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JP3513438B2 - Flip chip bonding equipment - Google Patents
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JP3513438B2 - Flip chip bonding equipment - Google Patents

Flip chip bonding equipment

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JP3513438B2
JP3513438B2 JP25514999A JP25514999A JP3513438B2 JP 3513438 B2 JP3513438 B2 JP 3513438B2 JP 25514999 A JP25514999 A JP 25514999A JP 25514999 A JP25514999 A JP 25514999A JP 3513438 B2 JP3513438 B2 JP 3513438B2
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die
nozzle
suction
balancer
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイ(半導体チッ
プ)を反転させて基板上に直接ボンディングするフリッ
プチップボンディング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flip chip bonding apparatus for reversing a die (semiconductor chip) and directly bonding it on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】フリップチップボンディング装置は、次
のような方法によりボンディングを行う。バンプ(電
極)が上面に向けられてウェーハシートに多数配置され
たダイを吸着ノズルによってピックアップして吸着保持
し、次にダイを吸着した状態で吸着ノズルがダイ反転装
置により上下方向に回転させられてダイを反転する。次
に吸着ノズルに吸着保持されたダイをボンディングノズ
ルが受け取り、続いてボンディングノズルがダイを基板
上に移送し、該基板上にダイをボンディングする。な
お、この種のフリップチップボンディング装置として、
例えば特許第2725701号公報が挙げられる。
2. Description of the Related Art A flip chip bonding apparatus carries out bonding by the following method. A large number of dies arranged on the wafer sheet with the bumps (electrodes) facing up are picked up and held by suction with a suction nozzle, and then the suction nozzle is rotated vertically by a die reversing device while the die is suctioned. Flip the die. Next, the bonding nozzle receives the die sucked and held by the suction nozzle, and then the bonding nozzle transfers the die onto the substrate and bonds the die onto the substrate. As a flip-chip bonding device of this type,
For example, Japanese Patent No. 2725701 can be cited.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ウェーハシートよりダ
イを吸着ノズルによってピックアップする時及び吸着ノ
ズルに吸着保持されたダイをボンディングノズルに受け
渡す時には、ダイに必要以上の荷重を与えないようにす
る必要がある。そこで、一般に、吸着ノズルは上下動可
能でスプリングによって付勢し、吸着ノズルがダイを受
け取る時及び受け渡す時のショックを吸収するようにし
ている。
When picking up a die from a wafer sheet by a suction nozzle and when transferring a die sucked and held by the suction nozzle to a bonding nozzle, it is necessary to prevent the die from being unnecessarily loaded. There is. Therefore, in general, the suction nozzle is movable up and down and is biased by a spring so as to absorb shocks when the suction nozzle receives and delivers the die.

【0004】しかし、ウェーハシートよりダイをピック
アップする時は、吸着ノズルは下向きであり、ダイには
スプリングの荷重に吸着ノズル等の自重が加わる。吸着
ノズルよりボンディングノズルにダイを受け渡す時は、
吸着ノズルは上向きであり、ダイにはスプリングの荷重
に吸着ノズル等の自重が差し引かれて加わる。このよう
に、ダイのピックアップ時と受け渡し時とではダイに加
わる荷重が異なり、ダイを損傷させる恐れがあった。
However, when picking up the die from the wafer sheet, the suction nozzle faces downward, and the weight of the suction nozzle and the like is added to the load of the spring on the die. When transferring the die from the suction nozzle to the bonding nozzle,
The suction nozzle faces upward, and the weight of the spring is subtracted from the load of the spring and added to the die. As described above, the load applied to the die is different between when the die is picked up and when the die is delivered, and the die may be damaged.

【0005】本発明の課題は、ダイをピックアップする
時も、ダイを受け渡す時もほぼ一定の荷重がダイに与え
られるフリップチップボンディング装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a flip chip bonding apparatus that applies a substantially constant load to the die both when picking up the die and when delivering the die.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第1の手段は、バンプが上面に向けられてウ
ェーハシート又はトレイ上に配置されたダイをピックア
ップして吸着保持し、180度回転してダイの上面と下
面とを反転させてダイの受け渡し位置に移動させるダイ
反転装置を備えたフリップチップボンディング装置にお
いて、前記ダイ反転装置は、ダイを吸着保持する吸着ノ
ズルと、この吸着ノズルを保持するノズルホルダと、前
記ノズルホルダを前記吸着ノズルの方向に付勢するピッ
クアップ荷重用付勢手段と、前記吸着ノズルが下向き及
び上向きの場合も、前記吸着ノズル及び該吸着ノズルと
共に上下動する吸着ノズルユニットに上向きの荷重を加
えるバランサとを備えたことを特徴とするフリップチッ
プボンディング装置。
A first means of the present invention for solving the above-mentioned problems is to pick up a die arranged on a wafer sheet or tray with bumps directed to the upper surface, and suck and hold the die. In a flip chip bonding apparatus equipped with a die reversing device that rotates 180 degrees to invert the upper surface and the lower surface of the die and move them to a delivery position of the die, the die reversing device includes a suction nozzle for sucking and holding the die, and A nozzle holder that holds a suction nozzle, a pickup load biasing means that biases the nozzle holder toward the suction nozzle, and the suction nozzle and the suction nozzle as well as the suction nozzle when the suction nozzle faces downward and upward. A flip chip bonding device characterized by comprising a balancer for applying an upward load to a moving suction nozzle unit. .

【0007】上記課題を解決するための本発明の第2の
手段は、バンプが上面に向けられてウェーハシート又は
トレイ上に配置されたダイをピックアップして吸着保持
し、180度回転してダイの上面と下面とを反転させて
ダイの受け渡し位置に移動させるダイ反転装置を備えた
フリップチップボンディング装置において、前記ダイ反
転装置は、ダイを吸着保持する吸着ノズルと、この吸着
ノズルを保持するノズルホルダと、前記吸着ノズルが上
下動可能に設けられ、該吸着ノズルが下向きの時に該吸
着ノズルが追従して下降するように支持する枠体と、こ
の枠体を上下駆動及び回転駆動する駆動手段と、前記ノ
ズルホルダを前記吸着ノズルの方向に付勢するピックア
ップ荷重用付勢手段と、前記吸着ノズルが下向き及び上
向きの場合も、前記吸着ノズル及び該吸着ノズルと共に
上下動する吸着ノズルユニットに上向きの荷重を加える
バランサとを備えたことを特徴とする。
A second means of the present invention for solving the above-mentioned problems is to pick up a die arranged on a wafer sheet or tray with bumps directed to the upper surface, suck and hold the die, and rotate it by 180 degrees. In a flip chip bonding apparatus equipped with a die reversing device for reversing the upper surface and the lower surface of a die to a die transfer position, the die reversing apparatus includes a suction nozzle for sucking and holding the die and a nozzle for holding the suction nozzle. A holder, a frame body in which the suction nozzle is provided so as to be movable up and down, and a frame body that supports the suction nozzle so that the suction nozzle follows and descends when the suction nozzle faces downward, and a driving unit that vertically drives and rotates the frame body. And a pickup load urging means for urging the nozzle holder in the direction of the suction nozzle, and in the case where the suction nozzle faces downward and upward, Characterized in that a balancer exerts an upward force on the suction nozzle unit moves up and down together with the suction nozzle and the adsorption nozzles.

【0008】上記課題を解決するための本発明の第3の
手段は、上記第2の手段において、前記ノズルホルダに
は、前記バランサの重量が作用する作用軸を設け、前記
吸着ノズルが下向き及び上向きの場合も、前記作用軸に
前記バランサの重量が上向きに作用するように、前記バ
ランサを前記枠体に回転自在に設けたことを特徴とす
る。
A third means of the present invention for solving the above-mentioned problems is the above-mentioned second means, wherein the nozzle holder is provided with an action shaft on which the weight of the balancer acts, and the suction nozzle is directed downward. The balancer is rotatably provided on the frame so that the weight of the balancer acts upward on the action shaft even in the upward direction.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1乃至
図6により説明する。図1及び図2に示すように、ウェ
ーハリング1に取付けられたウェーハシート2には、バ
ンプが上面に向けられてダイ3が多数取付けられてい
る。ウェーハリング1はXY方向に駆動されるXYテー
ブル4上に固定され、図示しない回転駆動手段によって
ウェーハリング1をθ方向に回転させるウェーハホルダ
5に位置決め保持されている。ウェーハシート2の下方
には、ダイ3を突き上げる突き上げピン6が配設されて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, on the wafer sheet 2 attached to the wafer ring 1, a large number of dies 3 are attached with the bumps directed toward the upper surface. The wafer ring 1 is fixed on an XY table 4 that is driven in the XY directions, and is positioned and held by a wafer holder 5 that rotates the wafer ring 1 in the θ direction by a rotation driving unit (not shown). A push-up pin 6 that pushes up the die 3 is disposed below the wafer sheet 2.

【0010】ダイ3がボンディングされる基板10は、
相対向して配設されたガイドレール11に沿って図示し
ないフィーダにより送られ、ボンディング位置で位置決
めされる。ウェーハホルダ5の上方には、後記するダイ
反転装置20が配設されている。ダイ反転装置20の上
方には、ダイ反転装置20の吸着ノズル21よりダイ3
を受け取って基板10にボンディングするボンディング
ノズル12が設けられており、ボンディングノズル12
には吸着穴12aが設けられている。この吸着穴12a
は図示しないボンディングノズル用電磁弁を介して真空
源に接続されている。ボンディングノズル12は、図示
しない上下駆動手段で上下駆動されると共に、図示しな
いXYテーブルによりXY方向に移動させられる。
The substrate 10 to which the die 3 is bonded is
It is fed by a feeder (not shown) along the guide rails 11 arranged opposite to each other and positioned at the bonding position. Above the wafer holder 5, a die reversing device 20 described later is arranged. Above the die reversing device 20, the die 3 from the suction nozzle 21 of the die reversing device 20.
A bonding nozzle 12 is provided for receiving and bonding to the substrate 10.
Is provided with a suction hole 12a. This suction hole 12a
Is connected to a vacuum source via a solenoid valve for a bonding nozzle (not shown). The bonding nozzle 12 is vertically moved by an up / down drive unit (not shown) and is moved in the XY directions by an XY table (not shown).

【0011】次にダイ反転装置20の構造を図3乃至図
6により説明する。吸着ノズル21は、ノズル軸22に
固定され、ノズル軸22はノズルホルダ23に固定され
ている。ここで、ノズル軸22には、吸着ノズル21に
連通する吸着穴(図示せず)が設けられ、この吸着穴
は、ノズルホルダ23を通して図示しないチューブの一
端が接続されている。チューブの他端は図示しない吸着
ノズル用電磁弁を介して真空源に接続されている。
Next, the structure of the die reversing device 20 will be described with reference to FIGS. The suction nozzle 21 is fixed to a nozzle shaft 22, and the nozzle shaft 22 is fixed to a nozzle holder 23. Here, the nozzle shaft 22 is provided with a suction hole (not shown) communicating with the suction nozzle 21, and one end of a tube (not shown) is connected to the suction hole through the nozzle holder 23. The other end of the tube is connected to a vacuum source via a suction valve electromagnetic valve (not shown).

【0012】ノズルホルダ23には、垂直に配設された
上下動用ベアリング24の一方24aが固定され、上下
動用ベアリング24の他方24bはベアリングホルダ2
5に固定されている。ベアリングホルダ25には、タッ
チ検出を兼ねた支持棒26が図示しない絶縁部材を介し
て固定されている。この支持棒26の上面には、図示し
ない絶縁部材を介してノズルホルダ23に固定されたタ
ッチ検出を兼ねた接触棒27が当接している。
One of the vertical movement bearings 24, which is vertically arranged, is fixed to the nozzle holder 23, and the other vertical movement bearing 24b is fixed to the bearing holder 2.
It is fixed at 5. A support rod 26 also serving as a touch detection is fixed to the bearing holder 25 via an insulating member (not shown). A contact rod 27, which is fixed to the nozzle holder 23 via an insulating member (not shown) and also serves as touch detection, is in contact with the upper surface of the support rod 26.

【0013】ベアリングホルダ25は、かぎ型の枠体3
0の一方部30aの内側側面に固定されている。ノズル
ホルダ23の上方部にはばね掛け31が固定され、この
ばね掛け31に対応して枠体30の他方部30bの下方
にはばね掛け32が固定されている。ばね掛け31、3
2にはピックアップ荷重用スプリング33が掛けられ、
ノズルホルダ23はピックアップ荷重用スプリング33
で下方に付勢され、接触棒27は支持棒26に圧接して
いる。
The bearing holder 25 is a hook-shaped frame body 3.
0 is fixed to the inner side surface of the one portion 30a. A spring hook 31 is fixed to the upper portion of the nozzle holder 23, and a spring hook 32 is fixed to the lower portion of the other portion 30b of the frame 30 corresponding to the spring hook 31. Spring hook 31, 3
2, a pickup load spring 33 is applied,
The nozzle holder 23 includes a pickup load spring 33.
The contact rod 27 is pressed against the support rod 26 by being urged downward.

【0014】枠体30の他方部30bには、ノズル軸2
2の軸心に直交するように回転軸40が固定されてい
る。回転軸40は、図示しない回転駆動手段で回転駆動
されると共に、図示しない上下駆動手段で上下駆動させ
られる。回転軸40にはバランサ41が回転自在に支承
され、バランサ41の他端部に形成された溝41aに
は、ノズルホルダ23に固定された作用軸42が挿入さ
れている。また枠体30の他方部30bの上面には、バ
ランサ41が必要以上に回転するのを防止するストッパ
43が固定されている。
On the other portion 30b of the frame body 30, the nozzle shaft 2
The rotating shaft 40 is fixed so as to be orthogonal to the axis of the second shaft. The rotary shaft 40 is driven to rotate by a rotary drive unit (not shown) and also vertically driven by a vertical drive unit (not shown). A balancer 41 is rotatably supported on the rotary shaft 40, and a working shaft 42 fixed to the nozzle holder 23 is inserted into a groove 41a formed at the other end of the balancer 41. Further, a stopper 43 that prevents the balancer 41 from rotating more than necessary is fixed to the upper surface of the other portion 30b of the frame body 30.

【0015】次に作用について説明する。図1に示す状
態において、吸着ノズル21に掛けられた静荷重は次の
ようになる。吸着ノズルユニット(吸着ノズル21、ノ
ズル軸22、ノズルホルダ23、接触棒27等)の重量
をW1、ピックアップ荷重用スプリング33の付勢力を
Fとすると、吸着ノズル21がダイ3に圧接する正荷重
(下向きの荷重)は、「F+W1」となる。
Next, the operation will be described. In the state shown in FIG. 1, the static load applied to the suction nozzle 21 is as follows. Assuming that the weight of the suction nozzle unit (suction nozzle 21, nozzle shaft 22, nozzle holder 23, contact rod 27, etc.) is W1 and the urging force of the pickup load spring 33 is F, the suction load of the suction nozzle 21 against the die 3 is positive. (Downward load) is “F + W1”.

【0016】バランサ41が作用軸42に作用する重量
をW2とすると、この重量W2が吸着ノズル21に作用
する静荷重は次のようになる。バランサ41は回転軸4
0を中心として回転自在に支承され、バランサ41は作
用軸42及びノズルホルダ23を上方に押し上げるよう
に、即ち吸着ノズル21がダイ3に圧接する時の負荷重
(上向きの荷重)W2として作用する。このバランサ4
1が作用軸42に作用する重量W2により、吸着ノズル
21に対する静荷重は、「F+W1−W2」、即ち「F
+(W1−W2)」となる。
Assuming that the weight of the balancer 41 acting on the action shaft 42 is W2, the static load acting on the suction nozzle 21 by this weight W2 is as follows. Balancer 41 is rotating shaft 4
The balancer 41 is rotatably supported about 0, and acts as a load weight (upward load) W2 when the suction nozzle 21 is pressed against the die 3 so as to push the working shaft 42 and the nozzle holder 23 upward. . This balancer 4
The static load on the suction nozzle 21 is “F + W1-W2”, that is, “F
+ (W1-W2) ".

【0017】このように、吸着ノズル21が下向きで、
ウェーハシート2よりダイ3を吸着ノズル21が受け取
る時は、吸着ノズルユニット(吸着ノズル21、ノズル
軸22、ノズルホルダ23、接触棒27等)の重量W1
はダイ3を押圧する正荷重として作用するが、バランサ
41が作用軸42に作用する重量W2が吸着ノズルユニ
ットの重量W1を減殺するように作用する。そこで、例
えばW2=W1になるようにW2を設定する。これによ
り、吸着ノズル21にはピックアップ荷重用スプリング
33の付勢力Fの静荷重が掛けられた状態になる。そこ
で、ピックアップ荷重用スプリング33の付勢力Fが例
えば約30gfになるように設定する。
As described above, the suction nozzle 21 faces downward,
When the suction nozzle 21 receives the die 3 from the wafer sheet 2, the weight W1 of the suction nozzle unit (suction nozzle 21, nozzle shaft 22, nozzle holder 23, contact rod 27, etc.)
Acts as a positive load for pressing the die 3, but the weight W2 acting on the action shaft 42 of the balancer 41 acts so as to reduce the weight W1 of the suction nozzle unit. Therefore, W2 is set so that W2 = W1, for example. As a result, the suction nozzle 21 is in a state in which the static load of the biasing force F of the pickup load spring 33 is applied. Therefore, the urging force F of the pickup load spring 33 is set to be, for example, about 30 gf.

【0018】まず、図1に示す状態で、XYテーブル4
及びウェーハホルダ5がXY方向に駆動されてピックア
ップされるダイ3が吸着ノズル21の真下に位置させら
れる。次に回転軸40が図示しない上下駆動手段で下降
させられる。回転軸40が下降すると、枠体30、ベア
リングホルダ25及び支持棒26が共に下降する。支持
棒26が下降すると、ピックアップ荷重用スプリング3
3の付勢力Fによって、接触棒27は支持棒26の下降
に追従して下降する。
First, in the state shown in FIG. 1, the XY table 4
The wafer holder 5 is driven in the XY directions to be picked up, and the die 3 is positioned directly below the suction nozzle 21. Next, the rotary shaft 40 is lowered by the vertical drive means (not shown). When the rotating shaft 40 descends, the frame body 30, the bearing holder 25, and the support rod 26 descend together. When the support rod 26 descends, the pickup load spring 3
Due to the urging force F of 3, the contact rod 27 descends following the lowering of the support rod 26.

【0019】そして、吸着ノズル21がダイ3に当接す
ると、吸着ノズルユニット(吸着ノズル21、ノズル軸
22、ノズルホルダ23、接触棒27等)の下降は停止
する。支持棒26は下降しているので、接触棒27の下
降が停止すると、支持棒26は接触棒27より離れる。
支持棒26と接触棒27を図示しないタッチ検出器に接
続しておくことにより、支持棒26が接触棒27より離
れた瞬間、即ち吸着ノズル21がダイ3に接触(タッ
チ)した状態が検出される。このタッチ検出の一定時間
後に回転軸40の下降は停止させられる。この時、吸着
ノズル21は、前記したピックアップ荷重用スプリング
33の付勢力Fの静荷重でダイ3に当接する。
When the suction nozzle 21 comes into contact with the die 3, the suction nozzle unit (suction nozzle 21, nozzle shaft 22, nozzle holder 23, contact rod 27, etc.) stops descending. Since the support rod 26 is descending, when the contact rod 27 stops descending, the support rod 26 separates from the contact rod 27.
By connecting the support rod 26 and the contact rod 27 to a touch detector (not shown), the moment when the support rod 26 is separated from the contact rod 27, that is, the state where the suction nozzle 21 contacts (touches) the die 3 is detected. It The descent of the rotary shaft 40 is stopped after a certain time from the touch detection. At this time, the suction nozzle 21 comes into contact with the die 3 by the static load of the urging force F of the pickup load spring 33 described above.

【0020】吸着ノズル21がダイ3に接近すると同時
に、図示しない吸着ノズル用電磁弁を開いて吸着ノズル
21に真空圧の供給を開始する。そして、前記したよう
に吸着ノズル21がダイ3にタッチしたタッチ検知後に
突き上げピン6が図示しない上下駆動手段で上昇してダ
イ3を突き上げる。これにより、吸着ノズル21はダイ
3を真空吸着保持してウェーハシート2よりピックアッ
プする。続いて回転軸40が図示しない上下駆動手段で
上昇して元の位置に戻る。
At the same time when the suction nozzle 21 approaches the die 3, a suction valve electromagnetic valve (not shown) is opened to start supplying vacuum pressure to the suction nozzle 21. Then, as described above, the push-up pin 6 is lifted by the vertical driving means (not shown) to push up the die 3 after the touch detection of the suction nozzle 21 touching the die 3. As a result, the suction nozzle 21 holds the die 3 by vacuum suction and picks it up from the wafer sheet 2. Subsequently, the rotating shaft 40 is lifted by the vertical drive means (not shown) to return to the original position.

【0021】次に回転軸40が図示しない回転駆動手段
で180度回転させられる。これにより、図2に示すよ
うに、吸着ノズル21に真空吸着保持されたダイ3は反
転し、待機しているボンディングノズル12に対向した
受け渡し位置に移動する。次にボンディングノズル12
が図示しない上下駆動手段で駆動されて下降してダイ3
に接近すると、図示しないボンディングノズル用電磁弁
を開き、ボンディングノズル12の吸着穴12aに真空
の供給を開始する。また図示しない吸着ノズル用電磁弁
を閉じて吸着ノズル21の図示しない吸着穴への真空の
供給を停止し、ボンディングノズル12がダイ3に圧接
し、ダイ3は吸着ノズル21よりボンディングノズル1
2に受け渡される。
Next, the rotary shaft 40 is rotated 180 degrees by a rotary drive means (not shown). As a result, as shown in FIG. 2, the die 3 vacuum-sucked and held by the suction nozzle 21 is reversed and moved to the delivery position facing the waiting bonding nozzle 12. Next, the bonding nozzle 12
Is driven by an up-and-down driving means (not shown) to descend and move to the die 3
When it comes close to, the solenoid valve for the bonding nozzle (not shown) is opened, and the supply of vacuum to the suction hole 12a of the bonding nozzle 12 is started. Further, the electromagnetic valve for the suction nozzle (not shown) is closed to stop the vacuum supply to the suction hole (not shown) of the suction nozzle 21, the bonding nozzle 12 is pressed against the die 3, and the die 3 is moved from the suction nozzle 21 to the bonding nozzle 1.
Handed over to 2.

【0022】前記したように、ボンディングノズル12
がダイ3に圧接する時の静荷重は次のようになる。ピッ
クアップ荷重用スプリング33の付勢力Fは吸着ノズル
21を上方に引き上げる力として働くので、ダイ3に対
して正荷重となる。吸着ノズルユニット(吸着ノズル2
1、ノズル軸22、ノズルホルダ23、接触棒27等)
の重量W1は下向きに働くので、ダイ3に対して負荷重
となる。バランサ41が作用軸42に作用する重量W2
は、作用軸42及びノズルホルダ23を上方に押し上げ
るように働くので、ダイ3に対して正荷重となる。即
ち、ダイ3への静荷重は「F−W1+W2」、即ち「F
−(W1−W2)」となる。
As described above, the bonding nozzle 12
The static load when pressing against the die 3 is as follows. Since the urging force F of the pickup load spring 33 acts as a force for pulling up the suction nozzle 21, the load is a positive load on the die 3. Suction nozzle unit (Suction nozzle 2
1, nozzle shaft 22, nozzle holder 23, contact rod 27, etc.)
Since the weight W1 of the above works downward, it becomes a load on the die 3. Weight W2 with which the balancer 41 acts on the action shaft 42
Acts so as to push the working shaft 42 and the nozzle holder 23 upward, so that a positive load is applied to the die 3. That is, the static load on the die 3 is "F-W1 + W2", that is, "F-W1 + W2".
-(W1-W2) ".

【0023】このように、吸着ノズル21が反転(18
0度回転)して上向きで、吸着ノズル21に吸着把持さ
れたダイ3をボンディングノズル12に受け渡す時は、
吸着ノズルユニット(吸着ノズル21、ノズル軸22、
ノズルホルダ23、接触棒27等)の重量W1は下方に
働いて負荷重となるが、バランサ41が作用軸42に作
用する重量W2が上方に正荷重として働き、吸着ノズル
21及び吸着ノズルユニットの負荷重W1を減殺するよ
うに作用する。前記したように、W2=W1になるよう
にW2は設定されているので、吸着ノズル21にはピッ
クアップ荷重用スプリング33の付勢力Fの静荷重、例
えば約30gfが掛けられた状態となっている。
In this way, the suction nozzle 21 is reversed (18
When the die 3 sucked and gripped by the suction nozzle 21 is handed over to the bonding nozzle 12 while being rotated upward by 0 degree),
Suction nozzle unit (suction nozzle 21, nozzle shaft 22,
The weight W1 of the nozzle holder 23, the contact rod 27, etc.) acts downward and becomes a load weight, but the weight W2 of the balancer 41 acting on the action shaft 42 acts upward as a positive load, so that the suction nozzle 21 and the suction nozzle unit It acts so as to reduce the load weight W1. As described above, since W2 is set so that W2 = W1, the static load of the biasing force F of the pickup load spring 33, for example, about 30 gf is applied to the suction nozzle 21. .

【0024】前記したように、ボンディングノズル12
にダイ3が受け渡されると、ボンディングノズル12は
上昇し、続いて図示しないXYテーブルにより駆動さ
れ、位置決めされている基板10の上方に移動する。次
にボンディングノズル12は下降して基板10にダイ3
をボンディングする。ボンディング後、図示しないボン
ディングノズル用電磁弁が閉じてボンディングノズル1
2の吸着穴12aへの真空の供給を停止し、ボンディン
グノズル12は前記と逆の移動により図1の状態とな
る。
As described above, the bonding nozzle 12
When the die 3 is handed over to the substrate, the bonding nozzle 12 rises and is subsequently driven by an XY table (not shown) to move above the positioned substrate 10. Next, the bonding nozzle 12 descends and the die 10 is attached to the substrate 10.
To bond. After bonding, the solenoid valve for the bonding nozzle (not shown) is closed and the bonding nozzle 1
The vacuum supply to the second suction hole 12a is stopped, and the bonding nozzle 12 moves in the opposite direction to the state shown in FIG.

【0025】このように、吸着ノズル21が下向きで、
ウェーハシート2よりダイ3を吸着ノズル21が受け取
る時は、吸着ノズルユニット(吸着ノズル21、ノズル
軸22、ノズルホルダ23、接触棒27等)の重量W1
はダイ3を押圧する正荷重として作用するが、バランサ
41が作用軸42に作用する重量W2が吸着ノズルユニ
ットの重量W1を減殺するように作用し、ダイ3には例
えば約30gfの静荷重が加わる。
In this way, the suction nozzle 21 faces downward,
When the suction nozzle 21 receives the die 3 from the wafer sheet 2, the weight W1 of the suction nozzle unit (suction nozzle 21, nozzle shaft 22, nozzle holder 23, contact rod 27, etc.)
Acts as a positive load for pressing the die 3, but the weight W2 acting on the action shaft 42 by the balancer 41 acts so as to reduce the weight W1 of the suction nozzle unit, and the die 3 receives a static load of, for example, about 30 gf. Join.

【0026】また吸着ノズル21が反転(180度回
転)して上向きで、吸着ノズル21に吸着把持されたダ
イ3をボンディングノズル12に受け渡す時は、吸着ノ
ズルユニット(吸着ノズル21、ノズル軸22、ノズル
ホルダ23、接触棒27等)の重量W1は下方に働いて
負荷重となるが、バランサ41が作用軸42に作用する
重量W2が上方に正荷重として働き、吸着ノズル21及
び吸着ノズルユニットの負荷重W1を減殺するように作
用し、ダイ3をボンディングノズル12に受け渡す時
は、ダイ3には例えば約30gfの静荷重が加わる。
When the suction nozzle 21 is turned upside down (rotated by 180 degrees) and the die 3 held by the suction nozzle 21 is handed over to the bonding nozzle 12, the suction nozzle unit (suction nozzle 21, nozzle shaft 22). , The weight W1 of the nozzle holder 23, the contact rod 27, etc.) acts downward and becomes a load weight, but the weight W2 acting on the action shaft 42 by the balancer 41 acts upward as a positive load, and the suction nozzle 21 and the suction nozzle unit. When the die 3 is transferred to the bonding nozzle 12, a static load of, for example, about 30 gf is applied to the die 3 when the die 3 is transferred to the bonding nozzle 12.

【0027】即ち、吸着ノズル21がダイ3を受け取る
時も、また180度反転して受け渡す時も、ダイ3には
常に一定の荷重が加わり、ダイ3を損傷させることはな
い。
That is, even when the suction nozzle 21 receives the die 3 and when the die 3 is turned over by 180 degrees, a constant load is always applied to the die 3 and the die 3 is not damaged.

【0028】なお、上記各実施の形態においては、バン
プが上面に向けられてウェーハシート2に配置されたダ
イ3を吸着ノズル21によりピックアップして吸着保持
する場合について説明したが、トレイ上に配置されたダ
イ3を吸着ノズル21によりピックアップして吸着保持
する場合にも適用できることは言うまでもない。
In each of the above-described embodiments, the case where the die 3 arranged on the wafer sheet 2 with the bumps facing the upper surface is picked up by the suction nozzle 21 and suction-held is described. However, the die 3 is arranged on the tray. It goes without saying that the present invention can also be applied to the case where the die 3 thus picked up is picked up by the suction nozzle 21 and held by suction.

【0029】また上記各実施の形態においては、支持棒
26及び接触棒27はタッチ検出を兼用させたが、タッ
チ検出は別の無接点方式の手段で検出するようにしても
よい。例えば、ノズルホルダ23又は枠体30の一方に
センサを他方に対向して取り付ける。即ち、吸着ノズル
21がダイ3に接触して吸着ノズル21の下降が停止
し、ノズルホルダ23に対して枠体30が下降すること
により、センサと該センサが対向する面が変化するの
で、この変化をセンサで検出するようにしてもよい。
In addition, in each of the above-described embodiments, the support rod 26 and the contact rod 27 are also used for touch detection, but touch detection may be performed by another non-contact type means. For example, the sensor is attached to one of the nozzle holder 23 or the frame 30 so as to face the other. That is, since the suction nozzle 21 comes into contact with the die 3 and the lowering of the suction nozzle 21 is stopped, and the frame 30 lowers with respect to the nozzle holder 23, the sensor and the surface facing the sensor are changed. The change may be detected by a sensor.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明のダイ反転装置は、ダイを吸着保
持する吸着ノズルと、この吸着ノズルを保持するノズル
ホルダと、前記ノズルホルダを前記吸着ノズルの方向に
付勢するピックアップ荷重用付勢手段と、前記吸着ノズ
ルが下向き及び上向きの場合も、前記吸着ノズル及び該
吸着ノズルと共に上下動する吸着ノズルユニットに上向
きの荷重を加えるバランサとを備えたので、ダイをピッ
クアップする時も、ダイを受け渡す時もほぼ一定の荷重
がダイに与えられる。
According to the die reversing device of the present invention, a suction nozzle for sucking and holding a die, a nozzle holder for holding the suction nozzle, and a pickup load biasing means for biasing the nozzle holder toward the suction nozzle. And a balancer that applies an upward load to the suction nozzle and the suction nozzle unit that moves up and down together with the suction nozzle even when the suction nozzle faces downward and upward. A nearly constant load is applied to the die when it is delivered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のフリップチップボンディング装置の一
実施の形態を示し、ダイを受け取る前の状態の正面図で
ある。
FIG. 1 is a front view of a flip-chip bonding apparatus according to an embodiment of the present invention before receiving a die.

【図2】ダイを受け取った吸着ノズルが180度回転し
た状態を示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing a state in which a suction nozzle that has received a die has rotated 180 degrees.

【図3】ダイ反転装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a die reversing device.

【図4】ダイ反転装置の正面図である。FIG. 4 is a front view of a die reversing device.

【図5】図4の平面図である。FIG. 5 is a plan view of FIG.

【図6】図5のA−A線断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ウェーハシート 3 ダイ 10 基板 12 ボンディングノズル 20 ダイ反転装置 21 吸着ノズル 23 ノズルホルダ 24 上下動用ベアリング 26 支持棒 27 接触棒 30 枠体 33 ピックアップ荷重用スプリング 40 回転軸 41 バランサ 42 作用軸 2 wafer sheet 3 dies 10 substrates 12 Bonding nozzle 20 Die reversing device 21 Suction nozzle 23 Nozzle holder 24 Vertical motion bearing 26 Support rod 27 contact rod 30 frame 33 Spring for pickup load 40 rotation axis 41 Balancer 42 Working axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 311 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/60 311

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バンプが上面に向けられてウェーハシー
ト又はトレイ上に配置されたダイをピックアップして吸
着保持し、180度回転してダイの上面と下面とを反転
させてダイの受け渡し位置に移動させるダイ反転装置を
備えたフリップチップボンディング装置において、前記
ダイ反転装置は、ダイを吸着保持する吸着ノズルと、こ
の吸着ノズルを保持するノズルホルダと、前記ノズルホ
ルダを前記吸着ノズルの方向に付勢するピックアップ荷
重用付勢手段と、前記吸着ノズルが下向き及び上向きの
場合も、前記吸着ノズル及び該吸着ノズルと共に上下動
する吸着ノズルユニットに上向きの荷重を加えるバラン
サとを備えたことを特徴とするフリップチップボンディ
ング装置。
1. A die arranged on a wafer sheet or tray with bumps directed to the upper surface is picked up and held by suction, and is rotated 180 degrees to turn the upper surface and the lower surface of the die to a transfer position of the die. In a flip chip bonding apparatus equipped with a die reversing device for moving, the die reversing device attaches a suction nozzle for sucking and holding a die, a nozzle holder for holding the suction nozzle, and the nozzle holder in the direction of the suction nozzle. And a balancer for applying an upward load to the suction nozzle and the suction nozzle unit that moves up and down together with the suction nozzle even when the suction nozzle is directed downward and upward. Flip chip bonding equipment.
【請求項2】 バンプが上面に向けられてウェーハシー
ト又はトレイ上に配置されたダイをピックアップして吸
着保持し、180度回転してダイの上面と下面とを反転
させてダイの受け渡し位置に移動させるダイ反転装置を
備えたフリップチップボンディング装置において、前記
ダイ反転装置は、ダイを吸着保持する吸着ノズルと、こ
の吸着ノズルを保持するノズルホルダと、前記吸着ノズ
ルが上下動可能に設けられ、該吸着ノズルが下向きの時
に該吸着ノズルが追従して下降するように支持する枠体
と、この枠体を上下駆動及び回転駆動する駆動手段と、
前記ノズルホルダを前記吸着ノズルの方向に付勢するピ
ックアップ荷重用付勢手段と、前記吸着ノズルが下向き
及び上向きの場合も、前記吸着ノズル及び該吸着ノズル
と共に上下動する吸着ノズルユニットに上向きの荷重を
加えるバランサとを備えたことを特徴とするフリップチ
ップボンディング装置。
2. A die arranged on a wafer sheet or tray with bumps directed to the upper surface is picked up and held by suction, and is rotated 180 degrees so that the upper surface and the lower surface of the die are inverted to the transfer position of the die. In a flip chip bonding apparatus having a moving die reversing device, the die reversing device, a suction nozzle for sucking and holding a die, a nozzle holder for holding the suction nozzle, and the suction nozzle is provided so as to be vertically movable, A frame body that supports the suction nozzle so that the suction nozzle follows and descends when the suction nozzle faces downward; and a drive unit that drives the frame body up and down and rotates.
A pickup load urging means for urging the nozzle holder toward the suction nozzle, and an upward load on the suction nozzle and a suction nozzle unit that moves up and down together with the suction nozzle even when the suction nozzle faces downward and upward. And a balancer for adding a flip chip bonding device.
【請求項3】 前記ノズルホルダには、前記バランサの
重量が作用する作用軸を設け、前記吸着ノズルが下向き
及び上向きの場合も、前記作用軸に前記バランサの重量
が上向きに作用するように、前記バランサを前記枠体に
回転自在に設けたことを特徴とする請求項2記載のフリ
ップチップボンディング装置。
3. The nozzle holder is provided with an action shaft on which the weight of the balancer acts, so that the weight of the balancer acts on the action shaft upward even when the suction nozzle faces downward and upward. The flip-chip bonding apparatus according to claim 2, wherein the balancer is rotatably provided on the frame body.
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