(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ダイボンダには、停電等で電源が落ちた時に動作原点に対する現在位置の情報が失われる駆動軸がある。従って、運転終了後、電源を切った上で段取りを行ったり、運転時に何らかの不具合が発生した場合には、電源を切り必要な対処を行う場合がある。そのような場合、従来は、運転員が目視で確認しながら、各駆動軸が互いに干渉しない位置また動作原点に戻す動作原点復帰処置を行い、その後装置が自動的に所定の手順で全駆動軸を動作原点に復帰させていた。
【0006】
しかしながら、現在位置の情報が失われる駆動軸が一軸程度であれば短時間で動作原点復帰処理が可能であるが、位置情報が失われる駆動軸が多くなるに従い、原点復帰手順も複雑になり多くの時間を要する。運転員によっては、手順に間違いが生じ、運転に支障きたす虞がある。
【0007】
従って、本発明の目的は、電源が落ちる等して現在位置の情報が喪失した後でも、確実に各駆動軸を動作原点に復帰させることができる信頼性の高いダイボンダ又は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、上記目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
ウェハからダイをピックアップし、ワークに前記ダイをボンディングするダイボンダ又はボンディング方法であって、前記ワークに前記ダイをボンディングする複数の駆動軸を斜め上方から撮像し、前記撮像ステップの結果に基づいて複数の前記駆動軸が存在する現在位置を把握し、前記現在位置に基づいて前記駆動軸を該駆動軸の動作原点に復帰させる。
【0009】
また、前記動作原点への復帰は、複数の前記駆動軸の前記現在位置と、前記駆動軸が交差する干渉位置とに基づいて行ってもよい。
さらに、前記動作原点への復帰は、予め定められた復帰パターンに沿って又は複数の駆動軸の動作範囲に基づいて行ってもよい。
【0010】
また、前記現在位置は、前記駆動軸の特徴点であってもよい。
さらに、前記駆動軸の前記特徴点の動作範囲の軌跡を前記撮像手段から得られる撮像画面上の軌跡に変換し、該撮像画面上の軌跡と、前記特徴点の前記現在位置と、前記動作原点とを表示してもよい。
【0011】
また、前記駆動軸は、前記ワークに前記ダイをボンディングするボンディヘッド、前記ウェハから前記ダイをピックアップするピックアップヘッド、前記ウェハから前記ダイをピックアップし前記ダイを反転するフリップヘッド、前記ウェハを保持するエキスパンドリング、前記ウェハを把持し該エキスパンドリングにセットするリングハンド、前記ダイを一度載置する中間ステージの駆動軸であって、それらのうち少なくとも複数以上の該駆動軸を有してもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、電源が落ちる等で、現在位置の情報が喪失した後であっても、確実に各駆動軸を動作原点に復帰させることができる信頼性の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【0015】
図1は本発明の一実施形態であるフリップ動作させるダイボンダ10の概略上面図である。フリップ動作とは、
図3で説明するように、後述するダイDfを反転させて装着する動作である。
【0016】
ダイボンダ10は、大別して、次のような構成を有する。
第1に、ダイボンダ10は、ウェハWを有するウェハリングWRをダイ供給部1にウェハリング供給部8と、基板Pに実装するダイDをウェハWから供給するダイ供給部1とを有する。
【0017】
第2に、ダイボンダ10は、ダイ供給部1からダイDをピックアップし、中間ステージ部3の中間ステージ31に中間的に一度載置するピックアップ部2と、ダイ供給部1からダイDをピックアップし、ダイを上下に反転させるフリップヘッド部7とを有する。
【0018】
第3に、ダイボンダ10は、中間ステージ部3のダイDをピックアップし、又はフリップヘッド部7からダイDを受け取り、基板P又は既にボンディングされたダイの上にボンディングするボンディング部4を有する。
【0019】
第4に、ダイボンダ10は、基板Pを実装位置に搬送する搬送部5、搬送部5に基板Pを供給する基板供給部6Kと、実装された基板Pを受け取る基板搬出部6Hと、各部の動作を監視し制御する制御部100と、を有する。
【0020】
第5に、ダイボンダ10は、ウェハリング供給部8の駆動軸や、ボンディングヘッド41、ピックアップ21等の駆動軸間の干渉を防ぐために、それらの駆動軸を撮像する原点復帰用監視カメラを有する。
【0021】
まず、ウェハリング供給部8は、ウェハリングWRを多段に内蔵するウェハカセット81と、ウェハリングWRを把持するリングハンド82と、リングハンド82を固定し、レール84上を図示しない駆動手段によって移動するハンド移動部83とを有する。ウェハリング供給部8は、後述するように、ウェハリングWRを取り出し、ダイ供給部1にセットする。
【0022】
ダイ供給部1は、ウェハリングWRを保持するエキスパンダリング12とウェハWからダイDを突き上げる点線で示す突き上げユニット13とを、フリップ動作をさせために1A、1Bの2組有する。ダイ供給部1は図示しない駆動手段によってXY方向に移動し、ピックアップするダイDを突き上げユニット13の位置に移動させる。
【0023】
ピックアップ部2は、突き上げユニット13で突き上げられたダイDを先端に吸着保持するコレット22を有し、ダイDをピックアップし、中間ステージ31に載置するピックアップヘッド21と、ピックアップヘッド21をX方向に移動させるピックアップヘッドのX駆動部23とを有する。ピックアップヘッド21は、コレット22を昇降、回転及びY方向移動させる、図示しない各駆動部を有する。
【0024】
中間ステージ部3は、ダイDを一時的に載置する中間ステージ31と、中間ステージ31上のダイDを認識する為のステージ認識カメラ32とを有する。
【0025】
フリップヘッド部7は、先端にコレット72を有し、反転動作させるダイDをピックアップするフリップヘッド71と、ボンディングヘッド41との干渉を避けるために、フリップヘッド71をX方向に移動させるX駆動軸とを有する。また、フリップヘッド71は、ピックアップしたダイDを昇降させる昇降軸(図示せず)と、上昇させたダイDを上下に反転させる反転軸(図示せず)とを有する。
【0026】
ボンディング部4は、ピックアップヘッドと同じ構造を有し、中間ステージ31からダイDをピックアップし、又は、フリップヘッド71から反転されたダイDを吸着し、搬送されてきた基板Pにボンディングするボンディングヘッド41とを有する。また、ボンディング部4は、ボンディングヘッド41をY方向に移動させるY駆動部43と、搬送されていた基板Pの位置認識マーク(図示せず)を撮像し、ボンディングすべきダイDのボンディング位置を認識する基板認識カメラ44と、を有する。
【0027】
搬送部5は、一枚又は複数枚の基板(
図1では4枚)を載置した基板搬送パレット51と、基板搬送パレット51が移動するパレットレール52とを具備し、並行して設けられた同一構造の第1、第2搬送部とを有する。基板搬送パレット51は、基板搬送パレット51に設けられた図示しないナットをパレットレール52に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。
【0028】
このような構成によって、基板搬送パレット51は、基板供給部6Kで基板を載置され、パレットレール52に沿ってボンディング位置まで移動し、ボンディング後、基板搬出部6Hまで移動して、基板搬出部6Hに基板Pを渡す。第1、第2搬送部は、互いに独立して駆動され、一方の基板搬送パレット51に載置された基板PにダイDをボンディング中に、他方の基板搬送パレット51は、基板Pを搬出し、基板供給部6Kに戻り、新たな基板Pを載置するなどの準備を行なう。
【0029】
図2、
図3は、
図1において矢印A方向から見たときに、ピックアップヘッド21、ボンディングヘッド41及びフリップヘッド71の動作を説明する図である。
図2は、反転動作させないダイDsを、基板Pにボンディングする下面装着フローを示す図である。
図3は、反転動作さるダイDfを、ダイDsの上にボンディングする上面装着フローを示す図である。
【0030】
図2に示す下面装着フローでは、まずピックアップヘッド21がダイ供給部1AからダイDをピックアップし、中間ステージ31に載置する。載置後、ボンディングヘッド41は、Y方向に移動し、中間ステージ31上のダイDをピックし、搬送されてきた基板Pに向けてY方向に移動し、基板にダイDをボンディングする。
ボンディングヘッド41の上記処理中に、ダイ供給部1Bをピックアップヘッド21によりピックアップ位置に移動させる。
【0031】
図3に示す上面装着フローでは、まず下面装着フローと同様に、ピックアップヘッド21がダイ供給部1BからフリップダイDfをピックアップし、中間ステージ31に載置する。載置後、フリップヘッド71は、X方向に移動し、中間ステージ31上のフリップダイDfをピックアップした後、上昇し、装着面が下面となるようにフリップダイDfを180度回転させる。ボンディングヘッド41は、Y方向に移動し、フリップヘッド71上のフリップダイDfをボンディングし、ダイDをボンディングした基板Pに向けてY方向に移動させ、ダイD上にフリップダイDfをボンディングする。
ボンディングヘッドの上記処理中に、フリップヘッド71はダイ供給部1Bをピックアップヘッド21よりピックアップ位置に移動させる。
図2、
図3に示す動作を繰り返すことで、フリップ処理を連続して行うことができる。
【0032】
図2、
図3に示すように、ピックアップヘッド21、ボンディングヘッド41及びフリップヘッド71は、どれか一つの動作原点が正しく設定されていない場合は、中間ステージ31で互いに干渉(衝突)する可能性がある。
【0033】
また、
図3に示すように、ボンディングヘッド41、フリップヘッド71は、どちらか一方の動作原点が正しく設定されていない場合は、フリップダイDfを受け渡す位置で互いに干渉(衝突)する可能性がある。
以下の説明において、反転しないDsとフリップダイDfに区別なく説明するときは、ダイDと表す。
【0034】
図4は、
図1において矢印B方向から見たときに、ウェハリング供給部8とダイ供給部1との間で行われるウェハリングWRの供給・排出動作を説明する図である。
図5は、
図4におけるC−C断面図である。
図6は、
図4においてエキスパンドリング12の上下付近を見た図である。
【0035】
図4に示すように、ウェハリングWRは、リングハンド82によって把持され、ウェハカセット81sから取り出される。そして、レール84に沿ったリングハンド82の、矢印F方向への移動に伴い、エキスパンドリング12にセットされる。このとき、リングハンド82は、
図6に示すエキスパンドリング12の中央の開口部12kを通り、エキスパンドリング12を通り抜け、通り抜ける直前でウェハリングWRの把持を解放し、
図4の破線で示す位置にくる。この結果、ウェハリングWRは、
図5に示すようにエキスパンドリング12に設置される。
【0036】
その後、
図5に示すように、エキスパンドリング12は、ダイDをピックアップし易いようにウェハリングWRを矢印E方向に降下させる。ピックアップし易くなる理由は、支持リング17によって、ウェハWの有する粘着されたダイシングテープ16が張った状態になり、ダイDの間隔が広がり、突き上げユニット13によるダイDの突き上げがし易くなるからである。
なお、突き上げユニット13は、図示しない駆動機構によって、上下方向に移動するようになっており、X、Yの水平方向にはダイ供給部1が移動するようになっている。
【0037】
ウェハWの所定数のダイDがピックアップされた後、エキスパンドリング12が上昇し、
図4に示す破線の状態のリングハンド82が、矢印Fの反対方向に移動する。リングハンド82は、ウェハリングWRを把持し、ウェハカセット81sを元の位置にセットし、新たなウェハリングWRを把持し、上述した処理を繰り返す。新たなウェハリングWRは、固定台81bに設けられた昇降駆動部81dによってウェハカセット81sを矢印H方向に昇降させることによって得られる。
【0038】
図1で示したように、ピックアップヘッド21は、ダイDをピックアップするために、エキスパンドリング12内に降下する。原点復帰動作時に、ピックアップヘッド21は、エキスパンドリング12の上昇又はピックアップヘッド21のX方向の移動に伴って、エキスパンドリング12と干渉(衝突)する可能性がある。
【0039】
また、エキスパンドリング12の昇降に伴って、ピックアップヘッド21、ボンディングヘッド41及びフリップヘッド71の昇降時間を短縮するために、
図4に示すように中間ステージ31も昇降する。それ故、中間ステージ31、エキスパンドリング12のどちらかの動作原点が正しく設定されていない場合は、中間ステージ31とエキスパンドリング12との干渉(衝突)する可能性がある。
【0040】
さらに、中間ステージ31の昇降に伴って、中間ステージ31にダイDを載置するピックアップヘッド21と中間ステージ31との間で、どちらかの動作原点が正しく設定されていない場合は、干渉(衝突)する可能性がある。さらにまた、中間ステージ31からダイDをピックアップするボンディングヘッド41、フリップヘッド71と中間ステージ31との間で、どちらかの動作原点が正しく設定されていない場合は、干渉(衝突)する可能性がある。
【0041】
前の機種(ワーク)に対する処理の終了後、電源を切って段取り作業をする際に駆動軸の位置を移動した場合、又は装置が処理中に電源が落ち、その後に何らかの処理を行った場合において、駆動軸の位置情報がわからなくなる。その結果、以上説明したように、各駆動軸が干渉すれば、装置として稼働できなくなる。また、例え、駆動軸の現在位置が維持できたとしても、本当に維持できているかどうかを確認できることは、信頼性の観点からも重要である。
【0042】
以上の説明では、ダイボンダの主要駆動軸は、全て電源喪失時に動作原点が記憶されない駆動軸として説明したが、必ずしも全ての駆動軸が当てはまるとは言えない。しかし、ダイボンダでは、省スペース化や装置を安価に製造するため、例えば、リニアスケールのパルス数を数えて位置検出する方法を採用する場合が多い。
【0043】
図7は、リニアスケールの例として、リングハンド82の位置を検出するのに適用した場合を示し、
図1に示す各駆動軸を模式的に示した鳥瞰図である。
図7において、原点復帰用監視カメラ20は、ピックアップ21、中間ステージ31、ボンディング41、フリップハンド71及びリンクハンド82の動作範囲において、各駆動軸を斜め上方から撮像できる位置に設けられている。なお、84sはリニアスケールであり、白丸で示す84gはリンクハンド82の動作原点であり、84tはリンクハンド82のリミッタである。
【0044】
本実施形態では、原点復帰用監視カメラ20によって、各駆動軸を撮像し撮像結果に基づいて各駆動軸の現在位置を把握し、各駆動軸を原点に復帰させることが一つの特徴である。
【0045】
図8及び
図10は、線分で示す各駆動軸の特徴点の動作範囲の軌跡と、白丸で示す各駆動軸の動作原点と、原点復帰用監視カメラ20が撮像した結果をデータ処理して得られる黒で示す各駆動軸の現在位置とを示した画面である、特徴点とは、ボンディングヘッド41等のヘッドに関してはヘッド先端であり、中間ステージ31に関してはダイDの載置位置であり、エキスパンドリング12に関してはその中心位置であり、ウェハリング供給部8に関してはリングハンド82のウェハリングWRの把持位置である。
【0046】
図8乃至
図10において、例えば各駆動軸の動作範囲の各位置における原点復帰用監視カメラ20からの距離は予め分かっているので、各駆動軸の相対関係に、特に全駆動軸の動作範囲の各位置の原点復帰用監視カメラ20の画像上の軌跡及び相対関係は、事前に得ることができる。即ち、画像上の位置が分かれば、各駆動軸の動作範囲上の位置を得ることができる。
【0047】
また、
図8乃至
図10における各軌跡の符号は、特徴点が有する符号に添え字kを付している。例えばボンディンヘッド41の特徴点の軌跡は41kとなる。円内の中間ステージ31とエキスパンドリング12との特徴点の軌跡は、拡大して示すと共に、矢印は同じ位置を示しているのではなく、同じ高さを示している。
【0048】
(実施例1)
図8は、
図7に示す状態の撮像結果に基づき、各駆動軸を動作原点に復帰させる第1の実施例を示す図である。即ち、実施例1は、リングハンド82がエキスパンドリング12内にいる以外は、動作原点にいる状態を示す。実施例1では、確認を期すために、一度リングハンド82を動作原点側の
図7に示すリミット位置84tまで移動させ、その後、リミット位置から所定の位置にある動作原点に制御部100によって自動的に復帰させる。勿論、予め動作範囲の軌跡82kが分かっているので、その軌跡に沿って動作原点84gに復帰させてもよい。
【0049】
(実施例2)
図9は、各駆動軸を動作原点に復帰させる第2の実施例を示す図である。実施例2は、エキスパンドリング12が上昇して動作原点におり、ピックアップヘッド12がエキスパンドリング12内に残っており、その他の駆動軸が動作原点にいる状態を示している。実施例2では、ピックアップヘッド21をその最上点まで移動させ、最上点から動作原点までの移動軌跡は分かっているので、その軌跡に沿って動作原点に復帰させる。
【0050】
(実施例3)
図10は、各駆動軸を動作原点に復帰させる第3の実施例を示す図である。実施例3は、フリップヘッド71がダイボンダヘッド71との受け渡し位置におり、またボンディングヘッド41が受け渡し位置の下の位置におり、その他の駆動軸は動作原点にいる状態を示している。実施例3では、まずボンディングヘッド41をフリップヘッド71の上昇点以下まで降下させる。その後、フリップヘッド71をその軌跡71kに沿って動作原点に移動させる。最後に、ボンディングヘッド41を動作原点に移動させる。
【0051】
(実施例4)
以上説明した実施例1乃至3は比較的簡単な例である、しかしながら、各駆動軸の現在位置が分かれば、その位置関係が複雑であっても、予め動作原点復帰シーケンスを作成できるので、制御部100によって自動的に復帰させることが可能である。
万が一、事前シーケンスのないケースが発生しても、
図11に示すようなコメントを表示し、運転員が例えば実施例1乃至3に示すような画面を見ながら操作してもよい。その場合、運転位置の操作によって現在位置を画面上に表示し、運転員の操作を補助するとよい。
【0052】
(実施例5)
図8乃至
図10に示したような画面を表示するのではなく、撮像した画面そのものを表示し、撮像データを処理して各駆動軸の位置、相対関係を把握して、自動的に復帰させてもよい。また、画面を見ながら運転員が処理してもよい。後者については、
図8乃至
図10の画面で示した実施例1乃至3でも同様である。
【0053】
以上説明した各実施例では、原点復帰用監視カメラ20で撮像した画面又は撮像データに処理して画面を表示したが、表示せずに制御部100によって自動的に原点復帰動作を行ってもよい。
【0054】
以上説明した各実施例では、原点復帰用監視カメラ1台で全駆動軸を撮像し、全駆動軸の相対関係を把握したが、複数台の原点復帰用監視カメラで撮像し、全駆動軸の相対関係を得てもよい。
【0055】
また、以上説明した各実施例では、撮像結果を画面に表示したが、画面に表示することなく、各駆動軸に現在位置を把握し、各駆動軸の動作原点、又必要なら各駆動軸の干渉する干渉位置に基づいて、各駆動軸を動作原点に復帰させてもよい。その場合は、予め定められたシーケンスによって行ってもよい。
【0056】
以上示した各実施例によれば、電源が落ちた後に、確実に各駆動軸を動作原点に復帰させることができる信頼性の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。
【0057】
以上説明では、ダイボンダの実施形態として、中間ステージ、ピックアップヘッド、ボンディングヘッド及びフリップヘッドを有する場合を示した。本発明は、更に、フリップヘッドを有しないダイボンダ、或いは中間ステージを設けず、ボンディングヘッドがウェハからダイをピックアップし、ワークにボンディングするダイボンダ等に適用できる。
【0058】
以上のように本発明の実施態様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。