特許 7344627 ダイ取り付けシステム、およびダイを基板に取り付ける方法

(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】

(24)【登録日】2023-09-06

(45)【発行日】2023-09-14

(54)【発明の名称】ダイ取り付けシステム、およびダイを基板に取り付ける方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20230907BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230907BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20230907BHJP

   H01L 21/50 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 F

H01L21/68 N

H01L21/68 F

H01L21/52 C

H01L21/50 C

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021536163

(86)(22)【出願日】2019-09-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-16

(86)【国際出願番号】 EP2019073413

(87)【国際公開番号】W WO2020048950

(87)【国際公開日】2020-03-12

【審査請求日】2022-04-12

(31)【優先権主張番号】62/726,387

(32)【優先日】2018-09-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】521086925

【氏名又は名称】アセンブリオン ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100104411

【弁理士】

【氏名又は名称】矢口 太郎

(72)【発明者】

【氏名】ブリューエル、ロイ

(72)【発明者】

【氏名】ヴァン デル バーグ、リチャード エー．

(72)【発明者】

【氏名】ホーフス、ロドルファス エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】ヴァン スプラン、ウィルヘルムス ジー．

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１９６３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２３６５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４４０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１５６４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００４２４５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２８４４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１３５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９２０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５３５２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２７５４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｈ０１Ｌ ２１／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイ取り付けシステムであって、
基板を支持するための支持構造と、
前記基板に取り付けるための複数のダイを含むダイ供給源と、
前記ダイ供給源から前記基板にダイを接合するためのボンドヘッドであって、前記ダイの前記ダイ供給源から前記基板への移送の間に前記ダイに接触するためのボンドツールを含む、ボンドヘッドと、
前記ボンドヘッドを第１の軸に沿って移動させるための第１の運動システムと、
前記第１の軸に沿って前記ボンドツールを移動させるための、前記第１の運動システムとは独立した第２の運動システムと、
を有し、
前記ダイ供給源は、接合操作中に前記基板と前記ボンドツールとの間に配置されるように構成されるものである、ダイ取り付けシステム。

【請求項2】

請求項１記載のダイ取り付けシステムにおいて、前記ボンドツールは、前記ダイの前記ダイ供給源から前記基板への移送に関連して前記ダイに接触するための少なくとも１つのピンを含む、ダイ取り付けシステム。

【請求項3】

請求項１記載のダイ取り付けシステムにおいて、前記ボンドツールは、前記ダイ供給源から前記基板への移送に関連して前記ダイに接触するための複数のピンを含む、請求項１に記載のダイ取り付けシステム。

【請求項4】

請求項１記載のダイ取り付けシステムにおいて、前記ダイ供給源はＬＥＤウェーハを含み、前記複数のダイは、複数のＬＥＤダイである、ダイ取り付けシステム。

【請求項5】

請求項１記載のダイ取り付けシステムにおいて、（ｉ）前記ダイ、および（ｉｉ）前記ダイを受け入れるように構成された前記基板の接合位置のうちの少なくとも１つが、前記ダイ供給源から前記基板への移送後に前記ダイを前記接合位置に固定するための接着剤を含むものである、ダイ取り付けシステム。

【請求項6】

請求項１記載のダイ取り付けシステムにおいて、前記第１の運動システムは、前記ボンドヘッドを運ぶための前記ダイ取り付けシステムのガントリーシステムに含まれるものである、ダイ取り付けシステム。

【請求項7】

請求項１記載のダイ取り付けシステムにおいて、
前記第１の軸は、前記ダイ取り付けシステムのｘ軸またはｙ軸である、ダイ取り付けシステム。

【請求項8】

請求項１記載のダイ取り付けシステムにおいて、
前記ボンドヘッドが前記第１の軸に沿って第１の方向に移動する間、前記第２の運動システムは、前記ボンドツールを前記第１の軸に沿って第２の方向に選択的に移動させるものであり、前記第２の方向は、前記第１の方向とは反対方向である、ダイ取り付けシステム。

【請求項9】

ダイを基板に取り付ける方法であって、この方法は、
（ａ）ボンドヘッドを第１の軸に沿って移動させるための第１の運動システムを操作する工程であって、前記ボンドヘッドは、前記ダイをダイ供給源から基板に接合するためのものであり、前記ボンドヘッドは、前記ダイの前記ダイ供給源から前記基板への移送の間に前記ダイに接触するためのボンドツールを含むものである、ボンドヘッドを操作する工程と、
（ｂ）第２の運動システムを操作する工程であって、前記第１の運動システムとは独立して前記ボンドツールを前記第１の軸に沿って移動させるものである、第２の運動システムを操作する工程と、
（ｃ）前記ボンドツールの操作により、前記ダイを前記ダイ供給源から前記基板に移送する工程であって、前記ダイ供給源は、この工程（ｃ）の間、前記基板と前記ボンドツールとの間に配置されるものである、移送する工程と、
を有する、方法。

【請求項10】

請求項９記載の方法において、
前記ボンドツールは、前記工程（ｃ）における前記ダイ供給源から前記基板への移送に関連して前記ダイに接触するための少なくとも１つのピンを含むものである、方法。

【請求項11】

ダイ取り付けシステムであって、
基板を支持するための支持構造と、
前記基板に取り付けるための複数のダイを含むダイ供給源と、
前記ダイ供給源から前記基板にダイを接合するためのボンドヘッドであって、前記ダイの前記ダイ供給源から前記基板への移送の間に前記ダイに接触するためのボンドツールを含む、ボンドヘッドと、
前記ボンドヘッドを第１の軸に沿って移動させるための第１の運動システムと、
前記第１の軸に沿って前記ボンドツールを移動させるための、前記第１の運動システムとは独立した第２の運動システムと、
を有し、
前記ボンドヘッドが前記第１の軸に沿って第１の方向に移動する間、前記第２の運動システムは、前記ボンドツールを前記第１の軸に沿って第２の方向に選択的に移動させるものであり、前記第２の方向は、前記第１の方向とは反対方向である、ダイ取り付けシステム。

【請求項12】

請求項１１記載のダイ取り付けシステムにおいて、前記ボンドツールは、前記ダイの前記ダイ供給源から前記基板への移送に関連して前記ダイに接触するための少なくとも１つのピンを含む、ダイ取り付けシステム。

【請求項13】

請求項１１記載のダイ取り付けシステムにおいて、前記ボンドツールは、前記ダイ供給源から前記基板への移送に関連して前記ダイに接触するための複数のピンを含む、請求項１に記載のダイ取り付けシステム。

【請求項14】

請求項１１記載のダイ取り付けシステムにおいて、前記ダイ供給源はＬＥＤウェーハを含み、前記複数のダイは、複数のＬＥＤダイである、ダイ取り付けシステム。

【請求項15】

請求項１１記載のダイ取り付けシステムにおいて、（ｉ）前記ダイ、および（ｉｉ）前記ダイを受け入れるように構成された前記基板の接合位置のうちの少なくとも１つが、前記ダイ供給源から前記基板への移送後に前記ダイを前記接合位置に固定するための接着剤を含むものである、ダイ取り付けシステム。

【請求項16】

請求項１１記載のダイ取り付けシステムにおいて、前記第１の運動システムは、前記ボンドヘッドを運ぶための前記ダイ取り付けシステムのガントリーシステムに含まれるものである、ダイ取り付けシステム。

【請求項17】

請求項１１記載のダイ取り付けシステムにおいて、
前記第１の軸は、前記ダイ取り付けシステムのｘ軸またはｙ軸である、ダイ取り付けシステム。

【請求項18】

請求項１１記載のダイ取り付けシステムにおいて、
前記ダイ供給源は、接合操作中に前記基板と前記ボンドツールとの間に配置されるように構成される、ダイ取り付けシステム。

【請求項19】

ダイを基板に取り付ける方法であって、この方法は、
（ａ）ボンドヘッドを第１の軸に沿って移動させるための第１の運動システムを操作する工程であって、前記ボンドヘッドは、前記ダイをダイ供給源から基板に接合するためのものであり、前記ボンドヘッドは、前記ダイの前記ダイ供給源から前記基板への移送の間に前記ダイに接触するためのボンドツールを含むものである、ボンドヘッドを操作する工程と、
（ｂ）第２の運動システムを操作する工程であって、前記第１の運動システムとは独立して前記ボンドツールを前記第１の軸に沿って移動させるものである、第２の運動システムを操作する工程と、
（ｃ）前記ボンドツールの操作により、前記ダイを前記ダイ供給源から前記基板に移送する工程と、
を有し、
前記ボンドヘッドが前記第１の軸に沿って第１の方向に移動する間、前記第２の運動システムは、前記ボンドツールを前記第１の軸に沿って第２の方向に選択的に移動させるものであり、前記第２の方向は、前記第１の方向とは反対方向である、方法。

【請求項20】

請求項１９記載の方法において、
前記ボンドツールは、前記工程（ｃ）における前記ダイ供給源から前記基板への移送に関連して前記ダイに接触するための少なくとも１つのピンを含むものである、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
この出願は、２０１８年９月３日に出願された米国仮出願第６２／７２６，３８７号の利益を主張し、その内容はここで参照することにより本明細書に組み込まれるものである。

【0002】

本発明は、ダイを基板に取り付けるためのシステムおよび方法、より具体的には、ダイ供給源からダイをピッキングすることなく、ダイを基板に取り付けるための改良されたシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0003】

基板上のダイの配置（例えば、基板上の半導体ダイの配置）に関連して、従来の多くの実用例では、「ピックアンドプレース」操作が利用される。このような操作では、ダイは半導体ウェーハまたは他のダイ供給源から「ピック」され、次にダイはターゲット基板に移送（および「配置」）される。そのような操作はまた、「ピック」ツールと「プレース」ツールとの間で１つまたは複数の移送を利用する。

【0004】

特定のダイ取り付け実用例では、ピックアンドプレース操作は利用されない。例えば、ダイ供給源（例えば、複数のダイを含むウェーハ）は、ボンドツールと基板との間に配置され得る。ダイ供給源に含まれるダイは、フィルム等に取り付けることができる。ボンドツール、取り付けられるダイ、および基板の配置位置の間で位置合わせした後、ボンドツールはダイを基板の配置位置に押し付ける。この時点でダイが基板に固定されるように、ダイの下面（および／または基板の配置位置）に接着剤が提供されている。そのようなボンドツールは、ダイ供給源から基板への移送に関連してダイに接触するための複数のピン（例えば、垂直に作動可能なピン）を含み得る。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１） 特開２００１－２８４４０４号公報
（特許文献２） 特開２０１７－１６８６９３号公報
（特許文献３） 米国特許出願公開第２０１６／２７６２０５号明細書
（特許文献４） 米国特許出願公開第２０１２／００１４０８４号明細書
（特許文献５） 米国特許第１０，４１０，９０５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような実用例（ピックアンドプレース操作を使用しない用途）は、問題が発生する傾向がある。たとえば、複数の要素（たとえば、ボンドツール、取り付けられるダイ、および基板の配置位置）の位置合わせの変更、ダイの取り付け操作の速度、および関連するＵＰＨ（つまり、処理時間）に問題が生じる可能性がある。

【0006】

したがって、特にピックアンドプレース操作を利用しない実用例に関連して、ダイを基板に取り付けるための改善されたシステムおよび方法を提供することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の例示的な実施形態によれば、ダイ取り付けシステムが提供される。ダイ取り付けシステムは、基板を支持するための支持構造と、前記基板に取り付けるための複数のダイを含むダイ供給源と、前記ダイ供給源から前記基板にダイを接合するためのボンドヘッドであって、前記ダイの前記ダイ供給源から前記基板への移送の間に前記ダイに接触するためのボンドツールを含む、ボンドヘッドと、前記ボンドヘッドを第１の軸に沿って移動させるための第１の運動システムと、前記第１の軸に沿って前記ボンドツールを移動させるための、前記第１の運動システムとは独立した第２の運動システムとを有する。

【0008】

本発明の別の例示的な実施形態によれば、ダイ取り付けシステムが提供される。ダイ取り付けシステムは、基板を支持するための支持構造と、基板に取り付けるための複数のダイを含むダイ供給源と、このダイ供給源から前記基板にダイを接合するためのボンドヘッドであって、前記ダイ供給源から前記基板への移送の間に前記ダイに接触するためのボンドツールを含む、ボンドヘッドと、前記ダイ供給源を第１の軸に沿って移動させるための第１の運動システムと、前記第１の軸に沿って前記ダイ供給源を移動させるための、前記第１の運動システムとは独立した第２の運動システムとを有する。

【0009】

本発明のさらに別の例示的な実施形態によれば、ダイを基板に取り付ける方法が提供される。ダイを基板に取り付ける方法は、（ａ）ボンドヘッドを第１の軸に沿って移動させるための第１の運動システムを操作する工程であって、前記ボンドヘッドは、前記ダイをダイ供給源から基板に接合するためのものであり、前記ボンドヘッドは、前記ダイの前記ダイ供給源から前記基板への移送の間に前記ダイに接触するためのボンドツールを含むものである、ボンドヘッドを操作する工程と、（ｂ）第２の運動システムを操作する工程であって、前記第１の運動システムとは独立して前記ボンドツールを前記第１の軸に沿って移動させるものである、第２の運動システムを操作する工程と、（ｃ）前記ボンドツールの操作により、前記ダイを前記ダイ供給源から前記基板に移送する工程と、を有する。

【0010】

本発明のさらに別の例示的な実施形態によれば、ダイを基板に取り付ける方法が提供される。ダイを基板に取り付ける方法であって、（ａ）ダイ供給源を第１の軸に沿って移動させるための第１の運動システムを操作する工程と、（ｂ）第２の運動システムを操作する工程であって、前記第１の運動システムとは独立して、前記第１の軸に沿って前記ダイ供給源を移動させるものである、第２の運動システムを操作する工程と、（ｃ）前記ボンドツールの操作によって、前記ダイ供給源から前記基板に前記ダイを移送する工程であって、前記ボンドツールは、ボンドヘッドの一部として含まれ、前記ダイ供給源から前記基板への移送中に前記ダイに接触するものである、前記ダイを移送する工程と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

本発明は、添付の図面に関連して読むとき、以下の詳細な説明から最もよく理解される。 一般的な慣行によれば、図面のさまざまな特徴は原寸に比例していないことを強調する。さまざまな特徴の寸法は、明確にするために任意に拡大または縮小されることに留意されたい。

【図1A】図１Ａは、本発明の例示的な実施形態によるダイ取り付けシステムの構成要素のブロック平面図である。

【図1B】図１Ｂは、図１Ａのダイ取り付けシステムの構成要素の別のブロック平面図である。

【図1C-1D】図１Ｃは、図１Ａのダイ取り付けシステムの構成要素のブロック側面図である。図１Ｄは、本発明の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムの例示的なボンドツールの詳細図である。

【図2A】図２Ａ～２Ｅは、本発明の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムのダイ取り付け動作を示すブロック側面図である。

【図2B】図２Ａ～２Ｅは、本発明の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムのダイ取り付け動作を示すブロック側面図である。

【図2C】図２Ａ～２Ｅは、本発明の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムのダイ取り付け動作を示すブロック側面図である。

【図2D】図２Ａ～２Ｅは、本発明の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムのダイ取り付け動作を示すブロック側面図である。

【図2E】図２Ａ～２Ｅは、本発明の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムのダイ取り付け動作を示すブロック側面図である。

【図3A】図３Ａ～３Ｃは、本発明の別の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムのダイ取り付け動作を示すブロック側面図である。

【図3B】図３Ａ～３Ｃは、本発明の別の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムのダイ取り付け動作を示すブロック側面図である。

【図3C】図３Ａ～３Ｃは、本発明の別の例示的な実施形態による図１Ａのダイ取り付けシステムのダイ取り付け動作を示すブロック側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本明細書で使用される場合、「ダイ」という用語は、半導体チップまたはダイを含む（または後の工程で含むように構成される）任意の構造を指すことを意図している。例示的な「ダイ」要素は、裸のＬＥＤ半導体ダイを含む裸の半導体ダイ、基板上の半導体ダイ（例えば、リードフレーム、ＰＣＢ、キャリア、半導体チップ、半導体ウェーハ、ＢＧＡ基板、半導体要素等）、パッケージ化された半導体デバイス、フリップチップ半導体デバイス、基板に埋め込まれたダイなどを含む。

【0013】

本発明の特定の例示的な実施形態によれば、ボンドヘッドまたはダイ供給源を支持するための本発明の装置を含むダイ取り付けシステムが提供される。このような装置は、（ｉ）短いストローク軸を支持する長ストローク部、および（ｉｉ）ボンドヘッドまたはダイ供給源を支持する短ストローク部を含む。例えば、長いストローク軸は、結合シーケンス中に、基板（ダイの取り付け／結合シーケンスでダイを受け取るように構成されている）に対して一定の速度で移動する。短いストローク軸は、接合動作中に基板に対して停止する。結合動作後、短いストローク軸が長いストローク軸に追いつき、次の接合位置に移動する。

【0014】

本発明の装置に含まれる例示的な構成要素は、以下の組み合わせを含む：（１）より遅い供給源軸が結合レートを制限するのを防ぐために供給源上のダイをスキップする方法を使用する、比較的遅い単軸ダイ供給源を有する短長ストロークボンドヘッド、（２）短長ストロークダイ供給源を備えた短長ストロークボンドヘッド、（３）短長ストロークのダイ供給源を備えた代替の高速結合装置（例えば、レーザー、エアパルス）。当然、他のデバイス（および関連する操作方法）が企図されている。

【0015】

本発明の態様は、（ボンドヘッドおよびダイ供給源のいずれかまたは両方に関連して）長いストローク軸および短いストローク軸の利点を組み合わせることに関係する。ボンドヘッドに適用される特定の実施例では、運動軸の短ストローク部は高い接合率を可能にし、一方、長ストローク部は、ボンドヘッドが所望のストロークを達成することを可能にする。短いストロークの例示的な可動域には、（ｉ）１ｍｍ未満、（ｉｉ）３ｍｍ未満、または任意の所望の可動域が含まれる。

【0016】

図１Ａは、ダイ取り付けシステム１００を示す。ダイ取り付けシステム１００は、基板１１２を支持するための支持構造１１０、基板１１２に取り付けられるように構成された複数のダイ１０８ａを含むダイ供給源１０８、およびダイ供給源１０８から基板１１２へのダイ１０８ａの移送中にダイ１０８ａに接触するためのボンドツール１０４ｂを含むボンドヘッド１０４を有する。ダイ取り付けシステム１００はまた、ボンドヘッド支持体１０２および供給支持体１０６を含む。ボンドヘッド支持体１０２および供給支持体１０６は、それぞれ機械構造１５０に対して独立して移動可能である。ボンドヘッド支持体１０２は、可動ボンドヘッド１０４を支持する。ボンドヘッド１０４は、位置合わせおよび／または検査操作に関連して使用されるカメラ１０４ａ（および他のビジョンシステムコンポーネント）を含む。ダイ供給源１０８は、供給支持体１０６上に移動可能に取り付けられている。図１Ａ（および図１Ｂ～１Ｃ）に示される本発明の例示的な実施形態では、ダイ取り付け動作中、ダイ供給源１０８は、ボンドツール１０４ｂと、支持構造１１０によって支持された基板１１２との間に配置される。

【0017】

図１Ｂは、ダイ１０８ａ上に配置されたボンドヘッド１０４（カメラ１０４ａおよびボンドツール１０４ｂを含む）を示しており、ダイ１０８ａは、次に、基板１１２上に配置される。図１Ｃは、線ＡＡに沿った図１Ｂの断面図であり、カメラ１０４ａおよびボンドツール１０４ｂを含むボンドヘッド１０４が基板１１２上に配置されているのを示している。２つの「接合済みの」ダイ１０８ａ'がそれぞれの接合位置で基板１１２に接合されており、ボンドツール１０４ｂが、基板１１２上の第３接合位置上で別のダイ１０８ａと関わっているのが図示される。

【0018】

図１Ｄは、ボンドツール１０４ｂの例のブロック図を示している。より具体的には、ボンドツール１０４ｂは、ダイ供給源１０８から基板１１２への移送のためにダイ１０８ａに接触するための少なくとも１つのピン１０４ｂ１を含み得る。さらに、図１Ｄに示されるように、ボンドツール１０４ｂは、ダイ供給源１０８から基板１１２への移送に関連してダイ１０８ａに接触するための複数のピン１０４ｂ１を含み得る。複数のピン１０４ｂ１のそれぞれは、独立して、または集合的に、ダイ１０８ａを基板１１２に移送するためにボンドツール１０４ｂの他の部分に対して、移動可能である（例えば、縦軸に沿って）。

【0019】

１つまたは複数のピン１０４ｂ１（図１Ｄに示される）を含むボンドツール１０４ｂはあくまでもボンドツール１０４ｂの１例である。本発明の他の実施形態では、ボンドツール１０４ｂは、ピン１０４ｂ１を含まなくてもよく、ピン１０４ｂ１なしでダイ１０８ａを移送することができる。

【0020】

本発明の特定の例示的な実施形態によれば、（ｉ）ボンドツール１０４ｂ、および（ｉｉ）ダイ供給源１０８のうちの少なくとも１つは、第１の運動システムおよび第２の運動システムを使用して、軸（例えば、水平軸、または実質的に水平な軸）に沿って移動する。例えば、図２Ａ～２Ｅは、第１の運動システム１０２'および第２の運動システム１０４'を示している（その動作は、図２Ａ～２Ｅに関連して以下に詳述される）。さらに、図３Ａ～３Ｃは、第１の運動システム１０６'および第２の運動システム１０８'を示している（その動作は、図３Ａ～３Ｃに関連して以下に詳述される）。本明細書に図示および説明されるダイ取り付けシステム１００は、（ｉ）ボンドツール１０４ｂを移動させるための第１の運動システムおよび第２の運動システム（図２Ａ～２Ｅのように）、（ｉｉ）ダイ供給源１０８を移動させるための第１の運動システムおよび第２の運動システム（図３Ａ～３Ｃのように）、または（ｉ）および（ｉｉ）の両方を含むことが理解される。

【0021】

図２Ａは、ダイ取り付けシステム１００（図１Ａ～１Ｃに関連して前述）の側面断面図を示すが、ここでは、ボンドヘッド１０４は、第１の可動キャリア１１４および第２の可動キャリア１１６を含む。第１の可動キャリア１１４は、ヘッド支持体１０２および第２の可動キャリア１１６の間に位置する。第２の可動キャリア１１６は、第１の可動キャリア１１４とボンドツール１０４ｂとの間に配置される。第１の運動システム１０２'は、ボンドヘッド支持体１０２に対して、第１の可動キャリア１１４の第１の軸（図２Ａではｘ軸であるが、ｙ軸などの別の直線軸が企図される）に沿った直線運動を提供する。第２の運動システム１０４'は、第１の可動キャリア１１４に対して第２の可動キャリア１１６の第１の軸に沿った直線運動を提供する。図２Ａではまた、供給支持体１０６に対してダイ供給源１０８を移動するように構成された運動システム１０６ 'を示す。運動システム１０２'、１０４'、および１０６'のそれぞれは、それらの隣接する構成要素間に要素（簡略化のために特に示されていない）を含む。例えば、運動システム１０２ 'は、ボンドヘッド支持体１０２に対して第１の可動キャリア１１４間の運動を提供するための運動システム要素（例えば、モーター、スライド、ボールねじ、ベアリングなど）を含む。

【0022】

例示的な第１の運動システム１０２'は、ボンドヘッド１０４を移動させるためのダイ取り付けシステム１００のガントリーシステムに含まれる。ダイ１０８ａは、基板１１２上の接合位置１１２ａの上に配置されて、これに結合される。通常、ボンドヘッド１０４は、 次に、接合ダイ１０８ａを接合位置１１２ａに接合する際に両方向矢印の垂直（例えば、ｚ軸）方向に移動する。

【0023】

図２Ｂは、ボンドツール１０４ｂが左端のダイ１０８ａと係合し、左端のダイ１０８ａを左端の接合位置１１２ａに接合する際の、第１の運動システム１０２ 'を備えたボンドヘッド支持体１０２に沿ったボンドヘッド１０４の動きを示す。ボンドヘッド１０４が図２Ｂに示すように右に移動すると、ボンドツール１０４ｂは、第２の運動システム１０４'を使用して、第１の可動キャリア１１４に対して左に移動して、左端の接合位置１１２ａの上に留まり、左端のダイ１０８ａを左端の接合位置１１２ａに接合する。

【0024】

図２Ｃは、第１の運動システム１０２'を使用してボンドヘッド支持体１０２に沿ってボンドヘッド１０４がさらに右方向に移動するのを示し、その際に、ボンドツール１０４ｂは、第２の運動システム１０４'を使用して第１の可動キャリア１１４に対してさらに左方向に移動し、左端の接合位置１１２ａの上に留まり、ボンドツール１０４ｂは、第２の可動キャリア１１６内のその接合前位置まで上方に移動する。

【0025】

図２Ｄは、第１の運動システム１０２'を使用してボンドヘッドサポート１０２に沿ってボンドヘッド１０４の継続的な右方向への移動を示し、その際にボンドツール１０４ｂは、第２の運動システム１０４'を使用して第１の可動キャリア１１４に対して右方向に移動し、ボンドツール１０４ｂを次の接合に備えて次の接合位置１１２ａ上に配置する。第３の運動システム１０６'を使用するダイ供給源１０８（例えば、ＬＥＤウェーハなどのウェーハまたは他のＬＥＤダイ供給源）は、供給支持体１０６に対して左に移動する。
図２Ｅは、運動システム１０６ 'を使用して、基板１１２に対して右にダイ供給源１０８が移動し、残りの左端のダイ１０８ａが次の接合位置１１２ａの上にあり、ボンドツール１０４ｂの下にあることを示している。このプロセスは、図２Ａ～２Ｅと同様に続き、左端のダイ１０８ａを次の接合位置１１２ａに結合し、次にリセットして、次に残っている左端のダイ１０８ａ（または必要に応じて他のダイ１０８ａ）を次の接合位置１１２ａに接合する。

【0026】

図３Ａは、ボンドヘッド１０４（可動キャリアを含む）のための単一の運動システム１０２ 'が存在する本発明のさらなる実施形態を示す。図３Ａ（および図３Ｂ～３Ｃ）では、供給支持体１０６（ダイ供給源１０８ｍの支持用）は、支持体１１８、第１の運動システム１０６'、可動キャリア１２０（ＬＥＤウェーハまたは他のＬＥＤダイ供給源等のダイ供給源１０８を運ぶためのもの）、および第２の運動システム１０８'の少なくとも一部を含む。ボンドツール１０４ｂ（ボンドヘッド１０４の下に垂直の破線として示されている）は、左端の接合ダイ１０８ａおよび左端の接合位置１１２ａの上に配置されている。

【0027】

第１の運動システム１０６'は、支持体１１８に対する可動キャリア１２０の第１の軸（図３Ａではｘ軸であるが、ｙ軸などの別の直線軸が企図される）に沿った直線運動を提供する。第２の運動システム１０８'は、可動キャリア１２０に対して第１の軸に沿ったダイ供給源１１８の直線運動を提供する。運動システム１０２'、１０６'、および１０８'のそれぞれは、それらの隣接する構成要素間に要素（簡略化のために特に図示していない）を含む。例えば、運動システム１０６'は、可動キャリア１２０と支持体１１８との間の運動を提供するための運動システム要素（例えば、モーター、スライド、ボールねじ、ベアリングなど）を含む。

【0028】

図３Ｂは、可動キャリア１２０が右方向に移動し、ダイ供給源１０８が可動キャリア１２０に対して左方向に移動し、左端の接合ダイ１０８ａと左端の接合位置１１２ａの間に接合が形成される際に、ボンドツールに対して静止したままであるときの左端の接合ダイ１０８ａの左端の接合位置１１２ａへの接合を示す。

【0029】

図３Ｃは、最初の接合後と、ボンドツールを次の接合位置１１２ａ上に配置するためのボンドヘッド１０４の右への移動を示し、その際、第４の可動キャリア１２０が右側に移動する際にダイ供給源１０８も右方向に移動して、ボンドツールを次の接合位置１１２ａ上でダイ供給源１０８上の今は左端の接合ダイ１０８ａ上に位置合わせする。 このプロセスは、次の接合のために図１および図２と同様に続く。

【0030】

様々な図面に示されているように、両方向矢印は、関連する要素の運動（または運動システムを介した潜在的な運動）を指すことを意図している。

【0031】

本発明の例示的な実施形態は、精度を損なうことなく実質的により高い接合率をもたらす傾向がある。

【0032】

図面には明示的に示されていないが、本発明は、ボンドヘッドおよびダイ供給源のそれぞれが複数の運動システムを含む実施形態を企図している。例えば、本発明の範囲内のダイ取り付けシステムは、ダイ供給源を移動するための第１および第２の運動システム（図３Ａ～３Ｃなど）とともに、ボンドツールを移動するための第１および第２の運動システム（例えば、図２Ａ～２Ｅ）を含み得る。

【0033】

本発明は、主に「ピック」操作がないダイアタッチ操作に関して説明してきたが、それに限定されない。本発明は、ダイアタッチマシン（ダイボンダーと呼ばれることもある）または他のパッケージングマシン（例えば、フリップチップ機器／操作、高度パッケージング操作など）を含む半導体ボンディング業界において幅広い用途を有する。

【0034】

本発明は、その例示的な実施形態に関して説明および図示されてきたが、当業者には、前述および他の様々な変更、省略、および追加が、本発明の主旨および範囲から逸脱することなしに行われ得ることが理解されるものである。むしろ、本発明から逸脱することなく、特許請求の範囲の同等物の範囲および範囲内で詳細に様々な修正を行うことができる。

【図1A】

【図1B】

【図1C-1D】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3A】

【図3B】

【図3C】