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JP6847206B2 - ユニバーサルチップバッチボンディング装置及び方法 - Google Patents

ユニバーサルチップバッチボンディング装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、チップボンディングの分野に関し、特に、ユニバーサルチップバッチボンディング装置及び方法に関する。
フリップチップボンディング技術は、チップを基板上に一体化するための相互接続プロセスである。図1に示すように、運搬ボード5に保持されたキャリア1上の複数のチップ2は、基板4にバッチボンディングされる。複数のチップ2は運搬ボード5上に正確に載置されて吸着される。ボンディング中、チップ2は運搬ボード5上に確実に位置決めされ、チップ2間の距離Lは正確に維持される。このように、単一のチップ2の逐次的なボンディングを複数のチップ2の並列的なボンディングに置き換えることにより、装置の生産性を効果的に向上させることができる。さらに、電子製品は、軽量、薄型、及び小型化の傾向に向かって発展しているため、チップボンディング技術の適用は日々増加している。チップボンディング技術とウェハレベルパッケージ技術とを組み合わせることによって、小型で高性能のパッケージタイプを製造することができる。チップボンディング技術とシリコン貫通電極(TSV;Through−Silicon Via)技術とを組み合わせると、より競争力のあるコスト及び性能を有するチップ構造を製造することができる。現在、この分野には3つのファンアウトボンディング技術(fan−out bonding technique)があり、その中でも、チップファースト(Chip−First)に基づくファンアウトボンディング技術は広く適用されている主流のプロセスである。図2A及び図2Bに示すように、ファンアウトボンディング技術には、主に2つのチップ実装方式がある:ダイアップ方式(チップの上側のマーク)及びダイダウン方式(チップの下側のマーク)である。ダイアップ実装方式ではチップ2上のマーク3は基板4に接触しないが、ダイダウン実装方式ではチップ2上のマーク3は基板4に接触する。当該2つの実装方式は、チップボンディングのために異なるボンディング装置を必要とし、換言すれば、ユニバーサルなボンディング装置は利用できず、従って製造コストを増加させる。
一方、ボンディング技術は、線幅を狭めることなく限られた面積内で最大限のチップスタッキングと集積化を可能にし、システムオンチップ(SoC)のためのウェハパッケージサイズとライン伝導長(line conduction length)を低減することができ、ウェハ伝送効率を改善することができる。ウェハ対ウェハ(W2W)技術と比較して、チップ対ウェハ(C2W)技術は、より高い歩留まり及びより低い製造コストを有する。したがって、C2W技術の高いボンディング精度を確保しつつ、高い生産性を維持することが業界の目標である。
上記の技術的問題を解決するため、ユニバーサルチップバッチボンディング装置及び方法を提供する。
上記の技術的課題を解決するため、本出願は、材料ピックアンドプレース領域と移送作業領域とを備えるユニバーサルチップバッチボンディング装置を提供する。
前記材料ピックアンドプレース領域は、チップを提供するためのブルーテープピックアンドプレースセクションと、基板を収納するための基板ピックアンドプレースセクションとを含み、前記ブルーテープピックアンドプレースセクションと前記基板ピックアンドプレースセクションとは、互いに対向して、前記移送作業領域の端部に配置されており、
前記移送作業領域は、前記ブルーテープピックアンドプレースセクションから前記基板ピックアンドプレースセクションに向かう方向に沿って、チップピックアップ分離セクション、チップアライメント微調整セクション、及びチップバッチボンディングセクションを順次備え、
チップ運搬ボードコンベヤが前記移送作業領域に配置されるとともに当該移送作業領域を横切って配置され、前記チップ運搬ボードコンベヤは、材料を搬送するため、前記チップピックアップ分離セクション、前記チップアライメント微調整セクション、及び前記チップバッチボンディングセクションの間を移動する。
好ましくは、前記チップ運搬ボードコンベヤは、第1の移動プラットフォームと、前記第1の移動プラットフォームに取り付けられた加圧装置と、前記加圧装置に取り付けられた運搬ボードとを備える。
好ましくは、前記チップピックアップ分離セクションには、分離プラットフォーム、フリップハンド、ピックアンドプレース装置が設けられており、前記チップアライメント微調整セクションには、微調整装置が設けられており、前記チップバッチボンディングセクションには、運搬プラットフォームが設けられている。
好ましくは、前記ピックアンドプレース装置は、支持体と、前記支持体に取り付けられ水平方向に移動可能なシフトユニットと、前記シフトユニットに取り付けられ垂直方向に移動可能な昇降ユニットと、前記昇降ユニットに固定的に取り付けられたピックアンドプレースハンドとを備える。
好ましくは、前記昇降ユニットには、第1のアライメントシステムが取り付けられている。
好ましくは、前記微調整装置が、第2の移動プラットフォームと、前記第2の移動プラットフォームに取り付けられた微調整ロボットアームと、前記第2の移動プラットフォームに取り付けられた第2のアライメントシステムとを備える。
好ましくは、第前記運搬プラットフォームには、第3のアライメントシステムが取り付けられている。
好ましくは、前記シフトユニットには、複数の前記昇降ユニットが取り付けられ、それぞれの前記昇降ユニットの下には、1つの前記ピックアンドプレースハンドが取り付けられている。
好ましくは、前記ブルーテープピックアンドプレースセクションには、チップホルダと第1のロボットアームとが設けられ、前記第1のロボットアームは、前記チップホルダ上のチップをピックアップして前記分離プラットフォームへ搬送する。
好ましくは、前記基板ピックアンドプレースセクションには、基板収納部と、第2のロボットアームとが設けられており、前記第2のロボットアームは、運搬プラットフォーム上のボンディングが完了した基板をピックアップし、当該基板を基板収納部に移送する。
好ましくは、前記分離プラットフォーム上に配置されたチップを押し上げるための排出機構が前記分離プラットフォームの下に設けられている。
本出願はまた、前述のユニバーサルチップバッチボンディング装置で使用され、以下のステップを含むユニバーサルチップバッチボンディング方法を提供する。
ステップS1:ブルーテープピックアンドプレースセクションからチップピックアップ分離セクションへチップの移送するステップ、
ステップS2:前記チップピックアップ分離セクションから複数のチップをピックアップし、同時にチップ運搬ボードコンベヤにより前記複数のチップをチップアライメント微調整セクションに搬送して、位置精度を調整するステップ、
ステップS3:調整が完了した後、前記チップ運搬ボードコンベヤを用いて前記複数のチップをチップバッチボンディングセクションに搬送して、バッチボンディングするステップ。
好ましくは、前記ステップS2において、
ボンディング中に前記チップのマークを下向きにする必要がある場合、前記チップは前記チップピックアップ分離セクションにおいてフリップハンドによってピックアップ及びフリップされ、次いで、前記チップ運搬ボードコンベヤに移送され、
ボンディング中に前記チップのマークを上向きにする必要がある場合、前記チップは前記チップピックアップ分離セクションにおいてピックアンドプレース装置によってピックアップされ、次いで、前記チップアライメント微調整セクションにおいて正確な調整を受けた後に、前記チップ運搬ボードコンベヤに移送される。
従来技術と比較して、本出願において提供されるユニバーサルチップバッチボンディング装置及び方法は、材料ピックアンドプレース領域と移送作業領域とを含み、材料ピックアンドプレース領域は、チップを提供するためのブルーテープピックアンドプレースセクションと、基板を収納するための基板ピックアンドプレースセクションとを含み、ブルーテープピックアンドプレースセクションと基板ピックアンドプレースセクションとは、互いに対向して、移送作業領域の端部に配置されており;移送作業領域は、ブルーテープピックアンドプレースセクションから基板ピックアンドプレースセクションに向かう方向に沿って、チップピックアップ分離セクション、チップアライメント微調整セクション、及びチップバッチボンディングセクションを順次備え;チップ運搬ボードコンベヤが移送作業領域に配置されるとともに当該移送作業領域を横切って配置され、チップ運搬ボードコンベヤは、材料を搬送するため、チップピックアップ分離セクション、チップアライメント微調整セクション、及びチップバッチボンディングセクションの間を移動する。本出願の装置は、互換性のある設計によって、2つのチップ実装方式に対して汎用されるため、当該装置の適用範囲を拡大する。さらに、必要に応じてモジュール設計を構成することができ、当該装置の市場潜在力を増大させる。
図1は、フリップチップバッチボンディング技術の概略フローチャートである。 図2Aは、ファンアウトボンディング技術のチップ実装方式の概略図である。 図2Bは、ファンアウトボンディング技術のチップ実装方式の概略図である。 図3は、本発明の実施の形態1に係るユニバーサルチップバッチボンディング装置の正面図である。 図4は、本発明の実施の形態1に係るユニバーサルチップバッチボンディング装置の上面図である。 図5は、本発明の実施の形態1に係るチップ運搬ボードコンベヤの概略構成図である。 図6は、本発明の実施の形態1に係るピックアンドプレース装置の概略構成図である。 図7は、本発明の実施の形態1に係るユニバーサルチップバッチボンディング方法の概略フローチャートである。 図8は、本発明の実施の形態2に係るユニバーサルチップバッチボンディング装置の正面図である。 図9は、本発明の実施の形態2に係るユニバーサルチップバッチボンディング装置の上面図である。 図10は、本発明の実施の形態2に係るピックアンドプレース装置の概略構成図である。
本発明の目的、利点及び特徴をより明確にするために、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態を以下により詳細に説明する。添付の図面は、本発明の目的を説明する際の利便性及び明瞭さを容易にすることのみを目的として、非常に簡略化された形で提示され、必ずしも一定の縮尺で提示されていないことに留意されたい。
実施の形態1
図3及び図4に示すように、本出願において提供されるユニバーサルチップバッチボンディング装置は、材料ピックアンドプレース領域と移送作業領域とを備える。
材料ピックアンドプレース領域は、チップ113を提供するためのブルーテープピックアンドプレースセクション110と、基板123を収納するための基板ピックアンドプレースセクション120とを備える。ブルーテープピックアンドプレースセクション110と基板ピックアンドプレースセクション120とは、互いに対向して、移送作業領域の端部に配置されている。チップ113は、ブルーテープピックアンドプレースセクション110から装填され、ボンディング完了後に基板ピックアンドプレースセクション120に集められる。
移送作業領域は、ブルーテープピックアンドプレースセクション110から基板ピックアンドプレースセクション120に向かう方向に沿って、順次、チップピックアップ分離セクション210、チップアライメント微調整セクション220、及びチップバッチボンディングセクション230を有する。
チップ運搬ボードコンベヤ300は、移送作業領域に配置され、当該移送作業領域を横切って配置される。チップ運搬ボードコンベヤ300は、チップピックアップ分離セクション210、チップアライメント微調整セクション220、チップバッチボンディングセクション230の間を移動して材料を搬送する。
互換性のある設計により、本出願の装置は、ダイアップ及びダイダウンの2つのチップ実装方式に対して普遍的であるため、当該装置の適用範囲を拡大する。さらに、必要に応じてモジュール設計を構成することができ、当該装置の市場潜在力を増大させる。また、本願のボンディング装置は、チップバッチボンディング方式により、チップのピックアップの時間、チップの位置精度の調整の時間、及びチップのボンディングの時間のバランスをとり、ボンディング精度を確保するとともに生産性を向上させる。
好ましくは、図5に示すように、チップ運搬ボードコンベヤ300は、第1の移動プラットフォーム310と、第1の移動プラットフォーム310に取り付けられた加圧装置320と、加圧装置320に取り付けられた運搬ボード330とを備える。運搬ボード330は、一群のチップ113を吸引して保持し、一群のチップ113を基板123に接着するように構成されている。加圧装置320は、運搬ボード330によって吸引された一群のチップ113を基板123にしっかりとボンディングするように構成されている。
好ましくは、図3及び図4に示すように、チップピックアップ分離セクション210には、分離プラットフォーム211、フリップハンド212、及びピックアンドプレース装置213が設けられており;チップアライメント微調整セクション220には微調整装置が設けられており;そして、チップバッチボンディングセクション230には、運搬プラットフォーム231が設けられている。具体的には、分離プラットフォーム211には、一群のチップ113(例えば、1からnまでの番号が付けられたn個のチップ113)を運ぶように構成されたキャリアが提供される。もちろん、各チップ113の上側にはマーク114が設けられている。チップ113は、フリップハンド212によりダイダウンマウント方式でピックアップされるとともにフリップされ、ピックアンドプレース装置213によりダイアップマウント方式でピックアップされて配置される。微調整ユニットによる位置精度の調整後、チップ113はチップ運搬ボードコンベヤ300によってチップバッチボンディングセクション230に運搬され、運搬プラットフォーム231上の基板123にバッチボンディングされる。
好ましくは、図3に示すように、排出機構219は、分離プラットフォーム211の下に設けられ、分離プラットフォーム211上に配置されたチップ113を押し上げてフリップハンド212又はピックアンドプレース装置213によるピックアップを容易にする。
好ましくは、特に、図6に示すように、ピックアンドプレース装置213は、支持体214と、支持体214に取り付けられて水平方向に移動可能なシフトユニット215と、シフトユニット215に取り付けられて垂直方向に移動可能な昇降ユニット216と、昇降ユニット216に固定的に取り付けられたピックアンドプレースハンド217とを備える。シフトユニット215は昇降ユニット216を水平方向(X方向)に移動させるように駆動し、昇降ユニット216はピックアンドプレースハンド217を垂直方向(Z方向)に移動させるように駆動する。これにより、ピックアンドプレース装置213は、分離プラットフォーム211からチップ113を都合よくピックアップして、チップ113を微調整ユニットに正確に移送することができる。
好ましくは、図3に示すように、第1のアライメントシステム218はさらに支持体214に取り付けられている。第1のアライメントシステム218は、ピックアンドプレースハンド217が分離プラットフォーム211からチップ113をピックアップする前にチップ113の位置を走査し、これにより、ピックアンドプレースハンド217によるチップ113の正確なピックアップを保証する。
好ましくは、図3に示すように、微調整装置は、第2の移動プラットフォーム221と、第2の移動プラットフォーム221に取り付けられた微調整ロボットアーム222、及び第2の移動プラットフォーム221に取り付けられた第2のアライメントシステム223とを含む。第2の移動プラットフォーム221は、微調整ロボットアーム222及び第2のアライメントシステム223を駆動して水平方向(X方向)に移動させることにより、第2のアライメントシステム223に、運搬ボード330上の複数のチップ113の位置を順次走査させる。微調整ロボットアーム222は、走査された位置情報及び要求された位置情報に従って、複数のチップ113を運搬ボード330上に正確に配置する。
好ましくは、図3に示すように、第3のアライメントシステム232は、運搬プラットフォーム231上に搭載され、基板123上のマークの位置とチップ113上のマークの位置とを決定して、完全に位置合わせされた2つのマークとボンディングするように構成される。
好ましくは、図3及び図4に示すように、ブルーテープピックアンドプレースセクション110には、チップホルダ111と第1のロボットアーム112とが設けられている。第1のロボットアーム112は、チップホルダ111上のチップ113をピックアップして分離プラットフォーム211に運搬する。基板ピックアンドプレースセクション120には、基板収納部121と第2のロボットアーム122とが設けられている。第2のロボットアーム122は、運搬プラットフォーム231上のボンディングが完了した基板123をピックアップして基板収納部121に搬送する。
特に、図7に示すように、本願は、さらに、上記のユニバーサルチップバッチボンディング装置に適用され、以下のステップを含むユニバーサルチップバッチボンディング方法を提供する。
ステップS1:ブルーテープピックアンドプレースセクション110からチップピックアップ分離セクション210へチップ113の移送するステップ。具体的には、第1のロボットアーム112は、チップホルダ111上のキャリアを掴み、それを分離プラットフォーム211上に配置する。
ステップS2:チップピックアップ分離セクション210から複数のチップ113をピックアップし、同時にチップ運搬ボードコンベヤ300により複数のチップ113をチップアライメント微調整セクション220に送り、位置精度を調整するステップ。
ステップS3:調整が完了した後、チップ運搬ボードコンベヤ300を用いて複数のチップ113をチップバッチボンディングセクション230に搬送して、バッチボンディングするステップ。
本願のボンディング装置は、チップバッチボンディング方式により、チップのピックアップの時間、チップの位置精度の調整の時間、及びチップボンディングの時間のバランスをとり、ボンディング精度を確保するとともに生産性を向上させる。
好ましくは、ステップS2において、ボンディング中にチップ113のマーク114を下向きにする必要がある場合、チップ113は、チップピックアップ分離セクション210においてフリップハンド212によってピックアップ及びフリップされ、次いでチップ運搬ボードコンベヤ300に移送される。精度調整後、チップ113はバッチボンディングのために運搬プラットフォーム231に搬送される。ボンディング中にチップ113のマーク114を上向きにする必要がある場合、チップ113はチップピックアップ分離セクション210においてピックアンドプレース装置213によってピックアップされ、次いで、チップアライメント微調整セクション220に移送される。精度調整後、チップ113はチップ運搬ボードコンベヤ300に移送され、バッチボンディングのため運搬プラットフォーム231に直接搬送される。本出願は、ダイアップ及びダイダウンの2つの実装方式に対して普遍的であるため、本出願の適用範囲を拡大する。
実施の形態2
特に、図8乃至図10に示すように、本実施の形態2が実施の形態1と異なる点は、シフトユニット215に複数の昇降ユニット216が取り付けられており、各昇降ユニット216の下に1つのピックアンドプレースハンド217が取り付けられていることである。換言すれば、支持体214に沿ったシフト装置215の1回の移動は、複数のチップ113を同時に移動させることができ、作業効率を向上させる。もちろん、図8に示すように、複数のピックアンドプレースハンド217のピック及び配置と同時となるように協調するように、複数の微調整ロボットアーム222をチップアライメント微調整セクション220に配置することができ、作業効率をさらに向上させる。
まとめると、本出願において提供されるユニバーサルチップバッチボンディング装置及び方法において、装置は、材料ピックアンドプレース領域及び移送作業領域を含み、ここで、材料ピックアンドプレース領域はチップ113を提供するためのブルーテープピックアンドプレースセクション110と、基板123を収納するための基板ピックアンドプレースセクション120とを備え、ブルーテープピックアンドプレースセクション110と、基板ピックアンドプレースセクション120とは、互いに対向して、移送作業領域の端部に配置されている。移送作業領域は、ブルーテープピックアンドプレースセクション110から基板ピックアンドプレースセクション120に向かう方向に沿って、順次、チップピックアップ分離セクション210、チップアライメント微調整セクション220、及びチップバッチボンディングセクション230を備える。チップ運搬ボードコンベヤ300は、移送作業領域内に配置されるとともに、当該移送作業領域を横切って配置され、チップ運搬ボードコンベヤ300は、チップピックアップ分離セクション210、チップアライメント微調整セクション220、及びチップバッチボンディングセクション230の間を移動して材料を搬送する。互換性のある設計により、本出願の装置は、2つのチップ実装方式に対して普遍的であるため、当該装置の適用範囲を拡大する。さらに、必要に応じてモジュール設計を構成することができ、当該装置の市場潜在力を増大させる。
当業者が本発明の思想及び範囲から逸脱することなく本発明の様々な修正及び変形をなし得ることは明らかである。したがって、本発明は、そのようなすべての修正形態及び変形形態が添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にある場合、そのようなすべての修正形態及び変形形態を包含することを意図している。
図1乃至図2A:1−キャリア、2−チップ、3−マーク、4−基板、及び5−運搬ボード;
図3乃至図10:110−ブルーテープピックアンドプレースセクション、111−チップホルダ、112−第1のロボットアーム、113−チップ、114−マーク、120−基板ピックアンドプレースセクション、121−基板収納部、122−第2のロボットアーム、123−基板、210−チップピックアップ分離セクション、211−分離プラットフォーム、212−フリップハンド、213−ピックアンドプレース装置、214−支持体、215−シフトユニット、216−昇降ユニット、217−ピックアンドプレースハンド、218−第1のアライメントシステム、219−排出機構、220−チップアライメント微調整セクション、221−第2の移動プラットフォーム、222−微調整ロボットアーム、223−第2のアライメントシステム、230−チップバッチボンディングセクション、231−運搬プラットフォーム、232−第3のアライメントシステム、300−チップ運搬ボードコンベヤ、310−第1の移動プラットフォーム、320−加圧装置、及び330−運搬ボード

Claims (13)

  1. 材料ピックアンドプレース領域と移送作業領域とを備え、
    前記材料ピックアンドプレース領域は、チップを提供するためのブルーテープピックアンドプレースセクションと、基板を収納するための基板ピックアンドプレースセクションとを含み、前記ブルーテープピックアンドプレースセクションと前記基板ピックアンドプレースセクションとは、前記移送作業領域の互いに対向する端部に配置されており、
    前記移送作業領域は、前記ブルーテープピックアンドプレースセクションから前記基板ピックアンドプレースセクションまで延びる水平方向に沿って、チップピックアップ分離セクション、チップアライメント微調整セクション、及びチップバッチボンディングセクションを順次備え、
    チップ運搬ボードコンベヤが前記移送作業領域に配置されるとともに前記チップピックアップ分離セクション、前記チップアライメント微調整セクション、及び前記チップバッチボンディングセクションの上に延在し、前記チップ運搬ボードコンベヤは、材料を搬送するため、前記チップピックアップ分離セクション、前記チップアライメント微調整セクション、及び前記チップバッチボンディングセクションの間を水平方向に移動する、
    ユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  2. 前記チップ運搬ボードコンベヤは、第1の移動プラットフォームと、前記第1の移動プラットフォームに取り付けられた加圧装置と、前記加圧装置に取り付けられた運搬ボードとを備える、請求項1に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  3. 前記チップピックアップ分離セクションには、分離プラットフォーム、フリップハンド、ピックアンドプレース装置が設けられており、
    前記チップアライメント微調整セクションには、微調整装置が設けられており、
    前記チップバッチボンディングセクションには、運搬プラットフォームが設けられており、
    ボンディング中に前記チップのマークを下向きにする必要がある場合、前記チップは前記チップピックアップ分離セクションにおいてフリップハンドによってピックアップ及びフリップされ、次いで、前記チップ運搬ボードコンベヤに移送され、
    ボンディング中に前記チップのマークを上向きにする必要がある場合、前記チップは前記チップピックアップ分離セクションにおいてピックアンドプレース装置によってピックアップされ、次いで、前記チップアライメント微調整セクションにおいて正確な調整を受けた後に、前記チップ運搬ボードコンベヤに移送される、請求項2に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  4. 前記ピックアンドプレース装置は、支持体と、前記支持体に取り付けられ水平方向に移動可能なシフトユニットと、前記シフトユニットに取り付けられ垂直方向に移動可能な昇降ユニットと、前記昇降ユニットに固定的に取り付けられたピックアンドプレースハンドとを備える、請求項3に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  5. 前記昇降ユニットには、第1のアライメントシステムが取り付けられている、請求項4に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  6. 前記微調整装置が、第2の移動プラットフォームと、前記第2の移動プラットフォームに取り付けられた微調整ロボットアームと、前記第2の移動プラットフォームに取り付けられた第2のアライメントシステムとを備える、請求項5に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  7. 前記運搬プラットフォームには、第3のアライメントシステムが取り付けられている、請求項6に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  8. 前記シフトユニットには、複数の前記昇降ユニットが取り付けられ、それぞれの前記昇降ユニットの下には、1つの前記ピックアンドプレースハンドが取り付けられている、請求項4に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  9. 前記ブルーテープピックアンドプレースセクションには、チップホルダと第1のロボットアームとが設けられ、前記第1のロボットアームは、前記チップホルダ上のチップをピックアップして前記分離プラットフォームへ搬送する、請求項3に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  10. 前記基板ピックアンドプレースセクションには、基板収納部と、第2のロボットアームとが設けられており、前記第2のロボットアームは、運搬プラットフォーム上のボンディングが完了した基板をピックアップし、当該基板を基板収納部に移送する、請求項3に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  11. 前記分離プラットフォーム上に配置されたチップを押し上げるための排出機構が前記分離プラットフォームの下に設けられている、請求項3に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置。
  12. 請求項1に記載のユニバーサルチップバッチボンディング装置で使用され、
    ステップS1:ブルーテープピックアンドプレースセクションからチップピックアップ分離セクションへチップの移送するステップ、
    ステップS2:前記チップピックアップ分離セクションから複数のチップをピックアップし、同時にチップ運搬ボードコンベヤにより前記複数のチップをチップアライメント微調整セクションに搬送して、位置精度を調整するステップ、
    ステップS3:調整が完了した後、前記チップ運搬ボードコンベヤを用いて前記複数のチップをチップバッチボンディングセクションに搬送して、バッチボンディングするステップ、
    を備える、ユニバーサルチップバッチボンディング方法。
  13. 前記ステップS2において、
    ボンディング中に前記チップのマークを下向きにする必要がある場合、前記チップは前記チップピックアップ分離セクションにおいてフリップハンドによってピックアップ及びフリップされ、次いで、前記チップ運搬ボードコンベヤに移送され、
    ボンディング中に前記チップのマークを上向きにする必要がある場合、前記チップは前記チップピックアップ分離セクションにおいてピックアンドプレース装置によってピックアップされ、次いで、前記チップアライメント微調整セクションにおいて正確な調整を受けた後に、前記チップ運搬ボードコンベヤに移送される、請求項12に記載のユニバーサルチップバッチボンディング方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109461667A (zh) * 2018-12-06 2019-03-12 深圳市佳思特光电设备有限公司 半导体芯片封装键合设备及实现方法
CN111554604B (zh) * 2020-04-30 2023-11-21 苏州均华精密机械有限公司 提高精度与速度的接合装置
CN117116838B (zh) * 2023-08-08 2024-01-30 广东工业大学 阵列水射流刺晶式Mini-LED巨量转移装置及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3504166B2 (ja) * 1998-11-25 2004-03-08 株式会社新川 フリップチップボンディング装置
CN2664198Y (zh) * 2003-08-18 2004-12-15 威盛电子股份有限公司 多芯片封装结构
JP4831091B2 (ja) * 2008-02-21 2011-12-07 パナソニック株式会社 ダイボンディング装置及びダイボンディング方法
CN201522998U (zh) * 2009-11-06 2010-07-07 华中科技大学 一种芯片拾取与翻转装置
CN103367208B (zh) * 2013-07-02 2015-10-28 华中科技大学 一种用于高密度芯片的倒装键合平台
KR101503151B1 (ko) * 2013-08-23 2015-03-16 세메스 주식회사 다이 본딩 장치 및 이를 이용한 다이 본딩 방법
JP2015130414A (ja) * 2014-01-08 2015-07-16 東レエンジニアリング株式会社 自動ボンディング装置
KR101614204B1 (ko) * 2014-04-29 2016-04-20 세메스 주식회사 다이 픽업 유닛, 이를 포함하는 다이 본딩 장치 및 방법
SE538792C2 (en) * 2015-02-06 2016-11-29 Stora Enso Oyj Apparatus and method for component assembly
US10743447B2 (en) * 2015-02-26 2020-08-11 Fuji Corporation Component mounting machine
CN107134418B (zh) * 2016-02-29 2020-02-18 上海微电子装备(集团)股份有限公司 倒装芯片键合装置及键合方法
CN107134422A (zh) * 2016-02-29 2017-09-05 上海微电子装备(集团)股份有限公司 芯片键合装置及方法
CN107134427B (zh) * 2016-02-29 2020-05-01 上海微电子装备(集团)股份有限公司 芯片键合装置及方法

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