JP7558871B2 - Chip transport device, and mounting device and mounting method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、チップ搬送装置およびこれを用いた実装装置ならびに実装方法に関する。 The present invention relates to a chip transport device and a mounting device and mounting method using the same.
半導体チップ等のチップ部品を基板に実装するのに際して、チップ部品を、ダイシングテープ上のウエハを個片化した状態で供給する例が良く知られている(例えば特許文献1)。このようなチップ供給形態でチップ部品をボンディングヘッドまで搬送する過程を示したのが図12から図14である、
すなわち、図12(a)から図12(c)に示すように、チップ部品CはダイシングテープDS側からニードル202で突き上げられ、ダイシングテープDSから剥離して、ピックアップコレット210に吸着保持される。
When mounting chip components such as semiconductor chips on a substrate, it is well known that the chip components are supplied in a state in which a wafer on a dicing tape is cut into individual pieces (see, for example, Patent Document 1). Figures 12 to 14 show the process of transporting the chip components to a bonding head in this chip supply form.
That is, as shown in FIGS. 12A to 12C, the chip component C is pushed up from the dicing tape DS side by the needle 202, peeled off from the dicing tape DS, and sucked and held by the pickup collet 210.
一般的に、チップ部品Cは、ダイシングテープDSと反対側の面に電極が形成されている。このため、基板にチップ部品Cをフェイスダウン実装するのであればピックアップコレット210を図13(a)のように上下反転させた状態でボンディングヘッドの直下に配置すればよい。しかし、ピックアップコレットをボンディングヘッド直下まで移動させようとすると機構的に複雑になるとともにスペース的な制約もあるため実施は困難である。 Generally, the chip component C has electrodes formed on the surface opposite the dicing tape DS. For this reason, if the chip component C is to be mounted face-down on the substrate, the pickup collet 210 can be placed directly below the bonding head in an inverted upside-down state as shown in FIG. 13(a). However, moving the pickup collet directly below the bonding head is difficult to implement due to the complex mechanism and space constraints.
そこで、図13(b)から図13(d)に示すように、ピックアップコレット210を回転させた後に、ピックアップコレット210がチップ部品Cを移載コレット220に受け渡し、さらに、図14(a)から図14(b)に示すように移載コレット220がチップ部品Cをチップスライダ31に受け渡し、チップスライダ31がボンディングヘッド直下までチップ部品を搬送している。なお、図14(b)に示すように、チップスライダ31上のチップ部品Cは電極を有する面を下側に向けているので、上側からボンディングヘッドに吸着保持されてフェイスダウン実装に供される。 As shown in Fig. 13(b) to Fig. 13(d), after rotating the pickup collet 210, the pickup collet 210 transfers the chip component C to the transfer collet 220, and as shown in Fig. 14(a) to Fig. 14(b), the transfer collet 220 transfers the chip component C to the chip slider 31, which transports the chip component to just below the bonding head. As shown in Fig. 14(b), the chip component C on the chip slider 31 has the surface with the electrodes facing downward, so it is attracted to and held by the bonding head from above and is subjected to face-down mounting.
半導体チップ等の高集積化要求に伴う微細加工が進歩しており、フェイスアップ実装における(電極を有する)接合面の汚染(異物付着や傷)が生じると実装後の製品品質に悪影響を及ぼすことは明らかである。 As microfabrication advances in response to the demand for high integration of semiconductor chips and the like, it is clear that contamination (adhesion of foreign matter or scratches) of the bonding surface (with electrodes) during face-up mounting will have a detrimental effect on product quality after mounting.
一方において、図12から図14を用いた説明から判るように、ダイシングテープDSに付着した状態のチップ部品Cを実装に供しようとした場合、接合面がピックアップコレット210やチップスライダ31と接触する。このため、これらの接触に伴う、接合面への異物付着や傷の発生が懸念される。 On the other hand, as can be seen from the explanation using Figures 12 to 14, when the chip component C attached to the dicing tape DS is to be used for mounting, the bonding surface comes into contact with the pickup collet 210 and the chip slider 31. For this reason, there is a concern that foreign matter may adhere to the bonding surface or scratches may occur due to this contact.
このため、ダイシングテープに貼り付いた状態のチップ部品を基板に実装するまでの過程において、接合面を他のものに触れさせない手法が望まれており、種々の検討が成されている。例えば、特許文献2ではベルヌーイチャックを用いてチップ部品を非接触で保持する例が示されている。しかし、数mm角から十数mm角程度の大きさのチップ部品をベルヌーイチャックで保持しようとするとチップ部品の周囲を横滑り抑制用のガイドで囲む必要があり、チップ部品とガイドの接触により接合面周囲が汚染され接合面にも異物が付着することがある。 For this reason, a method is desired that prevents the bonding surface from coming into contact with other objects during the process of mounting the chip components attached to the dicing tape on the substrate, and various studies have been conducted. For example, Patent Document 2 shows an example of using a Bernoulli chuck to hold the chip components without contact. However, when trying to hold chip components that are several millimeters square to a dozen or so millimeters square with a Bernoulli chuck, it is necessary to surround the chip components with a guide to prevent lateral slippage, and contact between the chip components and the guide can contaminate the area around the bonding surface and cause foreign matter to adhere to the bonding surface.
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、ダイシングテープからチップ部品を剥離して基板に実装するのに際して、接合面を汚染せずに搬送するチップ搬送装置およびこれを用いた実装装置ならびに実装方法を提供するものである。 The present invention was made in consideration of the above problems, and provides a chip transport device that transports chip components without contaminating the bonding surface when peeling them off from a dicing tape and mounting them on a substrate, as well as a mounting device and mounting method that use the same.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
基板に実装するチップ部品を搬送するチップ搬送装置であって、
前記チップ部品を、気流を発生して前記チップ部品を風圧により浮上させる浮上手段を備え、
前記浮上手段が、前記チップ部品直下から垂直上方に向けた気流を発生させる浮上気流発生部と、前記チップ部品の四辺外側から対辺方向上側に向けた気流を発生させる外周気流発生部を有するチップ搬送装置である。
In order to solve the above problem, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising the steps of:
A chip transport device that transports chip components to be mounted on a substrate,
a floating means for generating an air flow and floating the chip component by wind pressure ,
The floating means is a chip conveying device having a floating airflow generating section which generates an airflow directed vertically upward from directly below the chip component, and an outer peripheral airflow generating section which generates an airflow directed from the outside of the four sides of the chip component toward the upper side in the opposite direction .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のチップ搬送装置であって、
前記浮上気流発生部では気流噴出用の穴を垂直方向に設け、前記外周気流発生部では気流噴出用の穴を垂直方向より対辺方向に向けて設けているチップ搬送装置である。
The present invention relates to a chip transport device, comprising:
In the chip transport device, the floating airflow generating section has holes for ejecting airflow in the vertical direction, and the peripheral airflow generating section has holes for ejecting airflow facing the opposite side rather than the vertical direction .
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のチップ搬送装置であって、
前記浮上気流発生部の面形状はチップ部品Cの面形状と概ね等しいチップ搬送装置である。
The invention described in claim 3 is the chip transport device described in claim 1 or claim 2,
The surface shape of the floating airflow generating portion of the chip transport device is approximately the same as the surface shape of the chip component C.
請求項4に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のチップ搬送装置であって、
前記浮上気流発生部が発生する気流の流量および圧力を、チップ部品Cを0.05mmから0.2mmの高さに浮上させるように調整したチップ搬送装置である。
The invention according to claim 4 is the chip transport device according to claim 1 or 2 ,
In this chip transport device, the flow rate and pressure of the airflow generated by the floating airflow generating section are adjusted so as to float the chip components C to a height of 0.05 mm to 0.2 mm .
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4の何れかに記載のチップ搬送装置であって、前記チップ部品を、接合面を下に向けた状態で、浮上させるチップ搬送装置である。 The invention described in claim 5 is a chip transport device according to any one of claims 1 to 4, which floats the chip component with the bonding surface facing downward.
請求項6に記載の発明は、 ダイシングテープに密着しているチップ部品を剥離してから基板に実装する実装装置であって、
前記チップ部品をダイシングテープから剥離するチップ剥離装置と、請求項1から請求項5の何れかに記載のチップ搬送装置と、前記チップ搬送装置により搬送された前記チップ部品を吸着保持し、前記基板に圧着するボンディングヘッドと、を備えた実装装置である。
The present invention as set forth in claim 6 is a mounting apparatus for peeling off chip components adhered to a dicing tape and mounting the chip components on a substrate, comprising:
This mounting apparatus includes a chip peeling device that peels the chip component from the dicing tape, a chip transport device as described in any one of claims 1 to 5, and a bonding head that adsorbs and holds the chip component transported by the chip transport device and presses it onto the substrate.
請求項7に記載の発明は、
前記接合面の反対側がダイシングテープに密着しているチップ部品を剥離してから前記接合面を基板に対向させて実装する実装装置であって、
前記接合面を下に向けた状態で前記チップ部品をダイシングテープから剥離するチップ剥離装置と、請求項5に記載のチップ搬送装置と、前記チップ搬送装置により搬送された前記チップ部品を前記接合面の反対側で吸着保持し、前記基板に圧着するボンディングヘッドと、を備えた実装装置である。
The invention described in claim 7 is
A mounting apparatus for peeling off a chip component having an opposite side of the bonding surface from a dicing tape and then mounting the chip component by facing the bonding surface to a substrate,
This mounting device includes a chip peeling device that peels the chip component from the dicing tape with the bonding surface facing downward, a chip transport device as described in claim 5, and a bonding head that adsorbs and holds the chip component transported by the chip transport device on the side opposite the bonding surface and presses it onto the substrate.
請求項8に記載の発明は、
ダイシングテープに粘着層を介して密着しているチップ部品を剥離してから、前記チップ部品の前記ダイシングテープと密着している面と反対側を接合面として基板に実装する実装方法であって、
前記接合面を下に向けた状態で、前記チップ部品を密着させている粘着層を硬化して粘着力を消失し、前記チップ部品を落下させて剥離するチップ剥離工程と、
請求項5に記載のチップ搬送装置を用いて前記チップ部品を搬送するチップ搬送工程と、
前記チップ部品の前記接合面の反対側で保持して、前記基板に圧着する接合工程と、を備えた実装方法である。
The invention described in claim 8 is
A mounting method for mounting a chip component on a substrate, the method comprising the steps of: peeling off a chip component adhered to a dicing tape via an adhesive layer; and mounting the chip component on a substrate using a surface of the chip component opposite to the surface of the chip component adhered to the dicing tape as a bonding surface, the method comprising the steps of:
a chip peeling step of hardening an adhesive layer that adheres the chip component to the bonding surface while facing downward, thereby losing adhesive strength, and dropping the chip component to peel it off;
a chip transport step of transporting the chip components using the chip transport device according to claim 5 ;
and a bonding step of holding the chip component on the side opposite to the bonding surface and pressing it onto the substrate.
本発明により、ダイシングテープからチップ部品を剥離して基板に実装するのに際して、接合面を汚染せずに搬送できて、接合信頼性の高い実装を行うことができる。 The present invention allows chip components to be peeled off from the dicing tape and mounted on a substrate without contaminating the bonding surface, enabling highly reliable mounting.
本発明の実施形態について、図を用いて説明する。図1は本発明の実施形態における実装装置1の概略図である。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Figure 1 is a schematic diagram of a mounting device 1 according to an embodiment of the present invention.
実装装置1はダイシングテープに貼り付いた状態で個片化されたチップ部品を剥離して基板に実装する装置である。 The mounting device 1 is a device that peels off the individual chip components that are attached to the dicing tape and mounts them on a substrate.
実装装置1は、図1に示すように、浮上手段2、搬送機構3、チップ剥離機構4、基板ステージ5、加圧ツール6、ボンディングヘッド7を構成され、図示しない制御部によって各構成要素は制御される。ここで、浮上手段2と搬送機構3の組み合わせによってチップ搬送装置が構成される。 As shown in FIG. 1, the mounting device 1 is made up of a floating means 2, a transport mechanism 3, a chip peeling mechanism 4, a substrate stage 5, a pressure tool 6, and a bonding head 7, and each component is controlled by a control unit (not shown). Here, the combination of the floating means 2 and the transport mechanism 3 constitutes a chip transport device.
浮上手段2はチップ部品Cを表面上に浮上させる機能を有し、非接触でチップ部品Cを保持することが可能である。本実施形態において浮上手段2は気流によりチップ部品Cを浮上させて保持するものであり、図2に示すように、板状の浮上手段本体20の表面に浮上気流発生部21と外周気流発生部22を有している。浮上手段2の断面図は図3(a)のようになっており、図3(b)に示すように浮上気流発生部21は上向きの気流を発生させている。ここで、図2および図3(b)に示すように浮上気流発生部21の面形状はチップ部品Cの面形状と概ね等しい。また、外周気流発生部22は図3(b)に示すようにチップ部品C直下より外側から、浮上しているチップ部品C向けて気流を発生するものである。すなわち、外周気流発生部22は、浮上気流発生部21の外側から対辺方向上側に向けた気流を発生させている。このため、浮上手段2の上面に対して、浮上気流発生部21では気流噴出用の穴を垂直方向に設け、外周気流発生部22の気流噴出用では穴を垂直方向より対辺方向に向けて設けるのがよい。なお、図3(b)では、外周気流発生部22がチップ部品Cの外に配置されているが、図3(c)のように浮上気流発生部21をチップ部品Cより小さくして、外周気流発生部22がチップ部品Cの内側にあってもよい。また、図3(a)では浮上気流発生部21と外周気流発生部22を密接して配置しているが、図3(d)のように気流を発生しない領域を間に設けてもよい。 The floating means 2 has a function of floating the chip component C on the surface, and can hold the chip component C without contact. In this embodiment, the floating means 2 floats and holds the chip component C by airflow, and as shown in FIG. 2, has a floating airflow generating section 21 and a peripheral airflow generating section 22 on the surface of a plate-shaped floating means main body 20. The cross-sectional view of the floating means 2 is as shown in FIG. 3(a), and as shown in FIG. 3(b), the floating airflow generating section 21 generates an upward airflow. Here, as shown in FIG. 2 and FIG. 3(b), the surface shape of the floating airflow generating section 21 is approximately the same as the surface shape of the chip component C. In addition, the peripheral airflow generating section 22 generates an airflow from the outside directly below the chip component C toward the floating chip component C as shown in FIG. 3(b). In other words, the peripheral airflow generating section 22 generates an airflow from the outside of the floating airflow generating section 21 toward the upper side in the opposite direction. For this reason, it is preferable to provide holes for airflow ejection in the floating airflow generating section 21 in the vertical direction relative to the upper surface of the floating means 2, and provide holes for airflow ejection in the peripheral airflow generating section 22 in the opposite direction rather than in the vertical direction. In FIG. 3(b), the peripheral airflow generating section 22 is disposed outside the chip component C, but as in FIG. 3(c), the floating airflow generating section 21 may be made smaller than the chip component C and the peripheral airflow generating section 22 may be disposed inside the chip component C. Also, in FIG. 3(a), the floating airflow generating section 21 and the peripheral airflow generating section 22 are disposed in close contact with each other, but as in FIG. 3(d), an area that does not generate airflow may be provided between them.
浮上気流発生部21が発生する気流の流量および圧力は、浮上させるチップ部品Cの質量等によって異なるが、チップ部品Cを0.05mmから0.2mmの高さに浮上させるように調整される。また、外周気流発生部22が発生する気流はチップ部品Cが浮上気流発生部21上で横方向(XY面内)に移動するのを抑制するものであり、圧力はチップ部品Cの質量等によって異なるが、流量については浮上気流発生部21が発生する流量の20%から200%の範囲が望ましいということが実験的に判った。 The flow rate and pressure of the airflow generated by the floating airflow generating unit 21 vary depending on factors such as the mass of the chip component C to be floated, but are adjusted to float the chip component C to a height of 0.05 mm to 0.2 mm. The airflow generated by the peripheral airflow generating unit 22 inhibits the chip component C from moving laterally (within the XY plane) on the floating airflow generating unit 21, and while the pressure varies depending on factors such as the mass of the chip component C, it has been found experimentally that the flow rate is preferably in the range of 20% to 200% of the flow rate generated by the floating airflow generating unit 21.
なお、浮上手段2として、以上説明した例の他に種々の変形例の採用が可能である。例えば、図4、図5では、浮上するチップ部品Cが横方向にズレることを防いで位置安定化を図る例を示している。 In addition to the above-described examples, various other variations of the floating means 2 can be used. For example, Figs. 4 and 5 show an example in which the floating chip component C is prevented from shifting laterally and its position is stabilized.
図4(a)は浮上手段2の進行方向(X方向)へのチップ部品Cの動きを規制するガイド20Gを設けた例であり、図4(b)はガイド20Gに外周気流発生部を設けた例である。図4(a)のガイド20Gを設けた例ではチップ部品Cの側部がガイド20Gと接触する可能性があるが、図4(b)の例では外周気流発生部22から気流を発生することでチップ部品Cの側部がガイド20Gと接触する可能性も低減できる。図4(c)の例では、ガイド20Gを設けるのではなく、浮上手段本体20の上面にテーパ状の窪みを形成して、窪んだ面から気流を発生する例であり、各面から垂直方向の気流を発生する構成となっている。更に、図4(d)の例は、浮上気流発生部21の中央付近において(外部に気流を発生するのではなく)減圧部25を配して吸引気流を発生する構成となっている。図4(d)の例では、チップ部品Cを浮上させる成分に、浮上気流発生部21の中央部に向かわせる成分が加わった浮上気流となるので、チップ部品Cの横方向の位置が安定する。 Figure 4(a) is an example in which a guide 20G is provided to restrict the movement of the chip component C in the travel direction (X direction) of the levitation means 2, and Figure 4(b) is an example in which an outer peripheral airflow generating section is provided on the guide 20G. In the example in Figure 4(a) in which the guide 20G is provided, the side of the chip component C may come into contact with the guide 20G, but in the example in Figure 4(b), the possibility of the side of the chip component C coming into contact with the guide 20G can be reduced by generating an airflow from the outer peripheral airflow generating section 22. In the example in Figure 4(c), instead of providing a guide 20G, a tapered recess is formed on the upper surface of the levitation means main body 20, and an airflow is generated from the recessed surface, and a vertical airflow is generated from each surface. Furthermore, the example in Figure 4(d) is configured to generate a suction airflow by arranging a pressure reducing section 25 near the center of the levitation airflow generating section 21 (rather than generating an airflow to the outside). In the example of FIG. 4(d), the floating airflow is a combination of a component that floats the chip component C and a component that is directed toward the center of the floating airflow generating section 21, so the lateral position of the chip component C is stabilized.
図5(a)は浮上手段2の進行方向に対する幅方向(Y方向)へのチップ部品Cの動きを規制する形状を示している。図5(a)の例において、テーパ形状の窪みの底部の幅をチップ部品Cの幅より狭くしており、チップ部品Cの側部は浮上手段2に接触することはあっても、電極面が浮上手段2と接触することを回避できる。更に図5(b)のように、斜面部分から気流を発生する構成とすることで、チップ部品Cの側部が浮上手段2と接触する可能性を下げることが出来る。 Figure 5(a) shows a shape that restricts the movement of chip component C in the width direction (Y direction) relative to the traveling direction of levitation means 2. In the example of Figure 5(a), the width of the bottom of the tapered recess is narrower than the width of chip component C, and although the side of chip component C may come into contact with levitation means 2, it is possible to prevent the electrode surface from coming into contact with levitation means 2. Furthermore, as shown in Figure 5(b), by configuring the device to generate airflow from the sloped portion, it is possible to reduce the possibility of the side of chip component C coming into contact with levitation means 2.
搬送機構3はレール30とレールに沿って移動するスライダ31を構成要素としている。本実施形態において、スライダ31上に浮上手段2を配置しており、浮上手段2がチップ剥離機構4の下からボンディングヘッド7の間を往復移動可能な構成となっている。なお、図1において浮上手段2をスライダ31に配置した形態となっているが、スライダ31が浮上手段2の機能を備えた形態としてもよい。 The transport mechanism 3 is composed of a rail 30 and a slider 31 that moves along the rail. In this embodiment, the levitation means 2 is disposed on the slider 31, and the levitation means 2 is configured to be able to move back and forth between below the chip peeling mechanism 4 and the bonding head 7. Note that while the levitation means 2 is disposed on the slider 31 in FIG. 1, the slider 31 may also have the function of the levitation means 2.
チップ剥離機構4はウエハ保持手段40とエネルギー供給手段41を基本構成としている。ウエハ保持手段40はウエハWを貼り付けたダイシングテープDSの外周を保持するものであり、図1に示す状態においてダイシングテープDS上にウエハWを個片化した多数のチップ部品Cが貼り付いた状態となっている。また、図1において、チップ部品CはダイシングテープDSのZ方向下側に配置された状態、すなわちダイシングテープDSのエネルギー供給手段41側の面と反対側の面に付着している。また、エネルギー供給手段41は、(ダイシングテープDSにチップ部品Cを貼り付けている)粘着層の粘着力を消失させるものである。このため、熱硬化によって粘着力を失う粘着層であれば、エネルギー供給手段41はスポット熱源あるいは赤外線レーザが好適であり高温のツールを密着させてもよい。一方、光硬化で粘着力を失うものであれば紫外線レーザが好適である。 The chip peeling mechanism 4 is basically composed of a wafer holding means 40 and an energy supplying means 41. The wafer holding means 40 holds the outer periphery of the dicing tape DS to which the wafer W is attached, and in the state shown in FIG. 1, a large number of chip components C obtained by dividing the wafer W are attached to the dicing tape DS. In addition, in FIG. 1, the chip components C are arranged on the lower side of the dicing tape DS in the Z direction, that is, attached to the surface of the dicing tape DS opposite to the surface on the energy supplying means 41 side. In addition, the energy supplying means 41 is for eliminating the adhesive force of the adhesive layer (which attaches the chip components C to the dicing tape DS). For this reason, if the adhesive layer loses its adhesive force by thermal curing, the energy supplying means 41 is preferably a spot heat source or an infrared laser, and a high-temperature tool may be attached to it. On the other hand, if the adhesive force is lost by photocuring, an ultraviolet laser is preferable.
基板ステージ5は、半導体チップCを実装する基板Sを保持するとともに面内方向に位置調整するものであり、吸着テーブル50、Y方向駆動部51、X方向駆動部52を構成要素としている。吸着テーブル50は基板Sを吸着保持する機能を有しておりウ、Y方向駆動部51は吸着テーブル50をY方向にスライドさせ位置調整することが可能であり、X方向駆動部52はY方向駆動部51をX方向にスライドさせて位置調整することが可能である。 The substrate stage 5 holds the substrate S on which the semiconductor chip C is mounted and adjusts its position in the in-plane direction, and its components are an adsorption table 50, a Y-direction drive unit 51, and an X-direction drive unit 52. The adsorption table 50 has the function of adsorbing and holding the substrate S, the Y-direction drive unit 51 is capable of adjusting the position by sliding the adsorption table 50 in the Y direction, and the X-direction drive unit 52 is capable of adjusting the position by sliding the Y-direction drive unit 51 in the X direction.
加圧ツール6はボンディングヘッド7に連結し、ボンディングヘッド7を上下するとともに、加圧力を発生する機能を有している。 The pressure tool 6 is connected to the bonding head 7 and has the function of raising and lowering the bonding head 7 and generating pressure.
ボンディングヘッド7はチップ部品Cを保持して、基板ステージ5が保持する基板Sに押圧するものであり、図8、図9に示すようにヘッド下部71にチップ部品Cを保持するアタッチメントツール72が設けられており、アタッチメントツール72に設けた(図示しない)吸着孔を減圧することにより、チップ部品Cを吸着保持することができる。 The bonding head 7 holds the chip component C and presses it against the substrate S held by the substrate stage 5. As shown in Figures 8 and 9, an attachment tool 72 that holds the chip component C is provided on the lower part 71 of the head. The chip component C can be adsorbed and held by reducing the pressure through a suction hole (not shown) provided in the attachment tool 72.
なお、ボンディングヘッド7は、Z方向に対する回転方向に角度調整する機能を備えていてもよい。 The bonding head 7 may also have a function for adjusting the angle in the rotational direction relative to the Z direction.
以下、実装装置1が、ダイシングテープDSからチップ部品Cを剥離して基板に実装するまでの工程について、図6から図9を用いて説明する。 図6は、実装装置1の各構成要素の動作概要を示したフロー図である。 The process by which the mounting device 1 peels off the chip components C from the dicing tape DS and mounts them on the substrate will be described below with reference to Figures 6 to 9. Figure 6 is a flow diagram showing an overview of the operation of each component of the mounting device 1.
図6の剥離工程Pdでは、まずステップS01として、図7(a)に示すようにチップ剥離機構4と浮上手段2の位置合わせを行なう。すなわち、ダイシングテープDSに付着した状態で、剥離対象のチップ部品Cの直下に浮上手段2の浮上気流発生部21を配置する。この位置合わせに際しては、図示していない上下2視野カメラを用いてもよい。 In the peeling process Pd in FIG. 6, first, in step S01, the chip peeling mechanism 4 and the floating means 2 are aligned as shown in FIG. 7(a). That is, the floating airflow generating part 21 of the floating means 2 is placed directly under the chip component C to be peeled while it is attached to the dicing tape DS. For this alignment, a top and bottom two-view camera (not shown) may be used.
ステップS01で位置合わせを行なった後にステップS11においてチップ剥離を行う。ステップS11では、図7(b)に示すようにダイシングテープDS越しにチップ部品Cに、(ダイシングテープDSとチップ部品Cの間の粘着層の)粘着力を消失させるエネルギーPを照射することで、チップ部品CはダイシングテープDSから剥離して、浮上手段2が発する気流により浮上状態となる。なお、ステップS11では、チップ部品Cを剥離する前に、浮上手段2上面とチップ部品C下面の垂直距離が0.1mmから2mm程度にしておくことが望ましい。2mmより離れていると、チップ部品CがダイシングテープDSから剥離した際に傾いて落下して、部分的に浮上手段2と接触する可能性がある。 After alignment in step S01, chip peeling is performed in step S11. In step S11, as shown in FIG. 7(b), energy P that eliminates the adhesive force (of the adhesive layer between the dicing tape DS and the chip component C) is irradiated onto the chip component C through the dicing tape DS, so that the chip component C is peeled off from the dicing tape DS and floated by the airflow generated by the floating means 2. Note that in step S11, before peeling off the chip component C, it is desirable to set the vertical distance between the upper surface of the floating means 2 and the lower surface of the chip component C to about 0.1 mm to 2 mm. If the distance is more than 2 mm, the chip component C may fall at an angle when peeled off from the dicing tape DS, and may come into partial contact with the floating means 2.
剥離工程PdによりダイシングテープDSから剥離したチップ部品Cは、浮上手段2の浮上気流発生部21から発せられる上向きの気流により浮上するとともに、外周気流発生部22から発せられる気流により、浮上手段2の面上における(XY面内での)位置が保持される。すなわち、搬送工程PtにおけるステップS21としている非接触保持状態となっている。 The chip components C peeled off from the dicing tape DS in the peeling process Pd are floated by the upward airflow generated from the floating airflow generating unit 21 of the floating means 2, and their positions on the surface of the floating means 2 (in the XY plane) are maintained by the airflow generated from the peripheral airflow generating unit 22. In other words, they are in a non-contact holding state, which is step S21 in the transport process Pt.
図6の搬送工程Ptでは、ステップS21として浮上手段2にチップ部品Cが非接触保持された状態となったことから、搬送機構3によるスライダ31の移動により、ステップS22として浮上手段2に非接触保持されたチップ部品Cを移動する。 In the transport process Pt of FIG. 6, the chip component C is held in a non-contact state by the levitation means 2 in step S21, and then the slider 31 is moved by the transport mechanism 3 to move the chip component C held in a non-contact state by the levitation means 2 in step S22.
スライダ31とともに移動した浮上手段2は、ステップS02としてボンディングヘッド7下に移動し、図8(a)のように、ボンディングヘッド7のアタッチメントツール72の直下にチップ部品Cが配置されるように位置合わせを行なう。この位置合わせに際しても、上下2視野カメラを用いてもよい。 The floating means 2, which has moved together with the slider 31, moves to below the bonding head 7 in step S02, and aligns the chip component C so that it is placed directly below the attachment tool 72 of the bonding head 7, as shown in FIG. 8(a). A two-view camera with upper and lower fields of view may also be used for this alignment.
この後、ステップS31として、図8(b)のように、アタッチメントツール72の(図示しない)吸着孔を減圧することにより、チップ部品Cはアタッチメントツール72に吸着保持され、接合工程Pbに進む。 After this, in step S31, as shown in FIG. 8(b), the suction hole (not shown) of the attachment tool 72 is depressurized, so that the chip component C is suction-held by the attachment tool 72, and the process proceeds to the joining process Pb.
ステップS31でチップ部品Cがアタッチメントツール72に保持された後に、搬送機構3により浮上手段2はチップ剥離機構4側に退避する(図8(c))。このため、基板ステージ5によりボンディングツール7の下に基板Sが配置され、ステップS32として、アタッチメントツール72が保持するチップCと基板Sの実装箇所との位置合わせが行われる(図9(a))。この位置合わせでは高精度が要求されることから、図示していない上下2視野カメラを用いることが望ましい。なお、ステップS02の位置合わせで上下2視野カメラを用いる場合は、このステップS32で用いる上下2視野カメラを兼用させてもよい。 After the chip component C is held by the attachment tool 72 in step S31, the floating means 2 is retracted by the transport mechanism 3 to the chip peeling mechanism 4 side (FIG. 8(c)). For this reason, the substrate S is placed under the bonding tool 7 by the substrate stage 5, and in step S32, the chip C held by the attachment tool 72 is aligned with the mounting location of the substrate S (FIG. 9(a)). Since high accuracy is required for this alignment, it is desirable to use a two-view camera (not shown) with a top and bottom field of view. Note that if a two-view camera with a top and bottom field of view is used for alignment in step S02, the two-view camera with a top and bottom field of view used in step S32 may also be used for this purpose.
ステップS32で基板Sの実装箇所とチップ部品Cの位置合わせが完了したら、ステップS33として、ボンディングヘッド7を下降してチップ部品Cを基板Sに密着させて加圧する。ここで、ヘッド下部71に加熱手段を設けることにより、加圧とともに加熱を行なってもよい。 When the alignment of the mounting location on the substrate S with the chip component C is completed in step S32, in step S33, the bonding head 7 is lowered to bring the chip component C into close contact with the substrate S and apply pressure. Here, by providing a heating means on the lower part 71 of the head, heating can be performed in addition to pressure application.
ステップS33で所定条件の圧着を行なったら、ステップS34として、アタッチメントツール72による吸着を解除し、図9(c)のようにボンディングヘッド7を上昇させることにより当該箇所へのチップ部品Cの実装は完了する。 After performing pressure bonding under the specified conditions in step S33, in step S34, the attachment tool 72 releases the suction and raises the bonding head 7 as shown in Figure 9(c), completing the mounting of the chip component C at the location.
基板Sの複数個所にチップ部品Cを実装する場合は、ステップS01からの工程を、ステップS32における基板S側の位置合わせ箇所を変更しながら行えばよい。 When mounting chip components C at multiple locations on the substrate S, the process from step S01 onward can be carried out while changing the alignment location on the substrate S side in step S32.
以上のように、本実施形態の実装装置1を用いることにより、チップ部品Cの接合面のみならず、チップ部品Cの外周部も他の物体と接触することなく搬送することができる。すなわち、ダイシングテープからチップ部品を剥離して基板に実装する迄の間で接合面に汚染等のダメージを与えることがなく、接合信頼性の高い実装を行うことができる。 As described above, by using the mounting device 1 of this embodiment, not only the bonding surface of the chip component C but also the outer periphery of the chip component C can be transported without coming into contact with other objects. In other words, the bonding surface is not contaminated or otherwise damaged during the process from peeling the chip component from the dicing tape to mounting it on the substrate, and mounting with high bonding reliability can be performed.
ところで、本実施形態において、浮上手段2として気流によりチップ部品を浮上させる形態としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、チップ部品Cを浮上させつつ横滑りしないように保持できれば他の形態であってもよい。例えば、超音波浮上方式はチップ部品を浮上させつつ保持力も有することから本発明に利用することが可能である。その一例を示したのが図10であり、浮上手段本体20に設けた超音波発生源2Sが発生する超音波により、チップ部品Cが浮上している様子を表している。 In this embodiment, the levitation means 2 is configured to levitate the chip component by airflow, but the present invention is not limited to this, and other configurations are possible as long as the chip component C can be held without sliding sideways while being levitated. For example, an ultrasonic levitation method can be used in the present invention because it can levitate the chip component while also having a holding force. An example is shown in Figure 10, which shows the chip component C being levitated by ultrasonic waves generated by an ultrasonic wave generating source 2S provided in the levitation means main body 20.
また、以上の説明において、チップ部品Cを電極面が下に向いた状態で浮上させる例のみを示してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、電極面を上に向けた状態でチップ部品Cを浮上させることも可能である。例えば図2(a)に示した浮上手段を用いて、図11に示すようにチップ部品Cを浮上させてもよい。 In the above explanation, only an example of floating the chip component C with its electrode surface facing downwards has been shown, but the present invention is not limited to this, and it is also possible to float the chip component C with its electrode surface facing upwards. For example, the floating means shown in FIG. 2(a) may be used to float the chip component C as shown in FIG. 11.
1 実装装置
2 浮上手段
3 搬送機構
4 チップ剥離機構
5 基板ステージ
6 加圧ツール
7 ボンディングヘッド
20 浮上手段本体
21 浮上気流発生部
22 外周気流発生部
25 減圧部
30 レール
31 スライダ
40 ウエハ保持手段
41 エネルギー供給手段
50 吸着テーブル
51 Y方向駆動部
52 X方向駆動部
71 ヘッド下部
72 アタッチメントツール
C チップ部品
E 電極
S 基板
DS ダイシングテープ
FC 外周気流
FU 浮上気流
REFERENCE SIGNS LIST 1 mounting device 2 floating means 3 transport mechanism 4 chip peeling mechanism 5 substrate stage 6 pressure tool 7 bonding head 20 floating means main body 21 floating airflow generating section 22 peripheral airflow generating section 25 pressure reducing section 30 rail 31 slider 40 wafer holding means 41 energy supply means 50 suction table 51 Y-direction driving section 52 X-direction driving section 71 head lower section 72 attachment tool C chip component E electrode S substrate
DS Dicing Tape
FC: Outer airflow FU: Floating airflow
Claims (8)
前記チップ部品を、気流を発生して前記チップ部品を風圧により浮上させる浮上手段を備え、
前記浮上手段が、前記チップ部品直下から垂直上方に向けた気流を発生させる浮上気流発生部と、前記チップ部品の四辺外側から対辺方向上側に向けた気流を発生させる外周気流発生部を有するチップ搬送装置。 A chip transport device that transports chip components to be mounted on a substrate,
a floating means for generating an air flow and floating the chip component by wind pressure,
The floating means is a chip conveying device having a floating airflow generating section that generates an airflow directed vertically upward from directly below the chip component, and an outer peripheral airflow generating section that generates an airflow directed from the outside of the four sides of the chip component toward the upper side in the opposite direction.
前記浮上気流発生部では気流噴出用の穴を垂直方向に設け、
前記外周気流発生部では気流噴出用の穴を垂直方向より対辺方向に向けて設けているチップ搬送装置。 The chip transport device according to claim 1,
The floating airflow generating section has holes for blowing airflow in a vertical direction,
In the chip transport device, the peripheral airflow generating section has holes for blowing airflow oriented in a direction opposite to the side rather than vertically.
前記浮上気流発生部の面形状はチップ部品Cの面形状と概ね等しいチップ搬送装置。 The chip transport device according to claim 1 or 2,
A chip transport device in which the surface shape of the floating airflow generating portion is approximately the same as the surface shape of the chip component C.
前記浮上気流発生部が発生する気流の流量および圧力を、チップ部品Cを0.05mmから0.2mmの高さに浮上させるように調整したチップ搬送装置。 The chip transport device according to claim 1 or 2,
A chip transport device in which the flow rate and pressure of the airflow generated by the floating airflow generating section are adjusted so as to float the chip components C to a height of 0.05 mm to 0.2 mm.
前記チップ部品を、接合面を下に向けた状態で、浮上させるチップ搬送装置。 The chip transport device according to any one of claims 1 to 4,
A chip transport device that floats the chip component with the bonding surface facing downward.
前記チップ部品をダイシングテープから剥離するチップ剥離装置と、
請求項1から請求項5の何れかに記載のチップ搬送装置と、
前記チップ搬送装置により搬送された前記チップ部品を吸着保持し、前記基板に圧着するボンディングヘッドと、を備えた実装装置。 A mounting apparatus that peels off chip components adhered to a dicing tape and then mounts them on a substrate,
a chip peeling device for peeling the chip components from the dicing tape;
A chip transport device according to any one of claims 1 to 5,
a bonding head that sucks and holds the chip component transported by the chip transport device and presses it onto the substrate.
前記接合面を下に向けた状態で前記チップ部品をダイシングテープから剥離するチップ剥離装置と、
請求項5に記載のチップ搬送装置と、
前記チップ搬送装置により搬送された前記チップ部品を前記接合面の反対側で吸着保持し、前記基板に圧着するボンディングヘッドと、を備えた実装装置。 A mounting apparatus for peeling off a chip component having an opposite side of the bonding surface from a dicing tape and then mounting the chip component by facing the bonding surface to a substrate,
a chip peeling device that peels the chip component from the dicing tape with the bonding surface facing downward;
The chip transport device according to claim 5 ;
a bonding head that suction-holds the chip component transported by the chip transport device on the side opposite the bonding surface and presses it onto the substrate.
前記接合面を下に向けた状態で、前記チップ部品を密着させている粘着層を硬化して粘着力を消失し、前記チップ部品を落下させて剥離するチップ剥離工程と、
請求項5に記載のチップ搬送装置を用いて前記チップ部品を搬送するチップ搬送工程と、
前記チップ部品の前記接合面の反対側で保持して、前記基板に圧着する接合工程と、を備えた実装方法。 A mounting method for mounting a chip component on a substrate, the method comprising the steps of: peeling off a chip component adhered to a dicing tape via an adhesive layer; and mounting the chip component on a substrate using a surface of the chip component opposite to the surface of the chip component adhered to the dicing tape as a bonding surface, the method comprising the steps of:
a chip peeling step of hardening an adhesive layer that adheres the chip component to the bonding surface while facing downward, thereby losing adhesive strength, and dropping the chip component to peel it off;
a chip transport step of transporting the chip components using the chip transport device according to claim 5 ;
and a bonding step of holding the chip component on the side opposite the bonding surface and pressing it onto the substrate.
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