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JP4572763B2 - Bonding apparatus, semiconductor chip transport apparatus, bonding method, and semiconductor chip transport method - Google Patents
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Bonding apparatus, semiconductor chip transport apparatus, bonding method, and semiconductor chip transport method Download PDF

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Description

本発明は、ボンディング装置、半導体チップの運搬装置、ボンディング方法及び半導体チップの運搬方法に関し、特に、ボンディング時の印加荷重の調整が容易なボンディング装置及び方法と、高さの異なる作業領域間で半導体チップを運搬する装置及び方法に関する。   The present invention relates to a bonding apparatus, a semiconductor chip transport apparatus, a bonding method, and a semiconductor chip transport method, and in particular, a bonding apparatus and method that can easily adjust an applied load during bonding, and a semiconductor between work areas having different heights. The present invention relates to an apparatus and method for conveying chips.

例えば、半導体レーザや発光ダイオードなどの発光素子やその他の半導体素子などが形成された半導体チップをヒートシンクやフレームなどの基台にダイボンドするには、半導体チップをコレットで吸着し、基台に銀ペーストやハンダなどの接着層を設け、コレットで半導体チップを接着層上に押し当て、所定の荷重を印加することで行う。   For example, to die bond a semiconductor chip on which a light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode or other semiconductor elements is formed to a base such as a heat sink or a frame, the semiconductor chip is adsorbed with a collet and silver paste is applied to the base An adhesive layer such as solder or solder is provided, the semiconductor chip is pressed onto the adhesive layer with a collet, and a predetermined load is applied.

ここで、銀ペーストやハンダは上記の接着層として広く用いられており、コレットで荷重を印加することで接着層の膜厚を均一化することができる。
接着層の膜厚が変化すると発光レーザが発する光の光軸が不安定になり、接着層の膜厚が必要厚より薄いと接着強度が低下するなどの障害が生じる。
また、荷重が重過ぎると、半導体チップにダメージを与え、COD(Catastrophic Optical Damage)などの原因となってしまう。
Here, silver paste and solder are widely used as the adhesive layer, and the thickness of the adhesive layer can be made uniform by applying a load with a collet.
If the thickness of the adhesive layer changes, the optical axis of the light emitted from the light emitting laser becomes unstable.
In addition, if the load is too heavy, the semiconductor chip is damaged, which may cause COD (Catastrophic Optical Damage).

例えば、光学ピックアップ装置などの光学装置の製造においては、半導体レーザやフォトディテクタなどの半導体チップの相対的な位置が非常に重要であり、これらの相対位置を高精度に位置決めして基台にダイボンディングする高度な実装技術が要求されており、従って、ダイボンドする半導体チップに印加する荷重を一定に制御することが重要である。   For example, in the manufacture of optical devices such as optical pickup devices, the relative positions of semiconductor chips such as semiconductor lasers and photodetectors are very important, and these relative positions are positioned with high accuracy and die-bonded to the base. Therefore, it is important to control the load applied to the die-bonded semiconductor chip to be constant.

例えば、従来から知られているダイボンディング装置では、コレットの押し込み量によって印加する荷重を制御する。
また、特許文献1に記載のダイボンディング装置では、ダイボンディング装置に所定の伸縮係数のバネを組み込み、コレットの押し込み量とバネの伸縮係数から導き出した係数を用いて押し込み量を制御し、一定の加重を印加する方法が記載されている。
しかし、上記の押し込み量の制御方法ではヒートシンクなどの基台の寸法にバラツキがある場合、そのバラツキ量がコレットの押し込み量のバラツキにつながり、結果的に加重のバラツキが生じていた。
For example, in a conventionally known die bonding apparatus, the applied load is controlled by the amount of collet being pushed.
Further, in the die bonding apparatus described in Patent Document 1, a spring having a predetermined expansion coefficient is incorporated in the die bonding apparatus, and the pressing amount is controlled using a coefficient derived from the pressing amount of the collet and the expansion coefficient of the spring. A method of applying a weight is described.
However, in the above-described method for controlling the push-in amount, if there is a variation in the dimensions of the base such as the heat sink, the variation amount leads to a variation in the push-in amount of the collet, resulting in a variation in weight.

また、ダイボンディング装置の加重制御方法として、ロードセルなどの加重検出センサーを使用する方法も知られている。
しかし、ロードセルでの加重センサーは非常に高価であり、シーケンスを用いた制御が必要なことから、設備投資を低く抑えたい場合には不利である。
As a weight control method for the die bonding apparatus, a method using a load detection sensor such as a load cell is also known.
However, the load sensor in the load cell is very expensive and requires control using a sequence, which is disadvantageous when it is desired to keep the capital investment low.

一方、特許文献2には、撮像装置を用いて位置決めして半導体レーザチップなどの半導体チップを基台に実装するダイボンディング方法が記載されている。
特開2001−127081号公報 特開2004−363399号公報
On the other hand, Patent Document 2 describes a die bonding method in which a semiconductor chip such as a semiconductor laser chip is mounted on a base by positioning using an imaging device.
JP 2001-127081 A JP 2004-363399 A

解決しようとする問題点は、基台に半導体チップをダイボンドする際や、基台間を運搬する際に、半導体チップに印加する荷重を一定に制御することが困難である点である。   The problem to be solved is that it is difficult to control the load applied to the semiconductor chip constant when die-bonding the semiconductor chip to the base or transporting between the bases.

上記の問題点を解決するため、本発明のボンディング装置は、半導体チップを吸着して基台にダイボンドするボンディングヘッドを有するボンディング装置であって、前記ボンディングヘッドが、滑車と、前記滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、前記ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、前記第1の重量より軽い第2の重量を有し、前記ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、前記第1スライダーの下端に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットとを有し、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられてから前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さが下がることにより、前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する。   In order to solve the above problems, a bonding apparatus according to the present invention is a bonding apparatus having a bonding head that adsorbs a semiconductor chip and die-bonds to a base. The bonding head is mounted on a pulley and the pulley. A belt that is slidably held and has both ends hanging downward, a first slider that has a first weight and is suspended at one end of the belt and slidable in the vertical direction; A second slider having a second weight that is lighter than the first weight, suspended from the other end of the belt and slidable in the vertical direction; and provided at a lower end of the first slider; An adsorbing collet that adsorbs the first slider after the semiconductor chip adsorbed on the collet is pressed onto the base. By the relative height of the serial second slider is lowered, applied to the semiconductor chip a load of the second weight and the first weight difference from the collet.

上記の本発明のボンディング装置は、半導体チップを吸着して基台にダイボンドするボンディングヘッドを有するボンディング装置である。ここで、ボンディングヘッドは、滑車にベルトがスライド可能に掛けられて両端が下方に垂らされ、その一端に第1の重量を有して上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーが吊るされ、他端に第1の重量より軽い第2の重量を有して上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーが吊るされ、第1スライダーの下端に半導体チップを吸着する吸着コレットが設けられた構成であり、コレットに吸着した半導体チップが基台上に押し当てられてから第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さが下がることにより、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する。   The above-described bonding apparatus of the present invention is a bonding apparatus having a bonding head that adsorbs a semiconductor chip and die-bonds it to a base. Here, in the bonding head, a belt is slidably hung on a pulley and both ends are hung downward, and a first slider having a first weight and slidable in the vertical direction is suspended at one end. A second slider having a second weight lighter than the first weight and slidable in the vertical direction is suspended at the other end, and an adsorption collet for adsorbing the semiconductor chip is provided at the lower end of the first slider. The load of the difference between the second weight and the first weight is reduced when the relative height of the second slider with respect to the first slider decreases after the semiconductor chip adsorbed on the collet is pressed onto the base. Is applied from the collet to the semiconductor chip.

上記の問題点を解決するため、本発明の半導体チップの運搬装置は、複数の基台間で移動し、半導体チップを基台間で運搬する吸着ヘッドを有する半導体チップの運搬装置であって、前記吸着ヘッドが、滑車と、前記滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、前記ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、前記第1の重量より軽い第2の重量を有し、前記ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、前記第1スライダーの下端に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットとを有し、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられてから前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さが下がることにより、前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する。   In order to solve the above problems, the semiconductor chip transport device of the present invention is a semiconductor chip transport device having a suction head that moves between a plurality of bases and transports the semiconductor chips between the bases. The suction head has a pulley, a belt that is slidably held on the pulley, and has both ends hanging downward, and has a first weight, and is suspended from one end of the belt and vertically. A first slider slidably provided on the second slider, a second slider having a second weight lighter than the first weight, and suspended on the other end of the belt and slidable in the vertical direction; A suction collet that is provided at a lower end of the first slider and that sucks the semiconductor chip; and the semiconductor chip sucked by the collet is pressed onto the base and is then applied to the first slider. By the relative height of the second slider to drops, it applied to the semiconductor chip a load of the second weight and the first weight difference from the collet.

上記の半導体チップの運搬装置は、複数の基台間で移動し、半導体チップを基台間で運搬する吸着ヘッドを有する半導体チップの運搬装置である。ここで、吸着ヘッドは、滑車にベルトがスライド可能に掛けられて両端が下方に垂らされ、その一端に第1の重量を有して上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーが吊るされ、他端に第1の重量より軽い第2の重量を有して上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーが吊るされ、第1スライダーの下端に半導体チップを吸着する吸着コレットが設けられた構成であり、コレットに吸着した半導体チップが基台上に押し当てられてから第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さが下がることにより、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する。   The semiconductor chip transport apparatus is a semiconductor chip transport apparatus having a suction head that moves between a plurality of bases and transports the semiconductor chips between the bases. Here, the suction head has a belt slidably mounted on a pulley and both ends are hung downward, and a first slider having a first weight and slidable in the vertical direction is suspended at one end thereof. A second slider having a second weight lighter than the first weight and slidable in the vertical direction is suspended at the other end, and an adsorption collet for adsorbing the semiconductor chip is provided at the lower end of the first slider. The load of the difference between the second weight and the first weight is reduced when the relative height of the second slider with respect to the first slider decreases after the semiconductor chip adsorbed on the collet is pressed onto the base. Is applied from the collet to the semiconductor chip.

また、上記の問題点を解決するため、本発明のボンディング方法は、基台に半導体チップをダイボンドするボンディング方法であって、滑車と、前記滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、前記ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、前記第1の重量より軽い第2の重量を有し、前記ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、前記第1スライダーの下端に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットとを有するボンディングヘッドの前記吸着コレットにより、半導体チップを吸着する工程と、前記コレットに吸着した前記半導体チップを前記基台上に押し当て、前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さを下げることにより、前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する工程とを有する。   Further, in order to solve the above problems, the bonding method of the present invention is a bonding method in which a semiconductor chip is die-bonded to a base, and is held slidably on a pulley and on the pulley, both ends being downward. A belt suspended from the first belt, a first slider having a first weight, suspended from one end of the belt and slidable in the vertical direction, and a second weight lighter than the first weight. And a second slider that is suspended from the other end of the belt and is slidable in the vertical direction; and a suction collet that is provided at the lower end of the first slider and that adsorbs the semiconductor chip. A step of adsorbing the semiconductor chip by the adsorbing collet, and pressing the semiconductor chip adsorbed on the collet on the base, By lowering the relative height of the second slider relative to chromatography, and a step of applying to said semiconductor chip load of the second weight and the first weight difference from the collet.

上記の本発明のボンディング方法は、まず、ボンディングヘッドの吸着コレットにより半導体チップを吸着する。ここで、ボンディングヘッドは、滑車と、滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、第1の重量より軽い第2の重量を有し、ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、第1スライダーの下端に設けられ、半導体チップを吸着する吸着コレットとを有する構成のボンディングヘッドを用いる。
次に、コレットに吸着した半導体チップを基台上に押し当て、第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さを下げることにより、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する。
In the bonding method of the present invention, first, the semiconductor chip is sucked by the suction collet of the bonding head. Here, the bonding head has a pulley, a belt that is slidably held on the pulley, has both ends hanging downward, and has a first weight, and is suspended from one end of the belt and is vertically A first slider slidably provided on the belt, a second slider having a second weight lighter than the first weight, suspended on the other end of the belt and slidable in the vertical direction; A bonding head having a suction collet that is provided at the lower end of the slider and sucks the semiconductor chip is used.
Next, the semiconductor chip adsorbed on the collet is pressed onto the base, and the relative height of the second slider with respect to the first slider is lowered, so that the difference load between the second weight and the first weight is transferred from the collet to the semiconductor. Apply to the chip.

上記の問題点を解決するため、本発明の半導体チップの運搬方法は、半導体チップを複数の基台間で運搬する半導体チップの運搬方法であって、滑車と、前記滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、前記ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、前記第1の重量より軽い第2の重量を有し、前記ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、前記第1スライダーの下端に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットとを有する吸着ヘッドの前記吸着コレットにより、半導体チップを吸着する工程と、前記吸着ヘッドを前記複数の基台間で移動させる工程と、前記コレットに吸着した前記半導体チップを前記基台上に押し当て、前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さを下げることにより、前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する工程とを有する。   In order to solve the above problems, a semiconductor chip transport method according to the present invention is a semiconductor chip transport method for transporting a semiconductor chip between a plurality of bases, and is slidable on a pulley and the pulley. And a first slider that has a first weight and is suspended at one end of the belt so as to be slidable in the vertical direction, and the first slider. A second slider having a second weight that is lighter than the first slider and suspended from the other end of the belt so as to be slidable in the vertical direction; and provided at a lower end of the first slider to attract the semiconductor chip. A step of adsorbing a semiconductor chip by the adsorption collet of the adsorption head having an adsorption collet, a step of moving the adsorption head between the plurality of bases, and before adsorbing to the collet By pressing a semiconductor chip onto the base and lowering the relative height of the second slider with respect to the first slider, the load of the difference between the second weight and the first weight is transferred from the collet to the semiconductor. Applying to the chip.

上記の半導体チップの運搬方法は、まず、吸着ヘッドの吸着コレットにより半導体チップを吸着する。ここで、吸着ヘッドは、滑車と、滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、第1の重量より軽い第2の重量を有し、ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、第1スライダーの下端に設けられ、半導体チップを吸着する吸着コレットとを有する構成の吸着コレットを用いる。
次に、吸着ヘッドを複数の基台間で移動させる。
次に、コレットに吸着した半導体チップを基台上に押し当て、第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さを下げることにより、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する。
In the method of transporting the semiconductor chip, first, the semiconductor chip is sucked by the suction collet of the suction head. Here, the suction head has a pulley, a belt that is slidably held on the pulley, has both ends hanging downward, and has a first weight, and is suspended from one end of the belt and vertically A first slider slidably provided on the belt, a second slider having a second weight lighter than the first weight, suspended on the other end of the belt and slidable in the vertical direction; An adsorption collet having an adsorption collet provided at the lower end of the slider and adsorbing the semiconductor chip is used.
Next, the suction head is moved between the plurality of bases.
Next, the semiconductor chip adsorbed on the collet is pressed onto the base, and the relative height of the second slider with respect to the first slider is lowered, so that the difference load between the second weight and the first weight is transferred from the collet to the semiconductor. Apply to the chip.

本発明のボンディング装置は、基台に半導体チップをダイボンドする際に、半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。   The bonding apparatus of the present invention can control the load applied to the semiconductor chip to be constant when the semiconductor chip is die-bonded to the base.

本発明の半導体チップの運搬装置は、基台間を運搬する際に、半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。   The semiconductor chip transport device of the present invention can control the load applied to the semiconductor chip to be constant when transporting between the bases.

本発明のボンディング方法は、基台に半導体チップをダイボンドする際に、半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。   In the bonding method of the present invention, when the semiconductor chip is die-bonded to the base, the load applied to the semiconductor chip can be controlled to be constant.

本発明の半導体チップの運搬方法は、基台間を運搬する際に、半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。   The method for transporting a semiconductor chip according to the present invention can control the load applied to the semiconductor chip to be constant when transporting between the bases.

第1実施形態
本実施形態に係るボンディング装置は半導体チップを吸着して基台にダイボンドするボンディングヘッドを有する。
図1(a)〜(c)は本実施形態に係るボンディング装置の模式構成図であり、図1(a)は動作前の状態、図1(b)は動作を開始して半導体チップが基台に接した状態、図1(c)は半導体チップに所定の荷重を印加している状態をそれぞれ示す。
本実施形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドは、押し込み軸1、バランスステー2、ベルト(タイミングベルト)3、第1スライダー4、吸着コレット6、第2スライダー7、滑車(タイミングプーリ)8、コレットベース9を有する。
ベルト3は、例えばアミド樹脂などからなり、滑車8に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられている。
第1スライダー4は、第1の重量を有し、ベルト3の一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられている。
第2スライダー7は、第1の重量より軽い第2の重量を有し、ベルト3の他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられている。
吸着コレット6は、第1スライダー4の下端に設けられ、半導体チップ10を吸着可能な構造となっている。
バランスステー2は、滑車8の軸を保持して設けられている。
上記の第1スライダー4、第2スライダー7およびバランスステー2は、コレットベース9にボールスライドを介し取り付けられて、上下方向に可動する機構となっている。
また、第1スライダー4と第2スライダー7は滑車8とベルト3によりバランスを保っている。
First Embodiment A bonding apparatus according to this embodiment has a bonding head that adsorbs a semiconductor chip and die-bonds it to a base.
FIGS. 1A to 1C are schematic configuration diagrams of the bonding apparatus according to the present embodiment. FIG. 1A shows a state before the operation, and FIG. FIG. 1 (c) shows a state where a predetermined load is applied to the semiconductor chip.
The bonding head of the bonding apparatus according to this embodiment includes a push-in shaft 1, a balance stay 2, a belt (timing belt) 3, a first slider 4, an adsorption collet 6, a second slider 7, a pulley (timing pulley) 8, and a collet base. 9
The belt 3 is made of, for example, an amide resin, and is slidably held on a pulley 8 and is provided with both ends hanging downward.
The first slider 4 has a first weight, is suspended at one end of the belt 3 and is slidable in the vertical direction.
The second slider 7 has a second weight that is lighter than the first weight, and is suspended from the other end of the belt 3 so as to be slidable in the vertical direction.
The suction collet 6 is provided at the lower end of the first slider 4 and has a structure capable of sucking the semiconductor chip 10.
The balance stay 2 is provided to hold the shaft of the pulley 8.
The first slider 4, the second slider 7, and the balance stay 2 are attached to the collet base 9 via a ball slide, and have a mechanism that can move in the vertical direction.
The first slider 4 and the second slider 7 are balanced by the pulley 8 and the belt 3.

ここで、第2の重量が第1の重量より軽いので、何の支持構造もなければ第1スライダー4が下がり、第2スライダー7が上がるバランスとなっているが、第1スライダー4とバランスステー2のそれぞれに突起係止部(2a,4a)が設けられていることから、図1(a)に示すように、突起係止部(2a,4a)が互いに係止することで、吸着コレット6に吸着した半導体チップ10が基台5上に押し当てられていない状態で、バランスステー2に対する第1スライダー4の相対位置を第1スライダー4のスライド可動範囲の下端に保持する。   Here, since the second weight is lighter than the first weight, if there is no support structure, the first slider 4 is lowered and the second slider 7 is raised, but the first slider 4 and the balance stay are balanced. Since the protrusion locking portions (2a, 4a) are provided in each of the two, as shown in FIG. 1 (a), when the protrusion locking portions (2a, 4a) are locked to each other, the suction collet The relative position of the first slider 4 with respect to the balance stay 2 is held at the lower end of the sliding movable range of the first slider 4 in a state where the semiconductor chip 10 adsorbed to 6 is not pressed against the base 5.

本実施形態のボンディング装置において、外周が略楕円形状のカムが設けられた押し込み軸1が回転すると、バランスステー2が押し下げられる。
このとき、第1スライダー4と第2スライダー7はベルト3に吊るされており、ベルト3はバランスステー2に軸が保持された滑車8に掛けられているので、バランスステー2の上下動に連動して、吸着コレット6に吸着した半導体チップ10が基台5の方向へと押し下げられ、図1(b)に示すように、ついには半導体チップ10が基台5に押し当てられる。このとき、基台5と半導体チップ10の間には銀ペーストなどの接着剤が供給されているものとする。
In the bonding apparatus according to the present embodiment, when the push-in shaft 1 provided with a cam having an approximately elliptical outer periphery rotates, the balance stay 2 is pushed down.
At this time, the first slider 4 and the second slider 7 are hung on the belt 3, and the belt 3 is hung on a pulley 8 whose shaft is held by the balance stay 2, so that the balance stay 2 is interlocked with the vertical movement of the balance stay 2. Then, the semiconductor chip 10 adsorbed on the adsorption collet 6 is pushed down toward the base 5, and finally the semiconductor chip 10 is pressed against the base 5 as shown in FIG. At this time, it is assumed that an adhesive such as silver paste is supplied between the base 5 and the semiconductor chip 10.

さらに押し込み軸1が回転すると、図1(c)に示すように、バランスステー2がさらに押し下げられる。
このとき、既に半導体チップ10が基台5に押しあたっているので、第1スライダー4はそれ以上下がることができず、一方でバランスステー2はさらに下がることができるので、突起係止部(2a,4a)の係止状態が解かれ、第1スライダー4がバランスステー2から浮いた状態となり、第1スライダー4に対する第2スライダー7の相対高さが下がる。
このとき、吸着コレット6で吸着した半導体チップ10と基台5が接触してから、バランスステー2の押し込み量に比例する加重が半導体チップに印加され、完全に第1スライダー4がバランスステー2から浮いた状態となってからは、第2スライダー7の第2の重量と第1スライダー4の第1の重量の差分の荷重が吸着コレット6から半導体チップ10に印加される。
When the push-in shaft 1 further rotates, the balance stay 2 is further pushed down as shown in FIG.
At this time, since the semiconductor chip 10 is already pressed against the base 5, the first slider 4 cannot be lowered any more, while the balance stay 2 can be further lowered, so that the protrusion locking portion (2a 4a) is released, the first slider 4 is lifted from the balance stay 2, and the relative height of the second slider 7 with respect to the first slider 4 is lowered.
At this time, after the semiconductor chip 10 adsorbed by the adsorption collet 6 and the base 5 come into contact with each other, a weight proportional to the pushing amount of the balance stay 2 is applied to the semiconductor chip, and the first slider 4 is completely removed from the balance stay 2. After the floating state, the load corresponding to the difference between the second weight of the second slider 7 and the first weight of the first slider 4 is applied from the suction collet 6 to the semiconductor chip 10.

例えば、第1スライダー4を200g、第2スライダー7を100gとすると、半導体チップ10と基台5が接触してから、バランスステー2の押し込み量に比例して0〜100gfまで荷重が印加され、100gfに達したポイントからは第2スライダー7との重量バランスにより押し込み量を増加しても一定の荷重100gfが維持される。   For example, if the first slider 4 is 200 g and the second slider 7 is 100 g, a load is applied from 0 to 100 gf in proportion to the pushing amount of the balance stay 2 after the semiconductor chip 10 and the base 5 are in contact with each other. From the point of reaching 100 gf, a constant load of 100 gf is maintained even if the pushing amount is increased due to the weight balance with the second slider 7.

また、第1スライダー4と第2スライダー7の重量を調整することで、0gfからの加重を掛けられることが可能であり、例えば、各スライダーを複数の部材から構成して部材を増減して組み立てることや、各スライダーに複数のネジ穴を設け、ネジ穴に止めるネジの個数やネジの重量を調整することなどで、第1スライダー4と第2スライダー7の重量の差分として、半導体チップに印加される荷重を調整できる。   Further, it is possible to apply a weight from 0 gf by adjusting the weights of the first slider 4 and the second slider 7. For example, each slider is composed of a plurality of members and is assembled by increasing or decreasing the members. In addition, a plurality of screw holes are provided in each slider, and the number of screws to be fixed in the screw holes and the weight of the screws are adjusted, so that the difference between the weights of the first slider 4 and the second slider 7 is applied to the semiconductor chip. Can be adjusted.

例えば、銀ペーストを用いて半導体チップを基台上にマウントする場合、30〜50gf程度の荷重の印加が適当であり、第1スライダーと第2スライダーの重量の差を30〜50g程度に設定する。その他の条件として例えば60〜70gf程度の荷重の場合には、第1スライダーと第2スライダーの重量の差を60〜70g程度に設定する。   For example, when a semiconductor chip is mounted on a base using silver paste, it is appropriate to apply a load of about 30 to 50 gf, and the difference in weight between the first slider and the second slider is set to about 30 to 50 g. . As other conditions, for example, in the case of a load of about 60 to 70 gf, the difference in weight between the first slider and the second slider is set to about 60 to 70 g.

本実施形態のボンディング装置によれば、天秤の原理を用いており、押し込み量がある程度以上となっていれば、荷重を一定に制御することができる。基台に半導体チップをダイボンドする際に、基台の高さなどのバラツキに左右されずに半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。荷重を一定に制御することで、CODなどのダメージを与えずに、銀ペーストなどの接着剤で半導体チップを基台上にマウントするときの接着剤の膜厚を一定に制御することができ、位置決めを高精度に行うことができる。
また、ボンディング装置のメンテナンスにおいてボンディングヘッドの各部材の一部あるいは全部の交換などを行ってコレットの高さが変わってしまった場合にも、細かい調整をすることなく容易に半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。
According to the bonding apparatus of the present embodiment, the principle of a balance is used, and the load can be controlled to be constant as long as the pushing amount is a certain amount or more. When the semiconductor chip is die-bonded to the base, the load applied to the semiconductor chip can be controlled to be constant without being affected by variations in the height of the base. By controlling the load to be constant, the film thickness of the adhesive when mounting the semiconductor chip on the base with an adhesive such as silver paste can be controlled to be constant without causing damage such as COD. Positioning can be performed with high accuracy.
Also, if the collet height changes due to the replacement of some or all of the bonding head members during maintenance of the bonding equipment, the load that can be easily applied to the semiconductor chip without fine adjustment. Can be controlled to be constant.

本実施形態に係るボンディング方法は、基台に半導体チップをダイボンドするボンディング方法であって、上記の本実施形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの吸着コレットにより、半導体チップを吸着し、コレットに吸着した半導体チップを基台上に押し当て、第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さを下げることにより、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する。   The bonding method according to this embodiment is a bonding method in which a semiconductor chip is die-bonded to a base, and the semiconductor chip is adsorbed by the adsorbing collet of the bonding head of the bonding apparatus according to the above-described embodiment, and adsorbed to the collet. The semiconductor chip is pressed onto the base and the relative height of the second slider with respect to the first slider is lowered, so that a load corresponding to the difference between the second weight and the first weight is applied from the collet to the semiconductor chip.

本実施形態に係るボンディング方法は、好適には、ボンディングヘッドとして、滑車の軸を保持するバランスステーをさらに有するボンディングヘッドを用い、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する際に、バランスステーの上下動に連動して、コレットに吸着した半導体チップを基台上に押し当て、第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さを下げる。   In the bonding method according to the present embodiment, preferably, a bonding head further including a balance stay for holding the pulley shaft is used as the bonding head, and the load of the difference between the second weight and the first weight is applied from the collet to the semiconductor. When applying to the chip, in conjunction with the vertical movement of the balance stay, the semiconductor chip adsorbed on the collet is pressed onto the base to lower the relative height of the second slider with respect to the first slider.

さらに好適には、ボンディングヘッドが係止部を有し、コレットに吸着した半導体チップが基台上に押し当てられていない状態で、バランスステーに対する第1スライダーの相対位置を第1スライダーのスライド可動範囲の下端に保持する。   More preferably, the bonding head has a locking portion, and the relative position of the first slider relative to the balance stay is slidable in the state where the semiconductor chip adsorbed to the collet is not pressed on the base. Hold at the bottom of the range.

上記の本実施形態のボンディング方法によれば、基台に半導体チップをダイボンドする際に、半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。   According to the bonding method of the present embodiment, the load applied to the semiconductor chip can be controlled to be constant when the semiconductor chip is die-bonded to the base.

(実施例)
本実施例では、上記の実施形態に係るボンディング装置及び従来例に係るボンディング装置を用いて、半導体チップに印加される荷重が押し込み量に対してどのように変化するか試験を行った。
(Example)
In this example, using the bonding apparatus according to the above-described embodiment and the bonding apparatus according to the conventional example, a test was performed on how the load applied to the semiconductor chip changes with respect to the pushing amount.

図2は、本実施例において各種のボンディング装置を用いたときの半導体チップへの印加荷重値をバランスステーの押し込み量に対してプロットした図である。“a”は上記の実施形態において第1スライダーと第2スライダーの重量の差を100gに設定した場合、“b”は“a”と同様に重量の差を43gに設定した場合、“c”は従来例においてコレットの押し込み量によって印加する荷重を制御する場合、“d”は従来例においてボンディングヘッドにバネを組み込み、バネの伸縮係数を用いて押し込み量を制御して加重を印加する場合である。   FIG. 2 is a diagram in which the load value applied to the semiconductor chip when various bonding apparatuses are used in this embodiment is plotted against the amount of pressing of the balance stay. “A” is “c” when the weight difference between the first slider and the second slider is set to 100 g in the above embodiment, and “b” is “c” when the weight difference is set to 43 g as in “a”. In the conventional example, when the load applied is controlled by the amount of pressing of the collet, “d” is a case where a spring is incorporated in the bonding head in the conventional example, and the pressing amount is controlled using the spring expansion / contraction coefficient to apply the load. is there.

“c”の場合では、荷重がコレットの押し込み量に比例するのみであり、印加する荷重を一定範囲に制御するための押し込み量の許容範囲は非常に狭い。
“d”の場合では、荷重のコレットの押し込み量に対する傾きが、バネが作用し始める時点から緩やかになり、印加する荷重を一定範囲に制御するための押し込み量の許容範囲は“c”より広がるが、それでも押し込み量の変動によって印加される荷重が変動してしまい、例えば押し込み量がX〜Yで変動する場合、7gf程度の荷重の変動が存在する。
In the case of “c”, the load is only proportional to the pressing amount of the collet, and the allowable range of the pressing amount for controlling the applied load within a certain range is very narrow.
In the case of “d”, the inclination of the load collet against the pushing amount of the collet becomes gradual from the time when the spring begins to act, and the pushing amount allowable range for controlling the applied load within a certain range is wider than “c”. However, the applied load fluctuates due to the variation of the push amount. For example, when the push amount fluctuates from X to Y, the load fluctuates by about 7 gf.

一方、“a”の場合では、第1スライダーと第2スライダーの重量の差を100gに設定することによって、押し込み量がある程度以上の領域では荷重が約100gfの一定値となり、押し込み量がX〜Yで変動しても荷重の変動はほぼゼロである。
また、“b”の場合も同様に、第1スライダーと第2スライダーの重量の差を43gに設定することによって、押し込み量がある程度以上の領域では荷重が約43gfの一定値となり、押し込み量がX〜Yで変動しても荷重の変動はほぼゼロである。
On the other hand, in the case of “a”, by setting the difference in weight between the first slider and the second slider to 100 g, the load becomes a constant value of about 100 gf in the region where the pushing amount is a certain level or more, and the pushing amount is X˜ Even if it fluctuates with Y, the fluctuation of the load is almost zero.
Similarly, in the case of “b”, by setting the difference in weight between the first slider and the second slider to 43 g, the load becomes a constant value of about 43 gf in a region where the push-in amount is more than a certain amount, and the push-in amount is Even if it fluctuates by X to Y, the fluctuation of the load is almost zero.

第2実施形態
本実施形態は、複数の基台間で移動し、半導体チップを基台間で運搬する吸着ヘッドを有する半導体チップの運搬装置である。
図3(a)〜(c)は、本実施形態に係る半導体チップの運搬装置の模式図であり、図3(a)は半導体チップ供給部、図3(b)は半導体チップ位置調整部、図3(c)は半導体チップマウント部である。本実施形態に係る半導体チップの運搬装置の吸着ヘッド30は、半導体チップ供給部、半導体チップ位置調整部、及び半導体チップマウント部などの複数の基台間を移動する。
本実施形態に係る半導体チップの運搬装置の吸着ヘッドは、第1実施形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドそのものであり、上記の複数の基台間を移動可能に構成されている。
Second Embodiment The present embodiment is a semiconductor chip transport device having a suction head that moves between a plurality of bases and transports semiconductor chips between the bases.
3A to 3C are schematic views of a semiconductor chip transport device according to the present embodiment, in which FIG. 3A is a semiconductor chip supply unit, FIG. 3B is a semiconductor chip position adjustment unit, FIG. 3C shows a semiconductor chip mount portion. The suction head 30 of the semiconductor chip transport device according to the present embodiment moves between a plurality of bases such as a semiconductor chip supply unit, a semiconductor chip position adjustment unit, and a semiconductor chip mount unit.
The suction head of the semiconductor chip transport device according to the present embodiment is the bonding head itself of the bonding device according to the first embodiment, and is configured to be movable between the plurality of bases.

吸着ヘッドは、滑車にベルトがスライド可能に掛けられて両端が下方に垂らされ、その一端に第1の重量を有して上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーが吊るされ、他端に第1の重量より軽い第2の重量を有して上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーが吊るされ、第1スライダーの下端に半導体チップを吸着する吸着コレットが設けられた構成であり、コレットに吸着した半導体チップが基台上に押し当てられてから第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さが下がることにより、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する構成である。   The suction head is configured such that a belt is slidably hung on a pulley and both ends are hung downward, and a first slider having a first weight and slidable in a vertical direction is suspended at one end and the other end is suspended. A second slider having a second weight lighter than the first weight and slidable in the vertical direction is suspended, and an adsorption collet for adsorbing the semiconductor chip is provided at the lower end of the first slider. There is a difference between the second weight and the first weight from the collet by lowering the relative height of the second slider with respect to the first slider after the semiconductor chip adsorbed to the collet is pressed onto the base. It is the structure applied to a semiconductor chip.

好ましくは、吸着ヘッドが、滑車の軸を保持するバランスステーをさらに有し、バランスステーの上下動に連動して、コレットに吸着した半導体チップが基台上に押し当てられてから第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さが下がるように構成されている。   Preferably, the suction head further includes a balance stay for holding the shaft of the pulley, and in conjunction with the vertical movement of the balance stay, the semiconductor chip sucked by the collet is pressed onto the base and is then moved against the first slider. The relative height of the second slider is reduced.

さらに好ましくは、吸着ヘッドが、コレットに吸着した半導体チップが基台上に押し当てられていない状態で、バランスステーに対する第1スライダーの相対位置を第1スライダーのスライド可動範囲の下端に保持する係止部を有する。   More preferably, the suction head holds the relative position of the first slider with respect to the balance stay at the lower end of the slide movable range of the first slider in a state where the semiconductor chip sucked by the collet is not pressed on the base. Has a stop.

図3(a)に示すように、半導体チップ供給部において、基台に相当するチップリング20上に半導体チップ10が供給されている。チップリングは、例えば、半導体チップを複数個集積して形成された半導体ウェハにダイシング用の保護シートを貼り合わせてダイシングを行い、保護シートを引き伸ばすことで個片化された半導体チップ間の間隔を広げ、この状態でリングに保持したものである。   As shown in FIG. 3A, the semiconductor chip 10 is supplied on the chip ring 20 corresponding to the base in the semiconductor chip supply unit. For example, the chip ring performs dicing by attaching a dicing protective sheet to a semiconductor wafer formed by integrating a plurality of semiconductor chips, and extending the protective sheet to increase the interval between the separated semiconductor chips. Expanded and held in the ring in this state.

本実施形態に係る半導体チップの運搬装置の吸着ヘッド30の吸着コレットがチップリング20まで下がってきて、吸着コレットの先端が半導体チップ10に所定の荷重を印加した状態で吸引することで、半導体チップを吸着コレットで吸着する。吸着ヘッド30は、半導体チップを吸着した状態で、半導体チップ位置調整部へと移動する。   The suction collet of the suction head 30 of the semiconductor chip transport device according to the present embodiment is lowered to the chip ring 20, and the tip of the suction collet is sucked in a state where a predetermined load is applied to the semiconductor chip 10. Is adsorbed by the adsorption collet. The suction head 30 moves to the semiconductor chip position adjusting unit in a state where the semiconductor chip is sucked.

図3(b)に示すように、半導体チップ位置調整部は、基台に相当し、X方向及びY方向に移動自在で且つ水平方向に回転自在であるXYθステージ40と、XYθステージ40上に設けられ、中央にチップ吸着穴が設けられたチップセット部50と、チップセット部50上に載置された半導体チップの位置(姿勢)を撮影する第1CCDカメラ60を有する。   As shown in FIG. 3B, the semiconductor chip position adjusting unit corresponds to a base, and is movable on the X and Y directions and rotated in the horizontal direction, and on the XYθ stage 40. A chip set unit 50 provided with a chip suction hole at the center, and a first CCD camera 60 for photographing the position (posture) of the semiconductor chip placed on the chip set unit 50 are provided.

半導体チップ供給部から半導体チップを運搬した吸着ヘッドは、チップセット部50の吸着穴を半導体チップで塞ぐ位置に半導体チップを運搬して吸着を停止し、一方チップセット部50の吸着穴から吸引して、チップセット部50上に半導体チップを載置する。
第1CCDカメラ60はチップセット部50上の半導体チップの位置(姿勢)を撮像する。得られた画像データを画像処理して現状の半導体チップの位置(姿勢)が解析され、基準となる位置(姿勢)となるように、XYθステージ40がXY方向に移動し、θ方向に回転する。
基準姿勢となった半導体チップに対して、吸着ヘッド30の吸着コレットが再び下がってきて、吸着コレットの先端が半導体チップ10に所定の荷重を印加した状態で吸引し、チップセット部50の吸着穴からの吸引を停止することで、半導体チップを吸着コレットで吸着する。吸着ヘッド30は、半導体チップを吸着した状態で、半導体チップマウント部へと移動する。
The suction head that transports the semiconductor chip from the semiconductor chip supply unit stops the suction by transporting the semiconductor chip to a position where the suction hole of the chip set unit 50 is blocked by the semiconductor chip, and sucks from the suction hole of the chip set unit 50. Then, the semiconductor chip is placed on the chip set unit 50.
The first CCD camera 60 images the position (posture) of the semiconductor chip on the chip set unit 50. The obtained image data is subjected to image processing, the current position (posture) of the semiconductor chip is analyzed, and the XYθ stage 40 moves in the XY direction and rotates in the θ direction so that it becomes a reference position (posture). .
The suction collet of the suction head 30 is lowered again with respect to the semiconductor chip in the reference posture, and the tip of the suction collet is sucked in a state where a predetermined load is applied to the semiconductor chip 10, and the suction hole of the chip set unit 50 By stopping the suction from the semiconductor chip, the semiconductor chip is adsorbed by the adsorption collet. The suction head 30 moves to the semiconductor chip mount portion in a state where the semiconductor chip is sucked.

図3(c)に示すように、半導体チップマウント部は、X方向及びY方向に移動自在で且つ水平方向に回転自在であり、銅ブロックなどの基台80が配置されるXYθステージ70と、基台80の位置を撮影する第2CCDカメラ90が設けられている。基台80上には銀ペーストなどの接着剤が供給されているものとする。   As shown in FIG. 3C, the semiconductor chip mount unit is movable in the X and Y directions and is rotatable in the horizontal direction, and an XYθ stage 70 on which a base 80 such as a copper block is disposed; A second CCD camera 90 for photographing the position of the base 80 is provided. It is assumed that an adhesive such as silver paste is supplied on the base 80.

XYθステージ70上に銅ブロックなどの基台80が配置されると、第2CCDカメラ90は基台80の位置を撮像する。得られた画像データを画像処理して現状の基台80の位置が解析され、基準となる位置となるように、XYθステージ70がXY方向に移動し、θ方向に回転する。
半導体チップ位置調整部から半導体チップを運搬した吸着ヘッドは、基準位置に配置された基台80の所定の位置に半導体チップを押し当て、所定の重量を印加してダイボンドする。
When the base 80 such as a copper block is disposed on the XYθ stage 70, the second CCD camera 90 images the position of the base 80. The obtained image data is subjected to image processing, the current position of the base 80 is analyzed, and the XYθ stage 70 moves in the XY direction and rotates in the θ direction so that it becomes a reference position.
The suction head carrying the semiconductor chip from the semiconductor chip position adjusting unit presses the semiconductor chip against a predetermined position of the base 80 arranged at the reference position, and applies a predetermined weight to die bond.

上記のチップリング20、チップセット部50、基台80は、一般にそれぞれ高さが異なるため、従来の運搬装置では荷重を一定にして半導体チップを取り扱うことは非常に困難であるが、本実施形態に係る半導体チップの運搬装置によれば、上記のように高さが異なっても、基台間を運搬する際に半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。   Since the above-described chip ring 20, chip set unit 50, and base 80 are generally different in height, it is very difficult to handle a semiconductor chip with a constant load in a conventional transport device. According to the semiconductor chip transport device according to the present invention, even when the heights are different as described above, the load applied to the semiconductor chip when transporting between the bases can be controlled to be constant.

本実施形態に係る半導体チップの運搬方法は、まず、吸着ヘッドの吸着コレットにより半導体チップを吸着する。ここで、吸着ヘッドは、滑車と、滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、第1の重量より軽い第2の重量を有し、ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、第1スライダーの下端に設けられ、半導体チップを吸着する吸着コレットとを有する構成の吸着コレットを用いる。
次に、吸着ヘッドを複数の基台間で移動させる。
次に、コレットに吸着した半導体チップを基台上に押し当て、第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さを下げることにより、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する。
In the method of transporting a semiconductor chip according to this embodiment, first, the semiconductor chip is sucked by the suction collet of the suction head. Here, the suction head has a pulley, a belt that is slidably held on the pulley, has both ends hanging downward, and has a first weight, and is suspended from one end of the belt and vertically A first slider slidably provided on the belt, a second slider having a second weight lighter than the first weight, suspended on the other end of the belt and slidable in the vertical direction; An adsorption collet having an adsorption collet provided at the lower end of the slider and adsorbing the semiconductor chip is used.
Next, the suction head is moved between the plurality of bases.
Next, the semiconductor chip adsorbed on the collet is pressed onto the base, and the relative height of the second slider with respect to the first slider is lowered, so that the difference load between the second weight and the first weight is transferred from the collet to the semiconductor. Apply to the chip.

好ましくは、吸着ヘッドとして、滑車の軸を保持するバランスステーをさらに有する吸着ヘッドを用い、第2の重量と第1の重量の差分の荷重をコレットから半導体チップに印加する際に、バランスステーの上下動に連動して、コレットに吸着した半導体チップが基台上に押し当て、第1スライダーに対する第2スライダーの相対高さを下げる構成とする。   Preferably, a suction head further having a balance stay that holds the shaft of the pulley is used as the suction head, and when the load of the difference between the second weight and the first weight is applied from the collet to the semiconductor chip, In conjunction with the vertical movement, the semiconductor chip adsorbed on the collet is pressed onto the base to lower the relative height of the second slider with respect to the first slider.

さらに好ましくは、吸着ヘッドが係止部を有し、コレットに吸着した半導体チップが基台上に押し当てられていない状態で、バランスステーに対する第1スライダーの相対位置を第1スライダーのスライド可動範囲の下端に保持する構成とする。   More preferably, the relative position of the first slider with respect to the balance stay is set in the sliding movable range of the first slider in a state where the suction head has a locking portion and the semiconductor chip sucked by the collet is not pressed on the base. It is set as the structure hold | maintained at the lower end of.

本実施形態に係る半導体チップの運搬方法によれば、基台間を運搬する際に、半導体チップに印加する荷重を一定に制御することができる。   According to the method for transporting a semiconductor chip according to the present embodiment, the load applied to the semiconductor chip can be controlled to be constant when transporting between the bases.

本実施形態に係るボンディング方法及び装置と、半導体チップの運搬装置及び方法では、半導体デバイスやヒートシンクなどの基台に寸法バラツキが生じても、常に一定加重が加わるので、重加圧による半導体チップの破壊や軽加重による浮きや位置精度のバラツキシェア強度のバラツキが大幅に減少する。例えば、部品交換などで若干のバラツキが生じても、特に調整不要ですぐに使用可能である。
また、半導体チップのダイボンドに限らず、加重量を重要視する機構への展開が可能である。
また、ロードセル方式による一定加重機構の設備と比較し、大幅なコスト削減が可能である。
In the bonding method and apparatus according to the present embodiment and the semiconductor chip transporting apparatus and method, a constant load is always applied even if dimensional variations occur in the base of a semiconductor device, a heat sink, etc. Fluctuation in floating and position accuracy due to breakage and light load. For example, even if some variation occurs due to parts replacement, it can be used immediately without any adjustment.
Further, the present invention is not limited to die bonding of semiconductor chips, and can be developed to mechanisms that place importance on weight.
In addition, the cost can be drastically reduced as compared with the load cell type constant load mechanism.

本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、本発明によってダイボンディングまたは運搬される半導体チップの種類は特に限定されず、半導体レーザチップなどのほか全ての種類の半導体チップに適用できる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことが可能である。
The present invention is not limited to the above description.
For example, the type of the semiconductor chip that is die-bonded or transported by the present invention is not particularly limited, and can be applied to all types of semiconductor chips other than a semiconductor laser chip.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明のボンディング方法及び装置は、半導体レーザや発光ダイオードなどの発光素子やその他の半導体素子などが形成された半導体チップをヒートシンクやフレームなどの基台にダイボンドする方法及び装置に適用できる。   The bonding method and apparatus of the present invention can be applied to a method and apparatus for die-bonding a semiconductor chip on which a light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode or other semiconductor elements is formed to a base such as a heat sink or a frame.

本発明の半導体チップの運搬方法及び装置は、半導体レーザなどの半導体チップを基台間で運搬する方法及び装置に適用できる。   The method and apparatus for transporting a semiconductor chip according to the present invention can be applied to a method and apparatus for transporting a semiconductor chip such as a semiconductor laser between bases.

図1(a)〜(c)は本発明の第1実施形態に係るボンディング装置の模式構成図である。1A to 1C are schematic configuration diagrams of a bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施例において各種のボンディング装置を用いたときの半導体チップへの印加荷重値をバランスステーの押し込み量に対してプロットした図である。FIG. 2 is a diagram in which applied load values to the semiconductor chip when various bonding apparatuses are used in the embodiment of the present invention are plotted against the pushing amount of the balance stay. 図3(a)〜(c)は、本発明の第2実施形態に係る半導体チップの運搬装置の模式図である。FIGS. 3A to 3C are schematic views of a semiconductor chip transport device according to a second embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…押し込み軸、2…バランスステー、2a…突起係止部、3…ベルト(タイミングベルト)、4…第1スライダー、4a…突起係止部、5…基台、6…吸着コレット、7…第2スライダー、8…滑車(タイミングプーリ)、9…コレットベース、10…半導体チップ、20…チップリング、30…吸着ヘッド、40…XYθステージ、50…チップセット部、60…第1CCDカメラ、70…XYθステージ、80…基台、90…第2CCDカメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Push-in shaft, 2 ... Balance stay, 2a ... Projection latching part, 3 ... Belt (timing belt), 4 ... 1st slider, 4a ... Projection latching part, 5 ... Base, 6 ... Adsorption collet, 7 ... 2nd slider, 8 ... pulley (timing pulley), 9 ... collet base, 10 ... semiconductor chip, 20 ... chip ring, 30 ... suction head, 40 ... XYθ stage, 50 ... chipset unit, 60 ... first CCD camera, 70 ... XYθ stage, 80 ... Base, 90 ... Second CCD camera

Claims (12)

半導体チップを吸着して基台にダイボンドするボンディングヘッドを有するボンディング装置であって、
前記ボンディングヘッドが、
滑車と、
前記滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、
第1の重量を有し、前記ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、
前記第1の重量より軽い第2の重量を有し、前記ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、
前記第1スライダーの下端に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットと
を有し、
前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられてから前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さが下がることにより、前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する
ボンディング装置。
A bonding apparatus having a bonding head for adsorbing a semiconductor chip and die-bonding to a base,
The bonding head is
A pulley,
A belt that is hung on the pulley and is slidably held, with both ends hanging downward;
A first slider that has a first weight and is suspended at one end of the belt and slidable in the vertical direction;
A second slider having a second weight that is lighter than the first weight, the second slider being suspended from the other end of the belt and slidable in the vertical direction;
An adsorbing collet that is provided at a lower end of the first slider and adsorbs the semiconductor chip;
Since the relative height of the second slider with respect to the first slider decreases after the semiconductor chip adsorbed to the collet is pressed onto the base, the difference between the second weight and the first weight A bonding apparatus that applies a load of 1 to the semiconductor chip from the collet.
前記ボンディングヘッドが、前記滑車の軸を保持するバランスステーをさらに有し、
前記バランスステーの上下動に連動して、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられてから前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さが下がるように構成されている
請求項1に記載のボンディング装置。
The bonding head further comprises a balance stay for holding the pulley shaft;
In conjunction with the vertical movement of the balance stay, the relative height of the second slider with respect to the first slider is lowered after the semiconductor chip adsorbed to the collet is pressed onto the base. The bonding apparatus according to claim 1.
前記ボンディングヘッドが、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられていない状態で、前記バランスステーに対する前記第1スライダーの相対位置を前記第1スライダーのスライド可動範囲の下端に保持する係止部を有する
請求項2に記載のボンディング装置。
With the bonding head in a state where the semiconductor chip adsorbed to the collet is not pressed onto the base, the relative position of the first slider with respect to the balance stay is set to the lower end of the sliding movable range of the first slider. The bonding apparatus according to claim 2, further comprising an engaging portion to be held.
複数の基台間で移動し、半導体チップを基台間で運搬する吸着ヘッドを有する半導体チップの運搬装置であって、
前記吸着ヘッドが、
滑車と、
前記滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、
第1の重量を有し、前記ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、
前記第1の重量より軽い第2の重量を有し、前記ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、
前記第1スライダーの下端に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットと
を有し、
前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられてから前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さが下がることにより、前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する
半導体チップの運搬装置。
A semiconductor chip transport device having a suction head that moves between a plurality of bases and transports semiconductor chips between the bases,
The suction head is
A pulley,
A belt that is hung on the pulley and is slidably held, with both ends hanging downward;
A first slider that has a first weight and is suspended at one end of the belt and slidable in the vertical direction;
A second slider having a second weight that is lighter than the first weight, the second slider being suspended from the other end of the belt and slidable in the vertical direction;
An adsorbing collet that is provided at a lower end of the first slider and adsorbs the semiconductor chip;
Since the relative height of the second slider with respect to the first slider decreases after the semiconductor chip adsorbed to the collet is pressed onto the base, the difference between the second weight and the first weight A semiconductor chip transport device that applies a load of 1 to the semiconductor chip from the collet.
前記吸着ヘッドが、前記滑車の軸を保持するバランスステーをさらに有し、
前記バランスステーの上下動に連動して、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられてから前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さが下がるように構成されている
請求項4に記載の半導体チップの運搬装置。
The suction head further includes a balance stay for holding the shaft of the pulley;
In conjunction with the vertical movement of the balance stay, the relative height of the second slider with respect to the first slider is lowered after the semiconductor chip adsorbed to the collet is pressed onto the base. The semiconductor chip carrying device according to claim 4.
前記吸着ヘッドが、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられていない状態で、前記バランスステーに対する前記第1スライダーの相対位置を前記第1スライダーのスライド可動範囲の下端に保持する係止部を有する
請求項5に記載の半導体チップの運搬装置。
With the suction head being in a state where the semiconductor chip sucked by the collet is not pressed onto the base, the relative position of the first slider with respect to the balance stay is set to the lower end of the slide movable range of the first slider. The transport device for a semiconductor chip according to claim 5, further comprising a locking portion for holding.
基台に半導体チップをダイボンドするボンディング方法であって、
滑車と、前記滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、前記ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、前記第1の重量より軽い第2の重量を有し、前記ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、前記第1スライダーの下端に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットとを有するボンディングヘッドの前記吸着コレットにより、半導体チップを吸着する工程と、
前記コレットに吸着した前記半導体チップを前記基台上に押し当て、前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さを下げることにより、前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する工程と
を有するボンディング方法。
A bonding method in which a semiconductor chip is die-bonded to a base,
A pulley, a belt that is slidably held on the pulley, and has both ends hanging downward, and has a first weight, is suspended from one end of the belt and is slidable in the vertical direction A first slider that has a second weight that is lighter than the first weight, is suspended from the other end of the belt and is slidable in the vertical direction; and A step of adsorbing a semiconductor chip by the adsorbing collet of a bonding head provided at a lower end and having an adsorbing collet that adsorbs the semiconductor chip;
By pressing the semiconductor chip adsorbed on the collet onto the base and lowering the relative height of the second slider with respect to the first slider, the load of the difference between the second weight and the first weight Applying to the semiconductor chip from the collet.
前記ボンディングヘッドとして、前記滑車の軸を保持するバランスステーをさらに有するボンディングヘッドを用い、
前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する工程において、前記バランスステーの上下動に連動して、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当て、前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さを下げる
請求項7に記載のボンディング方法。
As the bonding head, using a bonding head further having a balance stay for holding the pulley shaft,
In the step of applying a load of the difference between the second weight and the first weight from the collet to the semiconductor chip, the semiconductor chip adsorbed on the collet is interlocked with the vertical movement of the balance stay. The bonding method according to claim 7, wherein the bonding method is performed by pressing on a table to lower a relative height of the second slider with respect to the first slider.
前記ボンディングヘッドとして、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられていない状態で、前記バランスステーに対する前記第1スライダーの相対位置を前記第1スライダーのスライド可動範囲の下端に保持する係止部を有するボンディングヘッドを用いる
請求項8に記載のボンディング方法。
As the bonding head, the relative position of the first slider with respect to the balance stay is set to the lower end of the sliding movable range of the first slider in a state where the semiconductor chip adsorbed to the collet is not pressed on the base. The bonding method according to claim 8, wherein a bonding head having a holding portion to be held is used.
半導体チップを複数の基台間で運搬する半導体チップの運搬方法であって、
滑車と、前記滑車に掛けられてスライド可能に保持され、両端が下方に垂らして設けられたベルトと、第1の重量を有し、前記ベルトの一端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第1スライダーと、前記第1の重量より軽い第2の重量を有し、前記ベルトの他端に吊るされて上下方向にスライド可能に設けられた第2スライダーと、前記第1スライダーの下端に設けられ、前記半導体チップを吸着する吸着コレットとを有する吸着ヘッドの前記吸着コレットにより、半導体チップを吸着する工程と、
前記吸着ヘッドを前記複数の基台間で移動させる工程と、
前記コレットに吸着した前記半導体チップを前記基台上に押し当て、前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さを下げることにより、前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する工程と
を有する半導体チップの運搬方法。
A semiconductor chip transport method for transporting a semiconductor chip between a plurality of bases,
A pulley, a belt that is slidably held on the pulley, and has both ends hanging downward, and has a first weight, is suspended from one end of the belt and is slidable in the vertical direction A first slider that has a second weight that is lighter than the first weight, is suspended from the other end of the belt and is slidable in the vertical direction; and A step of adsorbing a semiconductor chip by the adsorption collet of an adsorption head provided at a lower end and having an adsorption collet that adsorbs the semiconductor chip;
Moving the suction head between the plurality of bases;
By pressing the semiconductor chip adsorbed on the collet onto the base and lowering the relative height of the second slider with respect to the first slider, the load of the difference between the second weight and the first weight Applying the semiconductor chip to the semiconductor chip from the collet.
前記吸着ヘッドとして、前記滑車の軸を保持するバランスステーをさらに有する吸着ヘッドを用い、
前記第2の重量と前記第1の重量の差分の荷重を前記コレットから前記半導体チップに印加する工程において、前記バランスステーの上下動に連動して、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当て、前記第1スライダーに対する前記第2スライダーの相対高さを下げる
請求項10に記載の半導体チップの運搬方法。
As the suction head, using a suction head further having a balance stay for holding the shaft of the pulley,
In the step of applying a load of the difference between the second weight and the first weight from the collet to the semiconductor chip, the semiconductor chip adsorbed on the collet is interlocked with the vertical movement of the balance stay. The method for transporting a semiconductor chip according to claim 10, wherein the semiconductor chip is pressed against a table to lower a relative height of the second slider with respect to the first slider.
前記吸着ヘッドとして、前記コレットに吸着した前記半導体チップが前記基台上に押し当てられていない状態で、前記バランスステーに対する前記第1スライダーの相対位置を前記第1スライダーのスライド可動範囲の下端に保持する係止部を有する吸着ヘッドを用いる
請求項11に記載の半導体チップの運搬方法。
As the suction head, the relative position of the first slider with respect to the balance stay is set to the lower end of the slide movable range of the first slider in a state where the semiconductor chip sucked by the collet is not pressed on the base. The method for transporting a semiconductor chip according to claim 11, wherein a suction head having an engaging portion to be held is used.
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