ダイを接着するワークをフレームフィーダ２２に供給する。フレームフィーダ２２は、ワークをフレームフィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送する。アンローダ２３は、搬送されたワークを保管する。
ダイボンディング部３はプリフォーム部(ダイペースト塗布装置)３１とボンディングヘッド部３２とを有する。プリフォーム部３１はフレームフィーダ２２により搬送されてきたワーク、例えばリードフレームにニードルでダイ接着剤を塗布する。ボンディングヘッド部３２は、ウェハを有するピックアップ装置１２からダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ２２上のボンディングポイントまで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２はボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布されたワーク上にダイをボンディングする。

【0018】

ボンディングヘッド部３２は、ボンディングヘッド３５(図２参照)をＺ(高さ)方向に昇降させ、Ｙ方向に移動させるＺＹ駆動軸６０と、Ｘ方向に移動させＸ駆動軸７０とを有する。ＺＹ駆動軸６０は、Ｙ方向、即ちボンディングヘッドをウェハリングホルダ１２内のピックアップ位置とボンディングポイントとの間を往復するＹ駆動軸４０と、ダイをウェハからピックアップする又は基板にボンディングするために昇降させるＺ駆動軸２０とを有する。Ｘ駆動軸７０は、ＺＹ駆動軸６０全体をワークの搬送方向であるＸ方向に移動させる。Ｘ駆動軸７０は、サーボモータの回転運動を例えばボールネジで直線運動に変える構成でもよいし、ＺＹ駆動軸６０の構成で説明するリニアモータで駆動する構成でもよい。

【0019】

電源部７１は、通常の実装処理に使用する主電源７２と、場合によっては、後に詳述する昇降軸落下防止に必要な主電源とは異なる別電源７３、例えばバッテリーを有する。

【0020】

以下、図を用いて本発明の特徴であるＺＹ駆動軸６０の実施形態を説明する。図２、図３は第１の実施形態であるＺＹ駆動軸６０Ａの基本構成を示す図である。図２は、ＺＹ駆動軸６０Ａのボンディングヘッド３５が存在する図１に示す位置おけるＡ−Ａ断面図である。図３は、図２に示すＺＹ駆動軸６０ＡをＢの方向から見た矢視図である。

【0021】

第１の実施形態であるＺＹ駆動軸６０Ａは、Ｙ駆動軸４０と、昇降軸であるＺ駆動軸２０と、Ｙ駆動軸４０のＹ軸可動部４１とＺ駆動軸２０とのＸ軸可動部５１を連結する連結部６１と、処理部であるボンディングヘッド３５と、これら全体を支える横Ｌ字状の支持体６２とを有する。なお、以下の説明を分かり易くするために、支持体６２に固定されている部分は斜線で、Ｙ軸可動部４１、Ｚ軸可動部５１及び連結部６１と一体になって移動する部分を白抜きで示している。また、支持体６２は上部支持体６２ａと、側部支持体６２ｂと、下部支持体６２ｃとを有する。

【0022】

Ｙ駆動軸４０は、Ｎ極とＳ極の磁石又は電磁石が交互にＹ方向に多数配列された上下の固定磁石部４７ｕ、４７ｄを有する逆コの字状のＹ軸固定部４２と、前記配列方向に少なくとも１組のＮ極とＳ極の電磁石を有し、逆コの字状の凹部に挿入され凹部内を移動するＹ軸可動部４１と、Ｙ軸可動部４１を支持する連結部６１と、連結部６１に固定され、下部の支持体６２ｃとの間に設けられたＹ軸リニアガイド４３を備えるＹ軸ガイド部４４とを有する。従って、Ｙ駆動軸４０は固定部及び可動部に設けられた磁石の反発力により推進力を得る所謂リニアモータを用いている。本発明では、このリニアモータを磁石型リニアモータという。なお以後、固定磁石部４７ｕ、４７ｄの全体を表す、又はｕ、ｄの位置を指定しないときは単に４７と表す。

【0023】

Ｙ軸固定部４２は、Ｙ軸可動部４１が所定の範囲移動できるように図１の破線で示すＹ駆動軸４０略全域に亘って設けられている。また、Ｙ軸リニアガイド４３は、Ｙ方向に伸びる２つのリニアレール４３ａとリニアレール上を移動するリニアスライダ４３ｂを有する。

【0024】

Ｚ駆動軸２０は、ボンディングヘッド３５を昇降させ、高荷重(例えば、８から３０Ｎ）をダイにかけることができる主Ｚ駆動軸５０と、ダイの荷重を支持し、軽荷重（０から８Ｎ）をダイにかけることができる軽荷重Ｚ駆動軸９０とを有する。さらに、Ｚ駆動軸２０は、主電源７２の電源喪失時にボンディングヘッドの落下を防止する昇降軸落下防止手段８０を有する。

【0025】

主Ｚ駆動軸５０は、Ｙ駆動軸４０と同様に、Ｎ極とＳ極の磁石又は電磁石が交互にＺ方向に多数配列された左右の固定磁石部５７ｈ、５７ｍ(図４参照、以後、全体又は位置を指定しないときは単に５７とする)を有する逆Ｕの字状のＺ軸固定部５２を備える磁石型リニアモータである。Ｚ軸固定部５２は、その配列方向に少なくとも１組のＮ極とＳ極の磁石を上部に有し、逆Ｕの字状の凹部に挿入され凹部内を移動するＺ軸可動部５１を有する。また、主Ｚ駆動軸５０は、Ｚ軸可動部５１と連結部６１との間にＹ軸リニアガイド４３と同様な構造を有するＺ軸リニアガイド５３を有する。Ｚ軸リニアガイド５３は、連結部６１に固定されＺ方向に伸びる２つのリニアレール５３ａとＺ軸可動部５１に固定されリニアレール上を移動するリニアスライダ５３ｂを有する。

【0026】

Ｚ軸可動部５１は連結部６１を介してＹ軸可動部４１と繋がっており、Ｙ軸可動部４１がＹ方向に移動するとＺ軸可動部５１も共にＹ方向に移動する。そして移動先の所定の位置でＺ軸可動部５１(ボンディングヘッド３５)が昇降できるようにする必要がある。

【0027】

図４に、所定の位置でボンディングヘッド３５を昇降できる左右の固定磁石部５７(５７ｈ、５７ｍ)の構成例を模式的に示す図である。本実施例では、少なくとも、ボンディング領域及びピックアップ領域にＹ方向に細長いＮ極、Ｓ極を交互に設けている。細長いＮ極、Ｓ極は短く分割して設けてもよい。勿論、Ｙ方向の全域に亘って、Ｙ方向に細長いＮ極、Ｓ極を交互に設けてもよい。

【0028】

一方、軽荷重Ｚ駆動軸９０はＺ軸可動部５１に先端に設けられている。軽荷重Ｚ駆動軸９０は、Ｚ軸可動部５１に固定された固定板９２と、固定板に固定され、ダイに軽荷重をかけるボイスコイルモータ９１と、ボンディングヘッド３５の先端部のガタつきを抑制するバネ部９３と、ボンディングヘッド３５の位置を保持するストッパ９４とを有する。ボイスコイルモータ９１とは、磁場内で電流が流れるコイルと前記磁場を形成する磁石とが、フレミングの左手の法則によって、相対的に直線運動するリニアモータである。

【0029】

バネ部９３は、ボンディングヘッド３５に固定されたばね支持棒９３ｃと、固定板９２に固定されたバネ支持棒９２ｂと、両者に係止された圧縮バネ９３ａと有する。バネ部９３は、圧縮バネ９３ｂのバネ荷重（例えば４００g）によって、ボンディングヘッド３５をストッパ９４に押付けている。
また、固定板９２には、ボンディングヘッド３５の上部が接触し、ボンディングヘッドのダイへの荷重を検出するロードセル８５が設けられている。勿論、荷重検出は、ロードセル以外の荷重検出センサでもよい。

【0030】

ボイスコイルモータ９１は、図２に示す矢印方向に、ストッパ９４に押付けられているボンディングヘッド３５に、最大８Ｎの荷重をかけることができる。荷重量は、ボイスコイルモータ９１の電流値で規定できる。

【0031】

また、ボイスコイルモータ９１は、図２の引出し図に示すように、ボンディングヘッド３５を圧縮バネ９３ａに抗して上昇させ、ロードセル８５に接触させ、高荷重がボンディングヘッド３５に伝わるようにすることができる。

【0032】

上記の構成によって、本実施形態の軽荷重Ｚ駆動軸９０は、４つのモードを有する。第１のモードは、上述したようにダイに最大荷重の負荷をかけることができ、初期状態でもある初期状態モードである。本実施形態では最大荷重は８Ｎである。第２のモードは、上述したボンディングヘッド３５をロードセル８５に接触させ、主Ｚ駆動軸５０で高荷重をかける高荷重モードである。このときは、ボイスコイルモータ９１によるダイにかかる荷重は零又はほぼ零である。第３のモードは、ワークにダイを実装するときに、最大荷重８Ｎの間で、ボイスコイルモータ９１の電流量を制御して、ダイに所定の荷重をかける軽荷重モードである。第４のモードは、ウェハからダイをコレット３５ａで吸着してピックアップするときの吸着するピックアップモードである。ピックアップモードでは、ボンディングヘッド３５はストッパ９４によって固定され、ピックアップ時又は実装時に過大な荷重がかからないように、ボイスコイルモータ９１の電流値を調節する。

【0033】

上記のモードにおいて、初期状態モード及び高荷重モードのボイスコイル部９１ａ位置を、ボイスコイル部９１ａの可動範囲の両端に設定することで、ボイスコイル部９１ａの位置をオープン制御で設定できる。勿論、位置センサ設け、ボイスコイル部９１ａの上記２モードでの位置をフィードバック制御してもよい。

【0034】

一方、ダイに８Ｎ以上の高荷重をかけてダイをワークに実装するときは、予め軽荷重Ｚ駆動軸９０を高荷重モードにし、その後、主Ｚ駆動軸５０をロードセル８５の主力に基づいてトルクフィードバック制御する。この主Ｚ駆動軸５０のモードをトルク制御モードという。主Ｚ駆動軸５０は、トルク制御モード以外の時、例えば、ピックアップ時、ピックアップ位置から実装位置への移動時及び軽荷重モードの実装時等において、位置フィードバック制御する。そのモードを位置制御モードという。

【0035】

昇降軸落下防止手段８０は、電源喪失時にプッシュバー８１ａの突出部が長くなるプッシャソレノイド８１と、図1に示す別電源７３とを有する。

【0036】

このような構成を有する昇降軸落下防止手段８０において、電源喪失時に制御部７は、主電源７２の喪失を検知し、コンアデンサ等で電源を維持している間に、プッシャソレノイド８１に別電源７３を接続し、電源を供給する。その結果、プッシャソレノイド８１が作動し、プッシュバー８１ａが突出し、リニアスライダ５３ｂを支持し、ボンディングヘッド３５の基板Ｐヘの落下を防ぐことができる。

【0037】

昇降軸落下防止手段８０は、上記の他、様々手段が考えられる。例えば、バネを利用し電源喪失時にバネを飛び出させて昇降軸の一部を支持するなどがある。

【0038】

次に、第１の実施形態における実装処理フローを、図５を用いて説明する。
まず、主Ｚ駆動軸を位置制御モードにし（Ｓ１）、軽荷重Ｚ駆動軸９０を初期状態モードにする（Ｓ２）。次に、Ｙ駆動軸４０によりボンディングヘッド３５をウェハ上のダイのピックアップ位置に移動する（Ｓ３）。その後、主Ｚ駆動軸５０よりボンディングヘッド３５をピックアップ位置直前まで降下し停止する（Ｓ４）。次に、ピックアップ時にダイに過大な荷重がかからないように軽荷重Ｚ駆動軸９０をピックアップモードにし（Ｓ５）、主Ｚ駆動軸５０でボンディングヘッドをさらに降下させ、ダイをピックアップする（Ｓ６）。ピックアップ後、軽荷重Ｚ駆動軸９０を初期状態モードに戻す（Ｓ７）。

【0039】

次に、Ｙ駆動軸４０によりボンディングヘッド３５を実装位置に移動する（Ｓ８）。その後、主Ｚ駆動軸の位置制御よりボンディングヘッド３５を実装位置、例えば１００μｍ直前まで降下する（Ｓ９）。次に、ダイに軽荷重又は高荷重をかけるかを判断し（Ｓ１０）、高荷重をかける高荷重モードの場合はＳ１１に、軽荷重をかける軽荷重モードの場合はＳ１８に行く。

【0040】

高荷重モードでは、まず、主Ｚ駆動軸５０で高荷重がかけられるように、軽荷重Ｚ駆動軸を高荷重モードにし、軽荷重Ｚ駆動軸９０によるダイへの荷重がほぼ零にする(Ｓ１１)。その後、主Ｚ駆動軸５０の位置制御よりダイを実装位置に装着する(Ｓ１２)。装着後、主Ｚ駆動軸５０が所定荷重を有するトルクモードにし(Ｓ１３)、所定荷重で所定時間、ダイをワーク又は既にワーク上に実装されたダイに押付け、その途中でダイを吸着から解放する（Ｓ１４）。押付けることによって、装着されたダイがワーク上に塗布された接着剤又はダイ裏面に貼り付けられた接着テープに確実に接合する。
その後、主Ｚ駆動軸５０を位置制御モードに戻し（Ｓ１５）、主Ｚ駆動軸でボンディングヘッド３５をＹ軸移動レベルまで上昇させ（Ｓ１６）、その途中で軽荷重Ｚ駆動軸９０を初期状態モードに戻す（Ｓ１７）。

【0041】

一方、軽荷重モードでは、まず、実装時にダイに過大な荷重がかからないように軽荷重Ｚ駆動軸９０をピックアップモードにする（Ｓ１８）。その後、主Ｚ駆動軸５０の位置制御よりダイを実装位置に装着する(Ｓ１９)。装着後、軽荷重Ｚ駆動軸９０が所定の軽荷重を有する軽荷重モードにし(Ｓ２０)、軽荷重モードによりボンディングヘッド３５が降下することにより所定時間、ダイをワーク又はダイに押付け、その途中でダイを吸着から解放する（Ｓ１４）。
その後、軽荷重Ｚ駆動軸をピックアップモードに戻し（Ｓ２１）、主Ｚ駆動軸でボンディングヘッド３５をＹ軸移動レベルまで上昇させ（Ｓ１６）、その途中で軽荷重Ｚ駆動軸９０を初期状態モードに戻す（Ｓ１７）。Ｓ２１は省略してもよい。

【0042】

高荷重モード又は軽荷重モードでの処理が終わると、まだ実装処理すべきダイが存在する場合はＳ３に戻り、処理を継続する(Ｓ２２)。

【0043】

以上説明した第１の実施形態のＺＹ駆動軸６０Ａによれば、主Ｚ駆動軸と軽荷重Ｚ駆動軸とを直列に接続することで、軽荷重から高荷重まで接着荷重が得られるダイボンダ及びボンディング方法を提供することができる。
また、以上説明した第１に実施形態であるＺＹ駆動軸６０Ａによれば、主Ｚ駆動軸及びＹ駆動軸に磁石型リニアモータを用いることで、高速に実装できるダイボンダ及びボンディング方法を提供することができる。

【0044】

さらに、以上説明したように本実施形態のＺＹ駆動軸６０Ａによれば、Ｚ軸固定部５２は略全域に設けられているが、重量体であるＺ軸固定部５２自体は移動しないので、Ｙ方向の移動に対する負荷が大幅に低減され、水平駆動軸のトルクを大きくせず、昇降軸の高速化を実現できる。
さらにまた、以上説明した本実施形態のＺＹ駆動軸６０Ａによれば、主電源の７２の電源喪失時において、昇降軸落下防止手段８０を設けることで、磁石型リニアモータの昇降軸を有するボンディングヘッドの落下を防ぐことができる。

【0045】

図６は、第２の実施形態であるＺＹ駆動軸６０Ｂにおける軽荷重Ｚ駆動軸９０の他の実施例９０Ｂを示す図である。軽荷重Ｚ駆動軸９０Ｂ以外の他の構成は第１の実施形態と同じである。図６において基本的には第１の実施形態と同じ構成又は機能を有するものは同一符号を付している。
軽荷重Ｚ駆動軸９０Ｂの第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態ではＺ駆動軸としてボイスコイルモータ９１を用いたが、主Ｚ駆動軸５０と同様に磁石型リニアモータを用いている点である。

【0046】

軽荷重Ｚ駆動軸９０Ｂは、Ｎ極とＳ極の磁石が交互にＺ方向に磁石又は電磁石が多数配列された固定磁石部９５を固定するＺ軸固定部９６を有する。軽荷重Ｚ駆動軸９０Ｂは、ボンディングヘッド３５に設けられた前記配列方向に少なくとも１組のＮ極とＳ極の電磁石を有する。また、ボンディングヘッド３５は、安定して昇降するためにリニアガイド９７を有する。なお、固定磁石部９５とリニアガイド９７は、固定板９２に固定されている。

【0047】

第２の実施形態において軽荷重Ｚ駆動軸の４つのモードは、第１の実施形態と同様に制御される。

【0048】

図７は、第３の実施形態であるＺＹ駆動軸６０Ｃにおける軽荷重Ｚ駆動軸９０の他の実施例９０Ｃを示す図である。第２の実施形態と異なる第１の点は、バネを用いず、ボンディングヘッド３５の両側にＮ極とＳ極の磁石が交互にＺ方向に多数配列された固定磁石部９５ｈ、９５ｍ（９５）を設けた点である。第２の点は、軽荷重Ｚ駆動軸の４つのモードを、第１の実施形態における主Ｚ駆動軸５０で説明したリニアモータの位置制御とトルク制御で行う。即ち、初期状態モード、高荷重モード及びピックアップモードは位置制御で行い、軽荷重モードはトルク制御で行う。
その他の点は第２の実施形態のＺＹ駆動軸６０Ｂと基本的に同じである。

【0049】

第２、第３の実施形態においても、基本的には図５に示す処理フロー−に基づき実装処理を行うことができ、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

【0050】

以上説明した実施形態においては、第１の目的を達成するとの観点に立てば、Ｙ駆動軸、主Ｚ駆動軸の少なくとも一方に、サーボモータの回転運動を例えばボールネジで直線運動に変える駆動方式を用いてもよい。また、同様に、軽荷重Ｚ駆動軸にも、該直線運動に変える駆動方式を用いてもよい。

【0051】

以上のように本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

【符号の説明】

【0052】

１：ウェハ供給部 ２：ワーク供給・搬送部
３：ダイボンディング部 １０：ダイボンダ
２０：Ｚ駆動軸 ３２：ボンディングヘッド部
３５：ボンディングヘッド ３１：プリフォーム部
４０：Ｙ駆動軸 ４１：Ｙ軸可動部
４２：Ｙ軸固定部 ４３：Ｙ軸リニアガイド
４４：Ｙ軸ガイド部 ４７、４７ｄ、４７ｕ：固定磁石
５０：主Ｚ駆動軸 ５１：Ｚ軸可動部
５２：Ｚ軸固定部 ５３：Ｚ軸リニアガイド
５７、５７ｈ、５７ｍ：固定磁石部
６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ：ＺＹ駆動軸
６１：連結部 ７０：Ｘ駆動軸
８０：昇降軸落下防止手段 ８５：ロードセル
９０、９０Ｂ、９０Ｃ：軽荷重Ｚ駆動軸
９１：ボイスコイルモータ ９３：バネ部
９４：ストッパ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】