(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースブロックと、該ベースブロックに上下動可能に設けられたボンディングチップブロックと、前記ベースブロックに設けられ、前記ボンディングチップブロックを自重により下降させると共に上動させる上下動手段と、前記ベースブロックに設けられ、前記ボンディングチップブロックに下方向への圧力を加える加圧手段と、前記ベースブロックに設けられ、前記ボンディングチップブロックの自重を打ち消すボンディングチップブロック自重打消手段とを備え、前記上下動手段は、モータの正転及び逆転により下降及び上昇して前記ボンディングチップブロックを自重により下降させると共に上動させる昇降駒と、該昇降駒の自重を打ち消す昇降駒自重打消手段を具備することを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
請求項１記載の発明において、前記ボンディングチップブロック自重打消手段は、前記ボンディングチップブロックと同じ重さのバランスウェイトと、該バランスウェイトと前記ボンディングチップブロックとを連結する連結手段とを備えていることを特徴とするボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一の電子部品を他の電子部品上にボンディングするボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＬＳＩ等の半導体チップを液晶表示パネルや回路基板等に実装する場合、ボンディング装置を使用している。図５は従来のこのようなボンディング装置の一例の一部の斜視図を示したものである。このボンディング装置はベースブロック１を備えている。ベースブロック１の前面にはボンディングチップブロック２が一対のガイド部材３を介して上下動可能に設けられている。ボンディングチップブロック２は、一対のガイド部材３に上下動可能に取り付けられた可動ブロック４と、可動ブロック４の下面に設けられたボンディングチップ５と、可動ブロック３の上面に設けられた連結板６とからなっている。連結板６には長円孔７が形成されている。
【０００３】
ベースブロック１の前面上部には、図示していないが、ブラケットが設けられている。ブラケットの下面にはシリンダ（加圧手段）８が設けられている。シリンダ８のピストンロッド９の下端部は、一点鎖線の矢印で示すように、可動ブロック４の上面中央部に対して接離可能となっている。
【０００４】
ベースブロック１の後面上部にはブラケット１１が設けられている。ブラケット１１の後端部下面にはモータ１２が設けられている。モータ１２の軸１３は、ブラケット１１に設けられた円孔１４を貫通してブラケット１１の上方に突出され、この突出部にはプーリ１５が設けられている。一方、ベースブロック１の所定の箇所にはボールネジ１６が回転可能に設けられている。ボールネジ１６の上部はベースブロック１の上方に突出され、この突出部にはプーリ１７が設けられている。両プーリ１５、１７間にはベルト１８が設けられている。
【０００５】
ボールネジ１６の下部は、ベースブロック１の所定の箇所に設けられた開口部２１内に配置されている。開口部２１内におけるボールネジ１６には昇降駒２２が上下動可能に且つ回転可能に取り付けられている。昇降駒２２の前面にはピン２３が設けられている。ピン２３の先端部は連結板６の長円孔７に上下動可能に挿通されている。そして、ピン２０の先端部が連結板６の長円孔７に挿通されていることにより、昇降駒２２のボールネジ１６に対する回転が防止されている。
【０００６】
次に、この場合のボンディングの対象である半導体チップ２４及び液晶表示パネル２５について簡単に説明する。半導体チップ２４は、チップ本体の下面にバンプ電極（図示せず）が設けられた構造となっている。液晶表示パネル２５は、下基板２６の所定の一辺部が上基板２７から突出され、この突出部の上面の半導体チップ搭載領域に接続電極（図示せず）が設けられた構造となっている。この場合、下基板２６の突出部上の半導体チップ搭載領域には異方性導電接着剤２８が配置されている。
【０００７】
次に、このボンディング装置でボンディングを行う場合について説明するに、まず、その初期状態について説明する。昇降駒２２はピン２３と共に上限位置に位置している。この状態では、ボンディングチップブロック２が自重により下降しようとするも、ピン２３が連結板６の長円孔７内において相対的に上限位置に位置していることにより、ボンディングチップブロック２も上限位置に位置している。また、シリンダ８のピストンロッド９は退入した状態にあり、可動ブロック４の上面中央部から適宜に離間している。
【０００８】
さて、このボンディング装置でボンディングを行う場合には、まず、図示しないボンディングステージの上面に、公知の各種方法により供給される液晶表示パネル２５を吸着させる。また、上限位置にあるボンディングチップ５の下面に、公知の各種方法により供給される半導体チップ２４を吸着させる。
【０００９】
次に、モータ１２が正転すると、軸１３の正転力がプーリ１５、ベルト１８及びプーリ１７を介してボールネジ１６に伝達されることにより、ボールネジ１６が正転し、昇降駒２２がピン２３と共に所定の距離だけ下降する。すると、ピン２３の下降に伴い、ボンディングチップブロック２が自重により所定の距離だけ下降し、半導体チップ２４が液晶表示パネル２５の半導体チップ搭載領域上の異方性導電接着剤２８上にただ単に載置される状態となる。
【００１０】
次に、シリンダ８のピストンロッド９が突出すると、ピストンロッド９の下端部が可動ブロック４の上面中央部３ａを下方に向かって押圧する。すると、所定の加熱状態にあるボンディングチップ５の下面から半導体チップ２４を介して異方性導電接着剤２８に対して所定の圧力と熱が加えられ、これにより半導体チップ２４が異方性導電接着剤２８を介して液晶表示パネル２５の半導体チップ搭載領域上にボンディングされる。この後、シリンダ８のピストンロッド９が退入し、ボンディングチップ５による半導体チップ２４に対する吸着が解除され、モータ１２が逆転すると、このボンディング装置は初期状態に戻る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のこのようなボンディング装置において、ボンディング時に半導体チップ２４つまり異方性導電接着剤２８に加わる圧力（ボンディング荷重）としては、シリンダ８のピストンロッド９の突出による加圧力のほかに、ボンディングチップブロック２の自重による加圧力もある。一方、最近では、半導体チップ２４の小型化や高密度実装に伴い、ボンディング荷重を低荷重とする傾向にある。したがって、最近のこの事情を考慮すると、ボンディングチップブロック２の自重による加圧力を無視することはできないという問題がある。
この発明の課題は、ボンディングチップブロックの自重がボンディング荷重に影響を与えないようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ベースブロックと、該ベースブロックに上下動可能に設けられたボンディングチップブロックと、前記ベースブロックに設けられ、前記ボンディングチップブロックを自重により下降させると共に上動させる上下動手段と、前記ベースブロックに設けられ、前記ボンディングチップブロックに下方向への圧力を加える加圧手段と、前記ベースブロックに設けられ、前記ボンディングチップブロックの自重を打ち消すボンディングチップブロック自重打消手段とを備え、前記上下動手段は、モータの正転及び逆転により下降及び上昇して前記ボンディングチップブロックを自重により下降させると共に上動させる昇降駒と、該昇降駒の自重を打ち消す昇降駒自重打消手段を具備したものである。
この発明によれば、ボンディングチップブロックの自重を打ち消すボンディングチップブロック自重打消手段と、昇降駒の自重を打ち消す昇降駒自重打消手段とを備えているので、ボンディングチップブロックと、昇降駒の自重がボンディング荷重に与える影響を与えないようにすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１参考例）
図１は第１参考例におけるボンディング装置の要部の斜視図を示したものである。この図において、図５と同一部分には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。このボンディング装置は、ワイヤ３５及びバランスウェイト３６等からなるボンディングチップブロック自重打消手段３１を備えている。すなわち、連結板６の上面中央部にはワイヤポスト３２が設けられている。シリンダ８取付用のブラケット（図示せず）の上側には図示しない軸に回転可能に取り付けられたプーリ３３が設けられ、モータ１２取付用のブラケット１１の後端部の上側には図示しない軸に回転可能に取り付けられたプーリ３４が設けられている。そして、両プーリ３３、３４に掛け渡されたワイヤ３５の一端部はワイヤポスト３２に取り付けられ、ワイヤ３５の他端部にはバランスウェイト３６が取り付けられている。
【００１４】
この場合、バランスウェイト３６の重さはボンディングチップブロック２の重さと同じとなっている。したがって、このボンディング装置では、ボンディングチップブロック２の自重による下降をバランスウェイト３６の自重による下降によって打ち消すことができ、ボンディングチップブロック２の自重がボンディング荷重に影響を与えないようにすることができる。この結果、ボンディング時に半導体チップ２４つまり異方性導電接着剤２８に加わる圧力（ボンディング荷重）としては、シリンダ８のピストンロッド９の突出による加圧力のみとなり、ボンディング荷重を容易に低荷重で一定とすることができる。
【００１５】
（第２参考例）
上記第１参考例では、ボンディングチップブロック自重打消手段３１を１組設けた場合について説明したが、これに限らず、図２に示す第２参考例のように、２組設けるようにしてもよい。すなわち、可動ブロック４の左側面及び右側面にはワイヤポスト３２が設けられている。シリンダ８取付用のブラケット（図示せず）の上側には図示しない軸の両端部に回転可能に取り付けられたプーリ３３が設けられ、モータ１２取付用のブラケット１２の後端部の上側には図示しない軸の両端部に回転可能に取り付けられたプーリ３４が設けられている。そして、各２つずつのプーリ３３、３４に掛け渡されたワイヤ３５の各一端部はワイヤポスト３２に取り付けられ、ワイヤ３５の各他端部にはバランスウェイト３６（一方は図示せず）が取り付けられている。この場合、２つのバランスウェイト３６の重さは同じで、その合計重さはボンディングチップブロック２の重さと同じとなっている。したがって、この場合には、ボンディングチップブロック２の重さを２つのバランスウェイト３６の重さによって左右均等に打ち消すことができる。
【００１６】
（第３参考例）
上記第１参考例では、ボンディングチップブロック２とバランスウェイト３６とをワイヤ３５で連結した場合について説明したが、これに限らず、図３に示す第３参考例のようにしてもよい。すなわち、モータ１２取付用のブラケット１１の中央部の上側には、軸４１に中央部を揺動可能に取り付けられた揺動連結バー４２が設けられている。揺動連結バー４２の両端部には長円孔４３、４４が形成されている。これらの長円孔４３、４４には、２つの連結バー４５、４６の各上端部に設けられた軸部４７、４８が移動可能に嵌合されている。一方の連結バー４５の下端部は連結板６の上面に連結されている。この場合、一方の連結バー４５と連結板６とを一体的に形成してもよい。他方の連結バー４６の下端部にはバランスウェイト３６が設けられている。
【００１７】
（第１実施形態）
図４はこの発明の第１実施形態におけるボンディング装置の要部の斜視図を示したものである。この図において、図１と同一部分には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。このボンディング装置は、ボンディングチップブロック自重打消手段３１のほかに、昇降駒自重打消手段５１を備えている。すなわち、モータ１２取付用のブラケット１１は図示を省略しているが後方に適宜に延ばされており、この延ばされた部分の所定の箇所にはボールネジ５２が回転可能に設けられている。この場合、ボールネジ５２のねじのむきはボールネジ１６のねじのむきと逆となっている。ブラケット１１の上方に位置するボールネジ５２の上端部にはプーリ５３が設けられている。このプーリ５３とモータ１２の軸１３の上端部に設けられたプーリ５４との間にはベルト５５が設けられている。ブラケット１１の下方に位置するボールネジ５２には昇降駒バランサー５６が上下動可能に且つ回転可能に取り付けられている。この場合、昇降駒バランサー５６は、昇降駒２２とねじのむきが逆であるだけで同じものからなっている。また、昇降駒バランサー５６は、図示していないが、ブラケット１１の後端部下面に設けられたガイド部材によってボールネジ５２に対する回転を防止されている。
【００１８】
次に、このボンディング装置において、モータ１２が正転して停止する場合について説明する。モータ１２が正転すると、軸１３の正転力がプーリ１５、ベルト１８及びプーリ１７を介してボールネジ１６に伝達されることにより、ボールネジ１６が正転し、昇降駒２２が下降する。これと同時に、軸１３の正転力がプーリ５３、ベルト５５及びプーリ５４を介してボールネジ５２に伝達されることにより、ボールネジ５２が正転し、昇降駒バランサー５６が上昇する。
【００１９】
そして、モータ１２が停止すると、昇降駒２２及び昇降駒バランサー５６が共に自重により下降しようとする。昇降駒２２が下降しようとする力は、ボールネジ１６、プーリ１７、ベルト１８及びプーリ１５を介して軸１３に伝達されることにより、軸１３を正転させようとする力として作用する。一方、昇降駒バランサー５６が下降しようとする力は、ボールネジ５２、プーリ５３、ベルト５５及びプーリ５４を介して軸１３に伝達されることにより、軸１３を逆転させようとする力として作用する。そして、軸１３を正転させようとする力と逆転させようとする力とが互いに打ち消し合うことにより、昇降駒２２は下降位置で停止し、昇降駒バランサー５６は上昇位置で停止する。
【００２０】
このように、このボンディング装置では、モータ１２が正転して停止しても、昇降駒２２の自重による下降を昇降駒バランサー５６の自重による下降によって打ち消すことができる。また、モータ１２が逆転して停止した場合も、昇降駒２２の自重による下降を昇降駒バランサー５６の自重による下降によって打ち消すことができる。この結果、モータ１２の非通電時における自然回転が防止され、ボンディングチップブロック２の不要な下降が防止されることになる。また、ボンディングチップブロック２の不要な下降が防止されることにより、次の動作にスムーズに移行することができ、装置の高速動作に寄与することができる。なお、図２及び図３に示した各参考例においても、上記のような昇降駒自重打消手段５１を設けるようにしてもよいことはもちろんである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ボンディングチップブロックの自重を打ち消すボンディングチップブロック自重打消手段と、昇降駒の自重を打ち消すボンディングチップブロック自重打消手段とを備えているので、ボンディングチップブロックと昇降駒の自重とがボンディング荷重に影響を与えないようにすることができ、この結果ボンディング時の圧力としては加圧手段による加圧力のみとなり、ボンディング荷重を容易に低荷重で一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例におけるボンディング装置の要部の斜視図。
【図２】第２参考例におけるボンディング装置の要部の斜視図。
【図３】第３参考例におけるボンディング装置の要部の斜視図。
【図４】この発明の第１実施形態におけるボンディング装置の要部の斜視図。
【図５】従来のボンディング装置の一例の一部の斜視図。
【符号の説明】
１ ベースブロック
２ ボンディングチップブロック
４ 可動ブロック
５ ボンディングチップ
８ シリンダ
１２ モータ
１６ ボールネジ
２２ 昇降駒
２３ ピン
２４ 半導体チップ
２５ 液晶表示パネル
３１ ボンディングチップブロック自重打消手段
３５ ワイヤ
３６ バランスウェイト
５１ 昇降駒自重打消手段
５２ ボールネジ
５６ 昇降駒バランサー
【図１】
0003630020.tif 000002
【図２】
0003630020.tif 000003
【図３】
0003630020.tif 000004
【図４】
0003630020.tif 000005
【図５】
0003630020.tif 000006